南宁市“三街两巷”项目金狮巷银狮巷保护整治改造（一期）工程水消防设计

时间：2024-07-28

韦峰，曾勤，王仁华

（1.南宁市建筑规划设计集团有限公司，广西南宁 530002；2.中机中联工程有限公司，重庆 400039）

1 项目概况与基本水消防设计内容

南宁市“三街两巷”项目金狮巷银狮巷保护整治改造一期工程（以下简称“一期工程”）于2018年底和2019年底分批竣工，是广西历史文化街区。一期工程位于南宁市老城区繁华地带，西侧为解放路，东侧为兴宁路，北侧为民生路，内含金狮巷、银狮巷，俗称“三街两巷”，是体现南宁共同回忆元素的岭南特色建筑群，也是南宁市申报国家历史文化名城的靓丽名片。一期工程按建新如旧、修旧如旧的风格建设，保留清代至民国时期的民居群，还有岭南风格的骑楼，更有新建的青砖青瓦清水墙的仿古商业建筑，如图1所示。

一期工程总建筑面积约7万m2，包括保护、整治、改造三部分，其中保护部分为金狮巷民居群、苏缄遇难处，由文物保护单位对特定保留具有历史意义的建筑进行修缮保留，属于既有老旧建筑；整治部分为拆旧建新，属于新建建筑，具体为金狮巷、银狮巷拆建区（商业建筑地上2～3层，地下2层；中华电影院地上2层，地下2层；城隍庙1层）；改造部分为兴宁路改造区（3或4层）、金狮巷改造区（2层），属于既有建筑，为立面改造、结构加固、适当增加防火设施和完善使用功能，如图2所示。工程由我公司主导统筹给排水设计。本文论述的是水消防设计，特指消防给水系统、气体灭火系统、灭火器设计等在建筑给排水专业范围内的消防设计内容。

2 水消防设计难点及解决思路。

2.1 设计内容

从工程概况可知，3个部分的子项的设计范围不同。保护部分和改造部分的子项设计内容单一，是对既有建筑的保护加固、适当改造完善，有比较多的限定条件；整治部分的子项为新建建筑，按现行规范进行设计。

保护部分的子项功能简单，可设置灭火器。改造部分的子项情况相对复杂：金狮巷改造A区、B区为住宅，功能单一，可设置灭火器；兴宁路改造B、C区情况最复杂，存在既有消防给水系统，如室内消火栓系统、自动喷水灭火系统。拆除既有消防给水设施并重新建设满足现行规范的消防给水系统，在成本、难度和时间上均不具备可操作性。因此，沿用既有水消防设施，不改变内部既有功能，仅在兴宁路改造B区有条件的地方适当增设若干自动喷水灭火系统的喷头；兴宁区改造A区子项改动最大，对其2～3层内部分隔调整后，使一个典型的1层为商业，2～3层为住宅的骑楼建筑变成一个纯商业建筑，对于给排水专业来说有条件按新建建筑进行水消防设计。

整治部分为新建建筑且总建筑面积最大，以商业建筑为主，并按传统民居的形式分布，体现窄街小巷的效果。由于若干单体存在的防火间距和疏散长度不满足现行防火规范的情况，在水消防设计时将整治部分按总体考虑设置自动喷水灭火系统、室内消火栓系统。

综上所述，根据各单体功能、建筑高度和设计范围，依照GB 50016—2014《建筑设计防火规范》，整理出各单体的水消防设计内容。整治部分按商店建筑总建筑面积大于10 000m2且小于30 000m2，商业建筑总体积大于25 000m3进行水消防设计，设计参数如下：火灾延续时间2h，室外消防用水量为40L/s，室内消火栓用水量为40L/s，天面消防水箱有效容积为36m3，自动喷水灭火系统用水量为30L/s，火灾危险等级按中危险等级Ⅱ级设计。

2.2 技术措施

2.2.1 共用室外消防给水管网，采用两路市政给水引入管

一期工程内有2个建设单位，中华电影院子项由其他建设单位建设，该子项被其余子项包围，没有专属的给排水管道进出空间。采用共用的室外消防给水管网可有效节约室外场地空间，减少不必要的投资。

