某大型展览建筑消防水幕的设计分析

■林飞平 ■厦门准信机电工程有限公司，福建 厦门 361000

1 展厅防火分隔水幕设计

1.1 大型展厅防火分隔水幕的特点

大型展厅由于跨距大、净空高，其防火分隔水幕的保护长度和高度也同样受到影响。以某会展中心为例，整个展厅内设两道水幕用于展厅的防火分隔，保护的洞口尺寸分别达到了69.6M(长)x12.5M(高)和60.6M(长)x10.35M(高)。远远超过了《自动喷水灭火系统设计规范》的要求。水幕的保护长度直接关系到系统的用水量。

大型展厅防火分隔水幕的特点是:保护的洞口部位既长又高、用水量大、设计计算复杂、施工难度高。

图1 某会展中心防火分隔水幕设置示意图

1.2 防火分隔水幕的水量计算

根据《自动喷水灭火系统设计规范》要求，防火分隔水幕系统的喷水强度为2L/s.m，图一中18 轴处水幕长度为69.6M，设计最小流量为139.2L/s，实际设计流量为155L/s;37 轴处水幕长度为60.6M，设计最小流量为121.2L/s，实际设计流量为135L/s。

1.3 其他设计

(1)供水干管管径。运用国外先进的水力计算软件PipeFlowExpertv4.12 计算出水幕系统的供水干管管径为DN250，干管的流速为3.22L/s，符合《自动喷水灭火系统设计规范》关于管道内经济流速的要求。

(2)水泵选型。当中部展厅发生火灾时，必须同时开启两道水幕，总用水量合计为290L/s;通过水力计算确定水泵扬程为0.8MPa。设计选用三台消防加压泵(二用一备)，即单台水泵流量为145L/s，扬程为0.8MPa，功率185KW。

(3)消防水池容量。防火分隔水幕应参照防火墙的耐火极限要求，火灾延续时间按3 个小时考虑。因此水幕系统的用水量达到3132M3;除水幕系统外，其他系统用水量:室内消火栓为216M3，喷淋系统为144M3，大空间消防炮系统为216M3，总计消防用水量为3708M3。实际设计消防水池容量为3850M3，分成两个能独立的水池。

(4)水幕系统的稳压设计。规范对于水幕系统的稳压问题并没有明确的要求，但是水幕系统雨淋阀组前端管网内的压力水不可避免地存在渗漏的可能，如果没有补水措施，就无法保持管网的压力，这将可能造成火灾时雨淋阀的阀瓣无法打开，不能将压力水送至喷头喷水形成防火分隔。

为节省投资，我们采用一种简便又有效的方法，即从喷淋系统的补水管上分支出一条小管，用于水幕系统的稳压补水，如图2:

2 水幕系统的支架设计

2.1 水幕系统的管网荷载计算

图2 水幕系统稳压补水管安装示意图

图3 水幕管网平面图

图3 为18 轴处水幕管网平面图，管网的布置为树状结构，主干管管径为DN200，第二级干管管径为DN150，第三级配水管管径为DN80，第四级为喷头配水支管。整个水幕管网空管总重约为4710 公斤，充满水后总重约为9240 公斤，水幕隔断上荷载折合每米约132 公斤，部分区域荷载折合每米达240 公斤。

2.2 水幕系统支架设计

本项目展厅18 轴处为圆弧形钢结构屋顶，水幕系统末端管网安装在距地13.5M 处，在同一高度仅有一道钢梁，钢梁本身无法直接为水幕系统提供支架的固定吊点。为此，在钢梁上方设计了笼状的整体支架，如图4、图5。

图4 水幕支架平面布置

图5 水幕支架A-A 剖面图

水幕支架横向采用□160X80X6 冷弯矩形钢管，竖向采用□50X50X4 冷弯方钢管，水幕配水管网上下依次布置。解决了水幕管网的承重问题，同时水幕喷头的布置间距能够满足设计和规范的要求。水幕管道通过U 形卡直接固定在横向支架上，施工简单，固定牢靠。

水幕支架需做防火处理，处理方法与主体钢结构的防火做法相同。

3 消防水幕系统的联动控制

消防水幕系统的联动需要通过消防联动控制系统，在展厅上方共设置了三种探测器:红外光束感烟探测器、光截面探测器、双波段探测器，任一红外光束感烟探测器和任一光截面探测器或双波段探测器同时报警作为火灾确认信号，展厅内的手动报警按钮也可作为火灾确认信号，火灾确认后可以通过消防联动控制系统控制水幕雨淋阀开启。考虑到水幕系统出水量巨大(两道水幕每分钟出水17.4 吨)，如果误动作，将会造成很大的水渍损失。因此，在消控中心设了一个手/自动开关，用于控制是否将雨淋阀的联动信号送出。结合展厅监控系统，可以人工确认火情，当确认发生火灾时，可将开关打在自动状态，即可联动雨淋阀开启。除此之外，消防控制中心还专门设置了一个直线控制按钮，可控制雨淋阀开启。

4 总结

大型展览建筑内消防系统的设计必须有很强的针对性，结合性能化评估报告，根据实际情况合理地解决技术上的问题，才能设计出可靠的消防系统，使消防系统在大型展览建筑真正发挥应有的作用。

参考资料

［1］建筑设计防火规范GB50016 -2006.2006 年12 月1 日起实施.

［2］自动喷水灭火系统设计规范GB50084 -2001(2005 版).2001 年7月1 日起实施.

［3］国家消防工程技术研究中心.厦门国际会展中心三期消防安全性能化设计及评估报告.2010 年8 月.

［4］商务部服务贸易和商贸服务业司.2012 年中国会展业发展报告.2013 年3 月.