鹤山市供水给排水设计有限公司 529700
摘要：大型商业综合体具有功能丰富、空间紧凑、抗风险能力强等多项优点，在城市发展中表现出了强大的生命力及发展潜能，而为了保证大型商业综合体安全性，必须针对其消防设计进行深入研究。本文从消防给水系统出发，结合案例重点分析了消防给水系统的难点、消防给水系统设计等。希望为此类工程的消防设计提供参考。
关键词：商业综合体；消防；给水系统；设计
引 言
近年来，随着国民经济的快速发展，大型商业综合体建筑不断涌现。其具有面积规模大、建筑功能复杂、人员密集、装修和商品的可燃物多等特点。发生火灾后容易导致蔓延迅速、人员疏散困难、扑救难度及财产损失大的后果。其消防系统既有与其他单一功能建筑相同之处，又有其自身的独特性。笔者对近年来参与设计的大型商业综合体中消防给水系统设计要点进行总结，供同行交流探讨。
一 商业综合体火灾特点
1.1 火灾面积大
商业综合体中的主力店及步行街两侧商铺中可燃物种类多，而且摆放连续，一旦发生火灾，很容易造成火烧连营的局面。而且防火分区内除了有限宽度的过道走道外，并无其他防止火灾蔓延的措施。
1.2 易形成立体火灾
商业综合体建筑空间高，中庭部分上下贯通，楼梯间、电梯井、玻璃幕墙缝隙等都可能串烟串火，强烈的烟囱效应会导致浓烟在短时间内充满整个建筑。
1.3 灭火救援及疏散难度大
高层商业综合体一般位于城市繁华地带，建筑物密度和人员密度大，内部布局形式多样，功能设置复杂且与地面垂直距离大。这不仅增加了疏散难度，而且对消防人员扑救作业准备和实施等都带来了很大的难度。
二 商业综合体消防系统的难点
商业综合体通常有多个中庭连通，组成一个不间断的大空间零售区域，建筑设计要求空间上的美观和布局的灵活性往往无法满足现行规范。消防设计难点主要体现在如下几个方面：
（1）防火分区的划分：一般商业综合体每层室内步行街的建筑面积都达千平方米，即使将环廊的商店零售区域单独划分为防火分区，每层公共区域的建筑面积仍超过防火分区最大允许建筑面积，不满足现行规范。若采用防火墙等间隔划分防火分区，一是影响大空间设计效果，二是导致人流通行和人员疏散不畅。目前，中庭的形状越来越不规则，面积也越来越大，从而给防火卷帘的施工安装带来困难，导致防火卷帘安装质量难以保证，降低了防火可靠性。
（2）安全出口及疏散楼梯设置：为了达到规范要求，每层设置的疏散楼梯和安全出口数量较多，且需沿建筑外墙设置以保证每部疏散楼梯在首层都能直通室外。对于大空间的主力店及室内步行街，难以确保任一点至最近安全出口的距离满足疏散要求。因此，常导致人员需要通过步行街公共区域才能到达室外。
三 消防给水系统设计
消防给水系统主要包括：水幕系统、自动喷水灭火系统、大空间智能型主动喷水灭火系统和消火栓系统。
3.1 水幕系统
若室内步行街环廊的商店零售区域完全采用防火卷帘进行防火分隔，需采用较多不规则且大跨度的防火卷帘，消防安全可靠性较低。所以，商业综合体较多采用“钢化玻璃+水幕系统”作为新的防火分隔方案。此种方案可以最大限度的将火灾限制于商店以内，减缓火灾蔓延的速度，火灾的局部化也可减少火灾导致的损失。发生火灾时，水幕系统可以对钢化玻璃起到冷却作用，在钢化玻璃表面形成一层“水膜”，降低烟羽流及热辐射对钢化玻璃的破坏，有效地实现防火分隔的作用。
3.2 自动喷水灭火系统设计
在进行自动喷水灭火系统设计时，必须先确定商业综合体内部各区域的系统危险等级，根据危险等级来确定喷水强度以及延续时间。同时为了保证发生火灾时，自动喷水灭火系统能够及时动作进行控火灭火，必须根据功能场所的不同选择合适的喷头，对于写字楼、车库等场所配置普通型喷头即可起到足够的控火灭火作用。而餐饮厨房等区域则应该采用高温型喷头，防止室内高温损坏喷头。对于商业区域等人员密度较高的区域，则应该选择快速响应喷头。
3.3 消火栓系统设计
城市大型商业综合体建筑往往会根据产业性质进行划分，各层级至今出了公共楼梯间以及管道之外很少会有上下层相同的隔墙，这给消火栓系统的设计带来了一定困难。同时，当业主入驻商业综合体后，会对室内空间的分隔进行较大调整，上下贯通的立管方式将给后期拆改带来极大困难，因此可以采取每层或是隔层设置消防环管、消防环管通过公共空间的立管进行连通的方式，虽然在建设初期采用这种消火栓系统设计方案会给工程建设带来较大的工程量，但却能够为后期拆改工作带来极大便捷。
3.4 大空间智能灭火系统设计
针对城市大型商业综合体中的大空间区域，包括上下贯通的中庭、电影厅等部分，其区域净高度往往超过12m，普通型喷淋并不能起到明显的控火灭火作用，因此可以采用大空间智能灭火系统，从而保证在大范围空间内能够进行安全、迅速、可靠的灭火行动。同时，这一系统与喷淋系统的联合能够起到更加显著的作用，但应该注意的是当两个系统联合设计时，应该从报警阀前就进行分开设置，从而提高大空间区域灭火的安全性。
四 案例分析
4.1 项目概况
