地铁消火栓消防系统设计要点
摘 要 结合地铁设计及地铁设计监理的体会,以及对地铁运营部门的调查和对相关消防规范的理解,阐述地铁消火栓消防系统设计的要点。
关键词 地铁 消火栓 消防给水
地铁消火栓系统是地铁安全生产、对灾情进行有效控制、保护人民生命财产安全的一个重要措施,是地铁设计的重要组成部分。地铁消火栓系统设计应本着经济、合理、及时有效的原则进行。以下从消火栓系统设置的范围、消防泵、消火栓系统的控制等方面阐述消火栓系统设计时应考虑的一些要点。
1 地铁消火栓系统设置的范围
地下铁道的消火栓系统是连接区间和车站的环网系统,车站和区间均需设置消火栓。目前我国的城市轨道交通线路常延伸至城市边缘,根据经济技术比较,地铁线路中位于城市边缘的部分常设计为高架或地面线。根据目前相关的设计规范,在地铁车站、地铁地下区间内应设置消火栓系统,对于地铁的地面及高架区间没有明确的规定,国内现有的大部分地铁的高架区间均没有设置消火栓,在美国和香港也有高架区间布置消火栓系统的。但根据我国的国情,地铁的高架段一般也位于市区,市政消防设施有能力对高架的地铁区间进行消防; 同时根据着火时的情形分析,高架区间的消火栓所起到的作用很小。因此在国内,除非特殊情况,一般在高架区间不设消火栓,对于在国外承揽的地铁设计任务,应根据当地的情况及消防部门的意见考虑是否在高架及地面区间设置消火栓。
2 消防泵的选择
(1) 消防泵流量的确定
有关规范规定地下铁道车站的消防秒流量为20 L/ s , 地下区间为10 L/ s , 对于地铁中的高架及地面车站,可根据消防规范及防火分区的体积确定。设计中考虑在地铁车站的任何一个部位着火时应保证有2 支水枪的充实水柱达到此位置,另有2 支水枪协助,这样4 支消防水枪的秒流量可达到20 L/ s 。而在地下隧道区间的消防,一方面只有在车体着火而无法开进车站的情况下才使用区间消火栓;另一方面由于空间狭小,无法做到同时出枪4 支,因此,地下区间隧道的消防秒流量为10 L/ s 。由于地铁车站和区间为联网的消火栓系统, 消火栓泵应按较大的选择。另外,有关资料显示我国目前的消防水量标准较先进的日本、美国等的消防用水量要小很多,而在我国发生的一些火灾中实际的灭火用水量往往较设计用水量大很多,因此选择消防泵时流量应适当留有余地。由于消防泵只有在特殊情况下才启用,不存在运营费用的问题,还可以免除日后用电及设备改造的费用。所以笔者认为,消防泵的流量可选择大于20 L/ s , 按25～30 L/ s 考虑。
(2) 消防泵扬程的确定
确定消防泵扬程, 应考虑以下几个因素:水枪出口的充实水柱;水枪及水龙带的水头损失;建筑物最高点与水泵中心的距离;从市政管网直接抽水时, 市政管网可资利用的水头;从消防水池抽水时实际的吸程等因素。这里仅作示例计算如下:对于某高架站, 采用从消防水池抽水, 以消防泵所在的室内地面为±0. 00 , 建筑物设置消火栓的最高点为15 m , 采用水枪喷口直径16 mm ,水龙带直径65 mm , 水枪出口要求的充实水柱10 m ,计算水枪喷嘴造成此充实水柱的水压Hq 为14. 1 m。此时水枪实际流量3. 3 L/ s , 要使每个水枪的流量达到或接近5 L/ s , 可将水枪喷口直径改为19 mm , 同样的方法计算得Hq = 17 m , 通过水龙带的损失Hd 为1. 2 m , 考虑一定的系数,消火栓口的压力取22 m 为宜,设计算出管网内的管道、阀门及其他损失为5～10 m , 泵站内部损失3 m , 这样水泵的扬程可取32～35 m 。同样可以计算出地下站的消防水压,此时主要以区间隧道内最不利点的2 个消火栓出水考虑,计算出地下站的消防泵要求的扬程一般在25～30 m 。当水泵从管网直接抽水时,扬程要扣除城市自来水可资利用的最小水头,因此,对于地下站当城市管网的供水压力在25 m 以上时,一般可考虑不设消防水泵。
(3) 消防稳压设施
对地铁车站,按消防要求,着火时的前几分钟内, 即便消防泵没有启动,仍然能够通过消火栓灭火,故消火栓系统内要有保证消防用水的措施。一般在高层建筑,主要以在屋顶设消防水箱为主;而在地铁车站没有合适的位置放置消防水池,故在设消防泵的同时考虑设置稳压设施,目前使用较多的是隔膜式气压罐和1 台补充平时管网漏损的小流量辅助泵。但对于位于城市中心从城市管网直接抽水的地下车站,着火初期,虽然消火栓压力略微不足但有足够水源,能保证消火栓出水时也可不设稳压设备。对于地铁车站消防泵的台数,宜按1 用1 备考虑。
3 消火栓系统的控制
各车站的消防引入管及与相临地下区间的消防管路连接部位均设置电动碟阀,由FAS 系统监控设备的运行和工作状态,平时引入管阀门常开,区间消防管采用交替开阀方式,着火时相邻两站的电动阀全部开启。消防泵由FAS 系统监控, 采用压力自动控制,设计泵房内手动控制、消火栓箱内按钮启动、车站控制室和中央控制室同时遥控3 种控制方式。车站及控制中心的控制室能显示消防泵的工作状态。消火栓箱内设有电话插孔和报警按钮。总之,地铁消火栓消防系统的设计除了把握以上要点外,还应具体车站具体分析、解决。
