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［摘要］以三坊七巷歷史文化街區的消防給水系統改造工程為例，分析了歷史街區消防系統存在的主要問題，在街區市政供水現狀條件下，適當封閉改造使其形成環狀管網，并重新利用廢舊高位水池和增設消防泵，提升及完善了三坊七巷街區消防給水系統的供水條件，為類似歷史文化街區消防給水系統的完善和提升改造提供借鑒參考。

［關鍵詞］歷史文化街區;三坊七巷;消防系統;高位消防水池

引言

隨著我國經濟日益發展，加快了各地的城市化進程，在城市建設過程中，歷史文化街區不斷升級改造，引進了新興業態，加入了時尚的裝飾元素。但由于原有的建筑條件及歷史風貌的限制，街區在升級改造過程中不可避免地出現了許多消防安全隱患。據不完全統計，許多著名的歷史文化街區都在近幾年相繼發生不同程度的火災，如2002年至2005年四年的時間里，北京大柵欄地區、陶然亭地區、黃山屯溪老街、山西平遙古城四個歷史文化街區就發生了36起火災，從數量上來看，全國范圍的歷史文化街區火災形勢不容樂觀。因此，提高歷史文化街區消防安全性，解決歷史文化街區的火災隱患是一項刻不容緩的現實要求［1］。

1工程概況

福州三坊七巷歷史文化街區，西至通湖路、南接吉庇巷、東抵八一七路、北鄰楊橋路，與朱紫坊歷史文化街區、烏山和于山歷史風貌區鄰近，占地約28.8公頃。三坊七巷原規劃用地以居住為主，僅在南后街兩側、吉庇巷北側、光祿坊兩側、通湖路東側的沿街部分設有商業配套用房。因此，原消防規劃方案僅沿街新(改)建或修復點狀分布的商業配套用房以及南后街地塊設有消防給水加壓設施，其它民居、文物古建僅設室外消防栓和給水管網，由市政管網直接供水。隨著三坊七巷的改造建設和開發，規劃業態發生了較大的改變，原有的民居、歷史建筑、甚至有些文物建筑，被開發成了辦公、會所、住宿、商業餐飲［3］等，消防安全問題也隨之產生，消防給水系統和消防配套設施需配合調整以滿足現狀消防要求。首先業態的變化導致消防用水的增加，需要增設消防泵房、消防水池及高位消防水箱，但由于三坊七巷地處福州核心區，用地極其緊張，在地塊內無法提供單獨設置消防水池、水泵房的場地，同時又因為古建筑第五立面要求，也無法設置屋頂消防水箱。若將消火栓及噴淋系統直接接至市政自來水管網，市政供水壓力僅為0.15～0.22MPa，無法滿足國家標準《消防給水及消火栓系統技術規范》(GB50974－2014)及《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084－2017)的要求。其次街區的室外消防給水系統存在原有室外消火栓數量不足和陳舊損壞的情況，尤其在路面改造后，室外消火栓栓口安裝高度也不利于消防隊員的救火操作。在火災危險性增加的同時，原有的室外消防供水顯得更為薄弱，火災隱患較大。同時室外消防管線的敷設也受到現狀場地的限制，古街區的坊巷寬度較窄，歷經各種管道拉鏈改造后，巷道下已如蜘蛛網般密布了給水、雨水、污水、電力、通訊、燃氣等各種管道，已無容納新增消防給水管道的位置，而且為保證古街區風貌以及減少擾民，市政府已明令禁止在三坊七巷內的任何開挖施工。因此三坊七巷的消防給水系統和消防配套設施的改造升級僅能利用現有的管網。

2系統設計

2.1給水管網現狀根據

2011年福州市勘測院提供的三坊七巷給水管道測繪平面圖(如圖1所示)，原坊、巷間的市政自來水管道基本已形成環狀管網，只需在八一七路和通湖路上再增設兩根供水管分別供給東、西兩側地塊用水，即可斷開過街管道，使三坊七巷現狀供水管形成一個封閉獨立的環網。

