摘 要：通过对深圳某剧场的给水、热水、排水、雨水及消火栓、自喷、高空水炮、雨淋、水幕等给排水及消防系统的介绍，分析剧场的给排水及消防设计。

关键词：剧场；给排水；消防；设计

随着时代的发展，人民的生活水平提高，观众对于观演效果的要求在不断提高，要求更加专业化、多元化，更加高水平。越来越多的观众不再满足于广场文化，开始不段的走向专业化的剧场。为满足广大人民群众的文化需求，剧场如雨后春笋般出现。本文根据深圳某剧场的给排水及消防系统的设计，对剧场的给排水及消防设计进行分析总结。

1 概 述

深圳某文体文体中心由甲级剧场、体育场、游泳馆三部分及一个连通的大型地下室组成，是群众性的文化体育公共设施。剧场总建筑面积为31126.83m2，建筑高度32m，大剧场坐席数1365座，小剧场坐席数325座。主体为钢筋混凝土框架结构，屋盖为桁架结构，考虑造型和使用，屋面设计采用二层屋面。上层屋面为钛锌板屋面，可通气，不防水，下层为混凝土屋面，并设有排水沟组织排水。

2 给水及热水系统

2.1 给水系统

本项目市政给水压力为0.15MPa，一层及一层以下用水采用市政给水直接供给，二层及二层以上用水由设在地下室的变频水泵直接供给。由于剧场使用时间的不确定性，为防止地下室生活水池水停留时间过长而变质，本项目优先考虑无负压供水设备进行加压供水，见表1。

2.2 热水系统

本项目在化妆间及贵宾室设热水系统。热水系统按定时供热系统设计，淋浴每日连续供热水时间按3h。剧场热水设计小时耗热量为558kW，设计小时热水量21.6m3/h。热源首选太阳能热水系统，当太阳能不足时采用空调专业的热泵机组提供的55/50度热水。在剧场屋顶设置太阳能集热器，集热面积528m2；热水机房共设置立式太阳能贮水罐SGL-10.0-0.6三组，每组规格为？准2000×4260，容积10m3。耗热量及太阳能的计算按照《给水排水设计规范》及《给排水技术措施》进行计算，在此不做具体描述。

3 排水系统

本项目采用污废合流，雨污分流的排水体制。一层及以上的污水重力排出，无法重力流排出的污水在地下室设污水集水坑，压力排放。

大屋面采用虹吸雨水排水系统，部分小屋面采用重力流排水系统。虹吸雨水系统具有排水管径小，无需坡度，排水量大，出乎管数量少等优点，但是存在排水噪音大的缺点。为保证演出的听觉效果，本项目大剧场观众厅及舞台屋顶范围内不设虹吸雨水斗及虹吸雨水管，该区域雨水找坡排至周围屋面。若条件所限，剧场范围内必须设置虹吸雨水管，需在吊顶处做吸声处理，减少噪声的影响。并在虹吸雨水管道穿墙及支架位置内衬弹性材料，缓冲虹吸排水时的震动。

由于本工程剧场的消防水量很大，最不利点消防水量达到186L/s。因此，在发生火灾时需要考虑及时排水，以保证人员的正常疏散以及尽可能减少财产的损失，在剧场的底部台仓设有四个消防时的排水集水坑，每个泵坑配备两台Q=25L/s的潜污泵。

4 消防系统

根据防火规范，在剧场的不同功能区域设置不同的消防系统，见表2。

地下室消防水池考虑建筑物内一处着火，同时开启的各消防措施的总用水量。本项目最不利点为舞台着火，同时开启室内消火栓系统、自喷系统、雨淋系统及水幕系统，消防水量共计874m3，在剧场屋顶设18m3消防水箱一座供各消防系统使用。每个消防系统在地下泵房分别设置消防水泵，室外按需分别设置水泵接合器。

4.1 室内消火栓系统

本项目室内消防按照水平及竖向成环的要求，在每层设置消防环管。水枪的充实水柱设计不小于13m，并布置在楼梯、走道等明显易见和方便取用的地方。对于一层休息厅，由于跨度较大，且均为圆柱，为保证室内效果，在柱子边设落地式成品消火栓箱。

4.2 自动喷水灭火系统及智能高空水炮灭火系统

本项目在净空高度小于12m的部位，设湿式自动喷水灭火系统，净空高度大于12m的中庭休息厅、大剧场一层观众厅设智能高空水炮灭火系统，高空水炮装置的设计流量为5L/s，保护半径为20m，管网末端设仿真末端试水装置。

