江蘇省科學歷史文化中心消防設(shè)計簡介

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簡介： 江蘇省科學歷史文化中心消防給水方案設(shè)計進行了技術(shù)研討及論證，論證會建議按照規(guī)范設(shè)計自動噴林系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)，在凈高超過8米的場所采用大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)；一層車庫采用預作用自動噴水滅火系統(tǒng)，建議適當增加消防水池的儲水量。本工程因此成為省內(nèi)最早采用大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)的工程之一，具有特殊的工程意義
關(guān)鍵字：消防給水方案設(shè)計 噴水滅火系統(tǒng)

一、工程概況

　　該項目位于南京河西新區(qū)，東靠南湖路，南鄰緯八路，西側(cè)為恒山路，北側(cè)為24米寬的規(guī)劃道路。用地方正，地勢平坦?？傆玫孛娣e為27153平方米，建筑占地面積：11213.18㎡（含架空車道和室外踏步平臺），總建筑面積：29912.07㎡（不含架空車庫面積）。共五層，一層為架空車庫和設(shè)備用房等。本工程是集辦公，會議，演出，展覽，客房為一體的綜合性建筑。除光之廳兩側(cè)綜合樓部分建筑高度超過24米，其余均小于24米。

　　根據(jù)蘇公消（2004）98號文關(guān)于《江蘇省科學歷史文化中心消防設(shè)計論證會會議紀要》的要求“原則同意該建筑按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》要求進行消防設(shè)計，但建筑消防設(shè)施應按照《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》進行設(shè)置”的精神，消防給水按照一類高層綜合樓進行設(shè)計。

　　二、各區(qū)域消防系統(tǒng)設(shè)置：

　　本項目為四個單位、五個區(qū)域的綜合體建筑：

　　區(qū)域一：光之廳堂

　　首層為汽車庫和設(shè)備用房，層高4.5米，消防系統(tǒng)設(shè)置：預作用自動噴水滅火系統(tǒng),消火栓系統(tǒng)，其中配電房采用細水噴霧滅火系統(tǒng)，車庫按中危Ⅱ布置，噴頭選用擴展型噴頭。

　　二層為高層15.6米至21.3米的高空間大廳。消防系統(tǒng)設(shè)置：大空間水炮裝置(ZSS-25)的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)。

　　區(qū)域二：江蘇省科學會堂

　　首層為汽車和自行車停車場，層高3.6米，消防系統(tǒng)設(shè)置：預作用自動噴水滅火系統(tǒng),消火栓系統(tǒng)。

　　二層層高6.0米，三、四、五層中部為三層通高的報告廳，兩側(cè)為附屬功能用房，每層層高3.9米。消防系統(tǒng)設(shè)置：大空間水炮裝置(ZSS-25)的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)系統(tǒng)，大空間智能型滅火裝置（ZSD探測器和ZSD-40A噴頭）的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)。其中三層通高的報告廳采用大空間水炮裝置(ZSS-25)的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)。展覽廳和門廳采用大空間智能型滅火裝置（ZSD探測器和ZSD-40A噴頭）的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)

　　區(qū)域三：江蘇省方志館

　　首層為入口門廳和書庫，二至五層為辦公用房和書庫、閱覽室，層高為3.9米。消防系統(tǒng)設(shè)置：消火栓系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)。其中書庫按中危Ⅱ布置。

　　區(qū)域四：江蘇省文聯(lián)辦公樓

　　首層為汽車和自行車停車場，層高3.6米；消防系統(tǒng)設(shè)置：預作用自動噴水滅火系統(tǒng),消火栓系統(tǒng)，車庫按中危Ⅱ布置，噴頭選用擴展型噴頭。

　　局部舞臺和后臺下部層高4.4米。二層層高6.0米，消防系統(tǒng)設(shè)置：自動噴水滅火系統(tǒng),消火栓系統(tǒng)。

　　中間為三層通高的“雅韻堂”劇場。三、四、五層為辦公用房，每層層高3.9米。

　　消防系統(tǒng)設(shè)置：大空間水炮裝置(ZSS-25)的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)系統(tǒng)，大空間智能型滅火裝置（ZSD探測器和ZSD-40A噴頭）的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)。其中三層通高的“雅韻堂”劇場采用大空間水炮裝置(ZSS-25)的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)。展覽廳和休息廳采用大空間智能型滅火裝置（ZSD探測器和ZSD-40A噴頭）的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)。