2.2三坊七巷消防給水系統的改造

2.2.1消防系統改造方案的提出三坊七巷南臨烏山，經福州自來水公司確認，在烏山頂上有一座建于五十年代目前已廢棄并面臨拆除的水池可以復用，該池底黃海標高43.5m，水池原有容積3000m3，可容納三坊七巷最高日生活用水量(2000m3/d)和一次火災消防用水量(846m3)，因此具有設置高位消防水池常高壓消防系統的條件。同時，三坊七巷近些年經過幾次市政管網改造后，坊巷內已具備了環狀市政供水管網，故將消防給水系統納入現有生活給水系統管網統一考慮是目前進行消防系統提升改造較理想的方案。為了啟用高位水池，本次改造在烏山腳專門設置了增壓泵站，泵站內設有兩臺高位水池補水泵(一用一備)，補水泵設計流量不小于最大時生活用水流量。

2.2.2常高壓和臨時高壓相結合的消防系統為了校核常高壓系統供水可靠性，在本工程范圍內分別選擇三個位置作為最不利點進行水力計算(如圖2所示):A點位于三坊七巷北側(郎官巷)的國保單位嚴復故居，距離高位水池距離較遠，巷內市政管為支狀;B點位于三坊七巷東側(塔巷口)沿街商業店面，進深小，距離高位水池距離較遠;C點位于三坊七巷南側(法院地塊)，規劃為商業客棧用途，距離高位水池較近，但地塊面積、進深較大。經核算后得知，在用水高峰時，A點市政壓力僅能滿足室外消防系統需求，對于室內消防、噴淋系統，市政壓力不足;B點能滿足室內、外消防系統需求，噴淋系統壓力略不足;對于進深較大的C點，當采用兩路市政進水時，能滿足消防、噴淋供水需求。綜上所述，雖然三坊七巷市政管網基本具備環狀條件，但由于保護區域面積較大，而已建成的高位水池位置高度受限，常高壓系統對于距離高位水池較遠的建筑供水壓力不足仍是鞭長莫及。考慮到三坊七巷歷史文化街區的重要性，為了彌補常高壓系統存在的不足，保證改造后的合用系統在生活用水高峰時任一點發生火災都能滿足室內、外消防系統、噴淋系統設計流量和壓力的需求，采取在增壓泵站內增設兩臺(一用一備)消防加壓泵作為消防臨時高壓給水系統，增加了供水的保障，增壓泵設計流量為消防總流量與最大時生活流量總和，當需要向火場供水時，可直接從光祿坊上DN1000的市政給水主管道上取水，經加壓后供至三坊七巷生活、消防合用的閉式環狀管網(如3所示)。火災初期，通常由常高壓系統滅火，火災期間可啟動消防加壓泵，將整個消防系統轉變成既有高位水池穩壓供水又有消防泵臨時加壓供水的系統，形成雙路消防水源，充分保證了三坊七巷整個片區火災時消防用水需求和供水可靠性。改造后的常高壓與臨時高壓相結合的消防、生活合用系統消防總流量為105L/s，街區最不利點市政管網壓力不小于0.45MPa。

3存在問題及相關解決方案

3.1水池消防用水不被動用措施

根據《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974－2014第4.3.8條，“消防用水與其他用水共用的水池，應采取確保消防用水量不作他用的技術措施”，此條文為強制性條文，是為了保證消防水量的安全性，必須嚴格執行。以往生活、消防合用系統，即生活用水和消防用水儲備在同一水池，而供水管網各自獨立設置，合用水池保證消防水量不作他用的傳統作法，是在生活出水管上設置真空破壞孔。而三坊七巷合用系統運行情況與此不同，不僅水池合用，整套供水管網也是合用的，故水池出水管也無法按系統區分設置，傳統的保證消防水量不被動用的做法在此已無用武之地。烏山高位水池既要保證消防水量不被動用，也要杜絕生活給水二次污染，確保飲用水安全，為了實現此目的，在水池修葺過程中，按規范要求，針對水池作了適當改造，將3000m3高位水池分隔成兩格，合理設置導流墻，并設置兩根出水管供至三坊七巷合用環網。經多方論證，結合工程實際情況，決定采用電氣控制的方式來顯示并控制高位水池的水位。在高位水池中設置超聲波液位儀，高位水池補水泵采用液位儀信號控制啟停，當水位降至接近消防水位時，補水泵啟動，當水位升至生活最高水位時，補水泵停止，平時高位水池均處在消防水位以上運行，從而保證消防水量不被動用。需要注意的是，這個方案對供電和水位控制設備的安全可靠性需全面考慮。為了提高消防系統可靠性，本工程還設置了柴油發電機組為備用電源。常用電源是市政電網，當市政停電時自動轉為自備發電機供電。需要改進的是，一般項目水位信號裝置通常只有一組，本項目亦然。筆者建議，特殊項目可設置兩組，安全性更高。

