南寧市“三街兩巷”項目金獅巷銀獅巷保護整治改造（一期）工程水消防設(shè)計

韋 峰，曾 勤，王仁華

（1.南寧市建筑規(guī)劃設(shè)計集團有限公司，廣西 南寧 530002；2.中機中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

1 項目概況與基本水消防設(shè)計內(nèi)容

南寧市“三街兩巷”項目金獅巷銀獅巷保護整治改造一期工程（以下簡稱“一期工程”）于2018年底和2019年底分批竣工，是廣西歷史文化街區(qū)。一期工程位于南寧市老城區(qū)繁華地帶，西側(cè)為解放路，東側(cè)為興寧路，北側(cè)為民生路，內(nèi)含金獅巷、銀獅巷，俗稱“三街兩巷”，是體現(xiàn)南寧共同回憶元素的嶺南特色建筑群，也是南寧市申報國家歷史文化名城的靚麗名片。一期工程按建新如舊、修舊如舊的風(fēng)格建設(shè)，保留清代至民國時期的民居群，還有嶺南風(fēng)格的騎樓，更有新建的青磚青瓦清水墻的仿古商業(yè)建筑，如圖1所示。

一期工程總建筑面積約7萬m2，包括保護、整治、改造三部分，其中保護部分為金獅巷民居群、蘇緘遇難處，由文物保護單位對特定保留具有歷史意義的建筑進行修繕保留，屬于既有老舊建筑；整治部分為拆舊建新，屬于新建建筑，具體為金獅巷、銀獅巷拆建區(qū)（商業(yè)建筑地上2～3層，地下2層；中華電影院地上2層，地下2層；城隍廟1層）；改造部分為興寧路改造區(qū)（3或4層）、金獅巷改造區(qū)（2層），屬于既有建筑，為立面改造、結(jié)構(gòu)加固、適當(dāng)增加防火設(shè)施和完善使用功能，如圖2所示。工程由我公司主導(dǎo)統(tǒng)籌給排水設(shè)計。本文論述的是水消防設(shè)計，特指消防給水系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、滅火器設(shè)計等在建筑給排水專業(yè)范圍內(nèi)的消防設(shè)計內(nèi)容。

2 水消防設(shè)計難點及解決思路。

2.1 設(shè)計內(nèi)容

從工程概況可知，3個部分的子項的設(shè)計范圍不同。保護部分和改造部分的子項設(shè)計內(nèi)容單一，是對既有建筑的保護加固、適當(dāng)改造完善，有比較多的限定條件；整治部分的子項為新建建筑，按現(xiàn)行規(guī)范進行設(shè)計。

保護部分的子項功能簡單，可設(shè)置滅火器。改造部分的子項情況相對復(fù)雜：金獅巷改造A區(qū)、B區(qū)為住宅，功能單一，可設(shè)置滅火器；興寧路改造B、C區(qū)情況最復(fù)雜，存在既有消防給水系統(tǒng)，如室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)。拆除既有消防給水設(shè)施并重新建設(shè)滿足現(xiàn)行規(guī)范的消防給水系統(tǒng)，在成本、難度和時間上均不具備可操作性。因此，沿用既有水消防設(shè)施，不改變內(nèi)部既有功能，僅在興寧路改造B區(qū)有條件的地方適當(dāng)增設(shè)若干自動噴水滅火系統(tǒng)的噴頭；興寧區(qū)改造A區(qū)子項改動最大，對其2～3層內(nèi)部分隔調(diào)整后，使一個典型的1層為商業(yè)，2～3層為住宅的騎樓建筑變成一個純商業(yè)建筑，對于給排水專業(yè)來說有條件按新建建筑進行水消防設(shè)計。

整治部分為新建建筑且總建筑面積最大，以商業(yè)建筑為主，并按傳統(tǒng)民居的形式分布，體現(xiàn)窄街小巷的效果。由于若干單體存在的防火間距和疏散長度不滿足現(xiàn)行防火規(guī)范的情況，在水消防設(shè)計時將整治部分按總體考慮設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。

