大空間公共建筑的消防設(shè)計，要根據(jù)不同的使用功能要求，有針對性地采用不同的消防方式。在火災(zāi)發(fā)生時能確保人員的快速疏散和生命安全，及時有效地控制并最終撲滅火災(zāi)，盡最大的可能減少由此帶來的各種損失。
到目前為止，我國還沒有專門的針對大空間公共建筑的消防法規(guī)。按現(xiàn)有的建筑防火規(guī)范，又不能滿足建筑物在使用功能方面的要求。由于大型的公共民用建筑本身的特點——建筑空間高大、人員流動性強，如何保證消防系統(tǒng)的安全性和可靠性，是一項具有探討性意義的工作。廣州新白云國際機場航站樓的消防設(shè)計，以我國現(xiàn)有的消防法規(guī)為依據(jù)，由廣東省消防局組織國內(nèi)著名的消防專家，召開了專門的消防論證會，在肯定初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，對航站樓的消防設(shè)計提出了中肯的修改意見。本文就不同于常規(guī)的消防設(shè)計作較詳細的介紹，以饗讀者。
1 工程概況
廣州新白云國際機場是繼北京首都國際機場、上海浦東國際機場之后興建的又一大型國際機場。是我國首個按照中樞機場理念設(shè)計和建設(shè)的大型航空港。
廣州新白云國際機場坐落于廣州現(xiàn)白云機場北面花都區(qū)與人和鎮(zhèn)交界處，距廣州市中心28 km。
新機場占地1456 hm2，分三期建設(shè)。首期工程建設(shè)兩條飛行跑道，其中東跑道長3800m，寬60m，西跑道長3600m，寬45m。遠期規(guī)劃建設(shè)三條跑道，能滿足世界上各類大型飛機起降要求。
首期航站樓工程包括機場南半部客用大樓及相關(guān)的道路、停車場等工程。首期航站樓建筑面積33 萬m2,細分為主航站樓、東連接樓、東一、東二指廊、西連接樓、西一、西二指廊。首期航站樓的總體效果見圖1。首期設(shè)計高峰小時飛機起降58架次，高峰小時客流量9300 人；年飛機起降17萬架次，年客流量2700萬人，年貨運量110萬t。遠期規(guī)劃高峰小時飛機起降125架次，高峰小時客流量28500人；年飛機起降36萬架次，年客流量8000萬人。
圖1 航站樓總體效果
廣州新白云國際機場航站樓的設(shè)計由美國PARSONS公司設(shè)計中標并負責初步設(shè)計工作。我院與美國PARSONS公司合作，配合初步設(shè)計并負責完成航站樓的施工圖設(shè)計工作。
2 航站樓的建筑特點
廣州新白云國際機場航站樓屬大型的公共民用建筑。現(xiàn)代化大型航站樓除滿足旅客進出空港的基本使用功能外，更要突出體現(xiàn)人性化、現(xiàn)代化的建筑特點，要成為具有新時代特征的標志性建筑。
在使用功能要求上，為了快速疏散集中客流，航站樓建筑具有高大空間的要求。為滿足泊機位的需要，建筑平面較為分散。在方便旅客進出港的同時，又要最大程度地為旅客提供便捷、舒適、周到的服務(wù)。
航站樓具體劃分為出港旅客辦票區(qū)、國內(nèi)旅客檢查、檢票區(qū)、國際旅客檢查、檢票區(qū)、出港旅客候機區(qū)、行李分檢區(qū)、商業(yè)區(qū)、進港旅客行李提取區(qū)、旅客休息區(qū)、公務(wù)行政管理區(qū)、設(shè)備集中區(qū)等。
3 航站樓消防設(shè)計的特點
圖2 首期消防給水總平面
航站樓工程中與給排水專業(yè)有關(guān)的消防系統(tǒng)有室外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)、水幕分隔系統(tǒng)、水幕保護系統(tǒng)、潔凈氣體滅火系統(tǒng)等。下面就不同于常規(guī)的消防設(shè)計特點逐一進行介紹。
3.1 消防用水量的計算
考慮航站樓屬于重要的公共建筑。建筑體量大，防火分區(qū)面積大，火災(zāi)時撲救用水量也會相應(yīng)較大。設(shè)計時按較大用水量考慮，消防設(shè)計用水量見表1。
3.2 消防給水管網(wǎng)系統(tǒng)
航站樓采用獨立的消防供水方式，消防給水室外、室內(nèi)共用管網(wǎng)。
由于航站樓建筑平面較為分散，且室外管網(wǎng)眾多（已知的室外管網(wǎng)就有生活給水管、生活給水轉(zhuǎn)輸管、生活污水管、生活污水轉(zhuǎn)輸管、雨水管、煤氣管、電力電纜、通信電纜、照明電纜等），為了減少室外管網(wǎng)的數(shù)量，便于日后的維護管理，提高消防供水的安全性，航站樓區(qū)域的消防管網(wǎng)設(shè)計為環(huán)狀的共用消防供水管網(wǎng)（見圖2）。室內(nèi)消防系統(tǒng)（包括室內(nèi)消火栓系 統(tǒng)、室內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)、水幕分隔系統(tǒng)、水幕保護系統(tǒng)）按 建筑物區(qū)域劃分，分別由室外共用管網(wǎng)引入。每條引入管處設(shè)置檢修閥門和止回閥，室內(nèi)消防水泵接合器也設(shè)置在止回閥后的消防管道上。這樣設(shè)計的好處是能保證所有的消防管網(wǎng)（包括自動噴水滅火系統(tǒng)濕式報警閥前的管道）均為環(huán)狀供水。
