王琪海 楊靜琨

（華南理工大學建筑設計研究院）
 

0 引言

劇場舞臺的消防設計是劇場建筑消防設計的重點。舞臺采用的消防系統(tǒng)最多，其消防用水量決定了整座劇場的消防用水量，對消防系統(tǒng)的投資影響最大。在實際設計中，由于采用消防滅火系統(tǒng)不同，導致不同劇場舞臺的消防用水量相差極大。究其原因，一方面在于設計者對雨淋系統(tǒng)設計參數(shù)取值的差異；另一方面，在于有關規(guī)范條文的不合理性或表述不明確，造成設計者和消防審查部門對規(guī)范條文，尤其是對舞臺防火分區(qū)的理解存在較大的差異，導致對舞臺周圍是否設置防火分隔水幕產(chǎn)生很大的分歧。

1 舞臺的消防系統(tǒng)和消防用水量

常見的大型劇場舞臺內(nèi)部空間形式如圖1所示。舞臺一般由主舞臺、后舞臺、左右側臺和主舞臺下方臺倉構成。中小型劇場可以沒有后舞臺和臺倉，側臺也可以只在單側設置。大型劇場主舞臺上空由于需要布置燈光設備和幕布等，高度通常達到二十多米。由于舞臺區(qū)域有大量的燈光設備、懸掛的幕布和道具等可燃物品，火災危險性極大。一旦發(fā)生火災，會迅速蔓延，產(chǎn)生大量的煙氣和熱量對觀眾廳的人員威脅極大。所以，舞臺區(qū)域的火災需要及時撲滅和隔離，才能保障觀眾和演職人員的人身安全。

舞臺常用到的消防系統(tǒng)有以下幾種：①室內(nèi)消火栓系統(tǒng)；②雨淋系統(tǒng)；③閉式自動噴水滅火系統(tǒng)；④防火冷卻水幕系統(tǒng)；⑤防火分隔水幕系統(tǒng)。也有的舞臺在葡萄架下采用大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)代替雨淋系統(tǒng)。

對于室內(nèi)消火栓和閉式自動噴水滅火系統(tǒng)的設計參照現(xiàn)行《建筑設計防火規(guī)范》或《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（以下簡稱“噴規(guī)”）以及《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》（以下簡稱“建規(guī)”）進行，設計用水量和系統(tǒng)的布置形式規(guī)范都有明確的規(guī)定。對于相近規(guī)模的劇場，這兩個系統(tǒng)的用水量基本上是一致的，但舞臺雨淋和水幕系統(tǒng)的設計，不同劇場相差甚遠。

根據(jù)文獻和筆者收集的一些項目資料，國內(nèi)2000年后新建和改建的大型劇場舞臺消防用水量見表1。

由表1可看到，不同項目舞臺消防設計用水量差別很大，即使剔除最高和最低值（以下均同），大小差值也達到2倍以上。其中舞臺雨淋系統(tǒng)的設計用水量相差1.9倍，水幕系統(tǒng)相差2.4倍。并且，也不是劇場規(guī)模越大、級別越高，舞臺消防用水量就越大。不同設計者對劇場舞臺的消防系統(tǒng)設計和參數(shù)的取值分歧很大，主要體現(xiàn)在對雨淋系統(tǒng)的作用面積和同時動作的分區(qū)數(shù)；是否設置防火分隔水幕以及水幕系統(tǒng)的作用時間等。如表1中有的劇場舞臺設置了防火分隔水幕，有的卻沒有設置；另外水幕系統(tǒng)的作用時間有的取1h，也有的取3h。有關舞臺消防系統(tǒng)設計已有文章作了較全面的論述，本文主要對舞臺水幕和雨淋系統(tǒng)設計存在的問題作進一步的分析。

2 舞臺消防給水系統(tǒng)設計合理性分析

2.1防火分隔水幕系統(tǒng)

由表1數(shù)據(jù)可以得出，導致舞臺消防用水量偏高的主要原因是舞臺周圍設置了防火分隔水幕系統(tǒng)。設計依據(jù)是“建規(guī)”8.5.2.1條：“特等、甲等或超過1500個座位的其他等級的劇院和…的舞臺口，以及與舞臺相連的側臺、后臺的門窗洞口宜設置水幕系統(tǒng)。”另外根據(jù)現(xiàn)行《劇場建筑設計規(guī)范》（以下簡稱“劇場規(guī)范”）8.3.4.2條“…超過1500個座位的劇場舞臺臺口及與舞臺相連的側臺、后臺的門窗洞口應設防火分隔水幕。”

