凯里佳和盛世广场工程项目消防设计研究

王健林

【摘要】结合贵州凯里市佳和盛世广场工程项目总体情况，从建筑耐火等级、防火分区、安全疏散、防排烟、消防灭火系统、消防电气等方面对该工程项目进行消防设计，参照相关国家建筑防火技术规范和规定，提出可行性消防设计方案。

【关键词】凯里佳和盛世广场；防火分区；安全疏散、防排烟；消防灭火系统；消防电气；消防设计

【中图分类号】X932

【文献标识码】A

【Abstract】Combined with the general situation of Guizhou Kaili Jiahe Shengshi square Engineering project， from building fire resistance rating， fire compartmentation， safety evacuation， smoke control and fire extinguishing fire electrical system， and other aspects of fire protection design of the project， according to the relevant national building fire protection technical standards and regulations， put forward the feasible design scheme.

【Key words】Kaili Jiahe Shengshi square；Fire smoke；Safe evacuation；Fire extinguishing system；Electrical fire；Fire protection design

1. 工程项目概述

（1）凯里佳和盛世广场工程项目距贵州凯里市旧城中心约四公里，是黔东南州政治、经济、文化、人流、科技、教育、物流、信息流的中心。

（2）本工程项目为商业地产项目，其中：地下商业楼，耐火等级为一级，设计使用年限50年；地上商业楼，耐火等级为二级，设计使用年限50年；地下车库的耐火等级为一级，设计使用年限50年。基地东西最大长约660m，南北最大长约60m，占地面积34655.58m2. 工程项目地下为商业建筑，利用地形高差大的特点，结合当地梯田的自然景观，融入到设计中，从西到东，该工程项目从地下商业建筑二层、一层再到地上商业建筑一层到五层，基地地下层设置停车库。总建筑面积为101965.5m2，其中商业建筑面积约60000m2，停车库面积为25389.87m2。（凯里佳和盛世广场工程项目效果图见图1）

2. 工程项目消防设计

2.1防火间距。

根据《建筑设计防火规范》（以下简称《建规》）有关规定，建筑耐火等级为一、二级的民用建筑之间的防火间距不应小于6m[1]。凯里佳和盛世广场同路旁两侧建筑物防火间距均按照大于6m的间距进行建设。

2.2消防车道。

本工程项目北临凯里城市主干道迎宾大道，南面为待建设的和盛大道，东侧是棉纺桥，西侧与未来城相邻。沿地块四周设消防环道，且有棉纺东路横穿本建筑，并在室外设置室外消火栓，消防车道四通八达。

2.3消防控制室。

本工程项目消防控制室设于地下二层第8防火分区内（如图2），建筑面积约56.29m2；消防控制室设在地下一层满足《建规》第11.4.4条规定，并对应邻近直接通向地面的安全出口。

2.4防火分区。

（1）本工程项目耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积按照《建规》5.1.7条规定执行[2]，工程项目设火灾自动报警系统和自动灭火系统，耐火等级为一级，地下商业建筑按小于2000m2划分防火分区；地上首层商业建筑按小于10000m2划分防火分区；地上商业建筑按小于5000m2划分防火分区（凯里佳和盛世广场防火分区统计表见表1）。

（2）本工程项目地下商场总建筑面积为57452.4m2（地下一层建筑面积为29230.57m2，地下二层建筑面积为28221.83m2），采用《建规》要求的四种方式进行分隔设计；地下商业建筑超20000m2的防火分隔划分满足《建规》第5.1.13条第5款规定[3]。

2.5安全疏散。

该工程项目疏散设计原则为，每个防火分区均至少设计两个直通室外地面或避难走道的安全出入口（采用防烟前室），且于相邻防火分区的防火墙上设置疏散口，两个疏散口之间的最远房间门及最远点至疏散口的距离均不大于37.5m。房间内最远点至该房间门的距离均不大于27.5m。项目疏散人数、疏散宽度按照以下原则设计：

