李 昱

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司 成都 610031)

1 研究背景

近年來，我國城市建設(shè)日新月異，城市人口也急劇增加，城市各類的基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目越來越多，尤其是城市地鐵項(xiàng)目的建設(shè)，而用于城市建設(shè)的土地資源越來越緊缺，開發(fā)和利用地下空間已成為一個(gè)發(fā)展方向。雖然地鐵線路建設(shè)基本位于城區(qū)的地下，對地面的土地資源占用相對較少，但停車場及車輛段用地規(guī)模龐大，且用地條件要求比較高，加上城市土地資源稀缺，無法提供大面積合適的土地供應(yīng)地鐵工程。目前，雖然國內(nèi)很多城市對車輛段、停車場上部空間的綜合開發(fā)、優(yōu)化配置土地資源積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但是如何利用地下空間設(shè)置地鐵停車場還未涉足，有很多需研究解決的問題，尚無可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。日本、新加坡在20世紀(jì)70—80年代建設(shè)了少量的地下停車場，雖然這些經(jīng)驗(yàn)可以作為參考，但如何進(jìn)行建設(shè)還需結(jié)合我國各地的實(shí)際情況。

深圳市地鐵龍崗線(3號線)西延段中心公園停車場是我國利用地下空間、節(jié)約土地資源、結(jié)合綠化建設(shè)的首個(gè)地下地鐵停車場，于2007年3月啟動(dòng)工程可行性研究工作，2009年1月完成施工圖設(shè)計(jì)，2011年6月28日正式通車運(yùn)營?；仡櫾摴こ痰脑O(shè)計(jì)歷程，地下地鐵停車場的消防設(shè)計(jì)不僅是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，而且也是設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)，下面主要介紹消防防火分區(qū)與水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 工程概況

中心公園位于深圳市福田區(qū)，結(jié)合公園改造，經(jīng)與規(guī)劃及其他相關(guān)部門協(xié)調(diào)，將整個(gè)中心公園停車場設(shè)置在地面以下，頂部恢復(fù)公園綠化。該工程為地下單層停車場，總長271.5 m，咽喉區(qū)部分長約216 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬88.4 m，主體建筑面積 40166.7 m2。

中心公園停車場設(shè)計(jì)停放列車18列，功能為停車、列檢、洗車和適當(dāng)?shù)木S修。軌行區(qū)為停車、列檢區(qū)，設(shè)備管理用房為設(shè)備區(qū)。地鐵停車場在東北側(cè)和東南側(cè)各設(shè)有一條車行出入口通道與周邊道路連接，主要供開車上下班的工作人員使用，火災(zāi)發(fā)生時(shí)也是救援消防車的出口。在軌行區(qū)東西兩側(cè)，設(shè)有兩條采光通風(fēng)帶，提供地下的自然通風(fēng)和部分采光;采光通風(fēng)帶下面為消防環(huán)形通道，該通道與出入口連接(見圖1)。

圖1 停車場平面

3 消防設(shè)計(jì)

3.1 消防設(shè)計(jì)前期工作

我國現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)，均無地鐵停車場設(shè)置在地下時(shí)的相關(guān)規(guī)定。經(jīng)初步了解，我國乃至香港當(dāng)時(shí)尚無在建的地下地鐵停車場，也無工程案例可借鑒，確定地下地鐵停車場的消防設(shè)計(jì)方案的指導(dǎo)原則尤為突出。為此，項(xiàng)目組組織進(jìn)行消防專篇策劃，根據(jù)《中華人民共和國消防法》規(guī)定的“縣級以上地方人民政府公安機(jī)關(guān)對本行政區(qū)域內(nèi)的消防工作實(shí)施監(jiān)督管理，并由本級人民政府公安機(jī)關(guān)消防機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)實(shí)施”，多次與深圳市消防局就地下停車場的消防設(shè)計(jì)展開咨詢和調(diào)研，確定如下基本原則:地鐵停車場內(nèi)考慮消防車進(jìn)入，消防車出入口凈寬及凈高均不小于4 m。地鐵停車場沒有明火作業(yè)，僅有一些例行檢查和簡單的修理，按戊類庫房設(shè)計(jì)。