主舞臺與側臺、后臺相連的長度一般超過50m，若采用防火水幕分隔，分隔水幕帶的設計噴水強度取2L/s,則用水量超過100L/s；若參照防火墻的耐火時間，水幕系統(tǒng)作用時間取3h，則這部分的用水量超過1000m³。

根據(jù)“噴規(guī)”4.2.10條：“…防火分隔水幕不宜用于尺寸超過15m（寬）×8m（高）的開口（舞臺口除外）。”另據(jù)相應條文解釋，該條文旨在限制民用建筑中防火分隔水幕的規(guī)模，不推薦采用水幕作為防火分隔措施。近年各地新建的大型會展中心、商品市場及類似高大空間建筑常采用防火分隔水幕代替防火墻，以解決防火分區(qū)問題。防火分隔水幕長度達幾十米，甚至上百米，造成防火分隔水幕系統(tǒng)的用水量很大。儲存大量消防用水，不用于主動滅火，而用于被動防火的做法，不符合火災中應該積極主動滅火的原則，是一種不合理的設計和浪費。

根據(jù)“建規(guī)”5.1.11條：“防火分區(qū)應采用防火墻分隔。當采用防火墻確有困難時，可采用防火卷簾等防火分隔設施分隔。”可見，規(guī)范提倡防火分區(qū)應優(yōu)先采用防火墻，其次采用防火卷簾，最后才是防火分隔水幕。根據(jù)“劇場規(guī)范”，舞臺口與觀眾廳之間的分隔也是首先采用防火幕，外加冷卻水幕保護。只有建筑專業(yè)實在無法設置防火幕時，才采用防火分隔水幕。

那么主舞臺與側臺、后舞臺之間有必要設置防火分隔水幕嗎？是否需要設置防火分隔是由防火分區(qū)的要求決定的。“建規(guī)”5.1.7條：“耐火等級為一、二級的民用建筑防火分區(qū)的最大允許面積為2500m²，當設置自動噴水滅火系統(tǒng)時，防火分區(qū)的最大允許面積可以增加10倍。”大型劇場主舞臺面積一般不超過1000m²，加上側臺和后舞臺，舞臺區(qū)總面積也不會超過2500m²。舞臺上空一般設置雨淋系統(tǒng)和閉式自動噴水滅火系統(tǒng)，根據(jù)“建規(guī)”，舞臺區(qū)域可按1個防火分區(qū)處理。因此，主舞臺與側臺、后舞臺之間沒有必要做防火分隔。

根據(jù)“劇場規(guī)范”8.1.1條（強條）：“甲等及乙等的大型、特大型劇場舞臺臺口應設防火幕。”8.1.2條：“舞臺主臺通向各處洞口均應設甲級防火門，或按本規(guī)范第8.3.4條設置水幕。”（前一句為強條，后一句不是）。根據(jù)相應條文解釋，劇場的防火問題關鍵是將舞臺與其他區(qū)域，尤其是與觀眾廳分隔開來。舞臺與觀眾廳的臺口通過防火幕分隔，外加水幕冷卻保護。主舞臺除臺口外，還有很多孔、洞、門通向觀眾廳，如舞臺通向面光橋及觀眾廳悶頂?shù)拈T洞等，見圖1。處理這些防火間隔薄弱環(huán)節(jié)的方法有：一是加甲級防火門，二是加水幕分隔。另外也必須將舞臺和后臺分隔開來，辦法還是采用防火門和水幕。必須指明，這里所說的“后臺”是指舞臺后方配套的演職員活動區(qū)域，如化妝間、休息室等，而非“后舞臺”。后舞臺和主舞臺同屬舞臺區(qū)域。

從防火分區(qū)的概念來講，對于一定規(guī)模和級別的劇場，舞臺區(qū)域包含主舞臺、側臺和后舞臺，應劃分為一個防火分區(qū)；觀眾廳、后臺區(qū)域劃分為另外的防火分區(qū)。設有葡萄架的舞臺屬于火災嚴重危險等級，應把它與人員較多的觀眾廳和演職員較多的后臺區(qū)域分隔開來。“建規(guī)”和“劇場規(guī)范”的建筑篇里都沒有要求將主舞臺與側臺、后舞臺分隔成不同的防火分區(qū)。因此，給排水專業(yè)也沒有依據(jù)需要在主舞臺與側臺、后舞臺之間設置防火分隔水幕。

