案例23 高度超过100m的综合楼建筑消防设施配置案例分析
一、情景描述
某综合楼地上52层，地下3层，建筑高度231m，总建筑面积为193159．58m2。地下部分为车库和设备用房，地上各层用途为商场、酒店、办公用房等。每层建筑面积不大于4000m2。消防用水分别从两路市政管网各引一路DN300的进水管，并在综合楼四周环通，环网上设置室外消火栓系统。综合楼各层均设置室内消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、变(配)电室、柴油发电机房内设水喷雾灭火系统，室内消防给水系统为临高压给水系统并采用串联消防给水方式供水。在地下三层、地上十五层避难层、地上三十七层避难层分别设置消防泵房和中间消防水箱，在顶层设大于18m3高位消防水箱。
通信机房采用七氟丙烷气体灭火系统。该建筑还设有正压送风系统、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、灭火器及消防电梯等消防设施及器材。
二、案例说明
本案例包含或涉及下列内容：
1)室外消火栓给水系统配置。
2)室内消火栓给水系统配置。
3)自动喷水灭火系统配置。
4)水喷雾灭火系统配置。
5)消防水泵、管道和消防水池、水箱配置。
6)气体灭火系统配置。
7)火灾自动报警系统配置。
8)防排烟系统配置。
9)消防电梯配置。
10)应急照明和疏散指示标志配置。
11)建筑灭火器配置。
三、关键知识点及依据
该综合楼建筑高度231m，建筑高度超过100m，为一类高层公共建筑。
1)根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)规定，高层建筑必须设
置室外消火栓给水系统。该建筑为一类高层综合楼，其室外消防用水量不应小于301／s。室外消火栓的数量应经计算确定，每个室外消火栓的用水量为10～151／s，应设2～3个室外消火栓。DN300室外消防给水管网布置成环状，不同方向两条进水管引入。室外消火栓应。沿高层建筑四周环形消防通道均匀布置，与综合楼的距离宜为5～40m，与路边的距离不宜大于2m，与被保护对象的距离不应大于150m。
2)根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)规定，高层建筑必须设
置室内消火栓给水系统。该建筑室内消火栓给水系统采用临时高压给水系统，串联供水方式，其用水量为401／s。室内消防给水管道布置成环状，引入管为两根，当其中一根发生故障时，其余的进水管或引入管应能保证消防用水量和水压的要求。室内消火栓布置，除无可燃物的设备层外，其他各层均应设置室内消火栓，并符合以下规定：
①消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点，消火栓的间距应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。
②消火栓的消防水枪充实水柱长度应通过水力计算确定，且不应小于13m。
③消火栓的间距不应大于30m；消火栓栓口离地面高度宜为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。
④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，并应设有保护按钮的设施。
⑤消防电梯间前室应设消火栓；高层建筑的屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓。
根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)的规定，建筑高度超过100m的高层建筑，应设消防卷盘，其用水量可不计入消防用水总量。
3)根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)和《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50067--1997)规定，建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。另根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB50067--1997)规定，停车数超过10辆的地下汽车库应设置自动喷水灭火系统。因此，该综合楼各层均应设置自动喷水灭火系统。根据《自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)》(GB 50084--2001)规定，该综合楼自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级商场和地下车库均为中危险级Ⅱ级，办公部分为中危险级Ⅰ级，系统按中危险级Ⅱ级设计。设计喷水强度不应低于81／min.m2，作用面积不小于160m2。消防用水量依据《自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)》(OB 50084--2001)规定，并根据喷头布置情况经计算确定。洒水喷头应选用流量系数K=80的标准喷头，每个报警阀组控制的标准喷头数不应超过800个，并应在最不利点喷头处，设置末端试水装置。
4)根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)规定，可燃油油浸电力变压器、充可燃油的高压电容器和多油断路器室宜设水喷雾或气体灭火系统。《水喷雾灭火系统设计规范》(GB 50219--1995)规定，水喷雾灭火系统可用于扑救固体火灾和闪点大于60℃的液体火灾及电气火灾。该建筑的上述场所和柴油发电机房均采用水喷雾灭火系统。变压器室、多油断路器室和柴油发电机室及其储油问的系统设计喷雾强度为201／min·m2，持续喷雾时间，变压器室、多油断路器室为0．4h；柴油发电机室及其储油间为0．5h。系统应选择水喷雾喷头，工作压力不应小于0．35MPa。消防用水量取决于被保护对象表面积大小，上述被保护对象最大的为变压器室。
5)根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)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，其中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。计算消防水池容量时，其火灾延续时间应按3h计算，其中自动喷水灭火系统可按火灾延续时间1h计算。消防水池的总容量超过500m3时，应分成两个能独立使用的消防水池。该建筑应设高位消防水箱，储水量不应小于18m3；高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力，因该工程建筑高度超过100m，最不利点消火栓静水压力不应低于0．15MPa，否则应设增压设施。室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统应设消防水泵接合器，每个消防水泵接合器的流量应按10～151／s计算，该工程每个系统各设置3个消防水泵接合器。
