会展中心建筑自动消防设计探讨

1、会展中心建筑自动消防设计探讨 提要会展中心建筑具有面积大 ,层高高 ,人员密集 ,火灾危险大的特点。 介 绍了上海新国际博览中心和台州会展中心两工程项目的设计情况。强 调对于特殊场合消防设计 ,宜与当地消防部门协商 ,借鉴国外相关规范 和成功实例。 关键词自动喷水灭火系统雨淋系统分区喷头喷水强度会展中心1 建筑特点现代建筑设计随着时代的变化 ,不但对建筑本身的造型 ,功能布置 ,结构 坚固、抗震等要求日趋提高 ,而且对其余相关专业的设计要求亦愈加严 格。尤其是大型展馆建筑 ,其消防系统设计的经济性、合理性、高效性 更显得重要。会展中心建筑特点：面积宏大，人员密集，每层层高大，往往1013m;又

2、为了加强采光 ,节约能源 ,有大面积的玻璃幕墙 ;并且为了减少外界噪声的 干扰而采用双层窗户。20 世纪 50 年代绝大部分的家庭、 公共场所、 办公、商场的装修颇为简 单,以水泥、石灰粉为主材 ,而现在装修选用的材料繁多 ,有木质墙裙、 软 包、地毯,另外塑料材料成品的采用也使建筑物内火灾的荷载大量增加。 诸如此类的原因 ,对消防提出了挑战 ,消防设计作为消防措施的前沿 ,其 合理性、有效性显得至关重要。2 自动喷水灭火系统的特点自动喷水灭火系统是全天候的自动跟踪 ,可围绕着火点依次打开喷头灭火,能在热气流的作用下 ,敏感地打开系统喷水 ,有效地灭火。若在重要场 所选用快速响应喷头或 ESF

3、R喷头，则灭火效果更佳，一般动作时间小于 1min,自动喷水灭火系统能够克服现代建筑的多种不利因素，有效灭火(见表 1)。3 会展中心建筑比较 (见表 2)4 上海新国际博览中心自动喷水灭火系统设计4.1 概况上海新国际博览中心展厅桁架的最高点为 17m,最低点为11m。屋面材 料为有聚氯乙烯涂层的纤维玻璃膜，屋面最低部分距离地坪 15m,距离 夹层地坪10m。膜为阻燃材料，但非不可燃材料。按建筑设计防火规范要求单层建筑面积大于 3000m2 或总面积大于 9000m2的展览设施内应设置闭式自动喷水灭火系统。 其目的是控制火 势,为人员疏散和建筑物的结构提供进一步的保护。4.2 设计考虑的附加

4、因素(1) 展厅大小。每个展厅的大空间意味着人员到达安全出口的距离更远 可靠的自动喷水灭火系统通过限制火情和烟雾的蔓延为人员创造一个 可维持的安全环境 ,也是防火和生命安全的关键因素。(2) 屋面高度。屋面离地坪面 17m 的高度要求自动喷水灭火系统进行特 别设计,使其在此高度仍可有效地发挥作用。(3) 暴露的钢结构。暴露的钢屋面桁架必须加以保护 ,以防止火情引起过 热最终导致坍塌 ,能控制火势大小和强度的自动喷水灭火系统有助于对 钢结构的保护 (钢结构桁架本身采取了防火漆的自身加强保护)。(4) 有效的自动喷水灭火系统同时可对屋面膜结构加以保护。4.3 最终采用的设计 每个单元展厅内自动喷水

5、灭火给水系统为环路 ,以保证安全可靠的供水。 由于每个展厅规模巨大，平面为180mK 70m为能及时发现管道渗漏供 水环管置于环绕建筑周边的沟槽内 ,带活络盖板 ,便于检修。展厅、入口大厅、连接廊、附属区域等处均设有自动喷水灭火系统,每个展厅设有湿式报警阀。由于每个展厅面积大,将展厅划为 4 个区域 ,每个自动喷水灭火区域设置单独的立管 ,以便及时发觉火情区域。系统 由火灾报警系统 (探测系统为红外线对射 )监控,并启动人员疏散程序。 由于层高大 ,为了能有效快速扑灭展厅火灾 ,自动喷水灭火系统的喷水 强度采用8.15L/(minm2),相当于75L/S大于我国规范6L/(min m2)。目的