　　區(qū)域五：江蘇省作家協(xié)會辦公樓

　　首層為車和自行車停車場，層高3.6米，消防系統(tǒng)設(shè)置：預作用自動噴水滅火系統(tǒng),消火栓系統(tǒng)，車庫按中危Ⅱ布置，噴頭選用擴展型噴頭。

　　二層為展覽廳、會議廳和文學沙龍，層高6.0米，三、四、五層為書庫、檔案庫及教學、辦公用房，層高均為3.9米。消防系統(tǒng)設(shè)置：自動噴水滅火系統(tǒng),消火栓系統(tǒng)。

　　三、消防系統(tǒng)設(shè)計簡介

　　該建筑消防設(shè)施按照《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》進行設(shè)置，消防給水按照一類高層綜合樓進行設(shè)計。這樣大大提高了本建筑的消防等級，相應增加了消防儲水量。

　　1.各消防系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

　　1.1消火栓系統(tǒng)：室內(nèi)消火栓用水量30L/S；室外消防用水量30L/S；火災延續(xù)時間按3小時計。

　　1.2自動噴水滅火系統(tǒng)：用水量為35L/S，作用時間按1小時計。

　　1.3大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)：系統(tǒng)的滅火裝置采用ZSD探測器,ZSD-40A噴頭與ZSS-25水炮

　　1.3.1 ZSD探測器及ZSD-40A技術(shù)參數(shù)：工作電壓 24 V，工作壓力 0.25 Mpa 射水流量 5 L/s，保 護半徑 6 m，安裝高度 6－25 m；

　　1.3.2 ZSS-25高空水炮技術(shù)參數(shù)： 工作電壓 220 V，工作壓力 0.6 Mpa 射水流量 5 L/s，保護半徑 20 m，安裝高度 6－20 m。

　　1.3.3系統(tǒng)設(shè)計流量與壓力 系統(tǒng)最大設(shè)計流量4個噴頭同時噴水計算, 系統(tǒng)設(shè)計流量Q=20L/S?；馂难永m(xù)時間按60分鐘計算，消防水池儲水量V=72立方米，水泵揚程P=100m水柱壓力。

　　2．設(shè)計水量：

　　經(jīng)對本工程的相關(guān)消防系統(tǒng)設(shè)置情況綜合分析，確定建筑物內(nèi)同時火災發(fā)生次數(shù)為一次，然后對建筑物內(nèi)可能發(fā)生的各種火災情況組合分析，選擇最不利情況時所需的消防流量(即可能發(fā)生的 最大的消防流量)作為該建筑的消防設(shè)計流量。經(jīng)過分析，當光之廳和三層通高的報告廳，三層通高的“雅韻堂”劇場，發(fā)生火災時，所需要的消防噴水量最大，將此時所需的消火栓給水系統(tǒng)，大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)，自動噴水滅火設(shè)備等水量之和作為本工程的消防系統(tǒng)設(shè)計流量。計算的總消防水量為115L/S。

　　3．消防水池

　　消火栓系統(tǒng)用水按火災延續(xù)時間3小時計，自動噴淋滅火系統(tǒng)按1小時計。大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)按1小時計，室外有市政消火栓火災時外管補水量考慮為74 m3。消防水池容積為：

　　V=30l/sX3.6x3+35l/sx3.6x1+20l/sx3.6x1-74 m3=450m3

　　室外 消防用水由室外雨水蓄水池提供。雨水蓄水池共4只，每只200 m3 。

　　4．高位水箱和增壓穩(wěn)壓設(shè)備

　　高位水箱消防水量按18 m3儲存，在水箱間內(nèi)消火栓系統(tǒng)和噴林系統(tǒng)各設(shè)增壓穩(wěn)壓設(shè)備。設(shè)計參數(shù)：

