1、博物館的消防設計及啟示工程概況博物館規(guī)劃建設用地面積24133.7 ，總建筑面積 63390 。建筑高度(檐口 )36.4m，地上 5 層，地下 2 層，地下 3 層為 22m 層高的設備夾層。工程性質(zhì)為大型綜合性博物館建筑。其中地上各層和地下 1 區(qū)為展陳、社教、科研、辦公、保安、綜合服務等功能區(qū)，由三大部分組成：橢圓斜展廳、矩形基本展廳、行政辦公區(qū)層南1)地下 1，2 層北區(qū)為地下車庫，地下2 層南區(qū)為藏品庫、設備機房、人防等。博物館是一座全面反映中國悠久歷史、燦爛文化、革命傳統(tǒng)和現(xiàn)代化建設成就，展示國際大都市風貌的博物館。館內(nèi)展示和珍藏著代表中華民族五千年歷史的重要文物。消防系統(tǒng)的設計不

2、但要重在防，而且要重在滅。除設有普通的消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)外，還設有水噴霧滅火系統(tǒng)、智能消防水炮系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等特殊的消防措施。消防總水量的確定消防水池容積按所有水消防系統(tǒng)同時作用來計算，顯然是不經(jīng)濟也是不可能的，消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)是全方位保護，任何一處著火，兩個系統(tǒng)都要發(fā)揮作用。水噴霧系統(tǒng)為鍋爐房服務，水炮系統(tǒng)為禮儀大廳服務，兩系統(tǒng)都是局部保護。很明顯，水噴霧系統(tǒng)和水炮系統(tǒng)不可能同時作用，但兩系統(tǒng)是否會與自動噴水滅火系統(tǒng)同時作用呢?筆者認為，可從兩方面來考慮：一是從一處著火考慮。鍋爐房是一個獨立的防火分區(qū)，內(nèi)部只是水噴霧系統(tǒng)。一旦著火，除水噴霧系統(tǒng)作用外，鍋爐房以外的消

3、火栓系統(tǒng)協(xié)助滅火。這種情況，水噴霧系統(tǒng)不與自動噴水滅火系統(tǒng)和水炮系統(tǒng)同時作用。二是從安全角度出發(fā)。鍋爐房著火，不排除波及鄰近區(qū)域的可能性，鄰近區(qū)域的自動噴水滅火系統(tǒng)將作用。所以，可以認為水噴霧系統(tǒng)與自動噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)同時作用。兩種可能性都是存在的。禮儀大廳也同此考慮。針對博物館的重要性，消防水量的確定還是要保守一些。所以，有兩種同時作用的系統(tǒng)組合， 一種組合是水噴霧系統(tǒng)、 自動噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)；另一種組合是水炮系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)。消防水量按上述兩種組合的較大值確定為 650m3。消火栓系統(tǒng)室內(nèi)消火栓水量 30Ls，延續(xù)時間 3h。系統(tǒng)為穩(wěn)高壓制， 豎向不分區(qū)。

4、系統(tǒng)示意見圖 2。館內(nèi)防火分區(qū)的分隔， 多處設置了防火卷簾， 防火卷簾的種類與水消防系統(tǒng)密切相關(guān)。 根據(jù) “高規(guī) ”第 544 條的條文說明，如采用無機復合特級防火卷簾，則不需水冷卻。但此種防火卷簾軌道較寬，建筑空間美觀受到影響，為此建筑要求采用汽霧式特級防火卷簾( “高規(guī) ”條文說明第 544 條將此種卷簾納入了特級防火卷簾之列 )。其作用機理是：當火災發(fā)生時，感溫閥開啟，簾節(jié)內(nèi)充水，水滿外溢形成 “水簾 ”，火場高溫致使部分水汽化， 在水汽雙重作用下， 把簾面的溫升始終限制在一個極低的水平，進而有效阻斷火災蔓延。既然是特級防火卷簾，就意味著不設置獨立的噴水滅火系統(tǒng)。所以，汽霧式特級防火卷簾