表1 消 防 設(shè) 計 用 水 量
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消防系統(tǒng) |
設(shè)計用水量(L/s) |
設(shè)計滅火時間(h) |
合計/m3 |
|
室外消火栓 |
45 |
3 |
486 |
|
室內(nèi)消火栓 |
40 |
3 |
432 |
|
自動噴水滅火 |
30 |
1 |
108 |
|
水幕分隔、保護 |
70 |
3 |
756 |
|
合 計 |
1782 |
引入管處設(shè)置檢修閥門和止回閥，其最大的好處是方便室內(nèi)消防管道的檢修，同時也保證了火災(zāi)發(fā)生時當消防車向室內(nèi)消防管網(wǎng)加壓時不至于對室外管道造成串壓。火災(zāi)過程中也方便專業(yè)消防人員對室內(nèi)消防系統(tǒng)管網(wǎng)的控制。 [NextPage]
3.3 自動噴水滅火系統(tǒng)
除8m以上的高大空間、變配電房、弱電機房、設(shè)備機房外，所有能用水消防的地方（包括公共衛(wèi)生間）均設(shè)計了自動噴水滅火系統(tǒng)。
航站樓里，大空間采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，屋面采用箱型鋼壓板。高大空間的地方，均是人員流動頻繁的地方，可燃物較少。有限的可燃物火災(zāi)在高大空間里不容易蔓延，也不會對建筑物鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成威脅。所以根據(jù)消防論證會意見，8m以上的高大空間沒有布置自動噴水滅火系統(tǒng)，也沒有對空間網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)采取相應(yīng)的高溫保護措施（8m以下的鋼結(jié)構(gòu)涂耐火層保護），僅設(shè)置了紅外火災(zāi)探測器，對可能引起的火災(zāi)進行報警。
主航站樓三樓大廳（大空間）為辦票島，根據(jù)消防主管部門的意見，除各辦票島本身布置自動噴水滅火系統(tǒng)外，還沿辦票島周邊布置一排邊墻型噴頭，以擴展辦票島的保護半徑（見圖 3）。所有噴頭均采用快速響應(yīng)噴頭。布置在天花吊頂上的噴頭，配合建筑裝修設(shè)計，選用了隱蔽型裝飾噴頭。
圖3 辦票島噴頭布置(剖面)
3.4 消火栓與消火栓箱
消火栓的設(shè)計間距不大于50m，水槍充實水柱按10m計算。
航站樓各室內(nèi)消火栓箱配有通用型DN65室內(nèi)消火栓、消防軟管卷盤、Ф19消防水槍、消防龍帶等，并在箱內(nèi)配置手提式滅火器。
消火栓箱按放置環(huán)境的不同，有4種不同的形式：①標準型明裝消火栓箱，配置在對環(huán)境要求不高的場所如行李分檢用房、設(shè)備機房等。②暗裝加門消火栓箱，配置在對環(huán)境裝修要求不高的場所如公務(wù)行政管理區(qū)等。③暗裝不加門消火栓箱，配置在對環(huán)境裝修要求較高的公共場所。根據(jù)不同環(huán)境裝修要求，對暗裝消火栓箱門另外加工，進行與環(huán)境相協(xié)調(diào)的專門修飾（設(shè)置的消火栓箱應(yīng)有明顯的消火栓標記）。④獨立型明裝消火栓箱，配置在對環(huán)境裝修要求較高的大空間公共場所。由于配置在大空間的消火栓缺少依傍的墻、柱等建筑構(gòu)件，裝修環(huán)境要求也比較高，所以專門設(shè)計了可以獨立放置的采用不銹鋼材質(zhì)制作的非標準型消火栓箱（見圖4）。
圖4 獨立型消火栓箱
3.5 消防水池與水泵房
消防水池和消防水泵房獨立設(shè)于航站樓外，埋地設(shè)置。消防水池總有效容積設(shè)計為2000m3，分兩格，每格1000m3。水泵房內(nèi)設(shè)穩(wěn)壓泵，消防輔泵，消防主泵及隔膜式氣壓罐。主要技術(shù)參數(shù)見表2。
表2 設(shè) 備 技 術(shù) 參 數(shù)
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設(shè) 備 |
數(shù) 量 |
流量(L/s) |
揚程(m) |
功率(kW) | |
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穩(wěn)壓泵 |