项目由5栋单体建筑和地下室组成，1#、2#、4#均为销售商业楼（开发商对外销售的商业部分），均为4层，建筑高度21.35m，3#外围为销售商业楼，共2层，功能均为商铺，中间的停车楼，设有采光天井，共5层，建筑高度18m，5#外围临街部分为销售商业楼，其余部分为自持商业楼（开发商不对外销售），功能有主力店、儿童游乐场所、电影院、中西餐厅、超市、商铺等，建筑高度28.5m；地下室设置在5#楼下面，局部2层，负1层部分为超市，层高为6m。项目总建筑面积约17×104m2，建筑各栋在2层设连廊连接。
4.2 消防给水系统设计
（1）室外消防系统
市政水压直接供水，消防管道环状布置，室外消火栓沿消防车道、消防扑救场地设置，保护半径按为100m，并与各消防给水系统的水泵接合器的距离控制在15～40m，消防环管管径为250mm。
（2）室内消火栓系统
采用临时高压给水系统，销售型每个铺内设置1具消火栓，复式商铺在铺内每层入口位置设置1具消火栓；自持商业各层设消火栓，消火栓的布置保证火灾量同层同一防火分区有2股充实水柱到达建筑物任一部位。室内消火栓系统采用环网布置，消防栓供水立管均与底层水平环网相连；消火栓箱内按钮作为信号开关反馈至消控中心；消火栓泵由流量开关、低压压力开关控制直接启动。
（3）自动喷淋灭火系统
地下车库、自持商业、销售商业按中危级Ⅱ级；超市按仓库危险级Ⅱ级设置自动喷水灭火系统；湿式报警阀根据防火分区及各功能分区，将报警阀组分散设置在地下1层内的湿式报警阀间内，避免报警阀集中设置出管过多；每个防火分区设信号阀、水流指示器，末端设试水阀，每个湿式报警阀末端设试水装置，且每个湿式报警阀控制的喷头不超过800个。
（4）预作用灭火系统
3#栋停车楼设预作用灭火系统，系统设计参数同地下车库；采用电气单连锁系统，控制是在火灾自动报警系统2个探测器动作后，火灾自动报警系统输入信号，打开预作用报警阀的附属电磁阀，预作用报警阀开启，系统压力开关动作，直接连锁自动启动消防泵。系统信号阀、信号阀、水流指示器，末端设试水阀及喷头的设置均同自动喷淋灭火系统。
（5）自动跟踪定位射流灭火系统
5#楼的商业中庭、影院的IMAX影厅等净高超12m的高大净空场所；系统为临高压系统，采用自动扫描射水灭火装置，火灾危险等级为中危级Ⅱ级，设计流量按同一防护单元内同时开启的自动扫描射水灭火装置数量叠加，最大不超过40L/s；自动扫描射水灭火装置射水流量为5L/s；工作压力0.6MPa；保护半径20m。本项目最大开启的装置个数为4台，系统设计流量Q=20L/s，火灾延时1h。
（6）水幕防护冷却系统
5#楼的商铺与铺外的分隔采用是的是耐火完整性不低于1.00h的非隔性防火玻璃，依据BG50016—2014(2018年版）《建筑设计防火规范》5.3.2第1款要求，对防火玻璃墙设置水幕防护冷却系统保护；系统喷水强度为0.6L/s•m。GB50084—2017《自动喷水灭火系统设计规范》（以下简称“喷规”）第5.0.10条，防护冷却水幕的喷水高度每增加1m，喷水强度增加0.10L/s•m，本项目层高为5.1m），火灾延时1h，采用侧墙型喷头。
五 分析与讨论
根据商业综合体火灾特点和消防设计难点，设计人员应该在确保消防安全的同时，最大限度满足建筑大空间的美观效果及布局灵活性。一般可采用消防性能化设计的思路来解决以上问题。
5.1 “亚安全区”
中庭及环廊发生火灾的可能性较小，但考虑环廊两侧的商店零售区域作为独立“防火单元”可能被火灾破坏的最不利情况，在环廊均设置自动喷水灭火系统、机械排烟系统和防火分隔设施，以提高室内步行街整体的消防安全。此措施可以保证营业功能区域和室外安全区域之间不会串烟串火，此区域即为“亚安全区”。由上可知，室内步行街具有作为临时安全区的条件。若室内步行街作为临时安全区成立，则部分疏散楼梯在首层不能直通室外、步行街疏散距离偏长等问题即可得到解决。
5.2 消防给水系统优化设计
商业综合体一般每层至少设置一个水设备间，用于放置自动喷淋立管、消火栓立管、大空间智能型主动喷水灭火系统立管、给水及排水等立管。每层所需湿式报警阀设置于该层水设备间内，水设备间的大小一般根据所需湿式报警阀的个数及安装尺寸确定。此设计方法一是便于集中管理，不影响建筑布局及美观，二是灵活性较大。
前面已述消火栓立管难以同一位置上下贯通，而且后期招商的滞后导致商业分隔布局会有相当大的调整，上下贯通的方式布置消火栓显然不能满足规范要求，而且不便于后期精装施工配合。因此，每层或者隔层设置消防环管的方式能较好地解决此问题，虽然此方式会增加初期工程投资，但增大了后期招商的灵活性。各层间的消防环管可通过公共部位设置的消防立管或者水设备间中的消防立管进行连通。
另外，鉴于部分商业综合体的室外步行街商铺与主力店两者的管理方不同，建议在室外步行街和主力店各设置一个水设备间，此措施便于各方的维护管理，可以减少主干管管道穿越环廊。
结束语
大型商业综合体业态类型多以及受限于招商和很多的不确定因素，故如何能够合理地在项目的前期设计阶段有个较为全面的考虑是非常重要的。笔者仅以此工程实例来进行给水专业对于大型商业综合体一些要点的阐述，有不足之处，敬请各位专家批评、指正。
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