大空间建筑消防系统的设计研究

文/刘季旋 中国民航机场建设集团有限公司 北京 100029

伴随社会经济和科技的全面发展，为了满足人们在生产或生活中的需求，建筑行业也得到了进一步发展，结构复杂、外观气势宏伟、功能性强的大空间建筑逐渐增多，随之而来的则是众多的火灾隐患，而传统的消防系统不再适用。所以如何进一步优化大空间建筑消防系统的设计已经成为集中关注的问题。基于此，笔者针对“大空间建筑消防系统的设计研究”的讨论具有现实意义。

1、大空间建筑类型及其火灾特性概述

现阶段我国建筑类型逐渐朝着具有气势宏伟、立体感和空间感强等特点的大空间建筑方向发展，所谓大空间建筑，即是由新技术和新材料结合筑成的内部空间非常大的建筑物，在增加建筑艺术感和观赏性的同时赋予其各种强大的功能，通常大空间建筑可分为三大类：第一类，占地面积大但高度正常的建筑，如大型超市、停车场、储存仓库等占地面积较大的建筑物，其建筑高度一般小于8米；第二类，占地面积和建筑高度均很高的建筑物，如影剧院建筑、体育馆、大型会展中心等，其建筑结构复杂，空间感强，建筑高度一般在8到20米之间；第三类，占地面积一定但建筑高度很高的建筑物，如教堂、大型商场的中庭等，其建筑物类型通常呈细高特点的柱形结构。

基于大空间建筑特殊结构的空间规模性、结构特殊性、功能综合性和人员密集性等特点，其火灾与普通火灾有着很大的不同，主要有：（1）难以利用传统防火分区方式对大空间建筑进行防火防烟分隔；（2）普通火灾探测技术在大空间建筑中无法充分发挥其本身作用；（3）大空间建筑烟气运动复杂，常用顶栩安装的灭火装置难以控制其火灾烟气；（4）大空间建筑内部结构复杂，空间面积大，人员疏散距离很长，对于人员的安全疏散较为困难[1]。

2、适应于大空间建筑的消防系统设计研究

通过了解大空间建筑的结构特性可以看出，传统的消防设施已经无法适用于大空间建筑，对于大空间建筑消防系统的设计研究势在必行。现阶段可以应用于大空间建筑灭火的消防系统主要包括消火栓系灭火统、自动喷淋系统、雨淋系统、消防炮灭火系统等，以其中较为具有代表性的自动消防炮灭火系统和自动喷淋灭火系统为例进行设计研究。

2.1 自动喷淋灭火系统

大空间建筑内部通常被分割成不同空间大小、高度、用途等多处板块，因此可采用各种形式喷头的灭火系统。在自动喷淋灭火系统设计中通常一组消防泵对应一种系统,另一种情况则是一组消防泵会对应二种或更多的系统,如普通闭式喷淋和快速响应抑制喷淋系统合用一组消防泵。为了确保灭火系统的稳定性，对于水泵参数的选择十分重要，因此需要针对水泵设计扬程及喷水量，分别计算系统最不利点的设计水压和系统的最大流量，通过水力计算得到各个系统的设计参数，进而选择出合适的水泵。同时,由于大空间高层建筑内防火分区的落差较大,同一个系统在不同层数的水压要求不同,会使较低层的出水量大,不到设定的时间情况下消防储水就会用完,这就需要设置减压阀,合理分区供水,另外宜使用恒压切线泵，借此来减小系统中的水压波动[2]。

2.2 自动消防炮灭火系统

自动消防炮系统是随着消防系统对射程、高度、压力、流量等要求不断提高而产生的重要灭火系统，通常用于保护面积较大和火灾危险性较高等要害部位，不同于自动喷淋灭火系统，其系统安装维护简单，管线结构布置相对合理，可以对可燃物进行集中喷水处理，避免了由于灭火带来的二次损失。消防水炮喷出的水成柱形结构，且密度很高，极强的水压能够直达着火点，对火场的穿透力较强且不易雾化，而且系统中设有定点灭火系统，起火时可以快速找到火点位置并集中喷水，大大提高灭火效率的同时，降低了对非火灾区域造成的损害。依据《固定消防灭火系统设计规范》的相关要求，消防炮的布置数量不得少于两门，布置高度应保证其射流不得受到上层建筑构件影响，并且同时满足两门水炮能够针对任意位置同时进行喷水，为了实现这一要求，通常区域内布置三门水炮。通常消防炮灭火系统根据建筑物具体分类选择相对应的泡沫比例混合装置、泡沫液罐、干粉罐、氮气瓶等灭火介质，且和消防泵组等部分组成，这些专用组件的性能好坏直接影响到灭火的效率。

2.3 人员疏散设计系统

大空间建筑内部空间大，通常为高层建筑物，人口聚集程度非常高，尤其如大型商场举办各种活动时，人口流量剧增，一点发生火灾，更容易造成人员伤亡，因此科学的人员疏散设计系统尤为重要，通过合理布置安全疏散通道，人员可以快速脱离火灾现场，减少群死群伤等安全事故。在设计过程中，应利用消防工程学中的相关知识进行模拟分析，根据火灾现场中的火势蔓延时间、人流流动速度、烟气流动速度、烟气温度和含毒量等数据进行综合设计，进而综合设计出更加合理的人员疏散路线和距离，充分保证人员的生命和财产安全。另外，在大空间建筑建设过程中，应使用更加防火的材料和更加先进的技术，在安全防火的前提下为人们提供更开阔和舒适的室内环境。

结语：

综上所述，本文主要概述了大空间建筑消防系统设计的相关内容，对于实施科学有效的消防系统是实现消防防火体系全稳定运行的需要，更是推动建筑事业稳定、可持续发展的需要。希望通过文章的分析，可以使得相关部门以及工作人员清晰而深刻的认识到做好大空间建筑消防系统设计研究的重要意义，结合建筑实际情况、整合先进消防技术、优化灭火系统、依据消防规范制度，为保障大空间建筑的防火安全发挥作用。