上海金茂大廈消防設計特點淺析

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　　消防系統(tǒng)的設計特點金茂大廈消防系統(tǒng)最大的設計特點可以用“立足自救，安全保險”這八個宇來概括。本人認為這八個字就是美國設計師整個設計過程中貫穿如一的指導思想。由于金茂大廈高380余m，建筑內(nèi)部超高層部分一旦發(fā)生火災，想要借助外部消防手段來撲滅火災是不可能的。目前，上海通過室外救火車從水泵接合器加壓最高僅能達到160m，而消防車只能達到30m-48m.所以金茂大廈的消防必須依靠大廈內(nèi)部自身的消防設施。消防系統(tǒng)的設計必須做到安全可靠、萬無一失。正是基于“安全保險、立足自救”這八個字，美國機電工程師在金茂大廈的消防設計中，消火栓和自動噴淋系統(tǒng)都采用了屋頂水箱、中間水箱重力流消防供水系統(tǒng)。高規(guī)第7．4．7．5條明文規(guī)定：除串聯(lián)消防給水系統(tǒng)外，發(fā)生火災時由消防水泵供給的消防用水不應進入高位消防水箱。重力消防作為永久高壓制供水系統(tǒng)比國內(nèi)常見的臨時高壓制消防供水系統(tǒng)更安全、更可靠。

　　具體消防分區(qū)是：地下3層—地面41層由設在51層的中間水箱提供消防用水；42層-80層由屋頂3層的水箱提供消防用水；80層以上則由增壓泵從屋頂3層的水箱中吸水提供消防用水。而后由減壓閥豎向分區(qū)，將以上3個區(qū)域分成6個消防分區(qū)。在地下3層設置有1600m3的生活、消防合用水池，這其中包括了整個金茂大廈 50％生活日用水量及100％的消防用水貯水量（含3h的40L/s消火栓用水量及 1h的30L/s自動噴淋用水量）。由水泵提升至51層生活消防合用水箱，靠重力流提供給生活、消防使用。然后再由51層的加壓泵提升至屋頂機械層的屋頂水箱。在 51層及屋頂機械層的高位水箱分別貯存了15％的日用水量和0．5h消防貯水量[（消火栓40L/s+自動噴淋30L/s） ×3600／2=126m3].考慮到頂部幾層不能滿足消防要求，在頂部機械層內(nèi)設置了第三級消火栓、自動噴淋專用泵及穩(wěn)壓泵。

　　從上面的介紹可以看出，為了“立足自救”美國設計師在金茂大廈內(nèi)部儲備了足夠的消防水量。消防用水共 540m3（432m3消火栓用水和108m3噴淋用水）全部儲在建筑物內(nèi)部的地下室貯水池內(nèi)（初級水箱），比市政兩路消防水源來得安全可靠，因為它排除了市政管網(wǎng)故障的可能。同樣，消防用水儲存在高位水箱中比儲存在地下室貯水池內(nèi)更保險，因為它可以直接重力救火，免去了水泵故障的隱患。所以，在二級水箱（51層水箱）及三級水箱（屋頂水箱）中又分別貯存了126m3即30min噴淋加消火栓消防用水。這樣，整個系統(tǒng)就更加安全，相對于國內(nèi)的18m3消防水量就更加保險。

　　下面簡單介紹一下有關(guān)三級水泵的運轉(zhuǎn)情況：

　　初級水泵也就是設在地下2層的消防水泵是由6臺相同型號水泵組成。其中生活水泵、消防水泵各 2臺，另2臺為備用水泵。平時由2臺生活水泵工作，提供正常的生活用水。在發(fā)生火災時，則2臺消防泵也投入運行以保證足夠的生活消防用水。二級水泵設在51層，運轉(zhuǎn)情況同初級水泵。三級水泵為8臺消防水泵設在屋頂3層，其中消火栓主泵、消火栓穩(wěn)壓泵、噴淋主泵、噴淋穩(wěn)壓泵各2臺，均為1用1備，從水泵的配置也可看出，多臺選擇消防水泵不會發(fā)生水泵故障影響消防安全供水的問題。

　　金茂消防設計立足于自救，這在消防系統(tǒng)的水泵接合器設置也可以看出：消火栓和自動噴淋水泵接合器僅在一區(qū)設置（地下3層至12層），13層以上各區(qū)設計中都沒有設置水泵接合器，而是考慮自救。

　　確保消防系統(tǒng)安全、保險的技術(shù)措施為了保證整個消防系統(tǒng)在萬一發(fā)生火災情況下，系統(tǒng)內(nèi)部不會發(fā)生障礙，影響救火。設計中采取了許多安全、保險的技術(shù)措施，這也是和國內(nèi)一般高層設計的不同之點。筆者認為這更是超高層建筑消防設計十分重要之處，應該引起國內(nèi)同行的高度注意。

　　（1）設計中，消防系統(tǒng)所有閥門都設有狀態(tài)顯示裝置。不僅消火栓，噴淋系統(tǒng)的閥門設置，而且生活給水系統(tǒng)中與消防相關(guān)的閥門也都設置了狀態(tài)顯示裝置，即采用國內(nèi)一般高層建筑用于自動噴淋系統(tǒng)中的信號監(jiān)測閥或稱電力監(jiān)測閥。這樣整個大廈內(nèi)涉及有關(guān)的所有閥門狀態(tài)都在消防中心內(nèi)顯示、監(jiān)測，而不至于有任何誤操作現(xiàn)象，確保消防供水。

　?。?）室內(nèi)消火栓管道，國內(nèi)規(guī)范要求環(huán)狀布置，但一般設計僅采用豎向環(huán)狀布置。在金茂大廈的設計中采用了立體成環(huán)的作法，同樣是出于安全供水的需要。

　　（3）消火栓系統(tǒng)各區(qū)域管網(wǎng)的最高點（即最不利點消火栓處）設計中均布置了顯示壓力表。其作用本人認為也是為了安全供水考慮，這樣做可以使日常的消防安全巡視，檢查各區(qū)域管網(wǎng)壓力是否正常。

　　（4）消防水源由屋頂水箱、中間水箱供給。為了保證屋頂水箱在檢修時系統(tǒng)能正常工作，水箱均分為兩格，一格檢修清洗時，另一格仍能正常工作。由于屋頂水箱、中間水箱作為消防水源，生活加壓水泵有兩根出水管供至屋頂水箱，中間水箱同樣作法也是出于消防安全考慮。

　?。?）在自動噴水滅火系統(tǒng)中，規(guī)范并無要求雙立管或環(huán)狀供水。金茂大廈噴水滅火設計采用了雙立管環(huán)狀供水。每層設置了兩個水流指示器，平面自動噴淋管道環(huán)狀布置。這樣布置都是出于安全供水、水壓均勻的考慮。

　　綜上所述，根據(jù)本人對美國設計師金茂大廈消防系統(tǒng)的理解，及本人在消防系統(tǒng)深化設計過程中的體會，本人認為金茂大廈的消防設計與眾不同的顯著特點，也可以說是精髓所在仍是“立足自救，安全保險 ”。毫無疑問世界上任何事物都是辯證的，一分為二的，金茂大廈的消防系統(tǒng)也有它不利的一面，即投資增加和儲水量大容易帶來水質(zhì)的管理問題。但是，對于整個建筑的投資和出于安全的考慮，這些是需要設計師權(quán)衡的。對于國內(nèi)的超高層消防設計應該說“立足自救，安全保險”這八個字完全可以作為參考借鑒的原則。

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　　華東建筑設計研究院