綜上所述，根據(jù)各單體功能、建筑高度和設(shè)計范圍，依照GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》，整理出各單體的水消防設(shè)計內(nèi)容。整治部分按商店建筑總建筑面積大于10 000m2且小于30 000m2，商業(yè)建筑總體積大于25 000m3進行水消防設(shè)計，設(shè)計參數(shù)如下：火災(zāi)延續(xù)時間2h，室外消防用水量為40L/s，室內(nèi)消火栓用水量為40L/s，天面消防水箱有效容積為36m3，自動噴水滅火系統(tǒng)用水量為30L/s，火災(zāi)危險等級按中危險等級Ⅱ級設(shè)計。

2.2 技術(shù)措施

2.2.1 共用室外消防給水管網(wǎng)，采用兩路市政給水引入管

一期工程內(nèi)有2個建設(shè)單位，中華電影院子項由其他建設(shè)單位建設(shè)，該子項被其余子項包圍，沒有專屬的給排水管道進出空間。采用共用的室外消防給水管網(wǎng)可有效節(jié)約室外場地空間，減少不必要的投資。

根據(jù)物探資料可知，項目的西邊市政路和南邊民族大道均有市政給水管網(wǎng)，市政給水水壓為0.24MPa。設(shè)計上采用從這兩路市政給水管網(wǎng)分別引入1條直徑150mm給水管供一期工程的消防、生活用水使用，室外消火栓給水系統(tǒng)按低壓給水系統(tǒng)設(shè)計，室外消防用水量可直接由市政給水管網(wǎng)供給，有效減少消防水池的有效容積，提高地下室空間的利用率。然而供水公司相關(guān)部門否定了設(shè)計方案，只批準(zhǔn)西邊的市政給水管接引入管供本項目供水。他們認為，即使項目周圍有兩路市政給水管網(wǎng)供給，也得統(tǒng)籌考慮片區(qū)的用水情況，不保證該項目可以從兩路市政引入管供水。為此，我們從項目的重要性、現(xiàn)場條件的局限性、防火設(shè)計的合理性向供水部門解釋，最終我們的給水設(shè)計方案獲得該部門的批準(zhǔn)，保證了項目的順利建設(shè)。

2.2.2 消防給水系統(tǒng)采用下置式穩(wěn)壓設(shè)備

一期工程地形東高西低、北高南低，天面消防水箱設(shè)在位于地形較高的金獅巷拆建A區(qū)上。天面消防水箱最低有效水位不滿足水滅火設(shè)施最不利點處的靜水壓力，因此，在地下2層消防泵房內(nèi)設(shè)置下置式室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)的合用穩(wěn)壓設(shè)備，可方便消防設(shè)備的統(tǒng)一管理，高效整合消防泵房的使用空間，還可少占商業(yè)建筑坡屋面的空間，保障古建筑群屋面風(fēng)格的統(tǒng)一，避免水泵運行時的震動對商業(yè)運營環(huán)境的影響。施工結(jié)果證明，此舉為分期竣工的要求減少了困難，并節(jié)約了成本。

2.2.3 采用旋轉(zhuǎn)型噴頭

整治部分的建筑屋面是坡屋面，普通標(biāo)準(zhǔn)型噴頭在坡屋面下布置時，噴頭應(yīng)垂直于斜面，并按斜面距離確定噴頭間距，另屋脊處應(yīng)設(shè)一排噴頭，如圖3所示。這種布置方式的噴頭數(shù)量相對較多，形式也不好看，限制了業(yè)主后期裝修風(fēng)格選擇和加大裝修成本。

圖3 坡屋面下普通噴頭布置

采用旋轉(zhuǎn)型噴頭可兼顧安全、簡潔，方便業(yè)主后期使用的要求。設(shè)計采用LAS-20下垂型旋轉(zhuǎn)噴頭（流量系數(shù)K=142，噴頭工作壓力為0.25MPa）按中危險等級Ⅱ級設(shè)計時，1個噴頭最大保護面積為27m2，正方形噴頭布置的間距最大可達5.2m，矩形布置的長邊邊長為6.2m，頂板下1.2m內(nèi)布置均可正常動作滅火，如圖4所示。由于噴頭高度不一樣，可乘以系數(shù)0.7確定水平間距，開間內(nèi)一排噴頭數(shù)量為2～4個?；谕瑯觾?yōu)點，標(biāo)準(zhǔn)層、地下室均采用旋轉(zhuǎn)型噴頭。

