案例21 一类高层综合楼建筑消防设施配置案例分析
一、情景描述
某高层商业综合楼地上10层、地下3层，建筑高度53．80m，总建筑面积67137．48m2。其中地下部分建筑面积27922．30m2，使用性质为停车库及设备用房，共计停车474辆；地上建筑面积39215．18m2，地上一至五层使用性质为零售商业，地上六至十层使用性质为餐饮与休闲娱乐场所。该建筑内设有室内、外消火栓系统，自动喷水灭火系统，正压送风系统，机械排烟系统，火灾自动报警系统，消防应急照明，消防疏散指示标志，灭火器，消防电梯等消防设施；消防控制室设在地下一层，消防水泵房设置于地下二层。消防用电为一级负荷，电源从两个不同的区域变电站引入；消防供水从环状市政供水管网引入两条DN300的进水管，并在地块内形成环路。
二、案例说明
本案例包含或涉及下列内容：
1)建筑分类和综合楼定义。
2)室外消火栓给水系统配置。
3)室内消火栓给水系统配置。
4)自动喷水灭火系统配置。
5)火灾自动报警系统配置。
6)防排烟系统配置。
7)消防应急照明与消防疏散指示标志配置。
8)建筑灭火器配置。
9)消防电梯配置。
三、关键知识点及依据
1)该建筑建筑高度为53．80m，超过50m，根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB50045--1995)(以下简称《高规》)第3．0．1条规定，该建筑为一类高层建筑。综合楼是指由两种及两种以上用途的楼层组成的公共建筑，该建筑一至五层使用性质为零售商业、六至十层使用性质为餐饮与休闲娱乐类场所，使用性质已超过两种，故界定为一类高层综合楼。
2)根据《高规》规定，高层建筑必须设置室内、外消火栓系统。室外消火栓的数量应经计算确定，每个消火栓的用水量应为10～151／s。该建筑室外消火栓用水量为301／s，应设置2～3个室外消火栓。室外消火栓应沿高层建筑四周均匀布置，消火栓距高层建筑外墙的距离不宜小于5m，并不宜大于40m，距路边的距离不宜大于2m。室外消防给水管道应布置成环状，其进水管不宜少于两条，当其中一条进水管发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量。通常DN300市政供水管能提供1801／s的水量，故该建筑消防给水从环状市政供水管网不同方向各引入一根DN300的进水管，可以满足消防给水要求。
3)根据《高规》规定，该高层综合楼应设室内消火栓给水系统。室内消火栓采用临时高压给水系统，消火栓水量为401／s，室内消火栓给水管道布置成环状，并在各层均设置了室内消火栓。消火栓设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点，消火栓的间距保证同层任何部位有两个消火栓的消防水枪充实水柱同时到达；消防水枪充实水柱不小于1Om。消火栓的间距应由计算确定，高层建筑不大于30m，裙房不大于50m。消火栓栓口距地面高度为1．10m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直；消火栓栓口的出水压力大于0．50MPa时，应采取减压措施；消火栓应采用同一型号规格，消火栓的栓口直径应为65mm，消防水带长度不应超过25m，消防水枪喷嘴口径不应小于19mm，临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮；消防电梯间前室设消火栓；高层建筑的屋顶设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓。高层一类建筑的商业楼、综合楼等，应设消防卷盘，可结合室内消火栓系统设置，其用水量可不计人消防用水总量。
4)根据《高规》规定，该综合楼应设自动喷水灭火系统。根据《自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)》(GB 50084--2001)规定，高层民用综合楼建筑火灾危险等级为中危险级Ⅰ级，但其地下车库火灾危险等级为中危险级Ⅱ级，故该建筑自动喷水灭火系统设计流量按照中危险级Ⅱ级确定，其喷水强度为81／min·m2，作用面积为160m2。消防用水量应依据《自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)》(GB 50084--2001)规定，并根据喷头布置情况经计算确定。喷头选用流量系数K=80，公称动作温度高于环境最高温度30℃，即68℃的红色喷头，厨房区域选取93℃的绿色喷头。每个湿式报警阀控制喷头数不超过800只，该项目总建筑面积67137．48m2，根据《自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)》(GB 50084--2001)规定，中危险Ⅱ级一个喷头的最大保护面积为11．50m2，初步计算该建筑至少需要5839个喷头，需设湿式报警阀至少8个。该建筑高度大于50m，加上还有3层地下室，在设置自动喷水灭火系统的报警阀组时，应注意每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m。
5)根据《高规》规定：高层建筑的消防用水总量应按室内、外消防用水量之和计算；高层建筑内设有消火栓、自动喷水、水幕及泡沫等灭火系统时，其室内消防用水量应按需要同时开启的灭火系统用水量之和计算。消防水泵房内分别设置室内消火栓泵和喷洒泵各两台，当市政给水环形干管允许直接吸水时，消防水泵可直接从室外给水管网吸水。直接吸水时，消防水泵扬程计算应考虑室外给水管网的最低水压，并以室外给水管网的最高水压校核消防水泵的工作情况。市政给水管道和进水管不能满足消防用水量或者市政给水管道为枝状或只有一条进水管时，则应设消防水池。