“劇場規(guī)范”8.3.4.2條和“建規(guī)”8.5.2.1條中“…與舞臺相連的側臺、后臺的門窗洞口應設防火分隔水幕。”這句話存在歧義。首先，從舞臺通往其他區(qū)域的門窗洞口應優(yōu)先設置防火門；只有無法設置防火門，才需要設置分隔水幕。其次，對于大型劇場，（主）舞臺與側臺、后舞臺相連處的尺寸一般有20m×10m左右，不能視為“門窗洞口”。該規(guī)范條文的用詞和表達的意思不夠準確，建議修改。劇場舞臺是一個較復雜的空間，專業(yè)名詞較多，如舞臺、側臺、后舞臺、后臺、臺倉、升降舞臺、馬道、葡萄架等，編制規(guī)范條文說明時，宜附上示意圖，以便于理解。尤其對于防火分區(qū)和各類滅火系統(tǒng)的設置宜配置圖文說明。

2.2雨淋系統(tǒng)

導致舞臺消防用水量偏高的另外一個原因是舞臺雨淋系統(tǒng)設計不合理。

據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，國內(nèi)近年來新建的大型劇場舞臺雨淋系統(tǒng)用水量最大與最小相差19倍。

根據(jù)“噴規(guī)”，舞臺葡萄架下部為火災嚴重危險等級Ⅱ級，噴水強度為16L/（min·m²），作用面積為260m²。雨淋系統(tǒng)的設計流量應按雨淋閥控制的噴頭流量之和計算。若一個雨淋閥控制的區(qū)域剛好為260m²，則雨淋系統(tǒng)設計流量75～90L/s。當然規(guī)范要求的作用面積和噴水強度是通過大量試驗和經(jīng)驗的總結，采用這樣的數(shù)據(jù)設計的雨淋系統(tǒng)能有效控制和撲滅舞臺火災。實際設計時一般根據(jù)舞臺的平面尺寸采用1個或2個雨淋閥保護超過260m²的舞臺面積，在作用面積和噴水強度上預留一定的安全系數(shù)。若安全系數(shù)取得太大，則必然導致設計流量和用水量偏大，消防水池和消防泵都會相應增大，造成浪費。筆者以為，在舞臺消防設計時應合理確定劃分雨淋系統(tǒng)的作用面積和進行管網(wǎng)布置，使雨淋系統(tǒng)能有效撲滅火災及隔離舞臺和觀眾廳。

雨淋系統(tǒng)管網(wǎng)布置及分區(qū)可參照文獻中的方式，將舞臺劃分成3~5個作用面積，管網(wǎng)按平行于舞臺口邊線布置。相鄰兩個作用面積有一部分重疊，以便火災發(fā)生在交界區(qū)域時，啟動任何一個雨淋閥控制的區(qū)域均能覆蓋著火點。建議雨淋控制系統(tǒng)在自動或手動操作時，優(yōu)先啟動控制靠近觀眾廳作用面積的雨淋閥，以達到滅火和隔離火勢的作用，阻止火勢向觀眾廳蔓延。在劃分雨淋系統(tǒng)作用面積時，按稍大于260m²為標準進行。這樣只要合理設置噴頭間距和系統(tǒng)壓力，雨淋系統(tǒng)的設計流量就可以控制在合理的范圍內(nèi)。以常用的舞臺尺寸30m×26m、舞臺面積780m²為例，作雨淋系統(tǒng)管網(wǎng)布置，見圖2。圖2a是把舞臺分為4個區(qū)域，一個雨淋閥保護區(qū)域（Ⅰ~Ⅳ區(qū)）對應一個火災探測區(qū)域（A~D區(qū)），相鄰兩個保護區(qū)有2排噴頭重疊保護，作用面積為311m²，相當于規(guī)范規(guī)定作用面積的1.20倍。圖2b是把舞臺分為5個區(qū)域，每個區(qū)由一個雨淋閥保護，作用面積為260m²。圖2b的布置方法使雨淋系統(tǒng)的作用面積剛好滿足規(guī)范的規(guī)定值，雨淋系統(tǒng)的設計流量較小，缺點是會增加一個雨淋閥。

