（消防）室内滑雪场馆水消防系统设计

近年来室内滑雪场馆建设在全国一、二线城市兴起，由于该类建筑体量大、空间通透性要求高、环境温度低等原因，为实现此类项目特定的使用功能、建筑效果及构造需求，在依照现行国家防火技术规范进行设计时存在消防设计难点。因此，需要运用消防安全工程学的原理进行特殊消防设计评估，并针对消防设计难点提出相应的消防安全策略，确保其消防安全达到规范要求的同等水平。由于室内滑雪场馆冷区内低温的保温要求，常年需维持在-3~-5℃，常规的水消防系统管道容易结冻，无法按照常规方式设置湿式消火栓及自动喷水灭火系统。水消防系统设计中存在一些按现行规范设计难以实现的难点，一般需要做特殊消防性能化设计评估，本文结合室内滑雪场馆的一个实际工程案例，针对室内滑雪场馆水消防系统设计进行分析。

武汉市四新方岛室内滑雪馆坐落于武汉市汉阳区四新方岛片区。本项目滑雪馆总长度约255 m，宽度约81.2 m，主体为单层，局部设置3层配套用房。滑雪馆分为冷区和暖区，冷区为滑雪区和戏雪区，暖区为滑雪馆冷区之外的为滑雪馆服务的配套用房、设备用房及配套商业。滑雪馆内上人平台最高高度为 19.95 m，滑雪馆屋面最高点标高为35.5 m。滑雪馆平面见图1。

图1 滑雪馆平面示意

2.1 冷区室内消火栓系统设计难点

根据《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014，2018年版）8.2.1条规定，本项目滑雪馆理应设置室内消火栓系统。但由于滑雪馆冷区室内温度低、湿度大的特点，室内消火栓的栓口处容易结冰，发生火灾时，消火栓阀门可能出现因为结冰而开启困难或无法正常打开的情况。且本项目冷区下方既无地下室也无设备夹层，管道无法从地下室或设备夹层直接伸至冷区。若大量室内消火栓系统给水管道在穿越保温层，对保温体系的效果影响较大，还可能导致室内与室外形成“热桥效应”，造成能源浪费，运营成本增加。鉴于以上原因，本项目滑雪馆冷区设置室内消火栓系统难度很大。

2.2 冷区自动灭火系统设计难点

因《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014，2018年版）5.5.17条规定，其室内任一点至最近疏散门或安全出口的直线距离不应大于30 m，当该场所设置自动喷水灭火系统时，室内任一点至最近安全出口的安全疏散距离可分别增加25%。根据特殊消防设计评估结果，为满足冷区内嬉雪区及出发平台、坡道中间平台等人员可停留区域内任意一点至最近安全出口的疏散距离均小于37.5 m，本项目冷区需设置自动喷水灭火系统。因冷区温度常年维持在-3~-5℃，无法采用湿式自动喷水灭火系统或固定消防水炮灭火系统，只能采用干式或预作用系统，冷区净高约10.7～17.5 m,属于高大空间场所，本设计冷区拟采用预作用固定消防水炮灭火系统。常规的固定消防水炮灭火系统为湿式系统，预作用固定消防水炮灭火系统突破了现行规范限制，这也是本项目设计的难点。

3.1 室内消火栓系统及移动式细水雾灭火装置

本项目滑雪馆冷区主要功能为滑雪、嬉雪场所，运营期间室内温度在 0℃以下且相对湿度较高，建筑内大部分区域为雪覆盖区域，这些区域本身的火灾危险性较低，而且对滑雪馆冷区装饰装修材料的燃烧性能等级提出了较高要求，全部采用A级不燃材料，冷区内发生火灾的可能性也很低，国内已建成的滑雪馆案例（如哈尔万达茂室内滑雪乐园、广州万达茂室内滑雪乐园、浙江绿城天台山冰雪乐园等）也多按不设置消火栓系统进行设计。某公司对本项目进行了特殊消防设计评估，考虑到滑雪馆冷区的实际情况，结合滑雪馆冷区的防火分隔要求以及火灾荷载控制要求，评估结果认为：