6)根据《高规》规定，该综合楼应设置火灾自动报警系统。根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—1998)规定，建筑高度不超过100m的高层公共建筑，火灾自动报警系统保护对象分级为一级。系统采用控制中心报警系统，设一台集中火灾报警控制器和十三台区域显示器及图形显示装置、消防联运控制器、火灾应急广播等。消防控制室设在一层，并设有直通室外的安全出口。除车库、厨房等场所选用感温探测器外，商场、餐厅、机房、走道、娱乐场所等均选用感烟探测器，但上述上场所中属于大空间等特殊场所的应特殊考虑。
7)防排烟系统。
①防烟。根据《高规》规定，除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。该建筑高度为53．80m，其防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室均应设机械防烟系统。机械防烟采用机械加压送风防烟方式，机械加压送风机的全压，除计算最不利环管道压头损失外，还应有余压，其余压值应满足防烟楼梯间为40～50Pa，前室、合用前室、消防电梯间前室为25～30Pa。楼梯间宜每隔二至三层设一个加压送风口，前室的加压送风口应每层设置。机械加压送风机可采用轴流风机或中、低压离心风机，风机位置应根据供电条件、风量分配均衡、新风人口不受火、烟威胁等因素确定。
②排烟。根据《高规》规定，一类高层建筑的无自然通风且长度大于20m内走道或有自然通风，但长度大于60m的走道和面积大于100m2经常有人停留或可燃物较多的无窗房间，以及不具备自然排烟条件或净空高度大于12m的中庭应设置机械排烟系统。该建筑地上部分为商业综合楼，经常有人停留或可燃物较多，外墙均为玻璃幕墙，应设置机械排烟系统，其排烟风机的风量担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6m的不划防烟分区的房间时，应按每平方米面积不小于60m3／h计算(单台风机最小排烟量不应小于7200m3／h)；担负两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3／h计算。确定排烟风机的排烟量时还应考虑增加漏风系数，一般为10％～20％。
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50067--1997)规定，该建筑地下车库因其建筑面积已超过2000m2，故应设机械排烟系统。每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000m2，排烟口距该防烟分区内最远点的水平距离不应超过30m。排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次／h计算确定。
排烟风机可采用离心风机或排烟轴流风机，并应在排烟支管上设有烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。排烟风机应保证在280℃时能连续工作30min。设置机械排烟的地下车库，应同时设置送风系统，且送风量不宜小于排烟量的50％。
8)根据《高规》规定，该建筑的下列部位应设置应急照明：楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室；配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其他房间和观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所及公共建筑内的疏散走道。疏散用的应急照明的照度，其地面最低照度不应低于0．501x；消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其他房间的应急照明照度，应保证正常照明的照度。
高层建筑的疏散走道和安全出口处应设灯光疏散指示标志，并宜设在墙面上或顶棚上。安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走道的标志宜设在疏散走道及其转角处距地面1m以下的墙面上。走道疏散标志灯的间距不应大于20m。
9)根据《建筑灭火器配置设计规范》(GB 50140--2005)规定，该综合楼各层均应配置建筑灭火
器；民用建筑灭火器配置场所的危险等级为严重危险级，地上商业综合楼火灾种类为A类火灾，地下汽车库火灾种类为B类火灾，应配置ABC型干粉灭火器。根据计算公式Q=KS／U，计算单元中的最小需配灭火级别，再根据计算公式Qe=Q／N计算出每个灭火器设置点的最小需配灭火级别，来确定每个设置点灭火器的类型、规格与数量。灭火器设置点的位置和数量应根据灭火器最大保护距离确定。
10)根据《高规》第6．3．1条规定，一类高层公共建筑应设置消防电梯；消防电梯的设置数量当每层建筑面积在1500～4500m2时，应设2台。消防电梯载重量不应小于800kg，行驶速度从首层到顶层的运行时间不应超过60s；消防电梯内应设专用电话，并应在首层设供消防队员专用的操作按钮；消防电梯井底应设排水设施，排水井容量不应小于2m3，排水泵的排水量不应小于1O1／s。
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