中国国家大剧院消防设计

注： "火灾时两门水炮同时使用。
一次火灾时最大用水量 # / ［表 ! 中 ! 3 + 3 %］ 。 ［表 + 中 % 3 , 3 ( 3 !" 3 !!］ （ *% ） 3 / ! ,$% ! & + & % 消防水泵房 在地下室消防水池旁设有水消防各系统的消防 水泵。室外消火栓泵 % 台 （ + 用 ! 备） ， 室内消火栓 泵%台 （+ 用 ! 备） ， 消防水炮泵 % 台 （ + 用 ! 备） ， 自 动喷水灭火系统泵 # 台 （ % 用 ! 备） （包括湿式、 干 式、 预作用自动喷水 泡沫联用灭火系统） ， 雨淋泵 # 台 （% 用 ! 备） ， 水幕泵 # 台 （% 用 ! 备） 。各消防系统 泵组均带控制箱和巡检设备， 各消防系统出水管上 均设有防超压的泄压阀。
湿式系统 湿式系统 湿式系统 湿式系统 干式系统 雨淋系统 雨淋系统 雨淋系统 水幕系统 水幕系统 水幕系统
中危险级!级 中危险级"级 中危险级"级 仓库危险级"级 中危险级"级 严重危险级"级 严重危险级"级 严重危险级"级 防护冷却 防护冷却 防护冷却
)* &2 / 2 &) / ( 2( / & &2 / 2 )++ )++ )++ )3 / 11 / &( / & &) / (
!建筑给排水!
中 国 国 家 大 剧 院 消 防 设 计
刘文镔 徐 雷 柴 庆 焦兰芬
（北京市建筑设计研究院， 北京 !"""#$）
摘要
中国国家大剧院工程共有北区、 中区和南区 % 个分区， 其中中区为剧场区， 为一 “超椭圆
壳体” ， 内建有歌剧院、 音乐厅和戏剧场。本工程设有水消防、 气体消防和建筑灭火器配置等消防设 施。较详细地介绍了室内、 外消火栓系统， 消防水炮系统， 湿式、 干式、 预作用自动喷水 泡沫联用灭 火系统， 雨淋系统和水幕系统的消防水源、 水量、 水泵房及各系统的设计参数。同时对消防设计中遇 到的 !" 个问题及其解决办法做了介绍。 关键词 ! 概况 国家大剧院位于北京天安门地区人民大会堂西 侧， 总占地面积为 !! & ’(% )*+ ， 总建筑面积约 +" 万 歌剧院台仓地下深度 *+ 。地 上 高 度 #, & +’$ *， 室外景观水池 % & $ 万 *+ 。 +- & $"" *， 本工程共有 % 个分区。北区 （ +"! 区） ： 有六级 人防地下车库、 水下通廊、 画廊、 商店、 茶室、 咖啡厅、 预售票、 检票处、 艺术用房等。中区 （ +"+ 区） ： 为剧 场区， 外观是一个 “超椭圆形壳体” ， 位于水池中央。 东西向长 +!+ & +# *， 南北向长 !#% & ,# *。内部设有 + $"" 座的歌剧院， + """ 座的音乐厅和 ! +"" 座的 戏剧场。本区还有为剧场服务配套的化妆间、 排练 厅、 练琴房、 录像录音室、 布景制作间、 仓库、 技术用 房、 维修间、 办公室、 会议室、 接待室、 消防控制室等。 南区 （+"% 区） ： 有多功能厅 （ ,"" 人的小剧场） 、 化妆 间、 餐厅、 厨房、 单宿、 休息厅、 预售票房、 检票处、 技 术用房、 变配电室、 冷冻站、 热力点、 排风排烟机房 等。 " 水消防 ! & ! 水消防系统 本工程共设计有室外消火栓系统， 室内消火栓 系统， 消防水炮系统， 自动喷水灭火系统 （湿式、 干 式、 预作用自动喷水 泡沫联用灭火系统， 雨淋系统 及水幕系统） 。 !&+ !&+&! 消防水源、 水量及水泵房 消防水源
图)
消防通道室外消火栓系统
)/(
室外消火栓系统
从大剧院东西两侧市政管道分别引入 !" &++ 给水管与大剧院室外 !" &++ 环状给水管网 （即消 防环管） 相连。室外消火栓沿景观水池外路边布置， 采用地下式消火栓， 间距不大于 )&+ #。在大剧院 （ 5 )) / , # ） ， &+& 区周围有宽度为 - # 的消防通道 设有供消防人员专用的室外消火栓 （间距为 *+ # ） 及室内各消防系统的消防水泵接合器。消防通道室 外消火栓系统见图 )。 )/1 室内消火栓系统 本工程室内消火栓为一个系统， 当消火栓栓口 采用减压稳压 消 火 的出水压力大于 + / , 678 时，