（1）疏散人数（参考《建规》第5.3.17条）。

即：负一层人数换算=建筑面积×0.7×0.85；负二层人数换算=建筑面积×0.7×0.80；

一层、二层人数换算=建筑面积×0.5×0.85；

三层人数换算=建筑面積×0.5×0.77；四层、五层人数换算=建筑面积×0.5×0.60。

疏散宽度（参考《建规》第5.3.17条）。

即：负一层人数换算=建筑面积×0.7×0.85×0.75/100；负二层人数换算=建筑面积×0.7×0.80×1/100；一层、二层宽度换算=建筑面积×0.5×0.85×0.65/100；三层宽度换算=建筑面积×0.5×0.77×0.75/100；四层、五层宽度换算=建筑面积×0.5×0.60×1/100。

（2）本工程项目防火分区疏散人数计算和防火分区疏散宽度计算满足《建规》5.3.17条规定[4]。考虑到本工程项目为地下商业项目，一旦发生火灾消防扑救难度较大，且本工程项目建筑体量较大，人员密度较高，且疏散楼梯布置存在一些限制条件，针对以上情况对本工程项目疏散宽度提出以下设计原则：即整层疏散宽度须百分之百满足规范要求；单个防火分区疏散宽度须百分之百满足规范要求（考虑到本工程项目特殊情况，个别防火分区疏散宽度无法百分之百满足规范要求时，其疏散宽度必须满足规范要求疏散宽度的80%，不足部分增设开向相邻防火分区的辅助疏散出口）（凯里佳和盛世广场防火分区统计表见表2）。endprint

2.6防排烟设计。

2.6.1防烟设计。

（1）无自然排烟条件的防烟楼梯间设机械加压送风系统，独立前室则不单设正压送风。消防加压送风机设在屋顶。

（2）封闭楼梯间、明防烟楼梯间及合用前室均采用开窗自然排烟的防烟设施，其开窗面积满足：防烟楼梯间每五层开窗面积不小于2m2，合用前室开窗面积不小于3m2[5]。

（3）无自然排烟条件的前室每层设多叶送风口送风，加压送风机出口处设止回阀，加压送风量均根据国家消防规范的有关规定经计算后确定。

2.6.2排烟设计。

（1）地下车库设机械排烟系统，与其机械排风系统合用一套系统，补风与排风补风共用。

（2）地下面积超过50m2的无窗商铺采用机械排烟，与其机械排风共用主风管及风机，通过电动阀门切换风口。

（3）不能满足自然排烟要求的内走廊均设机械排烟系统。

（4）地上部分需要排烟的房间满足自然排烟条件（有效开窗面积不小于房间面积的2%）的自然排烟，不满足自然排烟设机械排烟。

2.6.3暖通空调系统的防火措施。

（1）风管穿越设备用房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙处均设70°C防火阀，排油烟风管则设150°C防火阀。

（2）公共卫生间的垂直排风管道，采取防止回流的措施且在支管上设置70°C防火阀。

（3）排烟风道及隔热材料均采用耐高温不燃材料制作，消防用风管法兰密封垫均为耐高温的不燃材料制成。

（4）排烟风机的入口处设有280℃熔断并与风机联动关闭的排烟防火阀。排烟风管穿越防火分区处设280℃熔断的常开排烟防火阀。

2.7消防灭火系统。

2.7.1消防水源。

（1）本工程项目因市政道路下的市政给水管只能提供一路供水，故需将室外消防用水储存于泵房消防水池，设计流量为30L/s，并需要设置室外消防稳压泵。室外消火栓沿道路均匀布置，间距不超过120m。地上式室外消火栓均由室外消防环网上接出。室外消火栓数量为8个。

（2）屋顶消防水箱旁设有消火栓稳压装置，维持系统平时的压力。

2.7.2消防用水量（消防用水量标准及一次灭火用水量见表3）。

2.7.3室外消防系统。

本工程项目因市政道路下的市政给水管只能提供一路供水，故需将室外消防用水储存于泵房消防水池，设计流量为30L/s，并需要设置室外消防稳压泵。室外消火栓沿道路均匀布置，间距不超过120m。地上式室外消火栓均由室外消防环网上接出[6]。室外消火栓数量为8个。