圖4 坡屋面下旋轉(zhuǎn)型噴頭布置

2.2.4 室內(nèi)消火栓箱及干管的布置

一期工程按建新如舊、修舊如舊的風(fēng)格設(shè)計，不允許建筑物外立面出現(xiàn)給排水管道，而且室內(nèi)空間的分隔存在不確定性。優(yōu)先把室內(nèi)消火栓布置在公共區(qū)域如走道、門廳、樓梯間等，保證各層最不利滿足同一平面兩支水槍充實水柱到達的要求。把室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的環(huán)狀管網(wǎng)設(shè)在地下室或室外，分別在環(huán)狀管網(wǎng)引出支管，保證檢修時不影響上部商業(yè)的經(jīng)營。

自動噴水滅火系統(tǒng)中，頂層是坡屋面，把該層水流指示器及干管設(shè)在下一層，分別引水至上一層（見圖5），保證頂層空間的有效性、商業(yè)布置的靈活性和使用的舒適性。

圖5 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)原理

2.2.5 氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計

對于不能用水滅火的重點部位采用氣體滅火系統(tǒng)保護，如高低壓配電機房，體積不大，采用預(yù)制式七氟丙烷滅火裝置保護。對于有人經(jīng)常滯留的場所，采用IG541氣體滅火系統(tǒng)保護。

銀獅巷拆建A區(qū)子項中的特殊場所“鄧穎超紀(jì)念館”存在珍貴的歷史文物，平時供游客參觀。在該區(qū)域設(shè)置有管網(wǎng)的IG541氣體滅火系統(tǒng)，安全、適用。IG541氣體由3種自然存在于大氣中的惰性氣體組成，分別為52%的氮氣、40%的氬氣和8%的二氧化碳，對撲滅A、B、C類火災(zāi)是一種有效的滅火劑。在設(shè)計滅火濃度范圍內(nèi)，人員短暫停留不會造成生理影響。鄧穎超紀(jì)念館為2層樓共14個防護區(qū)，采用有管網(wǎng)全淹沒滅火方式保護，設(shè)計噴放時間為48～60s，最小設(shè)計滅火濃度為37.5%（16℃時），最大設(shè)計滅火濃度為42.8%（32℃時）；采用2套IG-541氣體滅火系統(tǒng)保護，共需90L、15MPaIG－541鋼瓶21個，為14個防護區(qū)域服務(wù)。

2.2.6 加強興寧路改造A區(qū)水消防設(shè)計且并入整治部分的水消防設(shè)計體系

興寧路改造A區(qū)改動較大，將住宅功能改為商業(yè)功能。該子項單層建筑面積約680m2，總建筑面積約為2 040m2，應(yīng)增設(shè)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第8.3.4.2條，任一層建筑面積大于1 500m2或總建筑面積大于3 000m2的商店應(yīng)設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)。如果照搬規(guī)范，該子項可不設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)。然而，該子項是南寧市既有老舊騎樓建筑，數(shù)量不多，但具有不可替代的社會影響力，一旦發(fā)生火災(zāi)，影響巨大。而且，該子項在改造時采用外包型鋼、粘貼鋼板或粘貼纖維復(fù)合材加固法加固梁、板、柱，加固材料的耐火極限受使用環(huán)境和防火材料的影響較大。因此，該子項增設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)。這樣既可噴水滅火、冷卻加固材料統(tǒng)、降低火場溫度，又可提高加固材料統(tǒng)的耐火能力。

興寧路改造A區(qū)在銀獅巷拆建區(qū)東邊10m左右，將其水消防設(shè)計并入整治部分的水消防設(shè)計體系。從地下室的室內(nèi)消火栓管網(wǎng)和自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)分別接管供興寧路改造A區(qū)子項的消防水系統(tǒng)，使其室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)與整治部分的消防水系統(tǒng)共用，無需另外設(shè)置消防水池、天面消防水箱、加壓泵房等。

2.2.7 增加簡化版的室外壓縮空氣泡沫管道系統(tǒng)