预作 用 自 动 喷水 泡沫联 中危险级"级 用系统
注： 火灾延续时间均为 ) 4。
栓。室内消火栓的间距为 (+ #， 消火栓的栓口直径 为*, ##， 水带长度&, #， 水枪喷嘴口径)3 ##。 所有双出口、 单出口消火栓均为带消防卷盘的消火 栓， 消防卷盘的栓口直径为 &, ##， 配备的胶带内径 为 )3 ## ， 消防卷盘喷嘴口径为 * ## 。 歌剧院屋顶
($& )" *""+
国家大剧院
消防设计
水消防
气体消防
灭火器
由市政给水管网与地下室 + +"" *% 消防水池 （共分 $ 格） 和消防水泵联合供水。在歌剧院屋顶层
% 水箱间内设有 ’" *（分 消防水箱， + 格） #$" . 气压 罐和 + 台增压稳压泵 ! / , . 0 1， 以确保 " / +$ *，
各消防系统最不利处消防初期用水， 消防水箱、 水池 内均分格设有水箱自洁消毒器。 ! & + & + 消防水量 中国国家大剧院消防用水量见表 ! 和表 +。
表"
序号 ! + %
中国国家大剧院消防水炮及消火栓系统用水量
用水项目 室外消火栓 室内消火栓 消防水炮" 合 计 用水量 标准 0.01 %" #" +" 2 + 火灾延续 时间 0) % % ! 一次火灾 用水量 0 *% %+# #%+ !## (""
图& 给水排水 #$% & ’( !" 万方数据
"#" 和 "#! 区自动喷水灭火系统 "((+
安装， 距顶板 $## 6 $&# ((。 喷洒管道按每约 0## 只喷头
)$& *(
设 ! 个报警阀， 在每个报警阀组控制的最不 利点喷头处， 均设有 !" "# 末端试水装置。 在防火分区， 各楼层的最不利点喷头处， 设 有 !" "# 的试水阀。在喷洒管道上设有消 防水泵接合器。 "$" 区设 % 个墙壁式消防 水泵接合器。 "$! 区设 " 个地下式消防水 泵接合器。 "$" 和 "$& 区自动喷水灭火系 统见图 #。 !’#’" 干式系统
每 只 喷 头 的 喷 水 作用面积内开放的喷 量 */) " ! ’ 头数 )& 只 )* )* )* ・#） ) "（ ! ’ ・#） ) "（ ! ’ ・#） ) "（ ! ’ )*+ . ) / ( 0 &+-（ #& ） &*+ #
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计算流量 ! " ! ’
火灾时 用水量 ! #( ,)++ 22 &*1 )++ (*+ (*+ (*+ 2) )*) -1 22
休息厅、 前厅、 贵宾室、 办公室、 会议 室、 餐厅、 厨房等 地下商店服装鞋帽间等 舞台上部 集装箱仓库 物流通道 歌剧院、 戏剧院主舞台葡萄架下部 后舞台、 两侧舞台上部 布景组装场、 绘景间、 布景道具库房 主舞台与观众厅金属防火幕 主舞台与侧舞台金属防火幕 主舞台与后舞台金属防火幕 地下车库
图!
"#$ 区消火栓系统
图%
"#! 区消火栓系统
计。 除集 装 箱 仓 库 外， 自动喷水 灭火系统选用快速 响 应 喷 头， 玻 璃球 直 径 ! ((， 流量系数 " 1 厨房喷头动作温度为 2! 3 ， 0#， 歌剧院、 戏剧场舞台格栅上部喷头 动作温度为 42 3， 其它均为 50 3。 “喷 , "$ - 02 ( 层 集 装 箱 仓 库 按 规” 仓库危险级 ! 级设计， 采用快 速响应早期抑制喷头。玻璃球直 径 $ - & ((， 流量系数 " 1 "##， 喷 头动作温度 50 3 。 喷头在有吊顶时向下安装采 用下垂型喷头， 无吊 顶 时 向 上 安 装采用直立型喷头， 而安装快速 响应早期抑制喷头 处， 喷头必须 向下 安 装。观 众 厅、 公共大厅及 环廊、 贵宾室等采用隐蔽式喷头， 一般房间均采用下垂型喷头。当 吊顶高度超过 0## (( 且有可燃 物时， 吊顶内也设喷头， 喷头向上
给水排水 #$% & ’" !" 万方数据
表!
