单纯地下建筑水消防设计研究.doc

单纯地下建筑水消防设计研究摘要：城市地下商业、地下公共停车场、人防避难所等建筑形式大量存在，这些建筑的主体一般位于地坪下，或可称之为“单纯地下建筑”。本文结合此类建筑的特点，对上述问题提出一些具体看法。关键词：单纯地下建筑 建筑体积 消防排水 稳压Simple underground structure fire-fighting system designZhang Bin（Journal of Water & Wastewater Engineering, Asia-Pacific Institute of Construction Scitech Information, Beijing 100120, China ）Abstract: There are a great number of underground structures in city including underground commercial plaza, underground public parking place, and underground civil air defense shelter and refuge. The main constructions of these structures are under ground and so they are named as simple underground structure. Based on the characteristics of this type of structures, this paper brought forward some specific views on some problems.Key words: Simple underground structure; Structure volume; Fire-fighting drainage system; Stable pressure0 前言 对于单纯地下建筑，除现行消防给水及消火栓系统技术规范提到“地下建筑”外，其他有关防火规范，还没有明确的定义。为了区分一般的建筑物地下室，这里将主体位于地下且顶部有覆土的建筑统称为“单纯地下建筑”。此类建筑，在发生火灾的情况下，现场能见度更低、有毒有害烟气导除难度更大、人员疏散难度相对较大、火灾扑救相对困难。因此，有关此类建筑的水消防系统设计，值得关注。1 单纯地下建筑的规范选用问题消防给水设计，首先要考虑的是执行哪些规范条文。常用的防火设计规范，如建筑设计防火规范（GB50016-2006）、高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95-2005）、自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001-2005）、汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067-97）、人民防空工程设计防火规范（GB50098-2009）、建筑内部装修设计防火规范（GB50222-95-2001）、建筑灭火器配置设计规范（GB50140-2005）、消防给水及消火栓系统技术规范（GB50974-2014）等。在这些防火设计规范中，对于建筑物地下室防火设计虽有要求；然而，对于单纯地下建筑的防火设计，几乎没有专门的规定，有关设计只能根据建筑体积和功能，参照建筑设计防火规范和汽车库、修车库、停车场设计防火规范等规范的相关条文执行。 事实上，单纯地下建筑和通常意义上的民用建筑地下室还是有很大的区别。而且，由于城市建设用地日趋紧张，专门的单纯地下建筑会不断出现。为了便于规范相关设计，确保单纯地下建筑的防火安全，建议有关部门将单纯地下建筑防火设计规范的编制提上日程。2 单纯地下建筑体积计算和消防设计用水量的选取问题关于消防设计用水量的选择，通常情况下，对于多层建筑，通常根据建筑高度、使用性质、人员密集程度、火灾负荷和建筑物体积（建筑物体积（V）-建筑设计防火规范表8.2.2-2，P72），综合确定室内、外消火栓系统的用水量；对于高层建筑，通常根据建筑物的使用性质和建筑高度综合确定室内、外消火栓系统的用水量。那么，对于单纯地下建筑，当参照建筑设计防火规范（GB50016-2006）进行设计时，其建筑物体积如何确定呢？有关建筑物的体积计算方式，建筑设计防火规范中无明确规定。笔者咨询国内多个地方的设计人员，较多按照多层建筑地上部分的体积考虑，较少考虑地面以下（地下室）部分的体积。诚然，按照上述方式计算建筑物体积，看似无甚不可，但好像又少了点什么。另外，有关该问题，在建筑设计防火规范8.2.2（P288）条的条文解释有如下内容：“建筑物室外消防用水量与下述因素有关-建筑物的耐火等级、生产类别、建筑物容积和建筑物用途。”