消防设计中几个常见问题分析与探讨
2016-06-27 17:45阅读：
消防设计中几个常见问题分析与探讨
崔景立
摘要：文章对建筑物中庭消防水系统设计、自动扶梯消防水系统设计、双层机械立体车库消防水系统设计、消防水泵有关技术问题和全面设置喷淋系统等五个方面的内容进行了归纳和分析，并就有关问题进行了讨论。
关键词： 中庭
自动扶梯 机械立体车库
离心泵
1 关于建筑物中庭消防水系统设计探讨
一般理解，中庭通常是指建筑内部的庭院空间，其最大的特点是形成具有位于建筑内部的“室外空间”，是建筑设计中营造一种与外部空间既隔离又融合的特有形式，或者说是建筑内部环境分享外部自然环境的一种方式。中庭通常具有如下特点：“设在建筑物裙房或主楼内部、净高较高、贯穿多个楼层。”
自《建筑设计防火规范》GB50016-2006颁布实施以来，由于该规范8.5.7条做了如下规定：“建筑面积大于3000m2且无法使用自动喷水灭火系统的展览厅、体育馆观众厅等人员密集场所，建筑面积大于5000m2
且无法采用自动喷水灭火系统的丙类厂房，宜设置固定消防炮等灭火系统。”尽管中庭不同于“……展览厅、体育馆观众厅……”，但是，中庭消防水系统不断采用固定消防炮却是一个不争的事实。
中庭需要设置消防水炮吗？中庭的消防水系统该如何设计？
对火灾科学或者消防工作而言，不论任何消防技术或手段，其研究或应用的出发点，务必结合火灾的三要素（可燃物、助燃剂和火源），而不是为了技术而技术。对建筑物中庭，其可燃物，或火灾负荷到底有多大呢？众所周知，在2005.10.1《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）发布实施之前，净空高度超过8m的中庭是仅设室内消火栓系统的。
对照现行《建筑设计防火规范》GB50016-2014的两个条文，（1）5.3.2条第3、4款“中庭应设置排烟设施，中庭内不应布置可燃物”；（2）8.3.5条，“根据本规范要求难以设置自动喷水灭火系统的展览厅、观众厅等人员密集的场所和丙类生产车间、库房等高大空间场所，应设置其他自动喷水灭火系统，并宜采用固定消防炮等灭火系统。”结合5.3.2条，中厅内不应布置可燃物，那么，按照现行《消防给水及消火栓系统技术规范》设置室内消火栓足矣。同时，结合8.3.5条，无论中庭净高有多少，毕竟不同于“展览厅、观众厅”等人员密集场所，不构成设置固定消防炮的前提条件。
因此，对设置在建筑物内部的中庭而言，建议仅设置室内消火栓系统即可；当设置有中庭回廊时，仅在中庭回廊上部布置自动喷水灭火系统，并在回廊内根据规范要求设置室内消火栓系统。
2 自扶梯消防水系统设计探讨
从以往的《高层民用建筑设计防火规范》GB50045，到现行《建筑设计防火规范》GB50016，均要求在自动扶梯底部设置自动喷水灭火系统。既然设置了消防系统，必然有被保护对象。那么，自动扶梯底部的自动喷水灭火系统，其保护对象是什么？是人？是物？还是扶梯本身？如果是保护扶梯，扶梯的哪些部位需要喷淋保护呢？就一般自动扶梯而言，主要由梯级（梯级踏板、踢板、梯级骨架、车轮）、牵引机构（牵引链条或牵引齿条）、导向轨道系统、驱动装置（电动机、减速器、制动器、传动链条及驱动主轴等）、张紧装置、扶手装置、金属结构和电气控制系统等组成。其中，主要润滑部件有减速机蜗母齿轮、链索链轮等，如链条、轴承、齿轮（箱）等，这里需用到润滑油，其润滑油无论是矿物润滑油还是合成润滑油，其燃点较高，用量也不大。如果仅仅因为其是“油”，就考虑在整个扶梯空间内设置喷淋保护，那么，日常见到最多的、高层建筑内最常用的、垂直交通用的客（货）电梯，也要用到润滑油，其顶部电梯机房内或井道内是否也需要设置自动喷水灭火系统呢？答案显而易见。此外，作为给水排水专业设计人员，虽然不具备机械传动等相关专业知识，但润滑油还是经常见到的，其火灾危险性究竟几何？
就扶梯本身而言，在下部布置喷淋系统，往往需要对扶梯底部进行二次装修，给工程带来不必要的投入。其次，到目前为止，因自动扶梯引发的火灾案例，又有多少呢？有关该条款，建议在今后规范修订时予以讨论为盼。
3 双层机械立体车库消防设计探讨
双层、或者三层机械立体车库在日常设计中较常遇到。根据现行喷淋规范和车库防火规范，地下车库通常按照中危险II级设计。由于现行喷淋规范对机械立体车库没有明确规定，设计较多参考国家有关技术措施的要求，在车库顶板下设置直立型喷头，并从顶板下喷淋配水管网上向下引出配水支管，并在下层车位端头布置边墙型喷头。如今，这种做法似乎成了此类机械立体车库的固定做法。同样，根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）6.1.3条，顶板为水平的轻危险、中危险I级居住和办公室，可采用边墙型喷头。显然，在车库中布置边墙型喷头，与喷淋规范本身是矛盾的。