3.2 消防設(shè)計(jì)初步方案

本著“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的消防方針，確定同一條線路按同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生一次火災(zāi)考慮的原則。地鐵車輛單列長度為117 m，停車場的停車數(shù)量多、面積大，軌行區(qū)的主要功能為停車。停車庫四周設(shè)有消防環(huán)形車道，車道上方設(shè)有采光通風(fēng)帶，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人員疏散到消防環(huán)形車道即為安全區(qū)域的重要條件。結(jié)合《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對防火分區(qū)的劃分方法，確定停車場防火分區(qū)劃分方案和水消防系統(tǒng)方案。

3.2.1 停車場防火分區(qū)

在設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)時(shí)，軌行區(qū)按一個(gè)防火分區(qū)考慮，防火分區(qū)的最大允許面積不限;設(shè)備區(qū)按2個(gè)防火分區(qū)考慮，防火分區(qū)的最大允許面積為2000 m2。設(shè)備區(qū)與軌行區(qū)之間用防火墻和防火卷簾進(jìn)行分隔，在防火分區(qū)墻上每隔30 m開設(shè)甲級防火門，以滿足疏散距離的要求。防火分區(qū)的初步劃分見圖2。

圖2 防火分區(qū)的初步設(shè)計(jì)方案

3.2.2 水消防系統(tǒng)

軌行區(qū)、設(shè)備區(qū)均設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和消火栓給水系統(tǒng)，其中設(shè)備區(qū)的供電、弱電等重要設(shè)備房設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)按照中危險(xiǎn)Ⅱ級考慮，根據(jù)防火分區(qū)的劃分進(jìn)行布置。消火栓給水系統(tǒng)設(shè)置室內(nèi)和室外消火栓給水系統(tǒng)，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓供水系統(tǒng)，設(shè)有消防水池供室內(nèi)消防用水。消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)由市政給水管網(wǎng)供給10 min的消防初期用水量，市政壓力為0.3 MPa。

4 消防考察

對于設(shè)計(jì)單位提交的消防設(shè)計(jì)初步方案，地方消防局主要對防火分區(qū)的劃分持有不同的理解，認(rèn)為軌行區(qū)設(shè)為一個(gè)防火分區(qū)面積太大、設(shè)備區(qū)不能按照2000 m2進(jìn)行防火分區(qū)劃分等，認(rèn)為既然《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》沒有地下地鐵停車場設(shè)置的內(nèi)容，軌行區(qū)就可以參照GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中廠房(倉庫)的耐火等級、層數(shù)、面積和平面來確定，設(shè)備區(qū)則參照GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中民用建筑的耐火等級、最多允許層數(shù)和防火分區(qū)最大允許建筑面積來確定，方案需要再進(jìn)行研究。

為消除對規(guī)范理解上的分歧，地鐵公司組織消防局和相關(guān)單位對日本地下停車場進(jìn)行考察，日本地下停車場的相關(guān)情況見圖3～圖4。

圖3 日本地下停車場平面

圖4 日本地下停車場現(xiàn)場

日本地鐵將2～3條停車線設(shè)為一個(gè)分隔區(qū)域，用結(jié)構(gòu)墻分隔，并在結(jié)構(gòu)墻上開出一定數(shù)量的孔洞，供疏散、運(yùn)營使用，整個(gè)停車場均為一個(gè)防火分區(qū)。日本地鐵采用這種模式主要有如下考慮:停車場的主要功能是停車，配置少量的工作人員，引起火災(zāi)的火源點(diǎn)較少，如果某個(gè)分隔區(qū)域內(nèi)任一處著火，火災(zāi)能夠控制在分隔區(qū)域內(nèi)，不會(huì)造成蔓延態(tài)勢，滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后也能夠消滅火災(zāi)，因此整個(gè)停車場區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)防火分區(qū)。

