商业建筑消防设计中的问题

北京有色冶金设计研究总院  丛仁廷
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    提要：本文通过工程实例介绍了商业建筑消防设计，并对目前商业建筑消防设计中存在的问题进行研究和探讨。
    关键词：商业建筑 大空间 消防设计 防火卷帘保护 系统

   北京王府井大厦位于繁华的王府井大街，百货大楼北侧，建筑面积12万m³，由于位置重要建筑限高45m，地上6层，局部11层，地下3层。大厦地下3层为设备层和平战结合的车库、物资库，地下3层夹层、地下2层为车库，地下1层为商业、职工餐厅、咖啡厅，地上1层至5层为商业，6层餐饮，7层娱乐，8层至11层办公。

    1、建筑特点
    1.1 大厦为多层商业建筑，二层以上与王府井百货大楼连通，火灾隐患多，危险性大，火灾损失大、影响大、故要求消防设计严格。
    1.2 大厦是一座狭长建筑，沿王府井大街宽60m，东西长153m，内有东西二个中庭，东中庭用楼梯、自动扶梯上下层连通，西中庭用楼梯、自动扶梯、观景电梯上下层连通，由于建筑狭长为了吸引顾客到西部购物，2层至5层东西中庭之间的楼板挑空（长54m，宽9m），形成大空间的观光效果。
    1.3 建筑空间大，防火分区多，中庭、楼板挑空、自动扶梯、楼梯均用防火卷帘分区，因此，防火卷帘长，其中2层防火卷帘总长305m。

    2、消防设计
    根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）规定，本工程消防设置：
    2.1 消火栓给水系统
    消防用水量25L/S，火灾延续时间3h，一次灭火用水量270m³。加压水泵设在地下3层，消防水箱及增压泵设在屋顶水箱尖，选用带消防卷盘的消火栓，按防火分区布置。
    2.2 自动喷水灭火系统
    消防用水量26L/S，火灾延续时间1h，一次灭火用水量94m³加压水泵、湿式报警阀设在地下3层，按防火分区设置水流指示器及信号阀，消防水箱与消火栓系统合用，选用普通型玻璃球洒水喷头，稳标：厨房93℃，其他均为68℃。
    2.3 防火卷帘保护系统
    消防用水量60L/S，火灾延续时间3h，一次灭火用水量648m3加压水泵、湿式报警阀设在地下3层，按防火分区布置水流指示器及信号阀，消防水箱合用，选用普通型玻璃球洒水喷头，温标：68℃。

    3、研究和讨论
    3.1 防火卷帘保护
    防火卷帘保护方法有三种：（1）根据《高规》第5.4.4条“采用防火卷帘代替防火墙时，其防火卷帘应符合防火墙耐火极限的判定条件或在其两侧设闭式自动喷水灭火系统”故设独立的自动喷火灭火系统；（2）根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB84-85，第6.5.1条“需要进行水幕保护和防火隔断的部位，宜设置水幕系统”故设水幕系统；（3）利用自动喷水灭火系统在防火卷帘处设置加密喷头。当前由于人们的认识、规范和消防主管部门的意见不统一，各工程的做法也不完全统一。笔者设计的北京市工程三种做法全用过，近期设计均采用第一种方法，但施工中有的工程业主要求改为加密喷头，消防验收通过了，有的消防主管部门不通过，结果再增加消防水池和加压水泵，困难很大。笔者认为第一种方法火灾延续时间3h，系统安全可靠，防火卷帘能起到防火墙的作用，但用水量大，贮水池容积大、投资高。第二种方法火灾延续时间1h，用水量少，贮水池容积小，但控制复杂，消防用水量及火灾延续时间不足。第三种方法投资少虽然已在很多工程中应用，但水量和火灾延续时间均不能满足要求，所以，在今后的设计中，应首先选用耐火极限3h的防火卷帘，不设防火卷帘保护。在多层商业建筑中防火卷帘保护应设独立的自动喷水灭火系统，其他建筑可采用加密喷头保护。
    3.2 防火卷帘保护水量
    按《自动喷水灭火系统设计规范》第2.0.3条“水幕配合防火卷帘进行防火隔断时，其用水量不应小于0.5L/S·m”。因此，消防用水量计算，如何假定火灾场所和防火卷帘的保护长度是关键，特别是在大空间各层均用防火卷帘进行防火隔断的商业建筑，更应该合理、准确。王府井大厦一层没有设防火卷帘，假定一层发生火灾，可能会通过中庭大空间、观景楼板挑空大空间向上蔓延。所以，选择一个防火分区内，2层以上的防火卷帘全部关闭保护，还是选择其中临近一层关闭保护成为难题。前者防火卷帘总长660m，计算用水量2560m，后者防火卷帘总长120m，计算用水量648m，如果假定2层以上任一层发生火灾，仅一层的防火卷帘关闭保护其用水量与上述后者相同。笔者在不同的工程中两种计算长度的方法都选用过，对于流量小于30L/S时，采用全关闭保护进行计算，多层大空间商业建筑则采用二层防火卷帘全关闭长度进行水量计算。在火灾过程中由于防火卷帘保护采用湿式自动喷水灭火系统，火灾时不同的位置火灾温度不同，下部发生火灾，上部喷头不一定会全部喷水，所以希望有关部门制定防火卷帘保护长度的具体计算方法。
    3.3 消防水池的水质
    商业建筑消防系统多、用水量大、消防贮水池容积大。根据《二次供水设施卫生规范》GBL17051-1997规定：饮用水箱或贮水池应分设。王府井大厦生活用水贮水池单设。因此，出现800m³消防贮水池水质和如何保证的问题。设计采取了空调冷却塔补充用水，由加压水泵从消防水池吸水，使池水流通的方法，保证了水质。池中消防水位由水位信号控制，并在水泵吸水管上增设了真空破坏管，高度与消防水位相同。
    3.4 系统超压
    防火卷帘保护采用自动喷水灭火系统保护，由于消防用水量大，加压水泵流量大，但在火灾初期，喷头不会全部喷水，造成系统超压，可能破坏管道。王府井大厦采取二种措施：（1）加压水泵选用二用一备，灭火时，根据系统压力决定水泵工作台数。（2）在加压水泵总出水管上安装泄压阀，排水回流消防贮水池。