广东奥林匹克体育场自动喷水系统设计及调试(图)

广东奥林匹克体育场自动喷水灭火系统设计及调试王峰肖裔平提要介绍了广东奥林匹克体育场自动喷水灭火系统的设计及调试过程，对《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）第6.2.3条的规定进行了探讨，并根据调试情况对增压泵流量提出了符合工程实际的确定值。关键词体育场自动喷水报警阀增压泵流量1.设计笔者已在《广东奥林匹克体育场给排水设计介绍及总结》（“给水排水”2000年第7期）中对该工程自动喷水灭火系统作了简要介绍，限于篇幅，设计思想的形成及过程未有详细说明，为就教于同行，其设计过程叙述如次。美国NEB设计集团是该工程设计总承包方，负责该工程的初步设计。在初步设计实施过程中，美方消防设计方面的技术人员很少实质性介入，从NEB拿出的方案看，当属国内技术人员设计，和一般国内的自动喷水灭火系统并无区别。该工程按中危险级设计，其系统是从泵房全自动气压给水设备出水管上根据喷头布置个数设置了13个湿式报警阀，报警阀均设在泵房内，阀后13条DN150干管沿走廊绕场而行。初步设计审查时，我们认为，该方案不太可行。第一，若按一个湿式报警阀控制800个喷头算，13个报警阀可接10400个喷头，而实际布置的喷头有17000多个，这样每个报警阀控制的喷头数超过了规范规定，消防监督部门是否认可？第二，如此多的DN150干管绕场敷设，占据了走廊上空的大部分空间，本专业其他系统及电气、空调专业系统的管道如何敷设？按该方案实施确有困难。在做施工图之前，我们参观了上海八万人体育场，该场自动喷水灭火系统设置的喷头略少于广东场，仅设两个湿式报警阀，笔者与上海场设计人张养真高工（上海民用院）进行了详细探讨，认为上海场的作法是可行的。嗣后，又参观了美国亚特兰大96年奥运会主场，该场也无过多的自动喷水干管，笔者当即拍摄了一组照片。根据上述国内外两体育场经验，我院提出了全场设置两个报警阀，其出水干管环状连接的方案报广东省消防总队建审处审批。经反复论证，建审处对我院方案给出两条修改意见：（1）两路湿式报警阀各设备用阀1套，以便湿式报警阀检修时无需关闭系统管网；（2）宾馆（该场内设一座174套标准客房的宾馆）的自动喷水系统设一套湿式报警阀独立于主场系统。图1为经修改实施的自动喷水灭火系统。这样，两组报警阀（不包括备用阀）控制的喷头达16000个左右，是规范规定控制喷头数的10倍。设计的全自动消防气压给水设备配置如下：立式多级泵3台（2用1备），Q=13.89l/s，H=80m，N=22KW；增压泵2台（1用1备），Q=0.83l/s，H=90m，N=2.2KW；Ф600隔膜式气压罐1个，P=1.6MPa。主泵及增压泵的启停由系统压力通过压力表及PLC控制器实现。具体要求是：系统停泵压力为0.90MPa，当系统压力降至0.85MPa时，增压泵启动，维持系统压力；发生火灾时，一个或多个喷头动作，系统压力下降到增压泵设定值（0.85MPa）时，增压泵启动，随着用水量的增加，系统压力继续下降至主泵压力设定值（0.75MPa）时，主泵启动供水，增压泵关闭，系统报警。2.调试图纸交付后，尽管我们认为在理论上没有什么问题，但还需工程实践证实。该系统施工完毕后，施工单位进行了调试，在验收的前一天，施工单位来电话说，消防主泵不启动，报警阀不报警，让设计院派员解决，我们即赶赴现场参与调试，过程如下：全自动消防气压给水设备维持系统压力0.90MPa，该数值在设备显示屏示出，此时为非消防状态，各泵关闭。打开一个末端试验阀，系统压力逐渐降低，降至0.85MPa时，增压泵启动，启动信号在显示屏上示出。此过程持续下去，增压泵一直运转，压力维持在0.80~0.85MPa之间，正如施工单位电话中说的那样，主泵不启动，报警阀不报警。我们当即要求现场调试人员再打开一个试验阀，数秒之后，显示屏压力降至0.75MPa时，主泵启动，报警阀报警，至此，调试工作结束，一切如设计预想。第二天，省、市消防监督部门验收时，重复上述调试过程，并在消防中心对增压泵及主泵进行强制启闭，一切正常，顺利通过验收。在验收会议上，受到消防监督部门的表扬。3.讨论与思考3.1本工程自喷系统的设计与NEB集团的设计（即基本按规范）相比，减少了将近20条DN150的供水干管，少安装DN150湿式报警阀10数台，共节约投资200余万元，同时，由于减少了干管敷设，对整个工程的各专业管线敷设提供了有利的条件。由于该工程的设计与施工满足了灭火要求，因而为《自动喷水灭火系统设计规范》的修改提供了一个值得借鉴的工程实例。3.2对规范有关条文的讨论《自动喷水灭火系统设计规范》（GBJ84-85）第5.2.5条内容如下：第5.2.5条采用闭式喷头的自动喷水灭火系统的每个报警阀控制喷头数不宜超过下列规定：a)湿式和预作用喷水灭火系统为800个；b)有排气装置的干式喷水灭火系统为500个；无排气装置的干式喷水灭火系统为250个。2001年7月1日开始实施的该规范（GB50084-2001）对此条文进行了修订，内容如下：6.2.3一个报警阀控制的喷头数应符合下列规定：i.湿式系统、预作用系统不宜超过800只；干式系统不宜超过500只。