4.3 雨淋系统及水幕系统

雨淋系统为开式系统，平时报警阀前充满水，阀后不充水，发生火灾时，由相应的火灾报警系统监测火灾并启动雨淋阀，保护面积内全面喷水，遏制和扑灭火灾。

4.3.1 雨淋系统的流量及管径确定

本项目大剧场舞台面积为720m2，设一个雨淋防护分区无法满足规范要求，根据规范要求设有三个雨淋防护区，各防护面积见图1。当防护区1发生火灾时，系统自动开启防护区1的雨淋阀进行灭火，但是当防护区1和防护区2相邻的部位着火时，系统无法判断应该开启的雨淋阀。因此对此重叠部分，设有止回阀进行控制，具体见图2。该部位既可开启防护区1的雨淋阀，也可以开启防护区2的雨淋阀，当该部位发生火灾时，若火灾朝防护区1蔓延，则开启防护区1的雨淋阀进行灭火，若火灾朝防护区2蔓延，则开启防护区2的雨淋阀进行灭火。

雨淋系统的设计水量则由最不利雨淋阀开启的喷头数量决定，本项目开启喷头数如图3所示，喷头间距按3m×3m布置。

喷头的流量按以下公式进行计算：

Q×A=k×■

其中：Q——喷水强度（L/min·m2）；Q=16L/min·m2；

A——单个喷头保护面积（m2）；

k——喷头流量系数；k=80；

p——喷头工作压力（MPa）。

以最不利喷头1为例，保护面积A=9m2，算得该喷头流量q=2.4L/s，喷头工作压力p=0.324MPa。根据流量查表，得1-2管段的管径为DN40，流速V=1.91m/s，1000i=256。并因此得出喷头2的压力，计算出流量，再确定管段管径。以此类推，计算出AB段干管的实际流量。

根据规范要求，预作用系统与雨淋系统的配水管道充水时间，不宜大于2min。因此要求尽量将雨淋阀设在靠近舞台葡萄架的位置。本项目在一层舞台的后部设有雨淋报警阀间。充分考虑经济性及安全性，在确定雨淋系统管径的时候，流速控制在1.5～2.0m/s左右，减少雨淋阀后系统的充水时间。

4.3.2 雨淋系统的启动方式

雨淋系统的启动方式有以下几种：通过湿式导管的自动喷水喷头受热爆破，喷头出水，雨淋阀打开；干式先导管的自动喷水喷头受热爆破，喷头排气泄压，气动驱动器打开并排水，雨淋阀打开；火灾自动报警系统探测到火灾时，发出信号，打开雨淋系统的电磁阀，雨淋阀开启。

本项目大剧场葡萄架高度约24m，烟感、温感、闭式喷头的设置超过高度限制，虽然舞台的热值高于一般的工业民用建筑，但是通过报警系统自动启动雨淋系统存在一定程度的误报的可能。红外探测等其他自动控制方式由于舞台幕布等遮挡较多，实现也比较困难。为免发生误报，在设计时考虑烟感和温感同时报警时，再启动雨淋系统进行灭火。同时设有舞台现场手动、消防控制中心手动和水泵房手动启动。小剧场葡萄架高度约12m，设置湿式导管自动启动。

舞台口部的防火幕，需设冷却水幕保护，喷水强度为1.0L/s·m，最不利喷头工作压力0.1MPa。流量计算参考雨淋系统。当发生火灾时，水幕系统联动舞台口防火幕动作自动启动，同时设有有舞台现场手动、消防控制中心手动启动和水泵房手动启动。

4.4 气体灭火系统

变配电室、发电机房设有IG541有管网气体灭火系统；剧场声控室、投影室、舞台硅控室、舞台机械控制柜房、功放室、音响控制室设FM200气体灭火系统；剧场的舞台栅顶上空区域、观众厅上部设备夹层、观众厅活动吊顶上部，平时均无人值守，主要可燃物是电线电缆，采用超细干粉灭火装置进行保护。

5 结 论

为了满足人民的文化需求，各地的此类建筑越来越多，本文对剧场给排水及消防设计进行阐述，对剧场和一般民用建筑不同的系统进行详细介绍，供大家参考，由于笔者水平有限，不当之处请指正。

参考文献

[1]刘文镔，徐竑雷.中国国家大剧场给排水设计.给水排水.2005，31（1）：68～72.

[2]黄晓家，姜文源.自动喷水灭火系统设计手册.北京，中国建筑工业出版社，2002.

[3]黄静，石国飞，刘云.枣庄市民中心大剧场消防设计.给水排水，2012，38（10）：81～85.