老旧建筑消防改造设计要点探析

张娅

（宜宾职业技术学院）

1 引言

建筑消防包括建筑防火与消防设施，建筑防火就是从建筑设计出发，从建筑材料、平面布局、防火防烟分区、安全疏散等入手建立完善的建筑防火屏障，为人们在发生火灾时有足够时间逃离、并把火灾控制在一定范围，防止火灾蔓延；消防设施是设置在建筑内部的各种用于发生火灾时能及时报警、及时处理、提供充足灭火剂的的相关灭火设施，主要包括自动报警系统、消火栓系统和自动灭火系统等。

2 老旧建筑消防问题

2.1 建筑防火设计不合理

建筑耐火等级较低、建筑未按规范进行防火防烟分区、安全出口个数不够、未设置封闭楼梯间、未设置防烟楼梯间、建筑室内装修材料不符合防火要求等。

2.2 消防设施设计不合理、设置不完善

建筑未按规定设置自动灭火系统、消火栓系统、自动报警系统、灭火器等。

2.3 未按规定对消防设施进行检测、维护、保养

消防设施长时间不用，管网、配件锈蚀，无人管理；有的消防器材（灭火器）已经过期，或是已经被淘汰，损坏后无法进行更换。常见问题是湿式自喷管道无水、管道压力不足、消防泵无法启动、灭火器损坏或已超过保质期等。

2.4 管理不善

疏散通道被占用、常闭防火门闭门器损坏、疏散指示标示损坏或被遮挡、防火卷帘下堆放物品、未建立消防管理、检测制度、消防重点单位未设置专门的消防管理部门等。

据近年来老旧建筑火灾统计事故原因调查统计，老旧建筑因疏散通道不合理或被占有，疏散应急标志系统损坏，消火栓无水、水带水枪缺失无法使用，建筑内部没有自动报警系统和自动灭火系统或者发生火灾不能及时启动或无法启动等原因导致火灾蔓延、人员不能及时逃离火灾现场、消防人员进场灭火难度增大，从而造成人员伤亡人数、财产损失增加。

从老旧建筑的建筑条件、工程造价、实施的可行性出发，依据现行消防设计规范从老旧建筑的疏散、消火栓系统、自动灭火系统和自动报警系统、灭火器进行改造设计要点探析，为老旧建筑消防改造设计提供借鉴。

3 建筑防火（疏散）改造设计要点

安全疏散设计在火灾中的人员的安全具有非常重要的作用。安全疏散与跟建筑的类型、建筑的耐火等级、建筑内部人员的密度、建筑内部人员的情况都有关系，在进行疏散改造设计的时候要严格按照规范要求，结合建筑的实际情况，合理设置安全疏散与避难设施。

发生火灾后，室内人们的主要疏散路线是：房间-走道-楼梯-首层疏散门。疏散出口是从房间出去的门，一般要求房间的疏散出口不少于两个，并在房间不同方向开启，符合双向疏散的要求。当疏散人数较少，疏散面积较小的时候可以只设置一个。很多老旧建筑的疏散出口的个数都不符合要求，特别是人员密集的场所、如学校、幼儿园、医院、商场、电影院等，建筑消防改造设计要严格按照规范增加疏散出口个数。

3.1 疏散楼梯

疏散楼梯在布置时要满足下列要求：标准层的两端、靠近电梯设置、靠外墙设置、竖向布置。在进行消防改造时，楼梯的位置、个数已经很难改变，只能提高楼梯的防火能力，如采用封闭楼梯、防烟楼梯等。

3.1.1 封闭楼梯

封闭楼梯是与走道之间采用了门（尽量采用防火门）分隔的楼梯。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014），规定以下建筑必须设置封闭楼梯间。

1）医疗建筑、旅馆、老年人建筑。

2）设置歌舞娱乐放映游艺场所的建筑。

3）商店、图书馆、展览建筑、会议中心及类似使用功能的建筑。

4）6层及以上的其他建筑。

如果该老旧建筑的高度达到了设置封闭楼梯的要求，但由于当时规范没有要求而没有设置，可以采用乙级以上防火门，提高楼梯的安全性，或者将房间的门改为乙级以上防火门，提高走道的安全性。

3.1.2 防烟楼梯

防烟楼梯在进入楼梯间之前采用了前室并且利用防火门进行封闭，并在楼梯间利用自然排烟或机械排烟的方式的楼梯，这种楼梯是最安全的楼梯。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014），规定以下建筑必须设置防烟楼梯间。