2.7.4室内消火栓。

（1）本工程项目按要求设置室内消火栓系统。

（2）设置独立的临时高压消火栓灭火给水系统，设计流量为20L/s。泵房内设消防水池约468m3，消火栓加压给水泵设在地下车库水泵房内。室内消火栓系统竖向分为一个区，设一套消火栓加压水泵，一用一备，超压部分设减压稳压消火栓[7]。消防水泵可通過消火栓内启泵按钮和消防值班室手动启动。屋顶水箱保证18M3消防用水。

（3）屋顶消防水箱旁设有消火栓稳压装置，维持系统平时的压力。

（4）室内按规范要求布置消防箱，其消火栓采用 65栓口，水枪为 65× 19，衬胶水带 65×25m，并设置 25×25m的消防卷盘，并配有按钮可直接启动消火栓泵。

（5）每根立管设计最小流量：15升/秒，每支水枪最小流量：5升/秒，保证最不利点消火栓充实水柱：7米。

（6）动压超0.5MPa的消火栓设减压孔板或选用减压稳压消火栓。其中-2-1层的消火栓需设置减压措施[8]。在消火栓系统的最高点均设带压力表的试验消火栓。

（7）室内消火栓系统采用环状管网，并在室外设置三组地上式水泵接合器。水泵接合器40米范围内设有室外消火栓。

2.7.5自动喷水灭火系统。

（1）本工程项目设置自动喷水灭火系统和大空间智能灭火系统各一套。

（2）设置独立的临时高压自动喷水灭火系统和大空间智能灭火系统。泵房内设消防水池消防有效容积为468m3，与自喷加压给水泵和智能灭火系统加压给水泵设在地下车库消防水泵房内。建筑物内均设自动喷水灭火系统保护，按中危险Ⅱ级设计，喷淋水量30L/S，保护面积为160平方米，喷水强度为8L/min.m2，火灾延续时间为1小时。中庭高度超过12米采用消防水炮系统，系统水量为10L/S，火灾延续时间为1小时，以上两系统均与喷淋合用喷淋水泵。喷淋系统竖向不分区，设一套喷淋加压水泵，一用一备。水源来自地下消防水池。火灾初期用水由屋顶水箱供给。泵房内设自喷主泵2台，一用一备，互为备用。屋顶水箱保证18M3消防用水[9]。火灾初期时，消防用水由屋顶水箱供给，火灾时泵房内加压水泵从消防水池吸水供给自动喷淋系统或大空间智能灭火系统。

（3）系统管网供水总管竖向成环，即做到水力报警阀前的管网成环布置，每个水力报警阀的服务喷头按不大于800只设置。按建筑防火分区布置水流指示器，监控阀和末端试验装置。

（4）自动喷淋系统水泵的启动由报警阀压力开关自动控制或消防控制室及泵房内手动控制。

（5）屋顶消防水箱旁设有自动喷淋稳压装置，维持系统平时的压力。

（6）自喷系统在室外设置三组地上式水泵接合器。水泵接合器40米范围内设有室外消火栓。

（7）地下室配电机房采用气溶胶自动灭火系统。其计算方法如下：

根据GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》计算：

W=C2*KV*V

V——防护区净容积（m3/）；KV——容积修正系数；W——灭火剂设计用量（Kg）；C2——灭火设计密度（Kg/m3）。endprint

KV与V关系：V<500，KV =1.0；500≤V<1000，KV =1.1；V≥1000，KV =1.2；配电机房火灾C2不应小于0.13Kg/m3[10]。

（8）中庭及影厅设置大空间智能灭火系统。

2.7.6灭火器配置。

按照《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ50140-2005），各建筑物内均按相应等级配置一定数量的手提式磷酸铵盐干粉灭火器。

