设计案例：烂尾改造项目消防设计
导 读：结合原设计图纸、现有规范要求及业主需求，在保证安全前提下，探讨烂尾楼改造中消防设计的方案比选。提出了消防泵房在不改变位置前提下，尽可能利用地形地势满足安全使用要求，给出了消防水池、屋顶消防水箱间为满足现有规范改造时可采取的多种方案并进行对比分析，研究在改造时既能满足现有规范要求又能与原已施工部分很好对接，致力于在完成项目同时又解决客户需求，为后续类似项目做参考。
引用本文：王连鹏，秦建明，李英，等. 某烂尾改造项目消防设计探讨［J］. 给水排水，2023，49（10）：85-89.
00引 言
近年来越来越多正在施工中地产项目由于各种原因突然停工建设成为烂尾工程，后续由于业主需求、政府介入以及其他地产商参与使项目得以继续进行。烂尾楼由于停工间隔时间长、现场图纸缺失以及局部施工漏洞而需要重新进行改造设计，以满足各方需求。本文针对某烂尾楼改造设计过程中出现与给排水专业相关问题做一些探讨。
01项目概况
该烂尾楼改造项目（总平面见图1）场区整体呈东高西低、南高北低的走势，场区东南角最高点地面绝对标高148.900，西北角最低点地面绝对标高134.500，本项目以绝对标高149.100为室内1层±0.000所对应的相对标高。为充分利用现状高差，1#楼～6#楼主楼投影范围内，室内地面标高高于所处位置室外地面标高时设置为商业，其余地下部分设置为机动车库（东西向主楼剖面详见图2）。
图1 本项目总平面
图2 东西向主楼剖面
本项目共包括5栋一类高层公共建筑（1#楼、2#楼、3#楼、5#、6#楼）、3栋一类高层住宅（7#楼、8#楼、9#楼）、2栋多层商业（1#楼与2#楼连接裙房、3#楼与5#楼连接裙房）。地下部分整体为四层大底盘地下车库（地下商业部分防火分区归各单体）。
本项目原设计时间为2011年7月，设计依据主要规范为《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003，2009年版）、《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95，2005年版）、《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2001）等。
根据现场实测调研，项目现状为住宅部分主体结构施工完毕，住宅室内给排水及消火栓管道已安装完毕；车库及商业部分主体已经施工完毕，砌体尚未砌筑，设备尚未安装。
02改造设计过程中存在问题
现行国家规范及标准中并未对烂尾楼做说明及解释，此次改造按建筑改建工程进行设计。此类项目大部分存在以下特点:①主体结构已经完成施工，需要增加设备机房时需要考虑对结构荷载影响；②停工时间过长，已施工部分年久失修，影响使用；③新旧规范更换，改造过程中如何运用。与给排水专业相关问题主要有：①生活泵房是否满足现有规范要求，尺寸及位置是否合适；②消防泵房设置位置及疏散通道是否满足；③屋顶消防水箱及消防水池有效容积是否满足要求。
由于住宅部分给排水及消火栓管道已安装完毕，且住宅内部已施工部分均满足现行规范要求，本文着重对消防部分在改造过程存在问题做分析介绍。
03消防系统介绍
本项目6#楼为一类高层公共建筑，一次火灾消防用水量最大。室内消火栓用水量40 L/s，室外消火栓用水量40 L/s，火灾延续时间3 h；自动喷水用水量40 L/s，火灾延续时间1 h。原设计消防水池及消防水泵房主体已施工完毕，均设置于地下车库四层，消防泵房内设消火栓泵两台（1用1备），自动喷水泵2台（1用1备）。1#楼为场区内最高建筑，消防水箱间设置于1#楼屋顶，内设置一座有效容积不小于18 m³的消防水箱。
04消防设备用房方案比选
本项目主要消防设备用房有消防水泵房、消防水池及屋顶消防水箱间等。由于现行规范、标准未对烂尾楼改造项目做指导，只能依据现行规范、标准进行改造设计，并同时尽可能减少对主体结构影响。
4.1 消防泵房设置位置分析
消防泵房及消防水池设置于地下车库四层，主体结构已经施工完毕。但依据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014）5.5.12条第2款规定“附设在建筑物内的消防水泵房，不应设置在地下3层及以下，或室内地面与室外出入口地坪高差大于10 m的地下楼层”，虽然此时消防泵房设置于地下车库4层，但由于本项目地势高差，场区西侧地下3层即可直通室外。在3#楼与5#楼裙房1层（即地下3层）增加一条直通室外的疏散通道（消防泵房直通室外安全出口平面图见图3和图4），且消防泵房地面相对标高为-17.600，直通室外出口处室外地面相对标高为-14.100。此时消防泵房设置于地下1层（相对于直通室外出口），且室内外地面高差小于10 m，满足规范GB 50974-2014第5.5.12条第2款规定。
