广州周大福中心消防给水系统及灭火设备设计

摘要 广州周大福中心又被称作广州东塔，楼高530m，是广州市在建中的又一新地标建筑，比已建成的“广州西塔”高出近100m，建成后将成为广州第一高楼。该工程的消防给水系统设计安全要求高，设计难度大，设计中采用了将消防用水分别储存在不同高度高位消防水箱的常高压水消防系统。本文对该工程的消防给水系统设计作简要介绍，并结合工程的设计，提出了超超限高层建筑消防给水系统设计中所面临的一些设计难题，供借鉴参考。
引自筑龙 关键词 高位消防水池 常高压水消防系统 超超限高层建筑


1 工程概述
1.1场地概述
广州周大福中心（又称 “广州东塔”，见图1）位于广州天河区珠江新城CBD中心地段，地块编号为J2-1，J2-3。珠江新城是21世纪广州中心金融商务区，集国际金融、贸易、商业、文化娱乐、行政和居住等功能设施于一体，总占地面积约6.3k㎡，集中体现广州为国际都市形象的窗口。该项目西临珠江大道，北望花城大道，与对面已经建成的广州国际金融中心（又称广州西塔）一起形成双子塔，分别位于新城市中轴线两侧，南面隔江对望新建的广州新电视塔，北面为天河体育中心、中信大厦及广州火车东站。该中心在地下层与公共轨道交通系统连接，并通过2层的人行天桥组成的交通网络与周围建筑相连。地块总用地面积约2.65万㎡。地块四边环路,分別为花城大道(北)、珠江大道东(西)、花城南路(南)及东侧新规划路。

周大福中心
1.2工程规模及组成
该项目楼高530m，是广州在建中的又一新地标建筑，也是我国在建的几座500m以上超超限高层建筑之一，比已建成的“广州西塔”高出近100m，建成后将成为广州第一高楼。项目主塔楼由下至上分别设有裙楼（商业等）、办公、服务式酒店、酒店四段功能区间，为一多功能城市综合体，其工程规模及组成如下表1。
1.3建筑功能分区及建筑分层布局
项目北侧为8层高商业裙楼，里面设商店，餐饮,电影院等商业设施。南侧为111层高塔楼。里面设酒店，服务式酒店，办公和其配套设施等。裙楼商业与塔楼利用一个玻璃中庭分隔开, 里面设一个全天候举行活动的场所。其分层布局如下表2及图2。

图2 广州周大福中心分层布局

1.4工程设计情况
建筑方案采用KPF建筑师事务所的方案,后续设计工作由广州市设计院（GZDI）、刘荣广伍振民建筑事务所(香港)有限公司（建筑顾问）、奥雅纳工程顾问公司（ARUP）（结构顾问）与 柏诚工程技术(北京)有限公司广州分公司（机电顾问）组成的设计联合体共同完成。目前，整个设计已按设计合同规定的设计周期顺利展开。2011年5月28日通过消防性能化设计评审。2011年10月21日通过初步设计审查。
1.5工程建设情况
2009年9月28日，广州周大福中心工程奠基。该项目总投资预计超过100亿元，预期于2016年竣工并投入使用。图3为施工现场照片。
图3施工现场照片。
1.6给排水专业水消防设计内容
主要包括本工程建筑红线内下列消防给水及灭火设项目的设计：⑴室外消火栓系统；⑵室内消火栓系统；⑶自动喷水灭火系统；⑷地下汽车库自动喷水+泡沫联用系统⑸大空间智能型主动喷水灭火系统；⑹水喷雾灭火系统；⑺自动喷水冷却系统；⑻厨房灭火系统；⑼气体灭火系统；⑽低倍数泡沫灭火系统；⑾移动式灭火器设置等。
1.7水消防设计的特点
该工程的消防给水系统设计具有以下特点：
⑴楼高530m，与上海中心、深圳平安国际金融大厦等一同为我国在建中的几座500m以上超超限高层建筑之一。除广州新电视塔外，国内目前并未有500m以上已建成的超超限高层建筑消防给水系统设计可供借鉴，设计属于探索性创新设计；⑵塔楼由下往上分别设有商业、办公、服务式酒店、酒店四段功能区间，与仅设置单一办公功能的500m以上超超限高层建筑不同，功能相对复杂，消防给水系统相对复杂，共设计有室内外消火栓、自动喷水、地下汽车库自动喷水+泡沫联用、大空间智能主动喷水、水喷雾、自动喷水冷却、厨房灭火、气体灭火、低倍数泡沫等10个系统；⑶主塔-5~101层(102~111层除外)消火栓及自动喷水灭火系统采用了由屋顶消防水池重力供水的常高压系统。消防时，发生停电，水泵故障，操作控制系统失灵等情况，系统仍可安全运行，安全度高；⑷裙房自动喷水冷却系统等用水量较大的消防水系统由屋顶消防水池+各层减压消防水池联合重力供水。既避免了将所有消防用水量集中设置在屋顶消防水池，又充分利用了各减压消防水池的蓄水容积，降低了结构造价；⑸地下补水消防水池，屋顶、接力、减压消防水池均采用两格设置，当一个水池清洗或发生故障时系统仍能正常工作；⑹地下补水消防水池存储了一定用水，可在室外市政消防用水无法供应时或灭火时间超过三小时仍要延续供水时仍能供水等。（7）超过12米中庭、门厅及避难间采用大空间智能主动灭火系统；（8）锅炉房采用水喷雾系统，地下车库设置自动喷水-泡沫联用系统；（9）裙楼内街准安全区设冷却水幕保护；（10）除公共娱乐场所、中庭环廊、超出水泵接合器供水高度的楼层，地下商业及仓储用房采用快速响应喷头外，其余采用标准喷头。
2消防给水系统设计
2.1消防用水量
该工程的消防用水量统计如下表3。