5、所需要的 3h 冷卻水從附近的消火栓管道接至卷簾， 由 68 感溫閥控制水路開啟。消防水池的容積和消火栓加壓泵均考慮了這部分水量。由于水量很小，不但對消火栓系統(tǒng)影響不大，而且簡化了系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)41 設計流量的確定 (表 2)( 簡稱 “自規(guī) ”)第913 條要求設計流量按作用面積內(nèi)的噴頭實際流量之和計算，噴頭布置疏密影響設計流量的大小，這與噴水強度與作用面積的乘積是有出入的。精確計算應經(jīng)水力計算算出每個噴頭的流量。而往往在噴頭布置之前就要確定設計流量，我們就按噴水強度乘作用面積，再乘一個 13 的安全系數(shù)確定設計流量，本工程自動噴水滅火系統(tǒng)設計流量按表 1 各部位的最大值確定為 28

6、Ls。施工圖完成后，經(jīng)水力計算復核每個噴頭流量，與設計流量基本吻合。42 系統(tǒng)的選擇系統(tǒng)為穩(wěn)高壓制，豎向不分區(qū)，見圖 3。展廳和汽車庫為預作用系統(tǒng)，其它部位為濕式系統(tǒng)。預作用系統(tǒng)平時管內(nèi)充有低壓氣體，煙、溫感探頭感應到火災信號 (此時還沒有達到噴頭的感應溫度 )后，打開預作用閥，系統(tǒng)排氣充水并啟動加壓泵。 在噴頭動作之前， 如發(fā)現(xiàn)是誤報警，手動停泵。這樣，有效地防止了系統(tǒng)誤噴所造成的損失。所以，預作用系統(tǒng)適用于能用水消防并絕對防止誤噴的場所及有冰凍危險的場所，用來代替干式系統(tǒng)。展廳是博物館的重要區(qū)域。展出的展品雖不一定遇水就會完全損壞，如青銅器、古代兵器等，但這些歷代保存下來的精品都是經(jīng)多工序

7、修復而成的。如果浸水，或多或少對文物都是不利的。而展廳又是人流密集的地方，為防止產(chǎn)生誤噴，所以除精品展廳以外的所有展廳都采甩了預作用系統(tǒng)。車庫內(nèi)沒有采暖系統(tǒng)，為滿足防凍要求，可為干式系統(tǒng)或預作用系統(tǒng)。但為了使系統(tǒng)具有一致性，車庫內(nèi)也采用預作用系統(tǒng)。 只是兩者的目的不一樣， 前者是防止誤噴，在電氣控制上設置了煙、溫感雙路探測器；后者是防凍，只設置了單路火災探測器控制系統(tǒng)的啟動，從而節(jié)省了一半的探測器。43 預作用系統(tǒng)的幾點探討431 充水時間的控制“自規(guī) ”第 809 條 充水時間不宜大于 2min 。這個時間如何控制呢 ? 目前沒有精確的計算方法，設計者往往也不太重視，審圖者也無從考證。筆者認

8、為，只能從控制管道容積入手。一套預作用報警閥所帶的噴頭數(shù)是一個因素，最重要的是管道容積不能太大。預作用系統(tǒng)的充水過程首先是靠屋頂消防水箱重力向管道充水，再反映到報警閥的壓力開關(guān)報警，啟動加壓泵向系統(tǒng)充水。從電磁閥打開充水，到加壓泵啟動，這個過程是非常短暫的，可以認為充水過程是由加壓泵來完成的。加壓泵在設計工況下運行，流量30Ls， 2min 內(nèi)的水容積為3600L(假定管內(nèi)氣體全部排盡，其實是不可能的，這個問題在4，32中探討 )。所以，一套預作用報警閥后的管道容積小于3600l，才能保證充水時間小于2rain。當然，要逐段計算管道容積比較繁瑣，一種較為簡捷的方法供大家參考：支管均按平均管徑D