如前所述，為使項目最大程度保留歷史原狀，整治部分有若干建筑存在防火間距、疏散長度等突破現(xiàn)行規(guī)范的情況，導(dǎo)致防火能力降低。根據(jù)南寧市消防支隊要求，建筑、給排水、暖通、電氣等各專業(yè)還需補充加強措施以提高安全性。水消防設(shè)計中，針對狹窄小巷中消防車不能達到的地方增設(shè)簡化版室外壓縮空氣泡沫管道系統(tǒng)，方便消防隊員快速滅火。

壓縮空氣泡沫管道系統(tǒng)可撲救A、B類火災(zāi)，通常用于超高層建筑的防火加強措施，以彌補消防給水系統(tǒng)在超高層建筑的分區(qū)供水速度相對緩慢的短板。鑒于南寧市消防支隊有一定數(shù)量的壓縮空氣泡沫（CAFS）消防車，在當(dāng)時沒有國家標(biāo)準(zhǔn)借鑒情況下，采用簡化版的室外壓縮空氣泡沫管道系統(tǒng)既方便CAFS消防車使用，提高滅火救援能力，又可節(jié)約投資成本、緩解地下空間不足的情況。

簡化版的室外壓縮空氣泡沫管道系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容為壓縮空氣泡沫消火栓箱、壓縮空氣泡沫管網(wǎng)、壓縮空氣泡沫接合器。其中壓縮空氣泡沫消火栓箱設(shè)在項目內(nèi)街外墻，間距約30m，方便消防隊員尋找使用。

2.2.8 增設(shè)臨時天面消防水箱

根據(jù)建設(shè)計劃，一期工程按同時設(shè)計、同時竣工使用進行。由于金獅巷拆建A～D區(qū)的拆建工作滯后，無法滿足既定的竣工時間節(jié)點。建設(shè)單位將一期工程拆分兩批子項分期進行竣工驗收，其中第一批子項（不含金獅巷拆建A～D區(qū)、中華電影院）按預(yù)定的時間竣工驗收然后投入使用。而一期工程的天面消防水箱設(shè)在地勢和建筑高度最高的金獅巷拆建A區(qū)中而無法及時竣工，導(dǎo)致第一批子項水消防系統(tǒng)缺少天面消防水箱。第一批子項中，坡屋面建筑和既有老舊建筑梁板承載力不足，均不是臨時增設(shè)天面消防水箱的合適位置。根據(jù)現(xiàn)場情況，可在施工中的金獅巷拆建B區(qū)3層露臺設(shè)置臨時不銹鋼高位消防水箱，待第二批子項正式竣工后，拆除該臨時高位消防水箱并使用原設(shè)計的高位消防水箱（有效容積36m3）。

第一批子項的總商業(yè)建筑面積約8 266.07m2，增設(shè)的臨時天面消防水箱的有效容積為18m3，有效水深按350mm取值，以滿足結(jié)構(gòu)安全的要求。臨時高位水箱的最低有效水位高度滿足第一批子項水消防系統(tǒng)的要求。臨時水箱、管網(wǎng)（含閥門）的管理由施工單位管理，與GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第14.0.13條“消防給水及消火栓系統(tǒng)應(yīng)有產(chǎn)權(quán)單位負責(zé)管理，并應(yīng)使系統(tǒng)處于隨時滿足消防的需求和安全狀態(tài)”不符。

本項目的消防給水系統(tǒng)采用壓力開關(guān)、流量開關(guān)啟動水泵的安全性較高，而且本項目是廣西重點建設(shè)項目，對于臨時高位消防水箱及管網(wǎng)管理嚴格，系統(tǒng)的安全性和可控性有充分的保障。最終本設(shè)計方案得到消防主管部門的許可并最終如期竣工驗收使用。2019年底，剩下的子項也順利竣工驗收使用。

3 結(jié)語

1）一期工程涵蓋既有建筑、新建建筑，不能采用一刀切的設(shè)計思路，可進行尊重現(xiàn)狀和盡量先進的消防設(shè)計。

2）應(yīng)優(yōu)先保證歷史文化街區(qū)特點，而且有安全的消防設(shè)計。

3）應(yīng)積極主動解決問題，并給建設(shè)單位、建設(shè)主管部門提出相關(guān)建議。

4）應(yīng)提供專業(yè)性意見，保證項目安全、質(zhì)量、進度的有效推進。