2.2消防水池、水箱设置
该工程的消防水池、水箱设置如下表4。

2.3消防水泵设置
该工程的消防水泵设置如下表5。

2.4消火栓系统
消火栓给水系统采用常高压+临时高压给水方式，竖向共为分为10个区，各分区消火栓栓口静压不超过1.0MPa，栓口工作压力大于0.5MPa设减压稳压消火栓。消火栓给水系统的分区及供水方式详下表6。
消火栓系统系统图（局部）详见图4
图4消火栓系统图（局部）

3自动喷水灭火系统
3.1设置原则
设置原则：3.00h特级防火卷帘不设水幕冷却保护；超过12米中庭、门厅及避难间采用大空间智能主动灭火系统；8~12米中庭、门厅按非仓库类高大净空场所设计,喷水强度6L/min.㎡,作用面积260 ㎡；自动扶梯下方设置喷淋系统；其他按中危险Ⅱ级设计, 喷水强度8L/min.㎡, 作用面积160 ㎡；锅炉房采用水喷雾系统；地下车库设置自动喷水-泡沫联用系统；裙楼内街准安全区设冷却水幕保护。除公共娱乐场所、中庭环廊、超出水泵接合器供水高度的楼层，地下商业及仓储用房采用快速响应喷头外，其余采用标准喷头。
3.2系统供水方式及分区
自动喷水灭火系统按报警阀及配水管道工作压力不超过1.2MPa分为10个区，各种自动喷水灭火系统供水方式如下表7。
自动喷水灭火系统图（局部）详见图5

图5 自动喷水灭火系统图（局部）
3.3裙楼内街准安全区冷却水幕设置
主楼和北侧裙房之间设置了一条贯穿东西的通道（图6），通道L=75m W=16~24m H=31m。在环廊及店铺之间设置了厚度不小于12mm钢化玻璃分隔及冷却水幕保护。冷却水幕保护长度按沿街最长玻璃铺面的1.5倍且不小与30m确定，持续喷水时间2h，采用RTI=50(m.s)1/2的边墙型快速响应喷头。喷头安装在店铺内侧。系统采用独立的管网及水泵接合器。钢化玻璃自动喷水冷却系统下方设置排水系统，确保其作用时及时排水，其水流不影响消防扑救。
图6中庭及连廊
4消防灭火设备设计
4.1移动式灭火器设置
按照规范50140-2005设计。
4.2厨房自动灭火系统
排油烟罩（包括罩口2~3m的排油烟管内）、烹饪部位（油锅、灶台及0.5m范围空间）设置厨房自动灭火系统，自动灭火系统能自动实施探测、灭火、联动切断燃料供应。烹饪部位同时设有自动喷水灭火系统。
4.3气体灭火系统
设置原则：弱电房、电器房、消防控制中心不设；变配电室、通信机房、电子计算机房、高压开关配电室设管网式七氟丙烷气体灭火系统；日用油箱间及卫星天线房设悬挂式气体灭火装置。
4.4低倍数泡沫灭火系统
地下储油罐油泵房设置低倍数泡沫灭火系统。
5结束语
除广州新电视塔外（属于超超限高塔），国内目前还未有已建成的500m以上超超限高层建筑消防给水设计经验可供借鉴。现有的消防规范，在超超限高层建筑设计方面还存在许多空白，无法全面指导设计人员进行设计。对比广州周大福中心、上海中心、深圳平安国际金融大厦等三个设计会发现，它们并不雷同，且各具特色，均属于探索性创新设计。由于这些设计完成于相关消防规范修订及颁布期间，难免打上国家及地方消防主管部门意见、不断变化中的新规范条文、消防性能化审查意见、专家意见等的烙印。感谢我们勇于创新、感于挑战的设计团队，感谢那些给予我们指导的专家和合作单位。希望我们的设计成果能够给大家以启迪，也希望在新的规范颁布之后，以下问题将不再成为困扰我们的难点：消防给水系统安全度评估；同时火灾次数的确定；各种水池、水箱容积的计算；电梯井和管道井的灭火措施；天然气高层供给的灭火措施；电梯机房的灭火措施；疏散楼梯的灭火措施；楼层强弱电间的灭火措施；超大中庭的灭火措施；玻璃幕墙防火措施；玻璃墙防火措施；钢结构防火措施；外部消防供水的转输；设备管道的抗震；反恐措施；新型灭火技术的应用等。