对自动喷水灭火系统而言，其功能是自动灭火，还是控火？目前尚存争议。就系统本身而言，在建筑消防安全方面，仍发挥了不可替代的作用。但是，作为一项基本的消防技术，从消防水源，到消防供水，再到系统的管网构成，务必立足于简单实用，切忌盲目扩大。以双层机械立体车库的的下层喷头为例，眼下有的在喷头处增设了集热罩，有的则没有集热罩。即便设置了集热罩，喷头是否能够快速爆破喷水，从目前的有关技术文献来看，也是不乐观的。既然下层车位增设的喷头不易实现有效的控火灭火，莫如仅在车库顶板下设置，火灾发生时，依靠自动喷水灭火系统控制火灾蔓延，必要时，通过车库内的室内消火栓系统进行火灾扑救。
4 消消防水泵有关技术问题探讨
根据现行《消防给水及消火栓系统技术规范》5.1.6条第5款“当出流量为设计流量的150%时，其出口压力不应低于设计工作压力的65%”。
现行消火栓水泵或喷淋水泵，均为离心水泵。既然是离心水泵，必然要符合离心水泵的基本原理。对水泵选型，通常要求设计工况位于水泵的高效区。假定设计工况（Q、H）位于离心消防泵的效率曲线（Q-η）的最高点，当水泵流量达到设计流量的150%时，此时，流量和扬程的乘积则是1.5Q×0.65H=0.975Q.H，换句或说，当水泵流量达到设计流量的1.5倍时，水泵的效率与设计工况相比，近似不变，对于这一点，尚存疑惑。
对离心式水泵而言，用于生活供水也罢，用于消防供水也罢，只有用途不同，其工作原理并不会因为用途的不同而发生变化。
再比如，有的地方，当市政进水只有一条的时候，要求在场区内设专门的室外消火栓供水管道和室外消火栓供水泵（不让与室外生活给水合用管网），并采取相应技术措施确保管网从室外地面算起压力不小于0.1MPa。试想，如果这么要求，室外消火栓泵的启动怎么控制？是与室内系统联动？还是消防队员到现场开始使用室外消火栓时再行启泵？很难说的清楚。而且，原本就可以通过市政供水压力解决的事情，却因为两路市政进水这样一个规定，把原本简单的事情，人为复杂化。此外，严寒地区的消防水鹤，保护半径可以达到1000m，其供水量相当于两套室外消火栓的供水量。那么，在非严寒地区，普通室外消火栓设置的三个要求：150m的保护半径、120m的间距、距水泵接合器不大于40m，这三个指标往往使得室外消火栓给水系统设计无所适从。
笔者设想，今后有关消防给水系统规范需要修订时，务必需要将消防给水设计的有关要求与建筑消防体系紧密结合起来，从建筑消防设计体系出发，对有关专业的有关技术做出合理取舍。如果每个专业仅强调自身专业在消防体系中的重要性，其结果只能造成整个建筑消防体系越来越庞大，有悖“经济实用”这个工程设计的基本原则。
5 设置喷淋系统的建筑，是否需要全面设置
时下，有这么一种观点，当一座建筑物根据有关防火规范需要设置自动喷水灭火系统时，需要在建筑物内部全面布置自动喷水灭火系统。诚然，自动喷水灭火系统很重要。但是，是不是重要了，就要全面设置呢？
结合日常设计，对普通多层或高层民用建筑设计而言，其内部场所大致可以划分为以下几种：（1）适宜用水扑救场所；（2）不适宜用水扑救场所；（3）可用水扑救，但本身火灾危险性极低场所。
关于第一项和第二项，规范多有明确，不再赘述。有关第三项，如果发生火灾，可以用水进行扑救，但是，此类场所发生火灾的可能性微乎其微，几可忽略。如与暖通空调专业有关的风机房、制冷机房、换热站、水泵房、组合式空调器机房等；与给排水专业有关的各类水处理机房、生活与消防水泵房、屋顶生活与消防水箱间、热水机房、湿式报警阀房间等……，这一类房间，发生火灾的几率又有多少呢？而且，当这些房间以外的公共场所设有喷淋系统时，可以有效阻止火灾蔓延。
上述有关设备机房内，保温材料的耐火等级越来越高、电缆的耐火性能越来越高、电缆桥架大量使用封闭线槽。从某种意义上讲，类似有关场所，从阻断火灾三要素的角度做了大量的工作，是否还需要在这些场所设置自动喷水灭火系统，值得消防监管与防火设计等有关方面重新探讨。
结语
对工业和民用建筑设计而言，消防设计是其中的重要一项。但是，对消防本身而言，一方面，务必深入贯彻“预防为主，防消结合”的原则。另一方面，在防火设计时，需要在建筑消防的总体框架下，合理做好各专业的取舍，而不是一味求全。在防火技术的把握方面，也需要进一步明确现有技术的利弊，分析被保护对象的特点，该加强的加强，该弱化的弱化。由于水平有限，不当之处，还望业内专家同仁不吝批评指正。
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