某商业综合体消防供水系统的设计与反思

李逸钦

(厦门合立道工程设计集团股份有限公司 福建厦门 361000)

0 引言

随着中国经济的飞速发展，商业综合体如雨后春笋般不断涌现，如何合理地设计商业综合体的消防供水系统尤显至关重要。尤其当各栋楼的建筑功能、建筑高度差别较大时，如何对消防供水系统进行分区及管网布置，就需要通过多方面因素综合考虑，来提高并保障供水系统的可靠性、经济性。

1 工程概况

工程的规划用地面积约4.7万m2，建筑总面积约25.9万m2。地上部分为11栋单体建筑：其中1～8#楼(无4#楼)为底部带商业服务网点的一类高层住宅楼，建筑高度98.8m，为已建一期工程；9～12#楼为二期工程，其中9#楼为5层商业用房(建筑面积约3.5万m2)，建筑高度23.7m；10#楼为一类公共建筑，一至三层为商业用房，四至十七层为办公用房，建筑高度59.1m；11#楼为两层综合楼，一层为车库(停车数量为10部)、商业用房、公共卫生间，二层为商业用房、杂物间，建筑高度8.4m；12#楼为两层的商业楼，建筑高度12.3m；地下室共分两层，地下二层为车库，战时为人防，地下一层为超市、车库及设备功能用房。

2 消防供水系统介绍

该工程各系统消防用水量如表1所示。

表1 该工程各系统消防用水量表

室内消火栓系统：消防泵房内设有两台室内消火栓系统加压泵(一用一备)供水，单台水泵流量为40L/s，扬程为160m。已建部分消防供水系统在竖向上分两个区，1～8#楼住宅部分的二层及以上为高区，其余部位均为低区。新建二期则由高区供水系统经可调式减压阀后供水，阀后的压力设定为1.2MPa。

自动喷淋系统：消防泵房内设有两台自动喷淋系统加压泵(两用一备)供水，单台水泵流量为40L/s，扬程为120m。消防供水系统在竖向上分两个区，新建二期10#楼四层及以上为高区，其余部位为低区。高区由自动喷淋系统加压泵直接供水，低区由高区供水系统经可调式减压阀后供水，阀后的压力设定为0.8MPa。

3 室内消火栓系统的设计与反思

室内消火栓系统在设计过程中的重点之一，是屋顶消防水箱的设置问题。根据建筑情况及国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)[1](以下简称“消水规”)中5.2.1条的要求，一类高层住宅部分(5#楼建筑高度98.8m)需设18m3消防水箱；一类高层公建部分(10#楼建筑高度59.1m)需设36m3消防水箱；多层公建部分(9#楼建筑高度23.7m，商业面积大于3万m2)需设50m3消防水箱。

因一期已建的5#楼(最高楼)屋顶设有18m3消防水箱，而新建二期部分需要50m3消防水箱，若直接将原水箱增容至50m3，对结构荷载及建筑外观影响较大，工程上有一定的难度。同时，新建二期工程的消防供水系统的设计压力为1.20MPa，而一期工程增压水泵的供水压力为1.6MPa，当二期工程也由一期工程增压水泵供水时，室内消火栓系统需要采用减压阀组进行减压供水，阀后的压力设定为1.2MPa。如果初期火灾用水由一期工程5#楼屋顶水箱供水时，水箱距减压阀安装位置的高差仅112m，则在水箱供水工况下减压阀阀前静压为1.12MPa，就会出现减压阀的阀前静压为1.12MPa小于阀后消火栓系统设定压力1.2MPa的工况，无法保证二期工程10#楼最不利点处0.1MPa的静压要求。因此，设计考虑了在10#楼屋顶专设为二期消防初期供水的50m3消防水箱。

