地鐵消火栓消防系統設計要點
摘 要 結合地鐵設計及地鐵設計監理的體會,以及對地鐵運營部門的調查和對相關消防規范的理解,闡述地鐵消火栓消防系統設計的要點。
關鍵詞 地鐵 消火栓 消防給水
地鐵消火栓系統是地鐵安全生產、對災情進行有效控制、保護人民生命財產安全的一個重要措施,是地鐵設計的重要組成部分。地鐵消火栓系統設計應本著經濟、合理、及時有效的原則進行。以下從消火栓系統設置的范圍、消防泵、消火栓系統的控制等方面闡述消火栓系統設計時應考慮的一些要點。
1 地鐵消火栓系統設置的范圍
地下鐵道的消火栓系統是連接區間和車站的環網系統,車站和區間均需設置消火栓。目前我國的城市軌道交通線路常延伸至城市邊緣,根據經濟技術比較,地鐵線路中位于城市邊緣的部分常設計為高架或地面線。根據目前相關的設計規范,在地鐵車站、地鐵地下區間內應設置消火栓系統,對于地鐵的地面及高架區間沒有明確的規定,國內現有的大部分地鐵的高架區間均沒有設置消火栓,在美國和香港也有高架區間布置消火栓系統的。但根據我國的國情,地鐵的高架段一般也位于市區,市政消防設施有能力對高架的地鐵區間進行消防; 同時根據著火時的情形分析,高架區間的消火栓所起到的作用很小。因此在國內,除非特殊情況,一般在高架區間不設消火栓,對于在國外承攬的地鐵設計任務,應根據當地的情況及消防部門的意見考慮是否在高架及地面區間設置消火栓。
2 消防泵的選擇
(1) 消防泵流量的確定
有關規范規定地下鐵道車站的消防秒流量為20 L/ s , 地下區間為10 L/ s , 對于地鐵中的高架及地面車站,可根據消防規范及防火分區的體積確定。設計中考慮在地鐵車站的任何一個部位著火時應保證有2 支水槍的充實水柱達到此位置,另有2 支水槍協助,這樣4 支消防水槍的秒流量可達到20 L/ s 。而在地下隧道區間的消防,一方面只有在車體著火而無法開進車站的情況下才使用區間消火栓;另一方面由于空間狹小,無法做到同時出槍4 支,因此,地下區間隧道的消防秒流量為10 L/ s 。由于地鐵車站和區間為聯網的消火栓系統, 消火栓泵應按較大的選擇。另外,有關資料顯示我國目前的消防水量標準較先進的日本、美國等的消防用水量要小很多,而在我國發生的一些火災中實際的滅火用水量往往較設計用水量大很多,因此選擇消防泵時流量應適當留有余地。由于消防泵只有在特殊情況下才啟用,不存在運營費用的問題,還可以免除日后用電及設備改造的費用。所以筆者認為,消防泵的流量可選擇大于20 L/ s , 按25～30 L/ s 考慮。
(2) 消防泵揚程的確定
確定消防泵揚程, 應考慮以下幾個因素:水槍出口的充實水柱;水槍及水龍帶的水頭損失;建筑物最高點與水泵中心的距離;從市政管網直接抽水時, 市政管網可資利用的水頭;從消防水池抽水時實際的吸程等因素。這里僅作示例計算如下:對于某高架站, 采用從消防水池抽水, 以消防泵所在的室內地面為±0. 00 , 建筑物設置消火栓的最高點為15 m , 采用水槍噴口直徑16 mm ,水龍帶直徑65 mm , 水槍出口要求的充實水柱10 m ,計算水槍噴嘴造成此充實水柱的水壓Hq 為14. 1 m。此時水槍實際流量3. 3 L/ s , 要使每個水槍的流量達到或接近5 L/ s , 可將水槍噴口直徑改為19 mm , 同樣的方法計算得Hq = 17 m , 通過水龍帶的損失Hd 為1. 2 m , 考慮一定的系數,消火栓口的壓力取22 m 為宜,設計算出管網內的管道、閥門及其他損失為5～10 m , 泵站內部損失3 m , 這樣水泵的揚程可取32～35 m 。同樣可以計算出地下站的消防水壓,此時主要以區間隧道內最不利點的2 個消火栓出水考慮,計算出地下站的消防泵要求的揚程一般在25～30 m 。當水泵從管網直接抽水時,揚程要扣除城市自來水可資利用的最小水頭,因此,對于地下站當城市管網的供水壓力在25 m 以上時,一般可考慮不設消防水泵。
(3) 消防穩壓設施
對地鐵車站,按消防要求,著火時的前幾分鐘內, 即便消防泵沒有啟動,仍然能夠通過消火栓滅火,故消火栓系統內要有保證消防用水的措施。一般在高層建筑,主要以在屋頂設消防水箱為主;而在地鐵車站沒有合適的位置放置消防水池,故在設消防泵的同時考慮設置穩壓設施,目前使用較多的是隔膜式氣壓罐和1 臺補充平時管網漏損的小流量輔助泵。但對于位于城市中心從城市管網直接抽水的地下車站,著火初期,雖然消火栓壓力略微不足但有足夠水源,能保證消火栓出水時也可不設穩壓設備。對于地鐵車站消防泵的臺數,宜按1 用1 備考慮。
3 消火栓系統的控制
各車站的消防引入管及與相臨地下區間的消防管路連接部位均設置電動碟閥,由FAS 系統監控設備的運行和工作狀態,平時引入管閥門常開,區間消防管采用交替開閥方式,著火時相鄰兩站的電動閥全部開啟。消防泵由FAS 系統監控, 采用壓力自動控制,設計泵房內手動控制、消火栓箱內按鈕啟動、車站控制室和中央控制室同時遙控3 種控制方式。車站及控制中心的控制室能顯示消防泵的工作狀態。消火栓箱內設有電話插孔和報警按鈕。總之,地鐵消火栓消防系統的設計除了把握以上要點外,還應具體車站具體分析、解決。