① 滑雪场冷区内可不设置室内消火栓系统，但应按严重危险级布置推车贮压式ABC干粉灭火器；

②加强滑雪场微型消防站的建设，并宜配备移动式细水雾灭火装置。

按性能化评估结果，冷区内可不设置室内消火栓，但笔者认为本着提高消防安全可靠性的角度，暖区内设置的室内消火栓可对冷区进行加强保护更好。故本项目虽然滑雪馆冷区内未设置消火栓系统，但是在冷区保温墙外的暖区靠近外墙部位设计了室内消火栓，依靠消火栓的保护半径尽量对冷区能保护到的位置进行保护。鉴于本滑雪场馆跨度较大，依靠暖区的消火栓能保护到冷区内的范围有限，仅局限于冷区四周区域，冷区的中心区域尚无法保护到，本项目设计采用移动式细水雾灭火装置对消火栓无法保护到的冷区进行加强保护。室内消火栓及移动式细水雾灭火装置对冷区保护的分区见图2。

图2 室内消火栓及移动式细水雾灭火装置保护分区示意

移动式细水雾灭火装置又称细水雾枪，由供液装置、开关阀、枪杆、细水雾喷嘴和水雾喷嘴（可选）等组成，以水为主要喷射介质，能够快速转换并控制细水雾或水雾喷出的喷射管枪。其分类如图3所示。

图3 移动式细水雾灭火装置分类

本项目移动式细水雾灭火装置选用细水雾-水雾喷嘴联用、汽油机泵组供液方式的推车式细水雾灭火装置，其由汽油机、高压泵、泄压调压阀、过滤器、水箱、卷盘、细水雾喷枪、压力表、机架及进水管等组成。细水雾枪通过汽油机带动高压泵产生压力水，通过调整细水雾喷枪，无需更换喷嘴即可实现水雾和细水雾两种喷射模式。推车式细水雾灭火装置的结构和外形分别见图4和图5。考虑到冷区低温环境的影响，设计考虑将推车式细水雾灭火装置设置在保温墙外的暖区且靠近冷区的部位避免结冻，当冷区中间区域（暖区设置的室内消火栓无法保护到的区域）发生火灾时可由现场灭火人员或消防队员利用人力将其推至火灾现场启动进行灭火，本项目共设置9套推车式细水雾灭火装置，其平面布置见图6。

图4 推车式细水雾灭火装置结构

图5 推车式细水雾灭火装置外形

图6 推车式细水雾灭火装置布置

3.2 自动灭火系统

因《固定消防炮灭火系统设计规范》（GB 50388-2003）中无预作用系统的设计相关要求，本设计参考“喷规”中的预作用系统。自动喷水灭火系统中预作用系统按自动控制方式分类及其特征见表1。

表1 预作用的系统分类及其特征

本项目冷区属于低温场所，仅从防止误充水的角度来说采用双联锁预作用系统更好。但因双联锁预作用系统，需要由火灾自动报警系统和充气管道上设置的压力开关同时动作方可控制预作用装置开启，其对火灾的响应时间相对较滞后、增大了灭火难度，故“喷规”对双联锁预作用系统配水管道充水时间要求较短，不宜大于1 min。为满足“喷规”8.0.11条配水管道充水时间要求，需计算准工作状态下，不充水系统最大允许的管道容积，计算方法如式（1）所示：

式中 V——预作用系统报警阀后管道允许容积，L；

Q——充水流量，L/s(系统设计流量)；

t——允许充水时间，单连锁系统为2min，双联锁系统为1min。

本项目固定消防水炮灭火系统设计流量为40 L/s,计算得单联锁和双联锁预作用不充水系统最大允许的管道容积分别为4 800L和2 400L。固定消防水炮管径按DN150，每米钢管的水容积为17.67 L，得出单联锁和双联锁预作用不充水系统最大允许的管道长度分别约约272m和136m(即从预作用报警阀至最不利固定消防水炮的管长)。本项目仅冷区纵向跨度就长达160m,而因防冻要求报警阀只能设置在暖区，为了使配水管道充水时间尽量缩短，将报警阀间设置在暖区靠近冷区的位置，本项目从预作用报警阀至最不利固定消防水炮的管长约220m，远大于双联锁预作用不充水系统最大允许的管道长度。因此，本项目选用双联锁预作用系统不合适。根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-2013)4.1.6条规定，需要火灾自动报警系统联动控制的消防设备，其联动触发信号应采用两个独立的报警触发装置报警信号的“与”逻辑组合。而这种报警信号应采用不同类型的报警信号（感烟探测器、感温探测器、手动报警按钮），只有两种不同类型的报警信号同时动作，配水管道才会充水，这样防止误充水的效果也会非常好。从控制方式、防止误充水效果、配水管道充水时间及适用条件综合考虑，本项目选用单联锁预作用系统，并考虑平时可利用有压气体检验管道是否严密进而提高系统可靠性，系统采用充气单联锁预作用固定消防水炮灭火系统，系统原理见图7。

