中国西部国际博览城 (见图1, 以下简称西博城) 位于四川省天府新区成都直管区, 建成后作为中国西部国际博览会永久会址, 大型会展主办场地和高端商务活动的平台。本项目于2016年8月进行了竣工验收。

　　 西博城总建筑面积约56.9万m², 其中地上建筑面积38.9万m², 地下建筑面积18万m²。由交通登录大厅、室内展馆、会议及餐饮、办公、地下车库等配套设施和室外展场组成。室内展厅由“四区十六厅”即15个标准展厅和1个多功能厅组成, 分为A、B、C、D、E、F馆, 其中C、E馆为双层展馆, 其余为单层展馆, 整个西博城的展厅可布置共约10 000个室内国际标准展位。

　　 西博城展厅层高较高, 单层馆结构最低点处高度不低于11m (仅为局部点, 大部分高于12m) , D馆净高可达14m。连接各馆的交通大厅流线长、空间高, 屋面结构下沿最高点处高度为58.3m, 最低点高度为11.2m。双层馆底层层高为18m, 二层结构最低点处高度不低于11 m (仅为局部点, 大部分高于12m) 。

　　 本项目消防给水系统设计的依据除现行国家规范外, 还有《中国西部国际博览城南区国际展览展示中心消防安全评估报告》 (以下简称“安全评估报告”) 和《四川省特大规模民用建筑 (群) 消防给水设计导则》 (川建发[2010]41号, 以下简称“导则”) 等规定。西博城建筑面积超过50万m², 根据《消防给水及消火栓系统技术规范》 (GB 50974-2014, 以下简称“消水规”) ^[1]3.1.1条规定, 本项目同一时间内的火灾起数确定为1起。但依据“导则”1.0.1条, 建筑面积超过50万m²的民用建筑为“特大规模民用建筑”;1.0.2条, “特大规模民用建筑”在同一时间内的火灾起数为两起及两起以上;3.1.2条“特大规模民用建筑 (群) 的室内消防给水系统分组供水不应少于2组, 其中任意一组的消防给水系统保护的建筑面积总和不应超过50万m²”的规定, 因此本项目同一时间内的火灾起数确定为2起, 并设置了2组消防给水系统, 即Ⅰ组、Ⅱ组消防给水系统。每组消防给水系统的系统类型、流量、火灾延续时间以及用水量见表1。

　　 2 组消防给水系统的消防水池、消防水泵房以及高位消防水箱分别设置于B、E馆。Ⅰ组消防给水系统的消防水池有效容积为900m³, 保护区域为A、B馆, 如图2中阴影所示, 其余室内区域由Ⅱ组消防给水系统保护, Ⅱ组消防给水系统的消防水池容积为918m³。依据“消水规”3.3.2条^[1], “当单座建筑的总建筑面积大于50万m²时, 建筑物室外消火栓设计流量应按表3.3.2规定的最大值增加一倍”, 因此西博城室外消火栓设计流量取为80L/s, 2组系统的消防水池各存储了324 m³室外消火栓系统用水量。虽然这2组消防水池已满足了“消水规”的要求, 但当地消防部门鉴于本项目的重要性, 提出了增设专供消防车取水的室外消防水池的要求, 以及时扑灭火灾。因此另增设2座室外消防水池, 每座消防水池的有效容积为500 m³, 位置详见图2;高位消防水箱由“消水规”规定的有效容积36m³增大为50m³, 位置详见图2。

　　 西博城分别设置了室外和室内消火栓系统, 室外消火栓给水环网与生活给水环网合用。室内采用竖向不分区的消火栓系统, 并设置高位消防水箱和增压稳压设备等常规消防设备和系统控制附件, 本文不再赘述。以下将主要介绍本项目消火栓系统中比较特殊的几个部分。

　　 如前所述, 室外消火栓系统的设计流量为80L/s, 分为2组, 每组均为40L/s。每组室外消火栓系统分别从周边不同市政道路引入2路管径为DN250的给水引入管, 并形成DN250的室外消火栓给水环网, 在环网上设置室外消火栓。2组室外给水环网相互连接, 并设置阀门。另外, 2层平面图中阴影区域 (见图2) 的室外平台除了作为2层展厅布展运输车辆的运输通道和人员疏散停留的安全避难区域外, 还是消防车辆开展扑救的场地, 即消防车辆可通过环形车道到达2层室外平台开展灭火扑救作业, 因此在2层平台设置室外消火栓, 且按间距不大于100m布置。

　　 西博城室内消火栓系统均按照“消水规”规定的条款进行设计, 但因展厅为高大空间, 柱跨可达63m, 且展馆内部非常空旷, 消火栓的布置是消防设计的一个难点。仅在展厅两边靠墙设置消火栓会导致展厅中间区域在消火栓保护范围外, 并且根据《展览建筑设计规范》 (JGJ 218-2010) ^[2]7.1.12条规定展厅在主要出入口、疏散走道、楼梯间附近等处设置室内消火栓后, 经计算仍不能保证有两支水枪的充实水柱能同时到达室内任何部位时, 可沿疏散通道设置地埋式室内消火栓, 因此本设计在疏散走道上设置地埋式消火栓, 保证展厅内任一部位两股消火栓水柱同时保护, 并设置明显标志确保消火栓易识别且不被展位占用。本项目在设计阶段 (2014年) , 《室内消火栓安装》 (15S202) 尚未颁布, 地埋式消火栓暂无国标图可依, 又无定型产品, 所以我们与当地消防部门商讨, 并与建筑等专业配合, 设计了地埋式消火栓。消火栓箱设置在沉坑内, 内设DN65旋转式消火栓1支、19mm口径水枪1支、DN65及25m长水龙带1条以及自救式消防软管卷盘1个 (口径DN25, 长度30m) 。该地埋式消火栓栓口向上安装, 在地面上1人操作可打开盖板 (2~3块) 、驳接水龙带、开启消火栓, 操作方便、快捷。其安装平面和施工过程效果如图3所示。为保证展厅地面冲洗时, 流入地埋式消火栓沉坑的冲洗废水能够及时排出, 设置了沉坑排水管道。当地埋式消火栓设置处下方有地下室时, 冲洗废水就近排入地下室的集水坑;当无地下室时, 冲洗废水排入设有排水系统的展沟内。