（1）变配电用房内按中危险级设推车式磷酸铵盐干粉灭火器。

（2）地下车库按中危险级B类火灾设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器。

（3）商场按中危险级A类火灾设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器。

2.7.7消防排水。

消防电梯井下设消防排水集水井，有效容积不小于2m3，并设有潜水泵两台，一用一备，潜水泵排水量不小于10L/s；消防泵房及地下车库内也设有集水井，其排水泵的总排水量也大于10L/s[11]。

2.7.8管材。

消火栓及喷淋管采用内外热镀锌钢管，管径≤DN80，采用丝扣连接；管径>DN80，采用沟槽式连接，其中消防水泵出水管至减压阀前给水主管采用法兰连接，二次镀锌。

2.7.9特殊灭火设备。

大于500平方的餐厅厨房烹饪操作间的排油烟罩和烹饪部位，采用细水雾灭火装置，且在燃气管道上带有紧急事故自动切断装置。

2.8建筑电气设计。

2.8.1消防控制室：

本工程项目消防控制室设在地下建筑一層，有直通室外的出口。消防控制室内设火灾报警控制主机、联动控制台CRT显示器、打印机、紧急广播设备、消防直通对讲电话设备、电梯监控盘及电源设备等。

2.8.2火灾探测器设置。

多功能厅、大堂等高大空间设红外光束感烟探测器；办公、客房、会议室、技术用房和设备用房设智能型感烟探测器；地下车库设智能型感温探测器；厨房设可燃气体探测器及感烟探测器；电动防火卷帘门两侧设感烟感温探测器组。

2.8.3手动火灾报警。

在主要出入口、楼梯间及电梯前室等处设手动报警按钮及消防对讲电话插孔。从一防火分区内任何位置到最近的一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30m。在消火栓箱内设消火栓报警按钮。

2.8.4消防联动控制。

消防控制室内设联动控制台，可以实现下列控制及显示功能。

（1）消火栓泵系统。

本工程项目设置消火栓箱内起泵按钮。当火灾发生时，可按动消防报警按钮，直接启动消火栓泵，并发出报警信号至消防控制室，及时、准确地提醒工作人员确认火灾现场，并采取必要的灭火措施，消火栓泵运行信号反馈至消火栓处。消火栓泵可以在消防水泵房就地自动/手动控制启停。消防控制室通过远程控制线可以手动控制消火栓泵，并具有启动优先权。消火栓泵启动、停止运行状态及故障信号送至消防控制室，在消防控制室联动台上显示。

（2）喷淋泵系统。

当火灾发生时，喷淋头打开，喷出压力水灭火，水流指示器动作并向消防控制室报警，同时湿式报警阀自动打开，敲响水力警铃，同时压力开关报警，直接启动喷淋泵，消防控制室接收其反馈信号；喷淋泵可以在消防水泵房就地自动/手动控制启停。消防控制室通过远程控制线可以手动控制喷淋泵，并具有启动优先权。喷淋泵启动、停止运行状态及故障信号送至消防控制室，在联动台上显示。消防水池的液位信号送至消防控制室，在联动控制台上显示。

（3）排烟系统。

当火灾发生时，探测器报警信号送至消防控制室，经确认后，可在消防控制室自动或手动打开火灾层的排烟阀，同时联锁启动该系统的排烟风机，当火灾温度超过280℃时，排烟风道上的排烟防火阀（排烟风机旁）熔丝熔断，关闭阀门，同时自动关闭该系统的排烟风机。

（4）消防楼梯正压送风系统。

当发生火灾时，探测器报警信号送至消防控制室，经确认后，可在消防控制室自动或手动打开正压风机前的24V常闭风阀，同时联锁启动该系统的正压风机。火灾结束后，由消防控制室手动关闭24V常闭风阀，同时自动关闭该系统的正压风机。