6、 是为了能够为展厅大空间提供大量的水,控制展厅内火势 ,为人员撤离展厅以及消防人员的反应提供时间。展厅的喷水强度和设计区域以美 国 UL 进行的标准展摊位置喷淋试验为依据。试验显示最边远的 46415m2区域的8115L/(min m2)的喷水强度可以控制屋顶高度至少为 15124m 的展厅内的典型火情。上海博览中心展厅的 588m2 的边远区 域达到此强度。喷头布置特点：展厅内最大的喷淋间距为3mx 3175m自动喷水灭火水管沿屋顶桁架构件敷设。为桁架提供适当的保护同时将喷头和管道的可见度降至最低以求美观。喷头的额定动作温度为100C，以适应屋顶可能的高温。由于展览中心每个展厅外墙侧因展览需

7、要 ,建筑设计有条板箱储存区。 为了灭火 ,对此区域亦设置了自动喷水灭火系统。经设计院、上海消防 局和VIKING公司商讨后，最终喷头选用边墙式干式喷头，以防支管内水 被冻结,在雨蓬下面及置于外墙上暖机组下方均设有喷头。此喷头目前 在上海未曾应用 ,其构造特点为喷头带有一短管 ,内充压缩空气 ,安装于 室外不冻结。火灾时 ,喷头破裂 ,压缩空气释放 ,喷水灭火。自动喷水灭火系统用水量为 75L/S室内消火栓用水量为15L/S。由于此 类会展中心在国内并无先例 ,且我国自动喷水灭火设计规范的不完善性 和受到试验条件的限制 ,系统的选择和设备的选型时常借鉴欧美国家的 成熟经验加以改进。在设计过程中

8、 ,外方的消防工程师专门为上海消防局对本工程进行了电 脑模拟试验显示。 从火灾的发生 ,人员的疏散 ,喷头的灭火效果等方面均 进行了详细描述 ,结果颇为满意。 最后经与上海消防局的反复商榷 ,选用 4台消防泵（喷淋，消火栓泵合用），每台流量为25L/S备用泵1台（为柴油 泵）,流量为100L/S和2个3m3的气压罐。设置气压罐较好地解决了因 屋顶为钢网架膜结构 ,而无法设置消防水箱的问题 ,同时又不影响建筑 的构造美。柴油泵的采用则提高了消防系统的可靠性。5 台州会展中心雨淋系统的设计实例 5.1 建筑空间对自动喷水灭火的影响 空间环境是自动喷水灭火系统灭火效果受到影响的重要因素。当空间 大于

9、一定高度时 ,灭火效果明显降低 ,甚至无法灭火。 我国自动喷水灭火 系统规范规定高于 8m 的民用建筑和工业建筑所设置的自动喷水灭火 系统对地面大火的扑救已经无意义。NFPA850规定扑救地面大火有效高度为 12m。德国规范规定保护地面 火灾的喷头安装高度为15m。故对于空间高度的不同，选用自动喷水灭 火系统的类型相当重要。雨淋系统采用开式洒水喷头 ,由雨淋阀控制喷水范围。由配套的火灾自 动报警 （两个独立信号 ）或传动管系统监测启动雨淋阀。 适用于火灾蔓延 快,闭式喷头开启后喷水不能有效覆盖起火范围的场所,以及净空超高闭式喷头不能及时动作的场所。5.2 雨淋系统的设计特点“会展中心 ”由三部

10、分组成 :一区为多功能会议厅区 （一层有部分为展示 用房）;二区为展示区 ,分上下两层 ,每层局部有夹层 ;三区为餐饮办公区。二区地下室总面积约为15700m2,用砖砌墙体和甲级防火门封闭。库房、 设备用房面积约为5750m2。其余面积为9950m2分为两个防火分区： 一个面积约为6500m2;另一个面积约为3450m2。用防火卷帘分隔，端部 设 900mm 宽甲级防火门通行。一层加夹层面积约16400m2,分为两个防火分区，用防火卷帘分隔。二层 加夹层面积约为16400m2亦分为两个防火分区，用防火卷帘分隔。台州会展中心分区二的2层层高平均15m,且面积达16000m2,结合工程 的具体情况 ,经与当地消防部门的协商 ,最终设计了雨淋系统。按规范要求，每个雨淋阀的作用面积为 260m2,将整个二层区域划分为42 个作用区域。由于面积大 ,从设计合理性和经济性角度出发 ,不宜随意 简单划分 ,目的是使最不利点发生的火灾所涉及的相邻区域越少为佳 以便减少雨淋泵的设计流量。雨淋阀室的设置 :按规范要求 ,雨淋系统的配水管道充水时间 ,不宜大于2min。雨淋阀室结合建筑平面，相对集中，共设有7个雨淋阀室，尽可能靠 近所作