6)根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)规定，通信机房应设置
气体灭火系统。该建筑采用七氟丙烷全淹没灭火系统，组合分配形式，设计压力为4．20MPa，设计浓度为8％，喷放时间不大于8s，浸渍时间不小于5min。系统采用自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。
7)根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045—1995)规定，建筑高度超过
100m高层建筑，除游泳池、溜冰场、卫生问外均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 501 16—1998)规定，火灾自动报警系统保护对象分级为特级，系统形式应为控制中心报警系统。火灾探测器种类的选择：
①商场、酒店、办公楼的火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火陷辐射的场所，应选择感烟探测器。
②地下车库、变(配)电室、多油断路器室、柴油发电机房及其储油间的火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。
消防控制中心应有消防联动控制功能，并能接收和显示消防应急广播系统、应急照明和疏散指示系统、防排烟系统、防火门及防火卷帘系统、消火栓系统、各类灭火系统、消防通信系统、电梯等消防系统和设备的动态信息。
8)防排烟系统配置。
①机械防烟。根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045—1995)规定，本工
程的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室、避难层(间)应设置独立的机械加压送风的防烟系统，其机械加压送风量应由计算确定，或按规范规定的数值确定。当计算值和规范数值不一致时，应按两者中较大值确定。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一个。层数超过三十二层的高层建筑，其送风系统和送风量应分段设计。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、新风入口不受火、烟威胁等因素确定。
②机械排烟。根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)的要求，本工程的内走道、商场、车库和面积超过100m2的地上房间及各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2的地下室，应设置机械排烟设施。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。本工程中地下车库排烟风机的排烟量按《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50067—1997)的要求，按换气次数不小于6次／h计算确定。设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统，且送风量不宜小于排烟量的50％。超高层建筑封闭避难层(间)的机械加压送风量应按避难层净面积每平方米不小于30m3／h计算。
9)根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)规定，该建筑内楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯问及其前室、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；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以及疏散走道应设置应急照明。疏散用的应急照明，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，仍应保证正常照明的照度。
根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)规定，本工程的疏散走
道和安全出口处均应设置灯光疏散指示标志。疏散应急照明灯均设在墙面上或顶棚上；安全出口标志均设在出口的顶部；疏散走道的指示标志均设在疏散走道及其转角处距地面1．00m以下的墙面上；走道疏散标志灯的间距均不大于20m；应急照明灯和灯光疏散指示标志，应设玻璃或其他不燃烧材料制作的保护罩。应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应少于20min。
10)根据《高层民用建筑设计防火规范(2005年版)》(GB 50045--1995)的规定，一类高层公共
建筑应设置消防电梯。
该建筑每层建筑面积大于1500m2，小于4500m2，应设置2台消防电梯。消防电梯可与客梯或工作电梯兼用，但应符合下列要求：
①消防电梯宜分别设在不同的防火分区内。
②消防电梯问应设前室，其面积：居住建筑不应小于4．50m2，公共建筑不应小于6m2。当与防烟楼梯间合用前室时，其面积：居住建筑不应小于6m2，公共建筑不应小于1Om2。
③消防电梯间前室宜靠外墙设置，在首层应设直通室外的出口或经过长度不超过30m的通道通向室外。
④消防电梯间前室的门，应采用乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘。
⑤消防电梯的载重量不应小于800kg。
⑥消防电梯井、机房与相邻其他电梯井、机房之间，应采用耐火极限不低于2．00h的隔墙隔开，当在隔墙上开门时，应设甲级防火门。
⑦消防电梯的行驶速度，应按从首层到顶层的运行时间不超过60s计算确定。
⑧消防电梯轿厢的内装修应采用不燃烧材料。
⑨动力与控制电缆、电线应采取防水措施。
⑩消防电梯轿厢内应设专用电话，并应在首层设供消防队员专用的操作按钮。
⑧消防电梯间前室门口宜设挡水设施。消防电梯的井底应设排水设施，排水井容量不应小于2m3，排水泵的排水量不应小于1O1／s。
11)根据《建筑灭火器配置设计规范》(GB 50140--2005)规定，该建筑各层均应配置建筑灭火器。建筑灭火器配置场所危险等级为严重危险级。其中商场、酒店、办公楼部分火灾种类为A类火灾；车库、变(配)电室、多油断路器室、柴油发电机及其储油间的火灾种类为B类火灾。因此，该建筑内各层均配备ABC干粉灭火器，在变(配)电室、多油断路器室、柴油发电机室增配二氧化碳灭火器。
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