……新规范对该条文的说明如下：6.2.3本条是对原该规范第5.2.5条的修改。第一款规定了一个报警阀组控制的喷头数。一是为了保证维修时，系统的关停部分不致过大；二是为了提高系统的可靠性。为了达到上述目的，美国规范还规定了建筑物中同一层面内一个报警阀组控制的最大喷头数。为此，本条仍维持原规范第5.2.5条规定。从规范条文及说明可以看出，新旧规范对该条文改动不大，除条目、叙述有所变化外，基本内容没变。规定报警阀控制喷头的个数的出发点很明确，维修时关闭部分不致过大及提高系统可靠性。我们曾就此问题多次与业内资深专家探讨，意见也不尽一致。有专家认为，规定一个报警阀控制800个喷头，没什么道理；当谈到上海及广东体育场的实例时，也有专家认为，这只是特例，不宜推而广之。笔者做过一些大面积、大体量、超高层建筑的给排水设计，在执行该条文时颇费踌躇。若执行该条文，则喷淋干管很多，对于超高层建筑来说，从泵房到管井之间的管道敷设很多，管井占的面积很大；对大面积建筑而言，横干管很多，占据空间大，不仅提高了工程造价，更重要的是占据空间多，给其他管道的敷设造成了不少麻烦。若不执行该条文，则消防监督部门视为违规，尽管规范用词为“宜”而不是“应”，一般消防监督部门从严掌握，报警阀控制800个喷头以上是难以过关的。该条文确对实际工程有不利影响。我们认为，仅为了不致维修时关停部分过大而参照美国规范的做法多少有些盲目，可行的作法应该是根据一幢建筑的功能分区设置报警阀。比如，对于一座有地下室、裙楼及标准客房的酒店，应分设控制地下室、裙楼及客房三个部分喷头的报警阀，而不管这三个部分的喷头数，这样做在实际工程中技术上也是可行的，灭火也是有效的。若要提高系统可靠度，则各功能区可并联一个报警阀。这样做，既可保证灭火及报警的有效性，又可节省大量管材及其占据的空间和面积。再说，800个喷头的数量概念看似清晰，其实模糊，700个行不行？900个行不行？为什么偏偏是800个？就上海场、广东场和亚特兰大场而言，一个报警阀控制几千个喷头不也运行正常吗？多个特例加在一起不就成了通用吗？目前，我国在建的超高层、大面积、大体量的民用建筑很多，该规范条文确实给工程带来了不利的影响，解决的办法有二：（1）修改规范条文（刚刚颁布新规范再修改时间上不允许，可以在下次修改时再讨论）。（2）各地消防监督部门审查设计时可因地制宜，不强求该条的准确执行。毕竟，这一条不是强制性条文。建议该条文相关部分修改如下：6.2.3宜根据建筑的功能分区及维修方便设置报警阀，在单一功能分区面积较大时宜设置备用报警阀。3.3在调试过程中，发现增压泵流量稍大于设计选型，设计增压泵流量为0.83l/s，实际安装为3.2m3/h，折合0.89l/s，接近《高规》（2001版）第7.4.8.1规定的不大于1l/s流量值。当一个末端试水阀开启时，因沿程及局部水头损失等原因，其流量有可能小于1l/s，此时，增压泵供水量与一个试水阀出水量大致相等，系统压力难以降至主泵开启压力，故出现主泵不启动，报警阀不报警的情况，再打开一个试验阀，加大用水量，此时增压泵供水量小于系统出水量，系统压力降低，主泵启动，报警阀报警。系统流量较小，出现主泵及报警阀不动作并不影响灭火。但是，因增压泵在系统中的主要功能是维持正常情况下系统压力，火灾时应使主泵及报警阀尽快动作，为达此目的，在较大系统中，增压泵流量应再小一些，比如小于0.5l/s，这样，增压泵工作的时间较短，主泵及报警阀将能及时动作。4.结语4.1通过工程实例说明自动喷水灭火系统中报警阀应按建筑功能区域设置，而不应以喷头数目设置，对于较大系统，为保证系统可靠度可设备用报警阀，这样修改规范6.2.3条将有利于超高层、大面积、大体量的自动喷水系统设计。4.2为保证主泵及报警阀尽快动作，在较大系统中应适当缩小增压泵流量。广东奥林匹克体育场自动喷水灭火系统的成功设计及验收得到了广东省消防总队防火部严锡泉高工、卢小平副部长、张小宏等同志的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。本工程设计人还有赵初华、韦桂湘和江帆工程师，在此一并致谢。参考文献王峰《广东奥林匹克体育场给排水设计介绍及总结》给水排水2000.7作者简介王峰男81年12月毕业于湖南大学给排水专业。华南理工大学建筑设计研究院主任工程师、设计室副主任、高级工程师，从事建筑给排水、消防工程的设计及审核。先后设计过300余项工业及民用建筑给排水及环保工程，撰写及发表论文9篇。全国建筑给水分会常委、广东省给排水学会委员、消防协会理事、中国水网咨询专家、广东省及广州市专家库成员。地址：广州五山华南理工大学建筑设计研究院邮编：510641电话：[phone]（0）87110188-5012（0）13602866400Fax：[phone]第二作者简介肖裔平男1990年毕业于西安武警技术学院灭火工程专业。从1990年至今，一直在广东省公安消防总队建审处从事建审工作，参加了近十年来广东省重大工程的消防监督审核，现任建审处副处长、工程师。地址：广州五山广东省公安消防总队建审处邮编：510640电话：020-8711907713802906198