根据物探资料可知，项目的西边市政路和南边民族大道均有市政给水管网，市政给水水压为0.24MPa。设计上采用从这两路市政给水管网分别引入1条直径150mm给水管供一期工程的消防、生活用水使用，室外消火栓给水系统按低压给水系统设计，室外消防用水量可直接由市政给水管网供给，有效减少消防水池的有效容积，提高地下室空间的利用率。然而供水公司相关部门否定了设计方案，只批准西边的市政给水管接引入管供本项目供水。他们认为，即使项目周围有两路市政给水管网供给，也得统筹考虑片区的用水情况，不保证该项目可以从两路市政引入管供水。为此，我们从项目的重要性、现场条件的局限性、防火设计的合理性向供水部门解释，最终我们的给水设计方案获得该部门的批准，保证了项目的顺利建设。

2.2.2 消防给水系统采用下置式稳压设备

一期工程地形东高西低、北高南低，天面消防水箱设在位于地形较高的金狮巷拆建A区上。天面消防水箱最低有效水位不满足水灭火设施最不利点处的静水压力，因此，在地下2层消防泵房内设置下置式室内消火栓系统和自动喷水灭火系统的合用稳压设备，可方便消防设备的统一管理，高效整合消防泵房的使用空间，还可少占商业建筑坡屋面的空间，保障古建筑群屋面风格的统一，避免水泵运行时的震动对商业运营环境的影响。施工结果证明，此举为分期竣工的要求减少了困难，并节约了成本。

2.2.3 采用旋转型喷头

整治部分的建筑屋面是坡屋面，普通标准型喷头在坡屋面下布置时，喷头应垂直于斜面，并按斜面距离确定喷头间距，另屋脊处应设一排喷头，如图3所示。这种布置方式的喷头数量相对较多，形式也不好看，限制了业主后期装修风格选择和加大装修成本。

图3 坡屋面下普通喷头布置

采用旋转型喷头可兼顾安全、简洁，方便业主后期使用的要求。设计采用LAS-20下垂型旋转喷头（流量系数K=142，喷头工作压力为0.25MPa）按中危险等级Ⅱ级设计时，1个喷头最大保护面积为27m2，正方形喷头布置的间距最大可达5.2m，矩形布置的长边边长为6.2m，顶板下1.2m内布置均可正常动作灭火，如图4所示。由于喷头高度不一样，可乘以系数0.7确定水平间距，开间内一排喷头数量为2～4个。基于同样优点，标准层、地下室均采用旋转型喷头。

图4 坡屋面下旋转型喷头布置

2.2.4 室内消火栓箱及干管的布置

一期工程按建新如旧、修旧如旧的风格设计，不允许建筑物外立面出现给排水管道，而且室内空间的分隔存在不确定性。优先把室内消火栓布置在公共区域如走道、门厅、楼梯间等，保证各层最不利满足同一平面两支水枪充实水柱到达的要求。把室内消火栓系统的环状管网设在地下室或室外，分别在环状管网引出支管，保证检修时不影响上部商业的经营。

自动喷水灭火系统中，顶层是坡屋面，把该层水流指示器及干管设在下一层，分别引水至上一层（见图5），保证顶层空间的有效性、商业布置的灵活性和使用的舒适性。

图5 室内消火栓系统和自动喷水灭火系统原理

2.2.5 气体灭火系统设计

对于不能用水灭火的重点部位采用气体灭火系统保护，如高低压配电机房，体积不大，采用预制式七氟丙烷灭火装置保护。对于有人经常滞留的场所，采用IG541气体灭火系统保护。

银狮巷拆建A区子项中的特殊场所“邓颖超纪念馆”存在珍贵的历史文物，平时供游客参观。在该区域设置有管网的IG541气体灭火系统，安全、适用。IG541气体由3种自然存在于大气中的惰性气体组成，分别为52%的氮气、40%的氩气和8%的二氧化碳，对扑灭A、B、C类火灾是一种有效的灭火剂。在设计灭火浓度范围内，人员短暂停留不会造成生理影响。邓颖超纪念馆为2层楼共14个防护区，采用有管网全淹没灭火方式保护，设计喷放时间为48～60s，最小设计灭火浓度为37.5%（16℃时），最大设计灭火浓度为42.8%（32℃时）；采用2套IG-541气体灭火系统保护，共需90L、15MPaIG－541钢瓶21个，为14个防护区域服务。

