淺談城軌上蓋開發(fā)車輛段火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉浩愷

0 引言

城市軌道交通車輛段是一個(gè)綜合工業(yè)建筑群，用于軌道交通車輛的停放、檢修，占地面積較大。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，為了充分利用稀缺的土地資源，越來越多的車輛段采用上蓋開發(fā)的模式，即在車輛段的主要工業(yè)建筑之上建造一個(gè)巨大的混凝土頂蓋，平臺(tái)下為車輛段，平臺(tái)上為住宅項(xiàng)目。目前，在北京、深圳、上海、蘇州等城市已有建成項(xiàng)目。工業(yè)建筑與民用建筑的混合方案給火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)，包括系統(tǒng)的功能定位、消防控制室的位置、探測器的選型以及聯(lián)動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)的功能定位

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能夠在火災(zāi)初期探測到燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱光輻射等，并在火災(zāi)報(bào)警控制器及圖形顯示裝置上發(fā)出報(bào)警信號(hào)并顯示出火災(zāi)位置。消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)則根據(jù)火災(zāi)確認(rèn)的位置將配電、通風(fēng)、給水、電扶梯、廣播等轉(zhuǎn)換到對應(yīng)的模式。上蓋車輛段設(shè)置有先進(jìn)的疏散和消防設(shè)施，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)同時(shí)兼顧報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)的功能。

車輛段是一個(gè)復(fù)雜的建筑群（圖1），有用于列車檢修的工業(yè)廠房，也有配套的辦公和住宿用房，這些建筑又都位于混凝土頂蓋之下，為了保證疏散和救災(zāi)的協(xié)調(diào)，應(yīng)該集中設(shè)置消防控制室，用于監(jiān)控整個(gè)車輛段范圍內(nèi)的各類建筑。由于建筑規(guī)模較大，采用區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器與集中的聯(lián)動(dòng)型火災(zāi)報(bào)警控制器相結(jié)合的方案，在主要的建筑內(nèi)設(shè)置區(qū)域型火災(zāi)報(bào)警控制器，通過光纖接入設(shè)置在消防控制室的集中型火災(zāi)報(bào)警控制器，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的集中報(bào)警。此外消防控制室還設(shè)置了火災(zāi)報(bào)警圖形顯示裝置、消防廣播主機(jī)、消防電話主機(jī)、消防聯(lián)動(dòng)手動(dòng)控制裝置等，提供集中的報(bào)警和聯(lián)動(dòng)功能。

車輛段是軌道交通線網(wǎng)中的重要設(shè)施，一旦發(fā)生災(zāi)害將對整個(gè)線網(wǎng)列車的運(yùn)行造成影響，因此線網(wǎng)控制中心必須及時(shí)掌握車輛段的火警信息，車輛段火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)通過光纖接入軌道交通2 號(hào)線全線的FAS 主干網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)火警信息的上送。車輛段火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成見圖2。

此外，消防控制室除了作為火災(zāi)監(jiān)視以外，還集成了安防監(jiān)控室的功能，即在消防控制室內(nèi)設(shè)置閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的終端，平時(shí)用于安防管理，有火災(zāi)報(bào)警后可通過閉路電視確認(rèn)火警的位置，及時(shí)掌握火災(zāi)信息，指導(dǎo)疏散和救援。

圖1 蘇州市軌道交通2 號(hào)線太平車輛段平面布置圖

圖2 車輛段火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成圖

2 消防控制室的位置

車輛段的消防控制室設(shè)置在綜合樓，這是因?yàn)榫C合樓靠近車輛段的中心位置，便于開展消防指揮工作，同時(shí)綜合樓內(nèi)集中了通信、信號(hào)、消防設(shè)施，是整個(gè)車輛段控制管理的心臟。

《高層建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定：消防控制室宜設(shè)在高層建筑的首層或地下一層，并應(yīng)設(shè)直通室外的安全出口。由于蘇州太平車輛段工程采用上蓋方案，受到用地規(guī)劃和工藝布局限制，從車輛段的主出入口到綜合樓需要經(jīng)過平臺(tái)下的長約800 m的道路，不利于消防人員及時(shí)進(jìn)入，而平臺(tái)上設(shè)置有消防車道，并與周邊道路設(shè)有多個(gè)出入口，便于消防人員及時(shí)進(jìn)入，因此消防控制室設(shè)置在綜合樓的三層，正好位于上蓋平臺(tái)之上的位置。

3 探測器的選型

車輛段的功能復(fù)雜，建筑形式多種，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)探測器的選型應(yīng)根據(jù)具體的建筑形式確定。

3.1 高大空間的探測器設(shè)置

該工程的高大空間主要包括停車列檢庫、聯(lián)合車庫、工程車庫、洗車璇輪庫，高度為8.7～14.2 m，總面積為550～37 210 m2，由于采用混凝土頂蓋，天花梁的高度為1.5～1.8 m，設(shè)置了通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)，沿軌道方向貫穿建筑的排風(fēng)排煙管道，整個(gè)風(fēng)管位于梁之下，因此對于探測器的布置影響很大。