　　選用消火栓氣壓給水設(shè)備參數(shù)：Q=4L/s, H=26m, N=2.2kw。下限壓力：P1=0.1MPa上限壓力：P2=0.25Mpa。

　　選用噴林氣壓給水設(shè)備參數(shù)：Q=0.8L/s, H=25m, N=1.1kw。下限壓力：P1=0.1MPa上限壓力：P2=0.25Mpa。

　　5．消防水泵房

　　消防水泵房設(shè)置于一層水泵間內(nèi)。1、消防栓系統(tǒng)水泵選用XBD30-50-HY（q=30L/S，H=52M，N=37KW）型消防泵兩臺，一用一備。

　　自動噴淋系統(tǒng)水泵選用XBD40-100-HY（q=0~40L/S，H=100M，N=75KW）型消防泵二臺，一用一備。

　　由于該水泵為變流恒壓系列，不需要專門泄壓裝置。

　　6．消防水泵結(jié)合器

　　室外設(shè)置SQ-150型地上式消防水泵結(jié)合器5組。其中噴林3組，消火栓2組。

　　7．急救滅火器材

　　按規(guī)范要求在大樓各層布置干粉或泡沫滅火器。滅火器可和消火栓安裝組合消防柜內(nèi)。

　　四、大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)介紹：

　　本設(shè)計在光之廳和報告廳等處設(shè)置大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)是近年來研制開發(fā)的一種全新的噴水滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用的是自動探測及判定火源，啟動系統(tǒng)，定點定位主動噴水滅火的滅火方式。尤其適合于空間高度高、容積大、火場溫度升溫較慢，難以設(shè)置傳統(tǒng)閉式自動噴水滅火系統(tǒng)的場所，如：大劇院、音樂廳、會展中心、候機樓、體育館、賓館、寫字樓的中庭、圖書館、科技館等。

　　與采用由感溫元件控制的被動滅火方式的閉式自動噴水滅火系統(tǒng)以及手動或人工噴水滅火系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點：

　　 1、具有人工智能、可主動探測尋找并早期發(fā)現(xiàn)判定火源；

　　 2、可對火源的位置進行定點定位并報警；

　　 3、可主動開啟系統(tǒng)定點定位噴水滅火；

　　 4、可迅速撲滅早期火災；

　　 5、可持續(xù)噴水、主動停止噴水并可多次重復啟閉；

　　 6、適用空間高度范圍廣（滅火裝置安裝高度最高可達25米）；

　　 7、安裝方式靈活，不需貼頂安裝，不需集熱裝置；

　　 8、射水型滅火裝置（自動掃描滅火裝置及自動掃描射水高空水炮滅火裝置）的 射水水柱水量集中，撲滅早期火災效果好；

　　 9、灑水型滅火裝置（大空間智能滅火裝置）的噴頭灑水水滴顆粒大、對火場穿透能力強，不易霧化等；

　　 10、可對保護區(qū)域?qū)嵤┤轿贿B續(xù)監(jiān)視。

　　該系統(tǒng)與利用各種探測裝置控制自動啟動的開式雨淋滅火系統(tǒng)相比，有以下優(yōu)點：

　　1、探測定位范圍更小、更準確，可以根據(jù)火場火源的蔓延情況分別或成組地開啟滅火裝置噴水，既可達到雨淋系統(tǒng)的滅火效果，又不必像雨淋系統(tǒng)一樣一開一大片。在有效撲滅火災的同時，可減少由水災造成的損失。

　　2、在多個（組）噴頭（水炮）的臨界保護區(qū)域發(fā)生火災時，只會引起周邊幾個（組）噴頭（水炮）同時開啟，噴水量不會超過設(shè)計流量，不會出現(xiàn)雨淋系統(tǒng)二個或幾個區(qū)域同時開啟導致噴水量成倍增加而超過設(shè)計流量的情況。

　　該系統(tǒng)與固定水炮滅火系統(tǒng)相比，有以下優(yōu)點：

　　 1、工作壓力低，流量小，射水時不會傷人；

　　 2、裝置射水時反作用壓力低，容易懸空固定安裝；

　　 3、吊頂或邊墻式安裝，在高空俯視被保護場所，不會存在滅火盲點；

　　 4、采取直射水方式，不會受空間高度限制而影響滅火效果;

　　 5、系統(tǒng)設(shè)計簡便、安裝維護方便。

　　設(shè)計中采用了兩種大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)，分別介紹如下：

　　1、大空間水炮裝置(ZSS-25)的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)