①一类高层建筑及高度大于32m的二类高层建筑；

②建高大于33m的住宅；

③建高大于32m且任一层人数超过10人的高层厂房；

④3层及以上，或者高差在10m以上的地下建筑。

如果老旧建筑符合要建设防烟楼梯的要求的，要充分利用现有条件增加建设前室，如果条件不允许，可以和电梯前室合建，合建时要保证住宅建筑面积不小于6m2，公共建筑不小于10m2。

3.2 疏散宽度

疏散门的宽度要符合疏散要求，要根据建筑的类型、建筑耐火等级、建筑层数进行疏散宽度的计算。疏散门的宽度的计算与室内疏散人数与疏散时间有直接关系。

3.2.1 疏散人数的计算

1）办公建筑

其中人员密度的取值按普通办公室：4m2/人；设计绘图室：6m2/人；研究工作室：5m2/人。中小会议室，有会议桌的：不小于1.80m2/人；无会议桌的：不小于0.80m2。

2）商场、展览厅

其中人员密度按0.5人/m2；歌舞娱乐放映游艺场所录像厅1人/m2；展览厅不小于0.75人/m2；建材类商店按规定的30%取值。

3）餐饮场所

餐饮场所取座位数为疏散人数，餐厅如果是固定座位取座位数的1.1倍。

3.2.2 百人疏散宽度

各种不同类型的建筑的百人疏散宽度指标通过查规范获得，该参数主要与建筑类型、地上、地下、建筑耐火等级、建筑层数有直接相关。

3.2.3 疏散距离

疏散距离是疏散时间的保障，是室内到门的最远距离与房门到疏散楼梯间的最远距离。老旧建筑在进行改造设计时要严格按照疏散距离标准进行疏散改造设计。当参数不符合要求时，可以通过增加疏散门数量、增加疏散门的宽度等方式解决。

4 老旧建筑消火栓改造设计要点

老旧建筑消火栓存在的问题：室外消火栓个数不够、管道锈蚀严重、系统联动功能损坏、消火栓系统最不利点压力不足、消火栓箱水带、水枪缺失或损坏等；甚至应该设置消火栓系统的场所没有，或者消火栓参数设计就不符合现在的规范要求等严重问题。老旧建筑要从消火栓的间距、消火栓的型号、消火栓系统的消防水箱、稳压泵、消防水箱、消防水池等入手进行消火栓系统的改造。

4.1 消火栓间距改造设计

根据消火栓设计规范，凡设置消火栓系统的建筑，除《消防给水及消火栓系统技术规范》规定的可采用一股充实水柱，其余建筑应保证室内各层任何位置有两股水能到达。

根据设计经验，设置2股充实水柱的消火栓水的建筑，消火栓间距不大于30m；1股充实水柱的建筑，间距不大于50m。消火栓的间距在资料完善的情况下也可按下列公式进行计算：

如为2股充实水柱的建筑间距取一半，其中消火栓保护半径：

在式（4）和式（5）中：S为消火栓间距，m；R为消火栓保护半径，m；b为消火栓最大保护宽度，m；C为水带折减系数；L为水带长度（不宜大于25m）；Hm为水枪充实水柱长度（取10m或 13m）。

4.2 消火栓压力改造设计

4.2.1 消防水泵

高压、临时高压消火栓供水系统需要设置消防水泵，且还需要设置备用泵。消火栓泵应和自喷系统分别设置。水泵的选型参数有流量、扬程、功率、安装尺寸等，其中主要考虑流量和扬程。选择流量扬程参数曲线无驼峰、无拐点的泵，泵零流量时的压力在设计压力的120%至140%之间，当流量大于等于150%设计流量时，水泵的压力不能小于0.65倍设计压力。一组泵数量不宜超过3台，且使用相同的型号。

4.2.2 栓口压力

消火栓栓口动压不宜大于0.5Mpa,不大于0.7 Mpa，不符合要求必须设置减压设施。消火栓系统中的最不利点的压力不小于0.25 Mpa，有些特殊建筑不小于0.35 Mpa。如不符合要求需要设置增压设备或稳压设备。可以采用稳压泵与气压罐联合使用，稳压泵的启动次数每小时不超过15次，气压罐的有效容积宜小于150L。

