地铁水消防设计简介

1、地铁车站水消防设计简介摘要：本文介绍了地铁车站水消防系统的设计，提出了一些改进的技术措施，同时对目前有关的新技术进行了介绍和评价。关键词：地铁；车站；室内消火栓给水系统；自动喷水灭火系统；灭火器；气体灭火系统；高压细水雾系统1概述地铁作为占用土地和空间少、运输量大、运行速度快、环境污染小、乘客安全舒适的理想交通方式，在大型、特大型城市公共交通系统中发挥了不可替代的作用，北京、上海等地的实践经验已证明了这一点。当前随着国力财力的增强，中国正进一步扩大地铁建设规模，全国共有10多个城市同时进行地铁建设。但是地铁车站作为全地下的建筑物，其通道网络复杂，安全出口少，疏散距离长，不仅火灾风险大，火灾扑救

2、亦相当困难。因此，地铁自身的水消防设施对于其安全运营至关重要，它能保证在火灾发生的第一时间内灭火，把损失降低到最低程度。笔者参与了上海等地多条地铁线路车站的给排水及消防设计，现对地铁车站的水消防设计作一简要介绍。2一般地铁车站的建筑布局常规的地铁车站一般为地下二层建筑：地下一层称为站厅层，地下二层为站台层；其中站厅层中间为公共区，与车站各个出入口相连，主要用于进出站、购票检票，两端为设备区，用于安置地铁运营设备及工作人员办公；站台层中间亦为公共区，用于客流候车及列车上下客，两端为设备区，用于安放运营设备及工作人员用房。地铁车站的站厅站台布局如图：3地铁水消防设计地下车站与地面建筑相比，出入口少

3、，通道复杂且空间狭小，发生火灾时从外部扑救困难，因此车站内需设置比较完善的灭火设施，以便立足于自防自救。一般地铁车站设置的灭火设施为：室内消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、灭火器、气体灭火系统。3.1室内消火栓给水系统室内消火栓是建筑内人员发现火灾后采用灭火器无法控制初期火灾时的有效灭火设备，同时亦是消防人员进入建筑内扑救的必要设备，因此所有地铁车站均设有室内消火栓给水系统。该系统的水源一般取自城市自来水管网，设计流量20L/s，火灾延续时间2h。车站的室内消火栓系统一般采用临时高压系统，其管道在站厅层和站台层均为环状布置，两环之间通过2根以上的立管竖向沟通，使整个车站的消火栓管网形成一个安全

4、可靠的供水环网。站内的室内消火栓有单栓和双栓两种，其内部均包含以下组件：DN65消火栓栓口、L=25m长麻织衬胶水龙带、消防自救卷盘、多功能水枪、报警及启泵按钮。一般地下车站的室内消火栓管网的原理图如下图所示：3.2自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统有着极高的安全性和可靠性，是迄今为止灭火效率最高的全天候自动灭火系统，其特点十分适于地下车站的初期灭火，因此全国大部分的地下车站均设有自动喷水灭火系统。车站内的自喷系统水源取自市政管网，设计流量根据吊顶形式的不同，取2832L/s，火灾延续时间1h。该系统一般采用稳高压系统：设主泵二台，稳压泵两台，气压罐一个，水泵均为一用一备。目前车站内自动喷水灭火

5、系统的设置范围为站厅站台的公共区、出入口及客流的地下通道，车站的设备区不设喷淋。一般车站的公共区及通道等总面积不超过4000m2，因此只需设一个湿式报警阀，站厅站台各设一个水流指示器。地铁车站的自动喷水灭火系统原理图可参见下图：3.3灭火器灭火器使用简便，可靠，是扑灭初期火灾的有效工具，所有地铁车站均设有灭火器。车站内公共区和设备区均设置灭火器，其配置按严重危险级考虑，一般采用5kg手提式磷酸铵盐灭火器。3.4气体灭火系统地铁车站内各类电气及控制设备用房众多，此类场所的灭火特点为：（1）设备昂贵，保护要求高，自喷系统无法满足要求；（2）需要保护的区域众多，且比较分散，距离较远；（3）平时保护区