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定超過12 m的高大空間不能設(shè)置傳統(tǒng)的點(diǎn)式探測器。上述探測器的最大保護(hù)面積為80 m2，如果高度為8.7 m 的庫房設(shè)置點(diǎn)式探測器，則探測器的數(shù)量將過多，而且安裝在天花頂部的探測器之下有大量的風(fēng)管、接觸網(wǎng)、管線等設(shè)施，不利于日后檢修。

基于上述因素，高大空間可以考慮采用的火災(zāi)探測器為紅外光束感煙探測器、吸氣式感煙探測器、圖像火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，集中探測器的對比如表1。

通過比選，該工程高大空間的火災(zāi)探測器采用紅外光束感煙探測器。

表1 車輛段高大空間內(nèi)探測器選型對比表

3.2 平臺(tái)下半開放空間設(shè)置探測器的必要性

平臺(tái)下半開放空間區(qū)域的高度為9 m，平臺(tái)下開放空間分工作區(qū)、軌行區(qū)和試車線。試車線延澄陽路方向位于車輛段東側(cè)，處在平臺(tái)的邊緣。軌行區(qū)位于車輛段西側(cè)，將正線引入車輛段并通過道岔分配至各庫房。工作區(qū)位于軌行區(qū)與試車線之間，設(shè)有車輛段工藝所需的各種建筑以及道路。

平臺(tái)下半開放空間內(nèi)設(shè)置了通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)，約3 000 m2劃分為1 個(gè)防煙分區(qū)，風(fēng)管位于梁底，梁的高度在1.2～1.8 m 不等。

由于該區(qū)域面積很大，并且可能作為設(shè)備材料的臨時(shí)存放場所，因此考慮設(shè)置火災(zāi)探測設(shè)備。

3.3 廚房的探測器設(shè)置

車輛段綜合樓內(nèi)有附屬生活設(shè)施，設(shè)有廚房、餐廳?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在廚房內(nèi)設(shè)置感溫探測器，以免日常作業(yè)產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)致感煙探測器誤報(bào)。廚房內(nèi)同時(shí)設(shè)置可燃?xì)怏w探測器，以監(jiān)視燃?xì)獾囊馔庑孤?/p>

4 消防聯(lián)動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)

車輛段設(shè)有完善的防災(zāi)救災(zāi)設(shè)施，主要有消防廣播系統(tǒng)、消防電話系統(tǒng)、通風(fēng)排煙系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水系統(tǒng)、氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)。同時(shí)，動(dòng)力照明系統(tǒng)、電梯設(shè)備也必須在火災(zāi)發(fā)生時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的操作，以便開展人員疏散和救災(zāi)工作。上述設(shè)備的聯(lián)動(dòng)都需要火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的參與。

4.1 消防聯(lián)動(dòng)的觸發(fā)

消防聯(lián)動(dòng)的觸發(fā)取決于火災(zāi)的確認(rèn)，火災(zāi)的確認(rèn)有自動(dòng)確認(rèn)和人工確認(rèn)2 種方式，為了防止誤報(bào)，自動(dòng)確認(rèn)條件較為嚴(yán)格，通常需要2 個(gè)火災(zāi)報(bào)警探測器同時(shí)報(bào)警。具體的火警確認(rèn)方式見表2。

表2 火警確認(rèn)方式一覽表

4.2 消防廣播系統(tǒng)

車輛段的停車列檢庫、聯(lián)合車庫、工程車庫、物資倉庫設(shè)置了公務(wù)廣播系統(tǒng)，平時(shí)公務(wù)廣播根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置進(jìn)行日常廣播。一旦發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)給公務(wù)廣播系統(tǒng)，將其強(qiáng)制切換到應(yīng)急模式，實(shí)現(xiàn)火警信息的廣播。

在綜合樓、平臺(tái)下的半開放空間，由FAS 設(shè)置專用消防廣播系統(tǒng)，通過消防控制室的消防廣播主機(jī)，可以對上述區(qū)域進(jìn)行整體或分區(qū)廣播，廣播可通過自動(dòng)或人工觸發(fā)。

4.3 消防電話系統(tǒng)

車輛段設(shè)有專門的消防電話系統(tǒng)，消防控制室設(shè)有消防電話主機(jī)，可與各區(qū)域的消防電話、消防電話插孔進(jìn)行通話。

在車輛段主要建筑的出入口、綜合樓各樓層、庫房控制室內(nèi)設(shè)置消防電話分機(jī)。在設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕處設(shè)置消防電話插孔，該工程采用的是自帶消防電話插孔的手動(dòng)報(bào)警按鈕。

4.4 通風(fēng)排煙系統(tǒng)