9、N40 計，干管按DNl00計，量出支管總長和干管總長，即可算出管道容積，表3 是預作用系統(tǒng)在不同噴水強度下要保證充水時間所要求的最大管道容積。4.32 排氣閥的設置“自規(guī) ”中只要求預作用系統(tǒng)應設排氣閥，但設在何處、設幾個都沒有規(guī)定，致使設計中排氣閥的設置五花八門。下面以圖 4 為例分析一下預作用系統(tǒng)只設置一個排氣閥的充水過程。探測器感應到火情， 同時打開預作用閥上電磁閥和排氣閥前的電磁閥，充水和排氣是同時進行的。如著火區(qū)沒有排氣閥，則在充水時，著火區(qū)的噴頭未打開之前，氣體排不走。管內(nèi)的低壓氣體在高壓水作用下受壓縮，著火區(qū)管網(wǎng)內(nèi)充不進水或充水緩慢，致使火情擴大；溫度達到噴頭的溫級，噴頭才爆裂

10、排氣。這就失去了預作用系統(tǒng)的功能。所以，筆者認為排氣閥應多設，每個支干管的末端設一個。但排氣閥越多，電氣控制點也越多，成本也提高。關(guān)于排氣閥的設置，在此只是拋磚引玉地提出來。如何設置才能充分發(fā)揮預作用系統(tǒng)的功能，有待同行商榷。4.4 大流量噴頭的采用本館內(nèi)有一個 10m 高的展廳，標準噴頭在大于 8m 的場合已不起作用。但對于這樣重要的場所， 又不能沒有任何防火措施。 在設計中，參照 “自規(guī)”中用于高架倉庫的快速響應早期抑制噴頭的有關(guān)要求，選用了流量系數(shù) K=360的大流量噴頭用于 10m 高的展廳內(nèi)，一個噴頭釣流量為 8.7L s。如按標準噴頭的間距布置噴頭，作用面積內(nèi)的流量就遠遠大于設計流

11、量，顯然是不合適的，但“自規(guī) ”中又沒有這種特殊噴頭的間距要求。為此，我們根據(jù)噴水強度和流量系數(shù)計算出噴頭的最大間距。噴水強度 6L(minm2)，流量系數(shù) K=360，最大保護高度 10.7m，噴頭最小壓力 0.21MPa。4.5 機械停車位的噴頭布置46(汽車庫、修車庫、停車庫設計防火規(guī)范)(GB5006797)第條要求：“機械停車位的托板位置分層設噴頭?！痹鯓邮箛婎^既不影響托板的升降，又能直接噴向車位呢 ?見圖 5。噴頭數(shù)量是按上下兩層計算，還是按單層計算，也是眾說紛紜。筆者認為：機械停車位的托板是滿足耐火極限的鋼制材料，如果下部車位著火，火焰在上升的過程中受托板的阻擋，向兩邊蔓延，感應

12、托板下的側(cè)噴頭動作，由于室內(nèi)車庫不受風向的作用，火焰繼續(xù)向臨近車位的上方蔓延，波及臨近車位的上部噴頭動作。如果上部某一車位著火，火勢向上蔓延，下層噴頭更不可能動作。由此可見，機械車位的上、下噴頭不是同時動作的，所以報警閥所帶噴頭數(shù)按單層計算，水量也按單層動作計算是可行的。水噴霧滅火系統(tǒng)“高規(guī) ”第 766 條強制規(guī)定：高層建筑內(nèi)燃氣鍋爐房應設水噴霧滅火系 統(tǒng) 。 系 統(tǒng) 設 計 根 據(jù) (GB5021995)(簡稱 “霧規(guī) ”)進行。51 設計參數(shù)的確定“霧規(guī) ”中對鍋爐房的設計噴霧強度與持續(xù)噴霧時間沒有作出具體規(guī)定，表 3 1 2 只有可燃氣體生產(chǎn)、輸送、 的防護冷卻的噴霧強度9U(minm2)比較接近于燃氣鍋爐的條件，但冷卻時間為6h。在當時沒有其它依據(jù)的情況下，設計取用了該參數(shù)。新近發(fā)行的地方標準(DBJ016142002)中第 523條明確規(guī)定：燃氣鍋爐房的水噴霧滅火系統(tǒng)應按防護冷卻設計，噴霧強度為 9L(mlnm2)，噴霧時間為 1h。前者與后者的噴霧強度完全吻合，噴霧時間相差甚大，則消