新乡医学院三全学院礼堂位于河南省新乡市平原新区, 总建筑面积为7 126.9 m², 建筑高度为17.6m, 观众厅及舞台为1层, 局部地上2层或4层, 礼堂设计座位为978个, 设计合理使用年限50年, 定性为中型丙级剧场建筑。

　　 根据《建筑设计防火规范》 (GB 50016-2014, 以下简称“建规”) 8.3.4条:“特等、甲等剧场, 超过1 500个座位的其它等级的剧场, 超过2 000个座位的会堂或礼堂应该设置自动喷水灭火系统”及《剧场建筑设计规范》 (JGJ 57-2000, 以下简称“剧规”) 8.3.2条, 虽然本剧场座位数没有超过1 500个, 考虑到一旦舞台或观众厅起火, 很可能造成群死群伤事故, 本建筑设置了自动喷水灭火系统。

　　 除观众厅及舞台外按中危险Ⅰ级设计, 喷水强度6L/ (min·m²) , 作用面积为160 m², 观众厅净高 (吊顶到地面座位的垂直距离) 为5.5~10.5m, 观众厅按非仓库类高大净空场所中危险Ⅰ级设计, 喷水强度6L/ (min·m²) , 作用面积为260m², 喷头流量系数K=80, 喷头按最大间距不超过3m设计。

　　 根据“建规”8.3.4条:“特等、甲等剧场或超过1 500个座位的其它等级剧场和超过2 000个座位的的会堂或礼堂舞台的葡萄架下部应设置雨淋系统”, “剧规”8.3.3条, “超过1 500个座位的剧场, 舞台的葡萄架下, 应设置雨淋灭火系统, 超过800个座的剧场舞台葡萄架下宜设置雨淋灭火系统”。显然“剧规”要求严于“建规”。考虑到剧场建筑火灾的危险性比较大, 一旦失火, 火灾蔓延速度快, 且本礼堂实际座位数为978个, 本设计在礼堂的舞台上方设置了雨淋系统。

　　 根据“剧规”8.1.1条:“甲等及乙等的大型、特大型剧场舞台台口应设防火幕。超过800个座位的特等, 甲等剧场及高层民用建筑中超过800个座位的剧场舞台台口宜设防火幕。”本礼堂定性为中型丙级剧场建筑, 建筑专业在舞台口未设计防火幕, 水专业根据“剧规”8.3.4条, 也无需设置防护冷却水幕系统。

　　 主台面积480 m² (30 m×16 m) , 侧台面积92m², 主台层高12.9 m, 侧台层高9.7 m, 建筑专业在设计时, 未设置葡萄架, 笔者认为舞台的火灾危险性较大, 由于雨淋系统为开式系统, 喷水不是点, 而是一个区域, 设置雨淋系统能有效在火灾初期灭火, 开式喷头为上喷, 布置在舞台板底。

　　 根据“喷规”, 舞台区域的自动喷水灭火系统定性为严重危险级Ⅱ级, 喷水强度为16L/ (min·m²) 。

　　 按《自动喷水灭火系统设计规范》 (GB 50084-2001, 2005年版, 以下简称“喷规”) 执行, 主台分为若干区域, 喷水量按同时启动2个区域的雨淋阀考虑。

　　 根据“喷规”5.0.4条;“每个雨淋阀控制的喷水面积不宜大于260 m², 条文解释为:控制面积如果过大, 则所需消防水量过大, 影响经济性。

　　 由于侧台与主台高度不一致, 侧台为单独区域, 独立设置雨淋阀, 根据每个雨淋阀控制的喷水面积不宜大于260m², 主台区域可以有以下划分方式:

　　 第1种方式:分为2个区域, 2个雨淋阀, 每个雨淋阀控制面积240m²。

　　 第2种方式:分为3个区域, 3个雨淋阀, 每个雨淋阀控制面积160m²。

　　 第3种方式:分为4个区域, 4个雨淋阀, 每个雨淋阀控制面积120m²。

　　 关于舞台雨淋阀保护区域面积的划分, 只有一个雨淋阀最大保护面积规定, 但无最小规定, 那么是不是设计人员可以无限缩小保护面积, 比如每个雨淋阀控制面积为100m², 使消防水量降下来呢?这点希望规范能够明确。

　　 “喷规”5.0.4条条文说明:“对大面积场所, 可设多台雨淋阀组合控制一次灭火的保护范围。”并没有明确说明组合雨淋阀的启动个数, 如果在某一个区域着火, 相应的雨淋阀会启动, 这个没有争议, 但相邻的雨淋阀是否启动, 启动几个, 这些国家规范中并没有明确规定。

　　 关于雨淋阀启动个数的情况, 总结有以下4种:

　　 情况a:最不利工况为一旦在某个区域着火, 相应区域的雨淋阀开启, 即只考虑一个区域的喷头全部喷水的水量, 不考虑在相邻区域边界处着火的情况。

　　 情况b:最不利工况为一旦在某2个区域的相邻处着火, 相应的区域的雨淋阀开启, 即考虑2个区域的喷头全部喷水的水量。若火灾为情况a, 则启动1个雨淋阀组。

　　 情况c:最不利工况为一旦在某个区域着火, 相应区域的雨淋阀开启, 同时相邻的2个区域也同时开启, 即考虑3个区域的喷头全部喷水的水量。若火灾为情况b, 则启动2个雨淋阀组。

　　 情况d:最不利工况为一旦在4个保护区域的交接点着火, 则相关的4个区域也同时开启, 即考虑4个区域的喷头全部喷水的水量。至于情况b、c则按分别启动2个、3个雨淋阀组 (情况d不在本次舞台设计范围内) 。

　　 关于舞台区域面积的划分 (见3.2.2.1节) 和同时启动几个雨淋阀组 (见3.2.2.2节) 有很大关系, 以下为组合情况 (消防水量按喷水强度计算) :

　　 (1) 方式1与情况a组合:作用面为240m², 消防水量至少为64L/s。

　　 (2) 方式1与情况b组合:作用面为480m², 消防水量至少为128L/s。

　　 (3) 方式2与情况a组合:作用面为160m², 消防水量至少为42L/s。

　　 (4) 方式2与情况b组合:作用面为320m², 消防水量至少为85L/s。

　　 (5) 方式2与情况c组合:作用面为480m², 消防水量至少为128L/s。

　　 (6) 方式3与情况a组合:作用面为120m², 消防水量至少为32L/s。

　　 (7) 方式3与情况b组合:作用面为240m², 消防水量至少为64L/s。

　　 (8) 方式3与情况c组合:作用面为360m², 消防水量至少为96L/s。

　　 以上水量范围为32~152L/s。

　　 笔者认为, 雨淋阀的组合面积以不超过260m²为宜, 以便控制消防总用水量, 同时为了保证如果在相邻区域的结合点处着火, 能够迅速灭火, 并不允许向其他地方蔓延的要求, 最不利工况按情况b设计。

　　 设计中选择了方式3与情况b组合, 喷头选用K=115的开式喷头, 起点压力为0.1 MPa, 最终计算消防水量为76.24 L/s, 实际喷水强度为19.06L/ (min·m²) , 见图1所示。

　　 方案二:按“剧规”执行, 主台分为若干区域, 重复相同的分界线, 喷水量按最大一区的喷头同时喷水计算。

　　 根据“剧规”8.3.5条, 自动喷水灭火及雨淋系统按“喷规”执行, 条文说明强调了以下2点: (1) 剧场舞台雨淋系统的作用面积超过300m²时, 应分为若干装设独立雨淋阀的喷水区, 喷水区域重复相同的分界线。消防水量按最大一区的喷头同时喷水计算。 (2) 剧场舞台在葡萄架下安装开式喷头的雨淋系统, 在葡萄架以上至屋面板的空间和四周边廊下仍安装闭式自动喷水灭火系统。

　　 由于侧台与主台高度不一致, 侧台为单独区域, 独立设置雨淋阀, 根据每个雨淋阀控制的喷水面积不宜大于260 m², 主台区域可以有以下划分方式:

　　 主台分4个区域, 每个区域负责120 m², 喷头为3排布置, 然后每个区域与相邻区域重复一排喷头, 最大区域喷头为5排布置, 保护面积为197m², 喷头选用K=115的开式喷头, 起点压力为0.1 MPa, 最终计算消防水量为63.53L/s, 实际喷水强度为19.79L/ (min·m²) , 见图2。

　　 讨论:在每个雨淋阀的控制区域范围内着火, 会启动相应的雨淋阀, 这无任何争议, 但如果在重复区域 (两排喷头, 长×宽=16m×5m) 处着火, 如何启动雨淋阀, 启动哪一个雨淋阀, 还是启动哪个都行, “剧规”并无明确规定。

　　 上述两种不同的雨淋系统布置方式, 得出的消防水量也不一致, 按照“喷规”的布置方式更加贴近实际, 最不利情况为区域边界处着火, 启动2个雨淋阀组的控制方式比较妥当, 既解决了边界着火问题, 又控制了水量过大问题;而按照“剧规”重复相同的喷水区域, 选取最大一区的喷头同时喷水计算的布置方式, 无法解释重复区域着火后开启哪个雨淋阀的问题, 在给电气专业提条件时, 无法明确, 这一点还需斟酌研究。

　　 综上所述, 三全学院礼堂的自动喷水灭火系统设计, 观众席吊顶下净高为5.5~10.5m, 按非仓库类高大净空场所设计, 舞台处由于可燃物较多, 横向火灾蔓延速度较快, 设计了雨淋系统, 在雨淋系统的区域划分过程中, 比较了两种布置方式, 认为同时启动2个区域的雨淋阀方案更优, 总的保护面积控制在260m²以内, 而重复区域的布置方式, 无法解决边界处着火启动哪个雨淋阀的问题, 在此提出与同行探讨。