5 老旧建筑自动灭火系统改造设计

自动喷水灭火系统能在发生火灾时第一时间喷水灭火，据统计设置了自喷的场所扑灭初期火灾的效率高达90%以上。所以老旧建筑按规范要求重新设计自动灭火系统，并加强安装监督、调试运行管理。

自动喷水灭火系统的设计应以《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084--2001）[2005年版]等国家现行标准和规范为依据，根据老旧建筑现有条件、建筑规模、火灾危险性、保护对象的特点进行自喷改造设计。

5.1 自喷类型的选择

自喷主要有湿式自喷、干式自喷、预作用自喷等，根据建筑场所的温度、火灾危险性、灭火效率、工程造价等因素综合选择合适的自喷系统。

5.2 自喷的火灾危险性的确定

民用建筑的自动灭火系统火灾的危险性主要分为轻危险级、中危I级、中危Ⅱ级、严重危险I级、严重危险I级Ⅱ级。在进行自喷设计时，首先应确定设置场所的火灾危险性。特别时公共建筑的消防改造，要特别注意同一建筑有多种火灾危险级别时要按最大危险级别进行设计。

5.3 喷水强度、作用面积的确定

喷水强度是单位面积每分钟出水量（L）的大小，作用面积按m2计。根据建筑类型、火灾危险等级、室内最大净空高度查表确定喷水强度和作用面积。有些特殊场所的喷水强度、作用面积需要调整计算，如闭式自动灭火系统只在走廊设置单排喷头的建筑，其作用面积为最大疏散距离（根据规范查取）与走道宽度的乘积；建筑吊顶如果装有网格、栅板类，应取喷水强度规定值的1.3倍；干式自动喷水灭火系统的作用面积按规范规定的1.3倍确定。

5.4 喷头的改造设计

对于民用建筑，系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.1MPa（新规范是0.1MPa）。为了保证设置自喷的场所都能接纳到自喷喷头的出水，以及单位面积出水量的大小，规范对同一根配水支管的间距以及相邻配水支管的间距有要求。不同喷头的类型、场所的危险等级、不同喷头布置形状（正方形、矩形、菱形）的布置间距以及与墙的距离要严格按规范执行。

为了保证出水强度，喷头的溅水盘与顶板之间的距离不应小于75mm，不能大于150mm。当梁、通风管网、成排管道桥架的宽度大于1.2m，应在下方增设喷头。如上方有孔洞，缝隙可以采用集热挡水板。

5.5 系统组件的改造设计

5.5.1 报警阀组

一个报警阀组主要由阀体、延迟器、压力开关、水力警铃组成。湿式阀组只能带800只喷头，干式阀组只能带500只喷头。不同类型的自喷系统选择不同的报警阀组。

5.5.2 水流指示器

每个防火分区和每个楼层应设置水流指示器，用来及时报告发生火灾的部位。

5.5.3 末端试水装置

为了保证系统验收、检测、保养，系统需要设置末端试水装置。试水装置设置在系统的最不利点喷头处，或者在每个防火分区或楼层采用孔口出流的方式设置试水阀。

5.6 消防水池的改造设计

很多老旧建筑的消防贮水量不能满足消防使用，需要设置消防水池补充消防灭火用水量。消防水池的容积的计算：

其中：V为消防水池体积（m3）；为消火栓、自喷系统的设计流量（m3/h）；为在火灾延续时间内可连续补充的流量（m3/h）；t为火灾延续时间（民用建筑火灾延续时间按2h或3h确定）。

消火栓设计流量的火灾延续时间一般按3h计，自喷设计流量的火灾延续时间一般按1h计。可延续补充流量为可靠补充流量，至少两路及以上进水为可靠进水。

6 自动报警系统改造设计

自动报警系统是在火灾发生的第一时间发出警报，起到通知现场人员逃离、通知管理人员，报警并处理的作用。老旧建筑消防疏散设计一般不完整，这就更需要按规范要求重新设计自动报警系统，给建筑内人员更多时间处理、逃离。

老旧建筑中住宅的消防系统缺失比较严重，特别是住宅火灾主要原因是由于没有人在，没有及时采取措施，而且住宅的楼梯大部分采用的是敞开楼梯，火灾迅速在楼梯上下蔓延，导致火灾蔓延，带来人员伤亡、财产损失。火灾自动报警系统比较简单，造价也相对较低，线路对室内美观影响较小，老旧住宅建筑消防改造可以优先考虑。