图3 地下4层泵房出入口平面
图4 地下3层疏散通道平面
4.2 消防水池有效容积分析
依据要求消防水池的有效容积不应小于576 m³。消防水池的地面标高为-17.600，顶板标高为-13.800，水池检修孔孔底标高-14.900，水池检修孔孔底至消防保证水位之间高差按0.2 m考虑，则消防保证水位为-15.100。依据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014）5.1.12条第1款“消防水泵应采取自灌式吸水”及4.3.9条第1款“消防水池的出水管应保证消防水池的有效容积能被全部利用”，消防水池最低有效水位应高于消防水泵放气孔。选用水泵放气孔距水泵底座高差0.60 m（参考上海凯泉水泵样本），水泵安装基础按0.2 m考虑。考虑后期安装隔震垫及施工误差消防水池最低有效水位标高取-16.750，此时消防水池有效水深为1.65 m（消防水池剖面见图5），则消防水池面积应不小于349.10 m2。
图5 消防水池剖面
原设计消防水池有效面积约为251.48 m²（见图6），为满足火灾时消防灭火需要需对消防水池进行改造（增大水池面积或增加有效水深）以增大消防水池有效容积。本工程对消防水池的改造有如下几种：①将消防水池检修孔设置在水池顶板上方以增大水池的有效水深（见图7）。由于消防水池水深过高，此时需要将水池进水管、通气管均设置在检修间内，即方便后期检修操作，也避免后期人为碰撞。②采用设置消防水箱与原消防水池联通方式增大消防水池面积（见图8）。采用两根DN200管道将水池与水箱联通起来，水箱联通管采用下接式，以保证水箱内水能够充分得到利用。③增加结构混凝土墙体以扩大消防水池面积（见图9）。表1对此3种消防水池改造方式做了对比分析，阐述了各种方式的优缺点及适用条件。
图6 原消防水池平面
图7 消防水池改造a
图8 消防水池改造b
图9 消防水池改造c
表1 消防水池改造方式对比
经过上述几种改造方式比较，针对本次改造方案a为最优选择。
4.3 屋顶消防水箱间分析
消防水箱设置于1#楼楼梯间上方消防水箱间内（原消防水箱间平面见图10），消防水箱间地面相对标高93.000，1#楼最不点处消火栓地面相对标高84.600，高差ΔH=8.4m＜10m，依据原规范可不用设置稳压设备。但为满足现行《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014)5.2.1条第1款及5.2.2条第1款要求，需将消防水箱尺寸加大，另需设置消火栓系统稳压设备。对屋顶水箱间改造确定两种方案：①采用钢结构将屋顶水箱间平面尺寸加大，利用钢柱将增加水箱荷载传递至下层剪力墙，通过结构加固满足水箱使用要求。此方法对现场施工精度过高，且会对
图10 原屋顶消防水箱间平面
下层结构主体造成影响，且增加钢结构后期不安全还会增加成本。②取消屋顶至水箱间楼梯，改为检修孔及检修爬梯，将此处区域封结构板后增设一座水箱（见图11）以满足水箱有效容积不小于36 m³。此方法需将消火栓系统稳压设备设置于消防泵房内，但不用增大水箱间面积，也不用增加钢结构成本，且对结构主体影响最小。通过比选后确定选用第2种方案。
图11 改造后屋顶消防水箱间平面
05改造过程中现场存在其他问题
除上述主要设备用房改造外，在现场发现烂尾楼项目还存在如下问题：①部分已安装管道由于年久未做保护，已出现锈点，需要更换管道。②给排水管道穿外墙时现场未及时预留套管，建筑外墙处需要重新开洞安装套管并做好防水处理。③水井、卫生间等局部板上开洞集中区域，由于年久未做保护，洞口处混凝土脱落钢筋裸露腐蚀，需要对洞口进行填补、加固后，影响管道安装。
06小结
烂尾楼改造设计是关乎民生的大事，也是提高城市形象的一项举措。通过对该项目的改造设计，发现改造项目对给排水专业要求还是很高。但是如何优化设备用房，新旧规范如何更好的衔接，如何与其他专业更好配合，现在还没有一个详细的参照和指导。希望以后能够出现一些与改造项目相关的规范与指导意见方便大家学习、参考。