6、域内可能有人；（4）每个车站都要使用同样的灭火系统，用量大，需注意考虑环境影响。针对以上特点，目前地下车站多使用惰性气体IG-541灭火系统。该系统的灭火剂由52%的氮气、40%的氩气和8%的二氧化碳组成，其灭火机理是冷却、窒息灭火，为物理方式灭火。IG-541系统主要技术参数为：存储压力：15Mpa；灭火剂比容：0.707m3/kg（20）；使用环境温度：050；设计浓度不小于37.5%，灭火方式：全淹没式。其特点为：（1）灭火剂为惰性气体，高温下不会发生反应，对保护对象是安全的。（2）对于保护区内的工作人员，灭火剂本身无毒性，同时根据“低氧状态下的生命维持理论”的实证，空气中含有35%的二

7、氧化碳可刺激人体呼吸速率加速，满足人体需氧量要求，因此，只要保护区设计浓度低于43%，该系统对人是安全的。（3）就环保而言，IG-541灭火剂组成与空气相近，对环境无任何影响，是理想的气体灭火系统。收到气体输送距离的限制，一般一个地铁车站设2套IG-541气体灭火系统，两端设备区各设一套，采用组合分配系统。目前上海、北京等地的地铁车站多采用该类型气体灭火系统，使用情况良好。4最新技术进展及水消防设计改进的设想4.1设备区增设自动喷水灭火系统目前大部分车站仅在公共区及客流通道等处设有自动喷水灭火系统，设备区内未设该系统。根据这一情况，笔者建议可考虑在设备区内的走道、办公室及设备用房（不适于水灭火

8、的除外）等处加设自喷系统。该方案的优点在于：（1）车站公共区本身已设有自喷系统，设备区内加设仅需增加管道、喷头及水流指示器等部件，投资较小；（2）自动喷水灭火系统是灭初期火货效率最高，设备区内增设后将大大车站提高初期火灾的扑灭能力，其效益费用比极高。（3）无论是新建车站或老车站改造，在设备区内增设喷头技术难度不大，可操作性强。4.2高压细水雾系统的应用当前在上海等地某些新建的地铁线路中开始尝试使用高压细水雾系统，这些项目现正在建设中。细水雾是指高压水通过细水雾喷头产生的细微粒水雾，其灭火机理为冷却与窒息作用并存：冷却作用为水滴粒径减小后，单位体积水的表面积加大，水与火灾现场的热量交换加快，使之

9、尽快降温，从而起到灭火作用；窒息作用原理是水吸热后迅速气化变成蒸汽，体积增大约1700倍，稀释降低火场的氧气浓度，导致缺氧，从而达到窒息灭火的作用。其在地铁车站中的主要应用有以下几个方面：（1）代替气体灭火系统高压细水雾系统的雾滴粒径极小，在达到地面及物体表面之前已基本气化，因此基本无水渍危害，国内外已有将其用于电气设备用房、图书馆等防水渍要求严格的场所的实例。现今的地铁建设中，充分利用了该系统的这一特点，将其用于强弱电的设备房来代替气体灭火系统，这不失为一种有益的尝试。（2）用于列车与站台的防火分隔目前已投入运营的地铁车站的站台与地铁列车之间并未考虑防火分隔的问题，因此如列车内失火，则在靠站

10、下客时很可能将火蔓延至车站站台，造成更大的危害。但是在这个场合如采用常规的水喷淋来作为防火分隔，因其喷水量大，势必影响列车内乘客的疏散，因此并不合适。针对这一特殊情况，我们可以考虑利用细水雾系统的特性，利用它来作为防火分隔。其优点在于：喷水量少，对乘客的疏散基本无影响；细水雾的冷却作用亦能达到防火分隔的效果。现在上海在建的部分地铁线路已开始安装细水雾系统来进行列车与站台的防火分隔。（3）代替水喷淋系统有些安装了细水雾系统的地铁车站，在站厅站台的公共区也采用细水雾来代替自动喷水灭火系统，笔者分析下来，认为其优点在于：减少了一套自动喷水灭火系统，减轻了运营管理的工作量；细水雾系统喷水量极少，不会造成地面湿滑，有利于乘客的疏散。但是不确定因素也同样存在：国内目前并没有在类似场合应用国细水雾系统的经验，其灭火效果究竟如何还有待实践检验；同时该系统基本都要采用进口产品，其成本远远高于自动喷水灭火系统。5结语综上所述，我们可以看到，地铁车站内的水消防设施虽然占整个建设费用的比重不大，但其作用是十分重要的，它时刻保护着乘客和工作人员的生命财产安全；而且其技术也在不断的更新提高之中。相关的设计人员需