2.3側臺和后舞臺的消防滅火方式
 

側臺是設在主臺的兩側，為遷換布景、演員候場、臨時存放道具景片及車臺的輔助區(qū)域。后舞臺設在主臺的后面，可增加表演區(qū)縱深方向的舞臺。從概念上講，側臺不是舞臺，不需要設置復雜的燈光和舞臺設備，側臺頂部也不需要設置葡萄架。因此側臺的火災危險等級達不到嚴重危險級，在設置自動噴水滅火系統(tǒng)時，設計參數(shù)取值最多按中危險等級Ⅱ級設計。從滿足使用功能要求側臺凈高可不小于7m，故側臺可以采用閉式自動噴水滅火系統(tǒng)。但有時為了外觀上一致，建筑上把側臺和主舞臺設計成一樣高，凈高超過12m，這時側臺宜采用大空間智能型噴水滅火系統(tǒng)。

特大型劇場一般都設置后舞臺，作為表演區(qū)的延伸。后舞臺的高度一般為8～12m，并設置部分吊桿、燈光設備和工作天橋。當后舞臺頂部設置葡萄架時，也應按嚴重危險等級設置雨淋滅火系統(tǒng)。

2.4舞臺采用大空間智能型噴水滅火系統(tǒng)時存在的問題

近年來應用于大空間場所的智能型噴水滅火系統(tǒng)和產(chǎn)品得到長足的發(fā)展。雖然相關的設計依據(jù)尚未有國家設計規(guī)范，但《大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)技術規(guī)程》(CECS263:2009)以及某些省市的相關規(guī)范早已出臺。大空間智能型噴水滅火系統(tǒng)也在某些省份允許應用于嚴重危險等級的劇場舞臺區(qū)域。但在實際工程應用中存在一些問題，如火災探測、系統(tǒng)的自動和手動控制轉換問題。

必須指出，劇場在有演出時舞臺著火的可能性更大，這時劇場內(nèi)有大量的觀眾和演職員人員，火災的危險性也就更大。而當有演出時，為防止誤操作，智能型滅火系統(tǒng)要求轉換成手動模式，這與快速探測火災、快速啟動滅火系統(tǒng)的初衷是有矛盾的。當舞臺設置大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)時，規(guī)范要求采用配置大空間智能型噴水滅火裝置的系統(tǒng)，最大開啟的滅火裝置數(shù)量為16個；要求手動準確啟動相應著火區(qū)域上方的16個大空間智能型噴水滅火裝置是有難度的。而相對于常規(guī)的雨淋系統(tǒng)，主舞臺一般設置3～4組雨淋閥，發(fā)生火災時啟動1～2組雨淋閥，手動控制比較容易實現(xiàn)。雨淋系統(tǒng)雨淋閥后為開式，一打開雨淋閥，啟動消防泵，相應的區(qū)域就能噴水滅火，可靠性較高。

那么，當舞臺發(fā)生火災時，一經(jīng)確認，大空間智能型噴水滅火系統(tǒng)是否應馬上轉換成自動控制模式，由控制系統(tǒng)自動開啟相應的滅火裝置呢？如何在演出時，快速、準確啟動大空間智能型噴水滅火系統(tǒng)建議作進一步研究。

大空間智能型噴水滅火系統(tǒng)也存在可靠性和耐久性方面的問題。所有的電子設備是有一定使用年限的。當舞臺上空設置大空間滅火裝置的數(shù)量較多，每個裝置需要配套一個電磁閥，依靠相應的電路來控制開啟，并依靠火災探測器來探測火災和判別著火點時，大空間智能型噴水滅火系統(tǒng)能否起作用很大程度上依賴于電子產(chǎn)品和操作系統(tǒng)的可靠性。而這在平時是無法對每一個滅火裝置進行實際開啟噴水測試的。當系統(tǒng)安裝若干年后，能否正常運行，如何進行測試與評估，需要實踐的檢驗。

3 結語

在主舞臺與側臺、后舞臺之間設置防火分隔水幕系統(tǒng)是導致劇場舞臺消防用水量偏大的主要原因；設置這種分隔水幕的依據(jù)是不充分的，也是不合理的，建議對《劇場建筑設計規(guī)范》有關條文進行修訂。舞臺雨淋系統(tǒng)的設計依據(jù)是舞臺上空是否設置了葡萄架，系統(tǒng)作用面積及噴水強度應在規(guī)范的基礎上合理取值，合理劃分舞臺區(qū)域的雨淋系統(tǒng)作用面積，使每個分區(qū)稍大于規(guī)范規(guī)定的260m²即可。大空間智能型噴水滅火系統(tǒng)應用于舞臺消防時，應對系統(tǒng)的控制模式、檢測方式作進一步的研究。

參考文獻略。

本文發(fā)表于《給水排水》雜志2014年11期。