（5）所有排烟风机及正压风机均可在消防控制室和现场进行自动/手动控制启停。排烟机及正压风机的启动、停止运行状态及故障信号送至消防控制室，在联动控制台上显示。

（6）排烟阀、正压送风系统的正压送风口、常闭风阀均在现场设置机械手动控制器，排烟阀、正压送风系统的正压送风口、常闭风阀的开闭信号送至消防控制室，在联动控制台上进行状态显示及控制。

（7）防火卷帘的控制。

用于疏散走道防火卷帘的控制：疏散走道的防火卷帘两侧设置感烟探测器和感温探测器，并设置手动按钮。当疏散走道防火卷帘两侧感烟探测器报警，卷帘下降至距地面1.8米处；当疏散走道防火卷帘两侧感温探测器报警，卷帘下降到底，并将信号送至消防控制室。用于防火分隔防火卷帘的控制：当感烟探测器报警，卷帘下降到底，并将信号送至消防控制室。

（8）一般照明及动力电源切断控制系统。

当发生火灾时，消防控制室可根据火灾情况，通过中间继电器转换自动或手动切断火灾区的正常照明及动力电源。另外还可以通过消防直通对讲电话通知变配电所，切断其他与消防无关的电源。

（9）电梯监视控制系统。

当发生火灾时，消防控制室向电梯机房的电梯控制柜发出强制电梯下降的指令，所有电梯下行停于首层，消防控制室接收其反馈信号。

2.8.5消防紧急广播系统。

在消防控制室设置消防广播（与音响广播合用）机柜。消防紧急广播按防火分区设置回路。火灾时，消防控制室值班人员可根据火灾发生的区域，自动或手动进行火灾广播，指挥人员撤离火灾现场。endprint

2.8.6消防直通对讲电话系统。

在消防控制室内设置消防直通对讲电话总机，除在各层的手动报警按钮处设置消防对讲电话插孔外，在变配电室、水泵房、消防电梯轿箱、电梯机房、冷冻机房、BSA控制室、管理值班室等处设置消防直通对讲电话分机。在消防控制室内设置专用消防报警外线电话（“119”火警电话）。

2.8.7火灾应急照明系统。

本工程項目在疏散楼梯及其前室、门厅以及走廊等处设置疏散用应急照明，其照度不应低于0.5lx；在消防控制室、变配电室、水泵房及风机房等处设置备用应急照明，其照度不应低于正常工作照度。应急照明灯具应设玻璃或其他非燃烧材料制作的保护罩，并采用能瞬时点亮的照明光源。

3. 结论

综上所述，凯里佳和盛世广场工程项目的总平面、建筑耐火等级、防火分区、安全疏散、防排烟、消防灭火系统、消防电气等方面基本能够满足《建规》及相关使用规范的规定，设计科学可行，但在实施中须严格执行制定的设计标准。

参考文献

[1]《建筑设计防火规范》GB50016-2006.

[2]《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2001.

[3]《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140-2005.

[4]《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98.

[5]《人民防空工程设计防火规范》GB 50098-2009.

[6]《关于进一步明确重点项目工程消防监督管理有关要求的通知》黔公消[2013]53号文.

[7]Fire Safety Design of a High Rise Hotel-The Australian Case Study，Page：E2，4th International Conference on Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods，20-22 March 2002，Melbourne，Australia.

[8]Firecalc Computer Software for the Fire Engineering Professional，Version 2.3，USER'S MANUAL，CSIRO P25-29.

[9]McGrattan，K. B.，Baum，H. R.，Rehm，R. G.，Hamins，A.，Forney，G. P.，"Fire.Dynamics Simulator - Technical Reference Guide"，National Institute of Standards and Technology，Gaitherburg，MD，NISTIR 6467，January 2000.

[10]D.E Wainman and B.R.Kirby compendium of UK Standard Fire Test Data，Unprotected Structural Steel - 1 British Steel Corporation，Swindon Labs，Rotherham，South Yorks.

[11]Fire Safety Design of a High Rise Hotel-The Australian Case Study，Page：B1-B9，4th International Conference on Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods，20-22 March 2002，Melbourne，Australia.endprint