在该解释中，出现了“建筑物容积”这个词汇。同时，对“建筑物容积”进一步解释如下：“建筑物体积越大、层数越多，火灾蔓延的速度越快、燃烧面积也越大”诚然，如按照“容积”考虑，或许应该把建筑物的地下部分计算在内。但是，“容积”和“体积”又是完全不同的两个概念，对一座带地下室的多层建筑而言，即便把地下部分计算在内，其“容积”和“体积”的计算结果势必是两个不同的数据。因此，就规范的角度而言，还是应该更加严谨一点为好。一般理解，既然地下空间的防火设计比地上部分要求更为严格，在计算建筑物体积时，对于那些带地下室的多层建筑，其地下部分的体积还是有必要计算在内。而对于单纯地下建筑，在没有专门的防火设计规范的前提下，如参照现行建筑设计防火规范的内容，根据其体积确定室内、外消火栓系统设计用水量，倒也简单。但是，参照建筑设计防火规范8.1.3条的条文解释（P283）：“根据火场实践，扑救建筑物室内火灾，当建筑物高度不超过24m时，消防车可采用沿楼梯铺设水带单干线或从窗口竖直铺设水带双干线直接供水扑灭火灾。当建筑物高度大于24m时，则立足于室内消防设备扑救火灾。”，那么对于单纯地下建筑的水消防设计而言，是立足于“自救”，还是立足于“旁救”？比起地上建筑，单纯地下建筑、尤其是那些建筑规模较大的单纯地下建筑，在发生火灾时，火场烟雾不易消散，浓度可能更大，火场能见度更低，更加不利于消防队员携水带通过消防车供水抵达火场进行火灾扑救工作。有鉴于此，其水消防系统设计是否需要考虑按照“立足于自救”进行设计呢？如按照“立足于自救”进行考虑，其室内、外消防用水量的关系则可能需要重新界定（在建筑消防设计方面，通常认为：高层建筑以“自救”为主，一般情况下室内消火栓用水量大于室外消火栓用水量；多层建筑以“旁救”为主，一般情况下室外消火栓用水量大于室内消火栓用水量）。因此，对于单纯地下建筑，在其消防设计方面，如果将来有可能编制专门的单纯地下建筑防火设计规范，由于此类建筑在火灾时人员疏散难度相对较大，火灾负荷较大，不易通过消防车进行室外灭火救援。笔者认为，应该本着“预防为主，防消结合”的原则，加强自救，强化自动消防系统设计，并按照两支水柱同时达到室内任何一个地方的原则设置室内消火栓系统（设计流量10L/s，或略大于10L/s）。同时，对室内消火栓系统均要求设置水泵接合器（可参照建筑设计防火规范，不超过5层的建筑则可不设置水泵接合器），并把室内消火栓流量作为室外消火栓的计算流量，作为一道安全保障，以备不时之需。3 单纯地下建筑消防系统的稳压问题对于单纯地下建筑，如建筑物周围市政供水条件能满足消防水量和水压要求时，可按高压系统进行设计。否则，只能按照临高压系统进行设计，原则上需设计相关消防水泵、消防水池、稳压水箱（据需设计增压稳压装置）等。但是，对于此类建筑，当只有一路市政水源时，利用消防水池进水管兼做平时消防稳压管道，取消消防稳压水箱和相关增压稳压装置，是否可行呢？参考建筑设计防火规范，喷淋系统日常稳压不小于5m水头，室内消火栓系统日常稳压不小于7m水头即可，一般市政供水压力通常皆可满足。此外，有关稳压系统初期消防供水量，借鉴现行高层民用建筑设计防火规范7.4.8.1：“增压水泵的出水量，对消火栓给水系统不应大于5L/s，对于自动喷水灭火系统不应大于1L/s。”该水量并不大，普通市政供水能力一般均可满足。唯一缺憾的是，当市政只能提供一路水源时，稳压系统则不能实现双路供水。但是，在设有屋顶稳压水箱和增压稳压装置的消防系统中，虽然稳压泵为一用一备，但其连接到室内消火栓系统和自动喷水灭火系统的稳压管路也分别只有一根管道。当然，退而求其次，如不能利用地下消防水池的进水管道兼做单纯地下建筑的稳压管道，在消防泵房内增设喷淋与消火栓系统合用的增压稳压装置亦无不可。4 单纯地下建筑消防排水的问题有关地下消防废水的排放问题，在现有规范体系中，仅高层民用建筑设计防火规范要求在消防电梯底部设置有效容积不小于2m3的集水坑，并分别设置两台排水能力不小于10 L/s的潜水排污泵（双回路供电、一用一备），其他规范未过多提及。对于高层或多层建筑，火灾发生时，大量的消防废水可能会顺楼梯、建筑物外墙等自流至室外，部分会顺电梯井或其他竖向通道汇入地下室。但是，对于单纯地下建筑，首先可能不需设计专门的消防电梯；其次，由于建筑物全部设在地下，几乎所有的消防废水最终都可能积聚在室内地面，当室内地面消防废水汇集严重时，可能会影响到室内消防系统的供电安全和消防水泵的正常运行等。因此，在此类工程设计时，或可采用如下两个思路来解决上述问题：（1） 为了防止消防废水进入泵房及变配电室等重点地方，可要求建筑专业在消防水泵房门口、变配电室门口等，待供水、供电设备进场安装后，增设一定高度的挡水坎，确保相关功能房间的安全。（2） 结合消防供水量，在适当的地方