会展中心建筑自动消防设计

会展中心建筑自动消防设计

1建筑特点

现代建筑设计随着时代的改变,不但对建筑本身的造型,功能布置,结构坚

实、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10〜13明又为了

加强采光，节约能源，有大面积的玻璃幕墙;并且为了削减外界噪声的干扰而采纳

双层窗户。

20世纪50年头绝大部分的家庭、公共场所、办公、商场的装修颇为简洁,

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纳也使建筑物内火灾的荷载大量增加。诸如此类的缘由，

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,可围围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ESFR喷头,则灭火效果更佳,一般动作时间小于Imin,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）o

我1自动喷水灭火系统灭火成功率

数据来源灭火效率，%

Factorymutual(1970^1972)85

UNFueStatistic(1965-1969)91.8

USNavy(1966~1970)94.8

NFPA(1897-1924)95-8

XFPA(1925〜1964)962

Autfraha(1886^1968)99.8

3会展中心建筑比较(见表2)

我2全■中。费比

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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lOmo膜

为阻燃材料，但非小行燃材料。

按建筑设计防火规范要求单层建筑面积大于3000痛或总面积大于9OCOm2

的展览设施内应设置闭式自动喷水灭火系统。其目的是限制火势,为人员疏散和

建筑物的结构供应进一步的爱护。

4.2设计考虑的附加因素

(1)展厅大小。每个展厅的大空间意味着人员到达平安出口的距离更远，牢

靠的自动喷水灭火系统通过限制火情和烟雾的扩散为人员创建一个可维持的平

安环境,也是防火和生命平安的关键因素。

(2)屋面高度。屋面离地坪面17nl的高度要求自动喷水火火系统进行特殊设

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需加以爱护，以防止火情引起过热

最终导致坍塌，能限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爱

护(钢结构桁架本身实行了防火漆的自身加强爱护)。

(4)有效的自动喷水灭火系统同时可对屋面膜结构加以爱护。

4.3最终采纳的设计

每个单元展厅内自动喷水灭火给水系统为环胳，以保证平安牢靠的供水.由

于每个展厅规模巨大,平面为180mx70m,为能刚好发觉管道渗漏,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、附属区域等处均没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，以便刚好发觉火情区域。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,为了能有效快速扑火展厅火灾，自动喷水火火系统的喷水强度

采纳8.15L/(min•ni2),相当于75L/s大于我国规范6L/(min•m2)。

目的是为了能够为展厅大空间供应大量的水，限制展厅内火势，为人员撤离展厅

以及消防人员的反应供应时间。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)的喷水强度可以限制屋顶高度至少为15124nl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3mx3175叫自动喷水灭火水管沿

屋顶桁架构件敷设。为桁架供应适当的爱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100℃,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须要,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,喷头裂开,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/so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阅历加以改

进。

在设计过程中，外方的消防工程师特地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，喷头的火火效果等方面均进行了具体描述,

结果颇为满足。最终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，同时乂不影响建筑的构造美。柴油泵的采纳则提高了消防系统的牢靠

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。当空间大于肯

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。德国规范规定爱护地面火灾

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。

雨淋系统采纳开式洒水喷头，由雨淋阀限制喷水范围。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。适用于火灾扩散快，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刚好动作

的场所。

5.2雨淋系统的设计特点

“会展中心”由三部分组成: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1570（）nR用砖砌墙体和甲级防火门封闭。库房、设

备用房面积约为5750n?o其余面积为995（卜武分为两个防火分区,一个面积约为

2

6500m2;另一个面积冽为3450mo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16400m5分为两个防火分区，用防火卷帘分隔。二层加

夹层面积约为16400nR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1600（血2,结合工程的具

体状况，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动身，不宜随意简洁划分,

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,以便削减雨淋泵的设

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，尽可能靠近所作用的区

域，以缩短充水时间，快速灭火。

雨淋系统要求喷头的压力较大，以便使水滴更有力穿透烟雾到达火灾燃烧表

面，设计时最不利点的喷头压力约01〜0.15mPa,较一般闭式喷头压力大。

由于雨淋系统易误动作,管网在任何时候压力波动改变不宜太大。一般不应

大于设计工作压力的10%~20%-为防止产生误动作，在成组的雨淋阀前（沿水流

方向）均设计有止回阀,以尽可能避开因某个雨淋阀开启引起压力改变波及相邻

雨淋阀。

会展中心屋顶为钢网架结构，消防水箱的设置高度受到结构的限制。由于

18m3消防贮水箱设置高度不能满足规范要求，故雨淋系统增设了增压泵，为了使

增压泵有效作用。增压泵的扬程为工作主泵的111倍,且带有气压罐，以免频繁启

停。

整个系统设有3个压力开关，其中2个用于限制增压泵的启停』个用于限

制增压泵切换开启主泵灭火。用压力开关限制，与一般的电接点压力表相比牢靠

性大为加强。

由于区域数量多,火灾最不利的场所是发生在三个区域的相邻处。则水泵的

供水量满足三区域同时灭火。在管理上则应有专业人员对各阀室及各阀相对应的

区域作标记，以便在特别时期应急手动启动。

5.3自动限制

雨淋系统有三种自动限制方式:易熔锁封传动系统;闭式喷头传动系统;感温、

感光、感烟的火灾探测系统。由于建筑空间巨大，电气消防控测系统最终采纳了

红外线对射和烟感两个独立系统。整个区域设有13套各自独立的红外线对射系

统,最终每个雨淋单元均有两个独立信号报警。

雨淋系统灭火流程:红外线对射和烟感两个独立信号，开启火灾区域所对应

的雨淋阀的电磁阀。雨淋阀开启，喷水灭火。自习限制对雨淋系统的正常运行有

至关重要的作用，合理的限制，保证雨淋的灭火。

5.4管道参数

雨淋阀前的供水干管为环状，每个雨淋单元的供水管沿屋顶金属网架敷设，高

度与建筑设计专业协调，以便管道的隐藏，改善屋顶的美观。经平面设计的反复推

敲，最不利灭火区域为3个区域同时喷水灭火,Q=207L/s,H=72m,DN300，水

泵6台(