6.1 探测器的改造设计

探测器的选择时要结合建筑内部火灾的类型（是否有大量的烟、阴燃）、报警的时效性、建筑室内净高、火灾场所的气流速度等综合考虑选择。探测器的数量按下式进行计算：

式中：N为探测器的数量，只，取大取整；S为探测区域的面积，m2，按实际计算；A为探测器的保护面积，m2,查表获取，与建筑地面面积，房间高度，屋顶坡度有关；K为修正系数，一般取1.0，公共建筑根据疏散人数取0.7～1.0。

6.2 火灾报警控制器和消防联动控制器的改造设计

一台火灾报警控制器连接的探测器、手动报警按钮和模块的设备地址总数不能超过3200点，且任一回路总数不宜超过200点，且要预留至少10%的余量。消防联动控制器控制点数不超过1600点，任一回路不超过100点，且要预留至少10%的余量。

7 灭火器的消防设置改造设计设计

对于老旧建筑，首先要按规范配置灭火器，特别是受建筑条件限制，确实建立自动灭火、自动报警系统比较困难的建筑。

7.1 火灾危险等级与灭火剂的选择

灭火器设计场所的危险等级，主要包括严重危险级、中危险级、轻危险级三级，按照建筑类型确定场所危险级别。根据建筑火灾种类，选择合适的灭火剂，常用的灭火剂有干粉（ABC、BC类）、二氧化碳、洁净气体、泡沫等。注意选择灭火剂时不能配置不相容的灭火剂在同一场所，如ABC与BC，BC与蛋白泡沫，蛋白与氟蛋白与水成膜不相容。

划分计算单元，一般一个封闭空间为一个计算单元，如一个房间、走廊等。

计算各单元的最小需配灭火级别。

式中Q为场所的最小灭火级别；S为计算单元的保护面积，m²，一般为计算单元的建筑面积；U为A类或B类火灾场所单位灭火级别最大保护面积（m²/A或m²/B）,查规范，与建筑的火灾危险级别和火灾类型（A类、B、C类）有关；

K为修正系数，修正系数按规范查取，与建筑是否设置的有其它灭火系统有关，另外还要特别注意在歌舞娱乐放映场所、网吧、商场、地下场所需要增加30%。

每个灭火器设置点的最小需配灭火级别。

式中Qe为计算单元中每个灭火器设置点的最小需配灭火级别(A或B)；N为计算单元中的灭火器设置点数(个)。

7.2 灭火器设置点的位置和数量

灭火器设置点数依据火灾的危险等级、灭火器类型(手提式或推车式)按不大于灭火器规范规定的最大保护距离合理设置，且应保证最不利点至少在1具灭火器的保护范围内。且保证一个计算单元内的灭火器数量不应少于2具，每个设置点的灭火器数量不宜多于5具。在工程设计图上，用灭火器图例和文字标明灭火器的类型、规格、数量与设置位置。

8 结语

在老旧建筑的改造设计质中除了要注重疏散设计，保证在险情发生时能够快速高效的进行人员疏散工作，要规范操作流程，合理选用材料，结合实际来规划防火分区，严格按要求进行人员密度，疏散人数、疏散宽度、疏散距离的设计与改造。另一方面也要结合规范要求（规范要求设置的消防设施的场所），结合经济与技术要求，尽可能的进行消防设施的改造设计，特别是消火栓、自动报警系统与灭火器的结合，对于老旧建筑的客观条件来说是一种既能提供较高消防保障，造价也相对便宜，对既有建筑破坏影响较小的消防设施改造。

除了消防设置改造之外还需要加强消防管理，特别是对于公共建筑（商场、学校、医院、养老院、娱乐场所等），人口密度大，建筑面积大，一旦发生火灾，蔓延速度快，波及面广，损失惨重，老旧公共建筑应根据现有条件成立完善的消防管理机构、建立严格的管理制度，从根本上增强人们的消防意识。机构应保证消防通道的通畅；保证消火栓系统、自动灭火系统、报警系统的正常运行；对消防设施设置专门的人员进行规范管理；按规定对建筑消防设施进行日检、月检、半年检、年检等。

老旧建筑的消防改造成为消防工作中首先要解决的问题，进行合理的老旧建筑的消防改造能在发生火灾时及时扑灭火灾，尽量减少火灾危害性。