序 号 ) & ( 1 , * 2 3 )+ )) )& 设置场所
中国国家大剧院自动喷水、 雨淋、 水幕灭火系统消防用水量
系统类型 危险等级 喷水强度 ・#& ） ! "（ ! #$% * - . ) / ( 0 )+ / 1 作用面积 或宽度 )*+ #& )*+ #& )*+ #
万方数据
图& &+& 区消火栓系统
给水排水
!"# $ %&
’"$ (&
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+(
上设置一个装有显示装置试验检查用的试验消火 栓。 在消防电梯间、 楼梯间、 各走道的明显地点以及
大面积 （ ! ’ "## (" ） 的设备用房内设有消火栓。消 火栓箱内设有消火栓水泵启动按钮。各消防电梯井 底设排水泵， 排水量按 $# ) * + 设计。 "#" 区室内消 火栓给水系统设墙壁式消防水泵接合器 % 个， 安装 于 , $$ - & ( 消防环道内侧 "#" 区内有明显标志的 消防小室内的墙壁上， 见图 "。 "#$ 区、 "#! 区室内 消火栓给水系统设地下式消防水泵接合器各 " 个， 见图 ! 和图 %。 $-& 自动喷水灭火系统 $ - & - $ 湿式系统 歌剧院、 戏剧场舞台上部、 地下排练厅、 地下画 廊、 地下商店等按 《自 动 喷 水 灭 火 系 统 设 计 规 范》 （ ./&##0%—"##$， 以下简称 “喷规” ） 中危险级 ! 级 设计。办公室、 会议室、 贵宾室、 休息厅、 前厅、 走道、 维修间、 化妆间、 预售票房、 检票处、 餐厅、 厨房、 茶 室、 咖啡厅和层高小于 0 ( 高的观众厅及大于 0## “喷规” 中危险级 " 级设 (( 的观众厅吊顶内等按
采用了预 "$! 区地下车库因冬季不采暖， 作用自动喷水 泡沫联用灭火系统， 见图 1。 按 “喷规” 中危险级 ! 级设计。持续喷泡沫 时间 大 于 !$ *,-。泡 沫 喷 淋 系 统 选 用 水 成膜泡沫液。 泡沫混合液至车库最远点喷 头的时间， 根据 《低倍数泡沫灭火系统设计规范》 ， 经 计算为 # *,-。喷头在 ( !! ’ $$ * 层均为向上安装， 上喷采用直立型 ( ) ’ $$ * 有部分喷头为向下安装， 喷头， 下喷采用下垂型喷头。 有关本系统的管道计算、 泡沫罐、 比例混合器、 空压机的选择待另文再叙。 ! ’ # ’ % 雨淋系统 在歌剧院、 戏剧场的主舞台葡萄架下部， 歌剧院 后舞台和两侧舞台上部， 戏剧场两侧舞台上部， 布景 制作间、 布景绘制间、 布景装配区等设雨淋灭火系 统， 见图 )， 图 2。按 “喷规” 严重危险级 ! 级设计。 雨淋喷头采用开式喷头， 其开启可用探测器控制或 闭式喷头控制。各雨淋系统给水进口处采用雨淋报 警阀及手动快开阀。雨淋报警阀分别设在歌剧院和 戏剧场舞台后部入口处附近， 以便于操作管理。 雨
图1 "$! 区预作用自动喷水 泡沫联用灭火系统
"$" 区 ( ) ’ $$ * 层物流通道处均在室 外， 冬季温度在 $ + 以下， 故设计为干式自 动喷水灭火系统， 按 “喷规” 中危险级!级设 计。喷头采用直立型向上安装。干式系统 管道的末端设快速排气阀。干式系统的配 水管道充水时间小于 ! *,-。喷洒水泵和 消防水泵接合器， 干式系统和湿式系统合 用。空气压缩机控制系统的压力小于 $ ’ $# ./0。 !’#’& 统 预作用自动喷水 泡沫联用灭火系
万方数据
图2 舞台雨淋系统 图) 雨淋系统
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淋阀在演出期间为防止误喷设为手动启动， 其余时 间均自动控制。 ! " # " # 水幕系统 在歌剧院主舞台与观众厅的金属防火幕、 主舞 台与侧舞台的金属防火幕、 主舞台与后舞台的金属 防火幕设防护冷却水幕系统； 在戏剧场主舞台与观 众厅的金属防火幕、 主舞台与侧舞台的防火卷帘处 亦设防护冷却水幕系统； 在 &$& 区 ’ ( " $$ ) 层， 货 仓及台仓进出口处， 当防火卷帘耐火极限不能满足 设防护冷却水幕系统 （见图 %） ， 图 !$ 为舞台 * +时， 水幕系统。 水幕系统采用水幕喷头。 各水幕系统给