2(1用1備) |
5 |
67 |
11 | |
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輔 泵 |
2(1用1備) |
10 |
67 |
22 | |
|
主 泵 |
2(1用1備) |
221 |
67 |
225 | |
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氣壓罐 |
2 |
Ф1200， 2.49m3 | |||
消防主泵工作流量達到221 L/s ，主要考慮到航站樓整個消防管網(wǎng)的設(shè)計用水（包括室內(nèi)外消防用水、水幕保護、水幕分隔用水、自動噴水滅火系統(tǒng)用水）均由消防主泵供給。
為了保證在任何情況下都能啟動消防主泵，2臺消防主泵中，選擇了1臺柴油機驅(qū)動消防泵（柴油機消防主泵與電動機消防主泵互為備用）。
3.6 水消防系統(tǒng)的自動控制
水消防系統(tǒng)設(shè)計采用全自動加壓系統(tǒng)。廣義地說，該系統(tǒng)屬于恒高壓消防系統(tǒng)。整個水消防系統(tǒng)（包括室外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)、水幕分隔系統(tǒng)、水幕保護系統(tǒng)）均取消了通常設(shè)置的破玻璃消防水泵啟動按鈕和其他系統(tǒng)的水泵啟動裝置。只是簡單地通過消防水泵房內(nèi)設(shè)置在系統(tǒng)管網(wǎng)上的壓力開關(guān)來控制水泵的啟停，隨時保證系統(tǒng)管網(wǎng)的壓力。當然，航站樓的消防控制中心也設(shè)置了消防水泵緊急啟動(手動)按鈕，可以手動直接啟動消防泵。
消防系統(tǒng)啟停泵由壓力開關(guān)控制，穩(wěn)壓泵開泵壓力0.62mPa，停泵壓力0.66mPa；輔泵開泵壓力0.58mPa；主泵開泵壓力0.54mPa。
設(shè)置消防穩(wěn)壓泵的目的，是保證管網(wǎng)漏損時能夠維持系統(tǒng)正常的壓力。
當發(fā)生局部的、較小面積的火災(zāi)，需要的消防用水量不是很大。但僅靠消防穩(wěn)壓泵工作已不能維持系統(tǒng)正常的壓力時，系統(tǒng)管網(wǎng)的壓力將會下降。下降到輔泵開泵設(shè)定值時，消防輔泵自動投入工作。如果火災(zāi)面積增大，消防用水量必然增加。當輔泵工作也不能滿足消防用水量要求的時候，系統(tǒng)管網(wǎng)的壓力繼續(xù)下降，當下降到主泵開泵壓力設(shè)定值時，消防主泵自動投入運行，從而保證消防系統(tǒng)始終處于正常的設(shè)計工況范圍之內(nèi)。
系統(tǒng)中設(shè)置隔膜式氣壓罐，除了避免消防穩(wěn)壓泵因平時管網(wǎng)漏損引起在臨界值上頻繁開關(guān)外，還可以消除系統(tǒng)工作時引起的水錘，提高系統(tǒng)管網(wǎng)工作的安全性。
3.7 潔凈氣體滅火系統(tǒng)
按照初步設(shè)計的要求，航站樓里的中央控制機房、弱電機房、變配電房等設(shè)置七氟丙烷潔凈氣體滅火系統(tǒng)。
七氟丙烷滅火系統(tǒng)屬于化學(xué)氣體滅火系統(tǒng)，相對于窒息氣體(如氮氣、氬氣、IG541等) 滅火系統(tǒng)來說，具有滅火氣體用量少，管網(wǎng)壓力低，氣瓶間占地面積小、滅火迅速等優(yōu)點。其缺點是由于管網(wǎng)壓力較低，當保護的房間較為分散時，組合分配系統(tǒng)的優(yōu)點不明顯；另外，滅火過程中七氟丙烷在高溫下會產(chǎn)生化學(xué)殘留物、滅火劑價格偏高(相對于窒息滅火氣體 )。
我國不少地方均編制有七氟丙烷滅火系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)程。航站樓的潔凈氣體滅火系統(tǒng)根據(jù)廣東省編制的七氟丙烷滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程進行設(shè)計、施工、驗收，這里不再贅述。
4 結(jié)語
建筑給排水界的一位資深老前輩曾經(jīng)就建筑與消防的關(guān)系作過精辟的論述：不可否認，消防永遠是為建筑服務(wù)的。建筑消防的目的就是以最可靠、最經(jīng)濟的方式，去抑制、撲滅隨時發(fā)生的建筑火災(zāi)，在滿足建筑使用功能的同時去確保人民生命、財產(chǎn)的絕對安全。
現(xiàn)代建筑日新月異，如何在滿足新的使用功能要求下進行消防設(shè)計，這的確是當前消防工作者面臨的一個全新的課題。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