　　工作原理：

　　ZSS-25 水炮為探測器、水炮一體化設(shè)置。當水炮探測到火災后發(fā)出指令聯(lián)動打開相應的電磁 閥，啟動消防水泵進行滅火，驅(qū)動現(xiàn)場的聲光報警器進行報警。并將火災信號送到火災報警控制器。撲滅火源后，裝置再發(fā)出指令 關(guān)閉電磁閥，停止水泵。若有新火源，則系統(tǒng)重新上述動作。

　　ZSS-25系列大空間智能滅火裝置噴水參數(shù)：

型號參數(shù)工作電壓 (v)標準工作壓力   (MPa）標準射水流量（L/S)保護半徑（m)安裝高度范圍（m)進水口徑(mm)ZSS-20220V0.2MPa5202-625ZSS-25220 V0.6MPa5206-2550

　　ZSS-25 水炮 的優(yōu)點：射程更遠，流量更大(保護半徑20m，工作壓力為0.6MPa， 射水流量為5L/S，安裝高度范圍6～25m)。根據(jù)它的這些特點，比 較適合于安裝在停車場、體育館、碼頭、機場、影劇院等空間較 大的場所。

　　2.配置大空間智能型滅火裝置（ZSD探測器和ZSD-40A噴頭）的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)

　　工作原理：ZSD探測器全天候檢測保護范圍內(nèi)的一切火情。一旦發(fā)生火災，探 測器立即啟動探測火源，在確定火源后探測器打開電磁閥并輸出信號給聯(lián)動柜，同時 啟動水泵使噴頭噴水進行滅火。撲滅火源后，探測器再發(fā)出信號關(guān)閉電磁閥，噴頭停止噴水。若有新火源系統(tǒng)重復上述動作。

　　ZSD系列大空間智能滅火裝置噴水參數(shù)：

型號參數(shù)啟動時間（S）工作電壓 (v)標準工作壓力   (MPa）標準射水流量（L/S)保護半徑（m)安裝高度范圍（m)進水口徑(mm）ZSD-40≤30DC12-240.12546-2040ZSD-40A≤30DC12-240.25566-2540

　　ZSD系列大空間智能滅火裝置，是針對會展中心、體育館等大空間場所而設(shè)計的，整套裝置由兩個部分組成：控制器和噴頭?？刂破魍瓿蓪λＷo現(xiàn)場的火情的監(jiān)測及一些通訊和聯(lián)動控制。火災打開閥門，管道內(nèi)充滿水時，噴頭會自動旋轉(zhuǎn)均勻噴水。

　　依據(jù)保護場所的具體情況，控制器與噴頭可一對一設(shè)計,即一只控制器帶一個噴頭，在該方式下，ZSD控制器與噴頭一一對應，控制器發(fā)現(xiàn)火警打開閥門后，只有與其對應的噴頭噴水。該方式適合于所需保護的空間較高，又被劃分成不同區(qū)域，每個區(qū)間面積較?。ㄒ话銥閿?shù)十平方米）的場所。

　　也可以一對多設(shè)計，在該方式下，一個ZSD控制器與多個噴頭相配套（配套的數(shù)量依據(jù)安裝場所的實際情況而決定）。當控制器發(fā)現(xiàn)火警，打開相應的閥門后，與該控制器相對應的全部噴頭將同時噴水，整個保護空間內(nèi)如下瀑雨一般。撲滅火災的效能非常高。該方式非常適合于敞開式高大空間建筑的防火。如各種會展中心、體育館、候車廳、候機大廳、大型倉庫等。

　　附圖2配置自動掃描射水高空水炮集中控制系統(tǒng)圖

　　附圖16配置自動掃描射水高空水炮滅火裝置的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)工作流程（不包括重復啟閉系統(tǒng)）