　　 公共交通大厅进深大, 且入馆一侧均为玻璃幕墙, 不便于安装普通室内消火栓箱, 同时为了保证登录大厅的地面铺装效果, 建筑专业也不同意采用地埋式消火栓, 故在靠展馆一侧墙面设置的消火栓内配备了可调式无后座力多功能消防水枪, 其有效射程28m, 保护半径48m。

　　 在地下层汽车库和楼内可用水扑救的设备用房、办公室、厨房、餐厅、展厅、走道等净空高度低于8m的场所设置自动喷水灭火系统。Ⅰ组、Ⅱ组消防系统中自动喷水灭火系统的设计流量均为40L/s, 喷水时间1h, 高位消防水箱与消火栓系统合用, 但独立设置增压稳压设备, 其余设计参数均满足规范要求^[1,3]。根据“安全评估报告”, 西博城展馆及交通大厅所在防火分区内应设置自动喷水灭火系统的区域 (包含大空间内有盖板、楼板, 导致水炮无法覆盖的范围) 和地下快餐厅采用快速响应喷头, 其余场所为普通喷头。设有吊顶的部位均采用吊顶型喷头, 对装修标准要求高的部位采用隐蔽式喷头。另外, 每个展厅货车入口处吊顶与梁底之间仅有50~100mm距离, 空间较为紧张, 采用下垂型喷头并设置喷头防护罩的方式可能会导致喷头被超高运输货物破坏, 因此展厅货车入口处采用隐蔽式喷头。

　　 本工程在展厅和多功能厅内净空高度超过8m的部位设置固定消防炮灭火系统, 为独立的消防供水系统。系统设计流量40L/s, 分别在Ⅰ组和Ⅱ组消防系统水泵房设置消防加压泵, 消防水泵1用1备, 屋顶消防高位水箱与消火栓系统合用, 系统采用光截面结合双波段图像捕捉定位自动水炮控制系统。根据“安全评估报告”, 固定消防炮灭火系统应保证被保护区域至少有2股水柱同时到达, 并具备直流—喷雾的自动无级转换功能, 可自动控制、远程控制和现场手动控制。设计采用的单门水炮流量为20L/s, 保护半径50m。

　　 固定消防炮灭火系统设计中一个比较重要的问题是消防水炮如何固定, 水炮的布置既要满足建筑美观要求, 又要保证保护区域至少有2股水柱同时到达。西博城展厅内比较空旷, 将消防水炮固定在钢桁架和网架上对美观有一定的影响, 经过反复研讨后决定将水炮固定在圆钢柱上, 为了保证美观效果, 将供水管道做成圆弧形 (如图4所示, 图4右下角为施工过程中水炮支撑节点放大图) , 与圆柱外形融为一体。同时, 纵向柱垮为18 m, 将水炮布置在圆柱上能保证被保护区域至少有2股水柱同时到达。

　　 本项目在公共交通大厅内净空高度超过8m的部位设置大空间自动射流灭火系统, 为独立的消防供水系统, 采用喷射型自动射流灭火装置, 设置在公共交通大厅格栅吊顶下方。探测器全天候探测保护范围内的一切火情, 一旦发生火灾, 探测器立即探测火源, 在确定火源后探测器打开电磁阀并输出信号给联动柜, 同时启动水泵使自动射流灭火装置喷水灭火, 扑灭火源后, 探测器再发出信号关闭电磁阀, 停止喷水。每个喷射型自动射流灭火装置的喷水流量为5L/s, 标准工作压力0.6 MPa, 最大保护半径为30m, 灭火装置按照室内任一点均有2股水柱到达的原则布置。系统设计流量为45L/s, 消防加压泵1用1备, 设置在Ⅱ组消防系统地下室消防泵房内。本系统屋顶消防高位水箱与消火栓系统合用。

　　 F馆为重型展馆, 无地下室, 设置了地下通行管廊来安装相关机电专业管道。考虑到地下管廊功能单一, 无可燃物, 且设备检修人员不可能长期滞留, 因此地下管廊的消防设计采用灭火器、黄沙以及消防卷盘, 即在地下管廊的人员出入口处设置灭火器以及黄沙箱等灭火器材, 在地下管廊内每隔25 m设置消防卷盘。消防卷盘接自管径为DN150的室内生活给水环网, 并设有倒流防止器以防回流污染。

　　 由“消水规”5.4.4条可知, 临时高压消防给水向多栋建筑供水时, 消防水泵接合器宜在每栋单体附近就近设置。尽管西博城属于单栋建筑, 但因其占地面积大, 绕单体一周长度已达3 000m, 因此除了在消防水池附近设置了水泵接合器外, 在其余各馆就近设置了各系统的水泵接合器。

　　 对于其他消防设施, 如建筑灭火器以及气体灭火系统等均按照现行规范进行相关的设计, 本文不再详细描述。

　　 本文简介了中国西部国际博览城项目的消防给水系统, 并讨论了此类高大空间大型展览建筑的消防给水系统中几种比较特殊的设计内容, 以期为同类型建筑的消防给水系统设计提供案例参考。