車輛段的停車列檢庫、聯(lián)合車庫設(shè)置了通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)，平臺(tái)下半開放區(qū)域設(shè)置排風(fēng)兼排煙系統(tǒng)，約3 000 m2劃分為1 個(gè)防煙分區(qū)。上述區(qū)域的風(fēng)機(jī)均采用雙速風(fēng)機(jī)，通過環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）進(jìn)行監(jiān)控，平時(shí)可根據(jù)環(huán)境溫度啟動(dòng)或停止運(yùn)行，火災(zāi)時(shí)接受FAS 的命令強(qiáng)制切換到排煙模式，消防控制室同時(shí)設(shè)有BAS 的操作工作站。

車輛段綜合樓內(nèi)和物資總庫辦公區(qū)內(nèi)均設(shè)置了走道排煙系統(tǒng)，這些專門的排煙系統(tǒng)，其風(fēng)機(jī)通過FAS 直接控制，火災(zāi)時(shí)通過FAS 直接聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)。消防控制室同時(shí)設(shè)有多線聯(lián)動(dòng)控制盤，用于實(shí)現(xiàn)對專用排煙風(fēng)機(jī)的手動(dòng)控制功能。

4.5 消防給水系統(tǒng)與自動(dòng)噴水系統(tǒng)

在車輛段，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置與消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)對消防泵進(jìn)行監(jiān)控，對自動(dòng)噴水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。

車輛段消火栓旁邊設(shè)有消火栓啟泵按鈕，按下消火栓按鈕后可以直接啟動(dòng)消防泵保證消防水管的壓力，同時(shí)消防控制室通過火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可以得知是哪個(gè)消火栓按鈕被按下。

自動(dòng)噴水系統(tǒng)以濕式報(bào)警閥壓力開關(guān)的動(dòng)作信號(hào)為觸發(fā)信號(hào)，直接控制啟動(dòng)噴淋消防泵，同時(shí)壓力開關(guān)將觸發(fā)信號(hào)提供給火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

在消防控制室，通過多線聯(lián)動(dòng)控制盤，值班人員在消防控制中心可以通過手動(dòng)方式啟動(dòng)消防泵或噴淋泵。

4.6 氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)

車輛段在變電所、密集檔案室設(shè)置了氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)。

根據(jù)《消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)》的規(guī)定：氣體滅火控制器不應(yīng)直接接收火災(zāi)報(bào)警觸發(fā)器件的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，因此該工程氣體滅火保護(hù)區(qū)的火災(zāi)探測器直接接入火災(zāi)報(bào)警控制器。

火災(zāi)報(bào)警控制器與氣體滅火控制器設(shè)置通信接口，當(dāng)火警確認(rèn)后向氣體滅火控制器發(fā)出滅火命令，氣體滅火控制器控制滅火管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)滅火動(dòng)作，并且將執(zhí)行情況反饋給火災(zāi)報(bào)警控制器。

4.7 應(yīng)急照明系統(tǒng)

車輛段的主要建筑內(nèi)設(shè)有應(yīng)急照明系統(tǒng)（EPS），應(yīng)急照明平時(shí)為關(guān)閉，當(dāng)火警發(fā)生后必須自動(dòng)點(diǎn)亮，F(xiàn)AS 與應(yīng)急照明系統(tǒng)（EPS）設(shè)置接口，火警確認(rèn)后根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的位置，F(xiàn)AS 啟動(dòng)相應(yīng)區(qū)域的EPS。

4.8 非消防電源的切除以及電梯的聯(lián)動(dòng)

為防止火災(zāi)引起電氣線路短路和其他設(shè)備事故造成火災(zāi)蔓延擴(kuò)大，或因漏電造成的人員傷亡，故火災(zāi)確認(rèn)后應(yīng)先切斷火災(zāi)區(qū)域內(nèi)與救災(zāi)工作無關(guān)設(shè)備的工作電源，以減少救災(zāi)工作中的風(fēng)險(xiǎn)。

動(dòng)力照明系統(tǒng)在各個(gè)建筑的總配電箱設(shè)有分勵(lì)脫扣器，火災(zāi)確認(rèn)后FAS 通過輸出模塊直接驅(qū)動(dòng)分勵(lì)脫扣器，將非消防電源回路切除。

對于垂直電梯，火災(zāi)時(shí)FAS 向垂直電梯發(fā)出消防聯(lián)動(dòng)命令，垂直電梯停止在疏散層并保持門開狀態(tài)，同時(shí)向FAS 反饋消防動(dòng)作執(zhí)行完成信號(hào)，F(xiàn)AS 再切除垂直電梯的電源。

5 工程實(shí)施及開通情況

蘇州軌道交通2 號(hào)線工程于2013 年12 月28日開通試運(yùn)營，太平車輛段也同時(shí)開通運(yùn)營，從工程調(diào)試和驗(yàn)收的情況看，各系統(tǒng)接口功能完善、設(shè)計(jì)合理，順利通過了竣工驗(yàn)收和消防驗(yàn)收，證明了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。

[1] GB50116-98 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB16806-2006 消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)[S].

[3] GB50016-2006 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[4] GB50045-1995 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].2005.

[5] JGJ-16-2008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].