　　五、設(shè)計體會：

　　1．光之廳消火栓系統(tǒng)設(shè)置

　　江蘇省科學歷史文化中心的核心建筑是被稱之為光之廳堂的中央光閣建筑，象征著江蘇省科學歷史文化中心是向廣大公眾開放的理想空間；這個新穎的大型透明光閣幾乎沒有提供可安裝消防設(shè)施的載體如實墻等，那么如何進行消火栓系統(tǒng)設(shè)計呢？通常做法有躺倒安裝，和埋地安裝等方式，但其栓口均不能滿足距地1.10米的要求，經(jīng)過仔細考慮選擇了在機場等大空間建筑中得到廣泛應用的“孤島式設(shè)備站”來安裝消火栓，設(shè)計中在中心鋼支柱的兩邊對稱布置四個設(shè)備站，高約2米，其兩側(cè)布置組合式消防柜（下面放置滅火器），中間和其余空間為通風設(shè)施，這個裝置經(jīng)過裝飾后集美觀實用與一體，成為點綴光之廳的重要因素。

　　2．大空間消防系統(tǒng)方案確定

　　光之廳總高達到23米，三層通高的“雅韻堂”劇場和報告廳也達到了10～14米，眾所周知普通噴林系統(tǒng)設(shè)置高度不超過8米，而現(xiàn)行《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》對大空間場所的噴淋系統(tǒng)設(shè)置又未做出明確規(guī)定，因此在工程中遇到大空間場所，一般有幾種處置方式：

　　a．不設(shè)噴頭，不采取措施，僅考慮消火栓系統(tǒng)，但這樣火災危險性增加，也不能阻止火勢的蔓延和減少火災的損失。

　　b．采用雨淋系統(tǒng)。我國現(xiàn)行規(guī)范未對設(shè)置雨淋系統(tǒng)的場所室內(nèi)凈空高度的上限值和保護面積做出規(guī)定。當凈空高度超出一定限值，或保護面積大于某一數(shù)值時，人們對雨淋系統(tǒng)是否有效，是否合理，是否經(jīng)濟存有疑慮。

　　d．采用“大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)”，這種系統(tǒng)有測試數(shù)據(jù)，有工程實踐，在已建或在建的會展中心、機場、大型商場等多項大空間建筑消防設(shè)計和使用中已取得成功經(jīng)驗，目前廣東已經(jīng)出臺地方標準，并在全國范圍內(nèi)推廣，已被證明是大空間場所行之有效的滅火設(shè)施。

　　因此本設(shè)計選擇大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)，大大提高了消防安全性，是合理的選擇。江蘇省科學歷史文化中心因此成為省內(nèi)第一家采用大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)的工程，具有特殊的工程意義。

　　3．一層車庫消防系統(tǒng)方案確定

　　車庫設(shè)在一層，本工程兩翼的車庫和室外是相通的，普通噴頭即使噴頭上方安裝集熱板，系統(tǒng)集熱效果很差，另外冬季室外管道也有凍裂的危險，不利于消防安全，因此車庫噴林系統(tǒng)選用了預作用自動噴水滅火系統(tǒng)。

　　4．噴淋管網(wǎng)及噴頭布置特點探討 

　　設(shè)計中大量采用了擴展型噴頭，安裝位置主要有，一層車庫，以及寬度大于3.6米小于4.4米的的小隔間內(nèi)，這樣大大節(jié)約了噴頭數(shù)量，節(jié)省造價，并為后期裝飾安裝留下余地，設(shè)計中尤為注意校核噴水強度，在不滿足設(shè)計噴水強度時，進行了適當?shù)募用堋?/p>

　　5．雨水蓄水池作為室外消防水池

　　本建筑設(shè)計方案由澳大利亞事務所設(shè)計，澳大利亞對雨水回用的重視得以體現(xiàn)，在中心的南北兩側(cè)工設(shè)計了，四座雨水蓄水池，每池容積200立方米，總計800立方米，設(shè)計中把室外消防用水，儲存在其中，并要求這四個水池不能同時檢修放空，這樣減少了室內(nèi)消防水池容量，增加了使用面積，并大大節(jié)約建筑造價。這樣雨水蓄水池可以提供綠化用水，和消防用水，在水資源日益得到重視的今天，該方案彌足珍貴，彰顯生態(tài)建筑理念，提升了建筑品位。

　　五、結(jié)語：

　　江蘇省科學歷史文化中心作為江蘇省十大政府工程之一，消防設(shè)施齊全，基本上涵蓋了，眾多消防系統(tǒng)，其中大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)在省內(nèi)較早采用，對大面積、大空間建筑的自動消防給水設(shè)計進行了有益的嘗試。具有特殊工程意義。

　　參考文獻

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