因此通过各方面因素的综合分析后，在5#楼屋顶设有一期18m3消防水箱，10#楼屋顶设有二期50m3消防水箱。具体系统如图1所示。

图1 原设计消火栓系统示意图

“双水箱”的设计满足了工程消防火灾初期供水的储水量和供水静压要求，但增加了工程投资和管理上的问题，且缺乏设计的合理性。在后期的工程设计完善过程中，将改进思路放在消火栓系统的分区上，提出了将消火栓系统的高、低区分界线进行调整，统一以二层为界，即各楼二层以上均为高区，其余部分均为低区的调整方案，解决了系统分区和水箱供水的矛盾。同时，通过结构加固等方式，将5#楼屋顶上原有的18m3消防水箱改建为50m3消防水箱，解决了消防火灾初期供水的储水量问题，避免“双水箱”系统构建。具体系统如图2所示。

图2 优化后消火栓系统示意图

图2系统与图1系统相比，更加简洁、经济，分区更合理。同时，商业用房的一、二层的面积大，消火栓数量多，能够让减压稳压消火栓的数量显著降低。因此，通过工程配合过程中的技术、经济等多方面因素综合考虑，在满足各专业规范要求的前提下，完全可以使整个工程的系统更简洁、安全，且总造价更低。

4 喷淋系统的设计与反思

该项目地下室的建筑面积大，在地下一层设有3个报警阀间，分别为二期工程高区报警阀间、二期工程低区报警阀间、一期工程住宅报警阀间。二期工程高区报警阀间主要供上部办公用房使用，二期工程低区报警阀间主要供二期工程地下室及上部商业用房使用，一期工程住宅报警阀间主要供一期工程地下室及上部商业服务网点使用。其中，二期工程高区报警阀间、二期工程低区报警阀间位于10#楼的地下室位置，一期工程住宅报警阀间位于5#楼的地下室位置内，两栋楼的直线距离约200m。

结合地下一层超市存货区、卸货区的因素和相关规范的规定要求[2]，喷淋系统的消防用水量取70L/S，喷淋管网的主管管径为DN200。由于设置报警阀间数量较多且涉及管线的布置，在设计过程中如何优化喷淋系统的管网布置，将直接影响消防供水系统的经济合理性。

原设计的管网布置如图3所示，减压阀设置在5#楼地下室的消防泵房内，高、低区两套喷淋系统管网从消防泵房内引出，然后接至3个报警阀间的位置。由于设置了两套管网，对地下室的高度要求、各专业的管线连接均有影响，还增加了工程造价。

优化后的管网布置如图4所示，减压阀分别设置在5#楼地下室报警阀间及10#楼地下室报警阀间，高区一套喷淋系统管网从消防泵房内引出，接至3个报警阀间的位置。

图3 原设计喷淋系统管网示意图

图4 优化后喷淋系统管网示意图

通过总结与反思，图4系统与图3系统相比，可以减少图3虚线所示的低区喷淋系统管网的长度，节省长度约500m，且系统也更简洁，便于维护管理。同时，由于一期工程住宅报警阀间与二期工程低区报警阀的配置压力不一致，图4系统可以根据不同系统设置减压阀，使压力配置更合理。因此，减压阀安装位置的选择关系到整套管网的布置，进而影响整个系统的经济合理性，对整个消防供水系统的安全性也有着明显的作用。

5 结语

通过对该工程消防供水系统的设计，笔者经过总结与反思提出了若干消防供水系统的设计要点和应对措施。

首先需要注意在“双水箱”的各种工况下不应出现超压或压力不足的问题。以该工程为例，应复核10#楼消防水箱(含稳压泵)在准工作状态下，最低点的消火栓栓口处静压不得超过1.0MPa。

其次，在使用减压阀时，应注意是否会出现阀后压力大于阀前压力的情况，避免在水箱静压工况下压力不足，出现“没水”的尴尬。确实无法避免的，建议由消防水箱单设一根稳压管给低区消防供水系统稳压。

综之，在消防供水系统设计中，要结合不同建筑的不同功能特点合理设计，才能在保证供水系统可靠的前提下，使整个供水系统合理、简洁、经济。