3.2水泵控制方式的確定

獨立設置的消防系統，在準工作狀態時，管網中無水流流動(管網滲漏除外)，只有當火災發生時，噴頭動作或取用消火栓滅火，管網中才出現水流動和壓力降，根據《消水規》第11.0.4條“消防水泵應由消防水泵出水干管上設置的壓力開關、高位消防水箱出水管上的流量開關，或報警閥壓力開關等開關信號應能直接自動啟動消防水泵”的要求，設置流量開關和壓力開關采集信號，即可發出啟泵指令。而三坊七巷消防系統，因合用管網的緣故，在非消防時，管網中仍然存在生活用水流量，管網中流量和壓力的波動僅反映了生活供水的狀態，與消防狀態無關，因此，即便設置了流量開關和壓力開關對水泵的自動控制仍是束手無策，仍無法滿足規范通過開關信號自動啟泵的要求。但由于本工程兩路消防水源中，其中一路為常高壓供水系統，其較臨時高壓系統供水更安全可靠，也相對緩解了目前自動啟泵要求。目前，三坊七巷消防控制系統尚待完善，處于正常運行狀態的僅有三坊七巷管委會消控中心和南后街Ⅰ地塊消控中心。管委會消控中心距離增壓泵站較近，且前期改造中曾預留了電氣管線，具備增設控制系統條件。高位水池液位信號除了控制補水泵啟停，還傳輸至管委會消控中心。本工程消防加壓泵控制方式，近期通過管委會消控中心遠距離啟泵和泵房內手動啟泵的方式控制;遠期待各地塊消控系統完善后，可通過任何一組報警閥組壓力開關、動用消防水位工況和火災探測等消防信號自動啟泵。當消防泵啟動時，供水增壓泵停止運轉，以保證光祿坊DN1000市政供水管道內的供水穩定性。

3.3生活與消防合用管道壓力均衡問題的分析

常高壓與臨時高壓相結合的消防、生活合用系統，在提高了消防可靠和安全性的同時，也給生活供水系統造成了困擾。高位水池運行水位46～48m，而三坊七巷地面標高7～9m，即在常高壓狀態下，生活供水靜壓力約0.37～0.41MPa;當發生火災消防泵啟動時，最不利點動壓不小于0.45MPa，其余部位壓力會更大，超過了《建筑給水排水設計規范》GB50015－2003(2009年版)對給水系統供水壓力的要求，因此，需采取措施進一步控制給水管壓力，使其滿足正常用水需求的同時，實現節約用水。為了解決該問題，對三坊七巷地塊內的各生活水用戶進行了管網改造，在生活引入管上設置可調式減壓閥，以保證消防狀態下，生活管網的壓力穩定，保證末端供水壓力的波動在允許范圍內。

4小結

本項目采用常高壓和臨時高壓相結合的供水系統，因地制宜地啟用了已廢棄水池，統籌考慮生活、消防供水系統，減少開挖施工，在保證歷史街區現狀的情況下，滿足了歷史文化街區內的消防滅火要求。由于本工程限于生活給水和消防給水合用管道的特殊性，項目在烏山山頂水池內儲存了三坊七巷的一次消防總用水量的同時，再采取消防水泵從市政主管上直接取水的方式，使得三坊七巷歷史文化街區具備了兩路消防水源條件，提升消防安全性。

參考文獻

［1］溫天蓉，葉勝發，鄧金平，等．歷史文化街區消防規劃初探—以贛州市灶兒項歷史文化街區為例［J］．現代城市研究，2015(10):25－30．

［2］韓浩杰，王域慧，劉鈺．基于文化意象視角下的歷史街區解析—以福建三坊七巷為例［J］．福建建筑，2018(2):14－17+30．

［3］林衍，檀群．淺議“三坊七巷”歷史街區防火對策研究［J］．建筑知識:學術刊，2012:47－48．

［4］李冬梅．重慶十八梯歷史文化街區消防改造問題深析［J］．武警學院學報，2017(10):47－50.

作者：李凌楓 張智娟 張嶸嶸 彭世興 單位：福州軌道交通設計院