城市軌道交通控制中心水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王 守 仁

(太原市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

1 工程概況

某城市軌道交通控制中心作為該市軌道交通建設(shè)的控制性工程，主要承擔(dān)該市未來(lái)建設(shè)的8條地鐵線路的行車組織、運(yùn)營(yíng)調(diào)度、機(jī)電設(shè)備監(jiān)控、通信信息交換、票務(wù)管理、應(yīng)急指揮等運(yùn)營(yíng)管理任務(wù)，同時(shí)具有市民科普展示、新聞發(fā)布、軌道運(yùn)營(yíng)會(huì)議等輔助功能。

建筑主要功能用房包括：1號(hào)線～8號(hào)線機(jī)房、系統(tǒng)設(shè)備用房、中央調(diào)度大廳、運(yùn)營(yíng)管理用房、市民科普展覽、會(huì)議、員工配套設(shè)施及地下車庫(kù)等。

本工程總建筑面積：94 941 m2，地下3層，地上22層，建筑大屋面高度95.10 m，室內(nèi)外高差0.45 m。

本工程為一類高層建筑，耐火等級(jí)為地下一級(jí)，地上一級(jí)。

2 水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

水消防系統(tǒng)主要包括：室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)噴淋系統(tǒng)、高壓細(xì)水霧系統(tǒng)、氣體滅火、自動(dòng)掃描射水高空水炮滅火系統(tǒng)、防護(hù)冷卻系統(tǒng)、建筑滅火器。

3 水消防各系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 消防水源及消防用水量

水源：在工程用地四周長(zhǎng)治路、龍城大街、長(zhǎng)治東一路、龍城北街有完善的市政給水，管徑為DN300，市政供水壓力為0.25 MPa，為單路供水管網(wǎng)，長(zhǎng)治路上引入一根DN250給水管，供本工程生活給水及消防給水。

本項(xiàng)目消防水池設(shè)置在樓座南側(cè)地下1層，為消防用水與冷卻塔補(bǔ)水合用，貯水容積為1 500 m3，分兩座。其中貯存消防水量為1 080 m3，冷卻塔補(bǔ)水量為420 m3。為確保消防用水不被動(dòng)用，本工程在冷卻塔補(bǔ)水泵吸水管上設(shè)置真空破壞孔。

屋頂水箱間設(shè)有效容積36 m3的消防水箱[1]，消防用水量見表1。

表1 消防用水量

3.2 室外消火栓給水系統(tǒng)

室外消火栓給水系統(tǒng)所需水量、水壓由設(shè)于消防水池及地下2層消防水泵房?jī)?nèi)室外消火栓系統(tǒng)專用泵保證。平時(shí)系統(tǒng)壓力由水泵房?jī)?nèi)的室外消火栓系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓裝置維持。水壓要求消防用水量達(dá)到最大時(shí)，從室外設(shè)計(jì)地面算起不小于0.1 MPa。

3.3 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓制，在屋頂設(shè)有效容積不小于36 m3的屋頂消防水箱，水箱最高水位：98.07 m，消火栓系統(tǒng)設(shè)增壓穩(wěn)壓裝置以保證系統(tǒng)最不利點(diǎn)消火栓處在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)的靜水壓力大于0.15 MPa[1]。采用分區(qū)供水，地下部分至地上9層為低區(qū)，10層及以上部分為高區(qū)。高、低區(qū)消火栓系統(tǒng)所需水量、水壓由地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)高區(qū)消火栓系統(tǒng)專用泵保證(低區(qū)由高區(qū)減壓后供給)。最不利點(diǎn)處消火栓的充實(shí)水柱不小于13 m。

3.4 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

本工程設(shè)濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，其中1號(hào)樓5層及以上的辦公各層按中危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)考慮，噴水強(qiáng)度為6 L/(min·m2)，作用面積為160 m2；其余部位按中危險(xiǎn)Ⅱ級(jí)考慮，噴水強(qiáng)度為8 L/(min·m2)，作用面積為160 m2,設(shè)計(jì)水量為40 L/s；最不利點(diǎn)噴頭工作壓力不小于0.10 MPa。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)為臨時(shí)高壓制，在屋頂設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓裝置。系統(tǒng)采用分區(qū)供水。地下部分至地上7層為低區(qū)，8層及以上部分為高區(qū)；高、低區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)所需水量、水壓均由地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)專用泵保證(低區(qū)由高區(qū)減壓后供給)。高、低區(qū)自動(dòng)噴水滅火統(tǒng)設(shè)計(jì)工作壓力分別為1.60 MPa，0.85 MPa(消防泵房出口處)。

屋頂消防水箱出水管與高區(qū)自噴系統(tǒng)濕式報(bào)警閥組前環(huán)網(wǎng)連接，可滿足最不利點(diǎn)噴頭在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)的靜水壓力要求。

當(dāng)梁、通風(fēng)管道、成排布置的管道等障礙物的寬度大于1.2 m時(shí)，在其下方應(yīng)增設(shè)噴頭[2]，見圖1。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)三套室外地下式消防水泵接合器。

3.5 自動(dòng)掃描射水高空水炮滅火系統(tǒng)

3.5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程西門廳處的中庭及調(diào)度大廳等凈空高度大于12 m的部位設(shè)自動(dòng)掃描射水高空水炮滅火系統(tǒng)[3]。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為1.1 MPa，設(shè)計(jì)流量為20 L/s。系統(tǒng)所需水量、水壓均由地下消防水池及室內(nèi)自動(dòng)掃描射水高空水炮系統(tǒng)專用泵來(lái)保證(與防護(hù)冷卻系統(tǒng)合用泵組)。本系統(tǒng)一次滅火用水量72 m3。