2.2.6 加强兴宁路改造A区水消防设计且并入整治部分的水消防设计体系

兴宁路改造A区改动较大，将住宅功能改为商业功能。该子项单层建筑面积约680m2，总建筑面积约为2 040m2，应增设室内消火栓系统。根据《建筑设计防火规范》第8.3.4.2条，任一层建筑面积大于1 500m2或总建筑面积大于3 000m2的商店应设自动喷水灭火系统。如果照搬规范，该子项可不设自动喷水灭火系统。然而，该子项是南宁市既有老旧骑楼建筑，数量不多，但具有不可替代的社会影响力，一旦发生火灾，影响巨大。而且，该子项在改造时采用外包型钢、粘贴钢板或粘贴纤维复合材加固法加固梁、板、柱，加固材料的耐火极限受使用环境和防火材料的影响较大。因此，该子项增设自动喷水灭火系统。这样既可喷水灭火、冷却加固材料统、降低火场温度，又可提高加固材料统的耐火能力。

兴宁路改造A区在银狮巷拆建区东边10m左右，将其水消防设计并入整治部分的水消防设计体系。从地下室的室内消火栓管网和自动喷水灭火系统管网分别接管供兴宁路改造A区子项的消防水系统，使其室内消火栓系统、自动喷水灭火系统与整治部分的消防水系统共用，无需另外设置消防水池、天面消防水箱、加压泵房等。

2.2.7 增加简化版的室外压缩空气泡沫管道系统

如前所述，为使项目最大程度保留历史原状，整治部分有若干建筑存在防火间距、疏散长度等突破现行规范的情况，导致防火能力降低。根据南宁市消防支队要求，建筑、给排水、暖通、电气等各专业还需补充加强措施以提高安全性。水消防设计中，针对狭窄小巷中消防车不能达到的地方增设简化版室外压缩空气泡沫管道系统，方便消防队员快速灭火。

压缩空气泡沫管道系统可扑救A、B类火灾，通常用于超高层建筑的防火加强措施，以弥补消防给水系统在超高层建筑的分区供水速度相对缓慢的短板。鉴于南宁市消防支队有一定数量的压缩空气泡沫（CAFS）消防车，在当时没有国家标准借鉴情况下，采用简化版的室外压缩空气泡沫管道系统既方便CAFS消防车使用，提高灭火救援能力，又可节约投资成本、缓解地下空间不足的情况。

简化版的室外压缩空气泡沫管道系统的设计内容为压缩空气泡沫消火栓箱、压缩空气泡沫管网、压缩空气泡沫接合器。其中压缩空气泡沫消火栓箱设在项目内街外墙，间距约30m，方便消防队员寻找使用。

2.2.8 增设临时天面消防水箱

根据建设计划，一期工程按同时设计、同时竣工使用进行。由于金狮巷拆建A～D区的拆建工作滞后，无法满足既定的竣工时间节点。建设单位将一期工程拆分两批子项分期进行竣工验收，其中第一批子项（不含金狮巷拆建A～D区、中华电影院）按预定的时间竣工验收然后投入使用。而一期工程的天面消防水箱设在地势和建筑高度最高的金狮巷拆建A区中而无法及时竣工，导致第一批子项水消防系统缺少天面消防水箱。第一批子项中，坡屋面建筑和既有老旧建筑梁板承载力不足，均不是临时增设天面消防水箱的合适位置。根据现场情况，可在施工中的金狮巷拆建B区3层露台设置临时不锈钢高位消防水箱，待第二批子项正式竣工后，拆除该临时高位消防水箱并使用原设计的高位消防水箱（有效容积36m3）。

第一批子项的总商业建筑面积约8 266.07m2，增设的临时天面消防水箱的有效容积为18m3，有效水深按350mm取值，以满足结构安全的要求。临时高位水箱的最低有效水位高度满足第一批子项水消防系统的要求。临时水箱、管网（含阀门）的管理由施工单位管理，与GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》第14.0.13条“消防给水及消火栓系统应有产权单位负责管理，并应使系统处于随时满足消防的需求和安全状态”不符。

本项目的消防给水系统采用压力开关、流量开关启动水泵的安全性较高，而且本项目是广西重点建设项目，对于临时高位消防水箱及管网管理严格，系统的安全性和可控性有充分的保障。最终本设计方案得到消防主管部门的许可并最终如期竣工验收使用。2019年底，剩下的子项也顺利竣工验收使用。