图7 冷区预作用固定消防水炮灭火系统原理

本系统首先将固定消防水炮灭火系统设置为充气单联锁预作用系统。消防联动控制器处于自动状态下，当火灾报警系统接收到“同一报警区域内两只及以上独立不同类型的火灾探测器或一只感烟火灾探测器与一只手动火灾报警按钮”报警信号，作为触发信号，消防联动控制器自动启动预作用装置的电磁阀，从而控制预作用装置的开启；同时自动启动消防泵。

本工程将近年来兴起的新产品移动式细水雾灭火装置应用于项目中，该产品具有使用方便，一枪多用，随时移动、灵活机动的优点，在本项目中对暖区设置的室内消火栓无法保护到的冷区中间区域进行加强保护，作为快速移动的微型消防站使用。该产品在不适宜用水直接喷洒灭火场所如档案室、变配电室、计算机房、古建筑等场所使用比消火栓直接喷水灭火更合理；同时在消防水源难以到达场所如大型室内滑雪场、大型冷库、铁路站台、货站、寺庙等场所使用也具有很大的优势。

现行《固定消防炮灭火系统设计规范》(GB 50388-2003)中没有预作用固定消防水炮这一专业术语，且未对该灭火系统的配水管道充水时间做出规定。设计时做了相应改进，先将固定消防水炮灭火系统设置为预作用系统，系统的配水管道充水时间参照了“喷规”8.0.11条规定。因“喷规”对单联锁和双联锁两种预作用系统的配水管道充水时间要求不同，使得选用何种系统受限。因室内冷区属于处于准工作状态时严禁充水的场所，建议优先选用双联锁预作用固定消防水炮灭火系统，但需复核配水管道充水时间是否满足“喷规”不大于1min的要求；若计算得配水管道充水时间大于1min且不大于2min时，不应采用双联锁系统，可采用单联锁预作用固定消防水炮灭火系统。

（1） 因现行消防设计规范对室内滑雪场馆无针对性条文，不能涵盖室内滑雪场消防设计，均需采用特殊消防设计评估。针对室内滑雪场冷区，是否需要做室内消火栓系统和自动喷水灭火系统，往往不同的消防性能化设计评估单位得出不同的结论。建议《建筑设计防火规范》（GB 50016）修订时将室内滑雪场馆消防设计纳入其中，需要设置何种消防设施予以明确。

（2）当整个冷区（含戏雪区和滑雪区）全部设计固定消防水炮灭火系统时，鉴于室内滑雪场馆一般面积比较大，配水管网较长，有时出现配水管道充水时间远大于2 min的情况，这就需要将预作用报警阀组尽量设置在环装管网的中间位置且环状管网中间增设联通管使得从预作用报警阀至最不利固定消防水炮的距离尽量短以缩短配水管道的充水时间，或预作用固定消防水炮系统分成两个甚至多个子系统，但会造成管道系统复杂，投资增加。建议以后规范修订补充预作用固定消防水炮灭火系统专业术语，适当延长配水管道的充水时间要求。

（3）一般来说，往往项目设计在先，特殊消防设计评估一般有个过程和反复，导致项目可能已经设计完成，特殊消防设计评估才出结论，结果可能会造成对原设计有较大的修改。因此建议建设方在项目方案设计阶段尽早委托特殊消防性能化设计评估单位，提前沟通影响各专业的消防设计内容，避免后期性能化设计评估结果对设计 造成较大修改，从而影响项目的实施进展。