最不利點(diǎn)自動(dòng)掃描射水高空水炮工作壓力為0.6 MPa，每個(gè)自動(dòng)掃描射水高空水炮安裝高度為6 m～20 m，保護(hù)半徑20 m，設(shè)計(jì)用水量5 L/s。

3.5.2工作原理

火災(zāi)探測(cè)器全天24 h探測(cè)保護(hù)范圍內(nèi)的一切火情，若探測(cè)到火災(zāi)，即刻發(fā)出信號(hào)到消防控制中心，實(shí)行報(bào)警，同時(shí)噴頭迅速旋轉(zhuǎn)定位火源位置，定位后，控制器發(fā)出信號(hào)打開電磁閥并啟動(dòng)水泵使噴頭噴水進(jìn)行滅火，撲滅火源之后，火災(zāi)探測(cè)器再發(fā)出信號(hào)并關(guān)閉電磁閥門，噴頭停止噴水，恢復(fù)待命狀態(tài),若有新火源,則系統(tǒng)重復(fù)上述動(dòng)作。

3.6 防護(hù)冷卻系統(tǒng)

3.6.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)GB 50016—2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范第5.3.2條，6.5.3條相關(guān)要求[4]，本工程在8層參觀展示平臺(tái)北側(cè)弧形防火玻璃處設(shè)置防護(hù)冷卻系統(tǒng)。

噴頭設(shè)置高度小于4 m，噴水強(qiáng)度：0.5 L/(s·m)。根據(jù)GB 50084—2017自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第9.1.4條要求[2]，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算長(zhǎng)度不小于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)最不利作用面積的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量為20 L/s。

本項(xiàng)目防護(hù)冷卻系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓制，不分區(qū)。屋頂水箱出水管與濕式報(bào)警閥組前環(huán)狀管網(wǎng)連接，可保證最不利點(diǎn)噴頭在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)的靜水壓力大于0.10 MPa。系統(tǒng)所需水量、水壓均由地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)專用泵保證。

3.6.2噴頭選用

防護(hù)冷卻系統(tǒng)采用邊墻型灑水噴頭。噴頭流量系數(shù)K=80；公稱動(dòng)作溫度為68 ℃，色標(biāo)為紅色。噴頭布置詳見圖2。

3.7 高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

3.7.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程設(shè)一套高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，主要防護(hù)區(qū)域?yàn)榫C合監(jiān)控設(shè)備室、信號(hào)設(shè)備室、數(shù)據(jù)中心機(jī)房、安全監(jiān)控室、數(shù)據(jù)中心電源室、通信、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)房、柴油發(fā)電機(jī)房等[5]。

3.7.2系統(tǒng)組成、控制方式及工作原理圖

1)系統(tǒng)組成。

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由泵組單元、穩(wěn)壓泵、不銹鋼水箱、區(qū)域控制閥、細(xì)水霧噴頭等組成。泵組單元由主泵、閥件等組成。

2)控制方式。

正常情況下，系統(tǒng)處于待命狀態(tài)，泵組單元不啟動(dòng)，區(qū)域控制閥后的高壓管網(wǎng)內(nèi)沒有水。高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，分自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式。

3)系統(tǒng)工作原理圖見圖3。

3.8 氣體滅火系統(tǒng)

地下1層制冷機(jī)房配電室、辦公配電室、控制機(jī)房配電室設(shè)有管網(wǎng)的IG541混合氣體滅火系統(tǒng)[6]。

各防護(hù)區(qū)采用全淹沒滅火方式。防護(hù)區(qū)域內(nèi)具有獨(dú)立的火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)、自動(dòng)報(bào)警及氣體滅火功能。

3.9 廚房滅火系統(tǒng)

本建筑廚房?jī)?nèi)的排油煙罩及烹飪部位設(shè)置自動(dòng)滅火裝置[5]，同時(shí)在燃?xì)饣蛉加凸艿郎显O(shè)置與自動(dòng)滅火裝置聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)切斷裝置[5]。廚房灶臺(tái)等的具體位置及專用自動(dòng)滅火裝置由專業(yè)廠家深化設(shè)計(jì)并安裝調(diào)試。

3.10 移動(dòng)式滅火器

地上部分按嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)考慮，火災(zāi)種類為A類(除廚房外)，每個(gè)設(shè)置點(diǎn)設(shè)2具M(jìn)F/ABC5手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，按最大保護(hù)距離15 m配備。

廚房按嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)考慮，火災(zāi)種類為B類，每個(gè)設(shè)置點(diǎn)設(shè)2具M(jìn)F/ABC5手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，按最大保護(hù)距離9 m配備。

地下車庫(kù)部分按中危險(xiǎn)級(jí)考慮，火災(zāi)種類為B類，每個(gè)設(shè)置點(diǎn)設(shè)2具M(jìn)F/ABC5手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，按最大保護(hù)距離12 m配備。

各強(qiáng)弱電電氣用房及屋頂電梯機(jī)房按中危險(xiǎn)級(jí)考慮，火災(zāi)種類為E類，每個(gè)設(shè)置點(diǎn)設(shè)2具M(jìn)F/ABC5手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，地上部分按最大保護(hù)距離15 m配備；地下部分按最大保護(hù)距離12 m配備。

4 結(jié)語(yǔ)

控制中心作為地鐵線路的核心控制區(qū)域，其消防系統(tǒng)的安全性、可靠性尤為重要。本設(shè)計(jì)依據(jù)相關(guān)規(guī)范結(jié)合具體工程，總結(jié)了軌道控制中心的設(shè)計(jì)思路、方法，為相關(guān)設(shè)計(jì)提供參考。