多功能体育馆自喷系统设计

刘春昕

(北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045)

0 引言

本项目位于某学院校内，总建设面积13 395．89 m2。建筑高度23．15 m。建筑物由图书馆及地下风雨操场、车库组成。

建筑为校园区内局部新建工程，消防水专业设计内容包括室内消火栓系统、室内自喷系统、建筑灭火器设置。室内消火栓采用原有消防泵房内室内消火栓泵组，接出专用消火栓环状管网在新建建筑室内成环布置，满足消火栓供水水量水压要求。自动喷水灭火系统采用湿式自动喷淋系统，由校园区内原消防泵房喷淋泵接出，喷淋系统预留口接入两根喷淋系统管道，原消防水泵房改造以后水量及水压满足了自喷系统要求。均采用原有屋顶稳压装置。

1 自动喷淋系统消防实践意义

大部分火灾具有前期能量低、火势弱，一旦达到能量与温度的积累爆发强烈的特点，火灾前期几分钟甚至几秒钟内控制火势非常必要。自喷系统自动监测、全天值守，烟、热感达到一定浓度后立即响应灭火，能密切结合保护对象的使用功能、内部物品燃烧时的发热发烟规律安全可靠的启动操作。

从美国等发达国家经验数据表明，自动喷水灭火系统的灭火成功率普遍高达96%以上，生命损失减少1/3～2/3以上，财产损失减少1/2～2/3以上，并且能节省消防总开支。在我国，配置了符合规范及技术要求的自喷系统，在火情发生初期也是最为有效的自救灭火设施。

2 设计计算

2．1 建筑类型确定

以地下体育馆作为建筑类型主体，定义为非仓库类高大净空场所多功能体育馆。规范中关于单一功能体育馆及多功能体育馆的定义并未有明确条文说明，消防审批部门认为的多功能体育馆为附建有其他与体育无关功能建筑的体育馆，若仅有单建的体育馆，即使内部包括羽毛球馆、乒乓球馆等多种体育活动功能设施，仍定义为单一功能体育馆。

本工程多功能体育馆净空高度未超过12 m，按照非仓库类高大净空场所设计，喷水强度12 L/(min·m2)，作用面积300 m2。室外消火栓用水流量30 L/s，室内消火栓用水流量15 L/s。

初步估算需贮存消防用水总量为540 m3。

2．2 体育馆自喷平面设计

地下体育馆以防火卷帘分隔为三个防火分区，火情发生时，防火卷帘下落，各防火分区作为独立单元设施独立运行，喷头布置时，防火卷帘位置按照分隔墙确定布置间距，非吊顶处直立型喷头布置还应考虑顶板的特殊结构形式。

图1为体育馆自喷平面局部放大图，用于水力计算。

图1 体育馆自喷平面局部放大图

2．3 体育馆自喷系统水力计算

1)作用面积确定。

如图1所示，作用面积9．5×32=304m2≥300 m2，满足要求。

2)最不利点处喷头的出流量与压力:

3)水力计算。

计算过程与结果见表1。

表1 自喷系统水力计算

2．4 核算消防总用水量与现有消防水源匹配情况

根据2．3条的水力计算结果，消防用水总量为641 m3。校园区原消防水池有效储水量612 m3。由园区内原有消防贮水池改建后储存室内外消火栓及自喷系统火灾延续时间内消防水量。消防水泵房内原有喷淋泵两台(一用一备)，Q=30 L/s，H=100 m，须增设两台同型号喷淋泵，共三用一备喷淋水泵，发生灾情时启动三台喷淋泵，供给新建地下体育馆自喷系统。

3 其他自喷系统形式可行性

3．1 微型水炮适用性

体育馆最大一个防火分区的平面尺寸为27m×34．8m=940m2，根据微炮的基本设计参数，每个防火分区至少设置两个微型水炮，两个水炮同时开启，系统设计流量10 L/s。体育馆内共设置6个微型水炮，每个水炮均设置电磁阀，每个防火分区分别设置信号阀、水流指示器，水平管网末端最不利点处设模拟末端试水装置。

采用微型水炮，可与湿式自喷系统合用喷淋水泵，并可采用自喷系统的高位定压稳压装置。在本工程中，系统设计流量降低，用水总量降低，可采用原消防水源以及喷淋水泵，减少消防水泵房扩容改建费用及新建自喷设施施工费用。

3．2 环状自喷管网适用性

自喷系统流量大，系统管网的配水管径大，造成投资大，为减少投资可采用配水较均匀的支状管网和环状管网。危险等级中危Ⅱ级以上可采用配水管环状管网。

通过管网平差计算，确定各管段流量，进而完成环状管网的水力计算，求得环状管网的入口压力。环状管网计算前首先确定支管折算流量系数、作用面积流量折算系数、支管起点压力，然后按支状管网计算方法试算管径，直至管段相交点的压力误差小至忽略不计。

环状管网在供水可靠性以及经济投资方面占有一定优势，但在本工程中存在纵向2．3 m高的结构梁，干管需要穿梁设置，若采用环状管网，穿梁位置靠近柱网，对结构稳定性造成影响，若配水干管梁下布置，则降低了建筑使用空间，这种特殊的建筑结构空间中，自喷系统环状管网的使用还有一定局限性。

4 结语

自动喷水灭火系统用于扑灭早期火灾，不但安全可靠、经济实用，而且灭火成功率高。自动喷水灭火系统设计，首先应定位建筑类别，合理确定设计基本参数，并应采用精算法进行水力计算，以精算结果确定管网管径、系统设计流量以及系统压力。在多功能体育馆建筑中，微型水炮较传统自喷系统具有经济及技术优势，并可减少计算工作量，是未来大空间自动喷水灭火系统的发展趋势。自动喷水灭火系统环状管网比支状管网供水可靠，比格栅状管网水力计算简单且投资小。

［1］黄晓家，姜文源．自动喷水灭火系统设计手册［M］．北京:中国建筑工业出版社，2002．

［2］GB 50016-2006，建筑设计防火规范［S］．

［3］GB 50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范(2005年)［S］．

［4］CECS 263-2009，大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程［S］．

［5］卫瑞鸣．关于自喷系统设计中的几个问题［J］．山西建筑，2012，38(35):149-150．