案例26 大型多层展览建筑消防设施配置案例分析
一、情景描述
某博物馆占地面积7．63hm2，地上4层，地下1层，建筑高度23．30m，地上建筑面积11573m2，地下建筑面积4085m2，总建筑面积15658m2，属于大型多层建筑。该博物馆为钢筋混凝土框架结构，耐火等级为一级。地下一层主要功能为文物出入区及博物馆辅助用房、会议室等，其中地下一层有一个防火分区与首层中庭景观水池连通，火灾时利用防火卷帘与其他分区分隔；地上一层主要功能为门厅、共享中庭、临时展厅、文博书店、茶座、贵宾接待厅等；地上二层为常设展厅；地上三层为网络机房、多媒体教育、图书资料等；地上四层为文物修复、考古标本库、办公区等。
该博物馆设有室内外消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、超细干粉灭火系统、气体灭火系统、防排烟系统、火灾自动报警系统、消防应急照明和消防疏散指示标志及建筑灭火器等消防设施。
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)消防水池与消防水泵配置。
5)气体灭火系统配置。
6)火灾自动报警系统配置。
7)防排烟系统配置。
8)应急照明和疏散指示标志的配置。
9)建筑灭火器配置。
三、关键知识点及依据
(一)室外消火栓给水系统
该建筑体积为11573m2×23．3m／4=67413m3，依据《建筑设计防火规范》(GB 50016--2006)规定，一、二级耐火等级民用建筑体积大于50000m3时，其室外消防用水量不应小于301／s。每个室外消火栓流量为10～151／s，因此，在该博物馆四周150m内应有3个或3个以上室外消火栓。当室外消防用水的流量大于151／s时应将消防给水管道布置成环状，且向环状管网供水的输水管不应少于两条。
(二)室内消火栓给水系统
依据《建筑设计防火规范》(GB 50016--2006)的规定，体积大于5000m3的展览建筑应设DN65的室内消火栓，其消防用水流量应根据消防水枪充实水柱长度和同时使用的水枪数量经计算确定，且不应小于201／s。同时使用消防水枪不少于4只，每根消防竖管最小流量不应小于151／s。室内消火栓超过10个且室外消防用水流量大于151／s时，其消防给水管道应连成环状，且至少应有两条进水管与室外管网或消防水泵连接。当其中一条进水管发生事故时，其余的进水管应仍能供应全部消防用水量；体积大于25000m3的展览建筑，消防水枪的充实水柱长度不应小于13m；室内消火栓应设置在位置明显且易于操作的部位。栓口离地面或操作基面高度宜为1．10m，其出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面成90°角；室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支消防水枪的充实水柱同时到达任何部位。．
(三)自动喷水灭火系统
依据《建筑设计防火规范》(GB 50016--2006)的规定，任一楼层建筑面积大于1500m2或总建筑面积大于3000m2的展览建筑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，展览馆建筑环境温度不低于4℃且不高于70℃的应采用湿式系统。自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级为中危险级1级，喷水强度为61／min·m2，作用面积为160m2。
系统最不利点喷头的压力按不低于0．05MPa设计。本工程采用流量系数K=80的标准喷头，喷头动作温度为68℃。
(四)消防水池与消防水泵房
根据《建筑设计防火规范》(GB 50016--2006)规定，当生产、生活用水量达到最大，市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量时，应设置消防水池。当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求。当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量与室外消防用水量不足部分之和的要求。容量大于500m3的消防水池，应分设成两个能独立使用的消防水池。设置临时高压给水系统的建筑物应设置消防水箱。消防水箱应储存1Omin的消防用水量。消防水泵房应有不少于两条的出水管直接与消防给水管网连接。当其中一条出水管关闭时，其余的出水管应仍能通过全部用水量。出水管上应设置试验和检查用的压力表和DN65的放水阀门。当存在超压可能时，出水管上应设置防超压设施。
(五)气体灭火系统
根据《建筑设计防火规范》(GB 50016--2006)规定，大、中型博物馆内的珍品库、藏品库和特殊重要设备室及通信机房等部位，应设置自动灭火系统，且宜采用气体灭火系统。根据《气体灭火系统设计规范》(GB 50370--2005)的规定，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。
(六)火灾自动报警系统
根据《建筑设计防火规范》(GB 50016--2006)规定，建筑高度不超过24m、任一层建筑面积大于3000m2或总建筑面积大于6000m2的展览建筑，应设置火灾自动报警系统。该展览馆建筑面积为11573m2，应设置火灾自动报警系统。依据《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—1998)规定，系统保护对象分级为一级，设计时采用控制中心报警系统。对展厅、办公、会议、书店、茶座、贵宾接待厅等场所，应选择感烟探测器。每个防火分区至少设置一个手动火灾报警按钮和消防对讲电话插口及声光报警装置。火灾报警按钮至所在防火分区边缘的距离不应大于30m。在消防控制室内除应设置集中火灾报警控制器及其联动控制设备外，还应设置应急广播和消防专用直通对讲电话总机，消防水泵房、备用发电机房、变(配)电室、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房等场所设有消防专用电话分机。
(七)防排烟系统
根据《建筑设计防火规范》(GB 50016--2006)规定，该展览建筑中的中庭、建筑面积大于300m2的地上房间和长度大于20m的内走道及地下室建筑面积大于50m2的房间应设置排烟设施。每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2，防烟分区不应跨越防火分区。展厅、办公、会议、书店、茶座等场所，利用靠外墙上的可开启外窗进行自然排烟，排烟窗的面积应占地面面积的2％～5％。中庭体积大于17000m3，其机械排烟换气次数不应小于4次／h，且排烟量不应小于102000m3／h。走道、地下室等不能利用外墙窗进行自然排烟的场所，应设机械排烟设施，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，应按面积每平方米不小于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。另外，该建筑中不能直接自然采光和自然通风的封闭楼梯间，应按防烟楼梯间设计，其楼梯间及其前室应设置防烟设施。
(八)应急照明和疏散指示标志
根据《建筑设计防火规范》(GB 50016--2006)的规定，超过400m2的展览厅及其疏散走道、封闭楼梯间、地下房间和消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的其他房间应设置消防应急照明。消防应急照明灯具的照度：疏散走道的地面最低水平照度不应低于0．501x；人员密集场所内的地面最低水平照度不应低于11x；楼梯间内的地面最低水平照度不应低于51x；消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的其他房间的消防应急照明，仍应保证正常照明的照度。
该展览馆应沿疏散走道和在安全出口、人员密集场所的疏散门的正上方设置灯光疏散指示标志，并应符合下列规定：
1)安全出口和疏散门的正上方应采用“安全出口”作为指示标志。
2)沿疏散走道设置的灯光疏散指示标志，应设置在疏散走道及其转角处距地面高度1m以下的墙面上，且灯光疏散指示标志间距不应大于20m；对于袋形走道，不应大于1Om；在走道转角区，不应大于1m，其指示标志应符合现行国家标准《消防安全标志》(GB 13495--1992)的有关规定。
3)总建筑面积超过8000m2的展览建筑在疏散走道和主要疏散路线的地面上应增设能保持视觉连续的灯光疏散指示标志或蓄光疏散指示标志。
(九)建筑灭火器
按《建筑设计防火规范》(GB 50016—2006)规定，除住宅外的民用建筑，均应按《建筑灭火器配置设计规范》(GB 50140--2005)的规定配置灭火器。该展览馆灭火器配置场所的危险等级为严重危险级，火灾种类为A类火灾，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，并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。
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