5 最終方案

考察結(jié)束后，地鐵公司再次組織相關(guān)單位和消防局對中心公園地下停車場的消防方案進(jìn)行研究，根據(jù)工程特點(diǎn)，考慮相關(guān)國家規(guī)范未對項(xiàng)目做消防性能化設(shè)計(jì)研究的規(guī)定，結(jié)合日本地鐵考察的情況，決定總體上采取保守的消防方案，對防火分區(qū)重新劃分，設(shè)置消火栓給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)、滅火器裝置、氣體滅火系統(tǒng)等。從貫徹“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的消防方針著手，確定了最終方案。

5.1 防火分區(qū)最終方案

停車場軌行區(qū)的防火劃分按照GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的表3.3.2來設(shè)計(jì)倉庫的耐火等級、層數(shù)和面積，地下、半地下倉庫或倉庫的地下室、半地下室戊類防火分區(qū)共1000 m2。在倉庫內(nèi)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)時(shí)，每座倉庫的最大允許占地面積和每個(gè)防火分區(qū)的最大允許建筑面積可按上述規(guī)范第3.3.2條的規(guī)定增加1倍。因此，將原軌行區(qū)1個(gè)防火分區(qū)調(diào)整為10個(gè)防火分區(qū)。防火卷簾分隔不能完全分隔，采用水幕系統(tǒng)代替防火卷簾進(jìn)行防火分隔。

鑒于地鐵停車場的屬性，停車場設(shè)備區(qū)屬于地鐵性質(zhì)，按照 GB 50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》19.1.10條，地下車站站臺(tái)和站廳乘客疏散區(qū)應(yīng)劃分為一個(gè)防火分區(qū)，其他部位防火分區(qū)的最大使用面積不應(yīng)大于1500 m2，設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。因此，設(shè)備區(qū)劃分2個(gè)防火分區(qū)，其最終劃分見圖5。

圖5 防火分區(qū)最終設(shè)計(jì)方案

5.2 水消防最終方案

根據(jù)防火分區(qū)最終方案，水消防系統(tǒng)除了原設(shè)置的消火栓給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)外，為配合防火分區(qū)劃分還增設(shè)了水幕系統(tǒng)，代替防火卷簾的防火分隔功能。鑒于消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)成熟，因此對前10 min消防初期水量的措施只進(jìn)行簡要介紹，而對水幕系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1)從市政給水引入2路水源，室外沿停車場外邊線設(shè)置環(huán)狀給水管，管徑為DN 300 mm，滿足消火栓給水、自動(dòng)噴水滅火、水幕系統(tǒng)用水量。

消火栓給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)均采用穩(wěn)高壓系統(tǒng)，設(shè)置消防主泵、穩(wěn)壓泵和氣壓罐。由于停車場本身?xiàng)l件及諸多客觀因素?zé)o法設(shè)置消防水箱，故采用室外給水管供給來代替消防水箱的方式，不僅能滿足消防水箱儲(chǔ)存10 min消防用水量的功能，還能滿足最不利點(diǎn)消火栓栓口靜壓的要求(見《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》8.4.4條及條文解釋)。該方式的具體做法是:從室外消防環(huán)狀給水管的不同位置分別接出一根DN 150 mm管，分別與室內(nèi)消火栓管網(wǎng)以及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)連接，保障2路進(jìn)水，作為前10 min的消防初期用水，接管設(shè)倒流防止器，市政壓力為0.3 MPa。

2)停車場軌行區(qū)內(nèi)設(shè)置水幕系統(tǒng)。水幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)用水量標(biāo)準(zhǔn)按2 L/s·m計(jì)，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3 h。水幕系統(tǒng)由消防水池、水幕泵組、開式灑水噴頭(雙臂直立型)、雨淋報(bào)警閥組、水流報(bào)警裝置、信號閥和配水管道組成，水流報(bào)警裝置采用壓力開關(guān)。軌行區(qū)有10個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)兩端均設(shè)置獨(dú)立的水幕系統(tǒng)進(jìn)行防火分隔，共設(shè)20組雨淋閥組;每個(gè)防火分區(qū)的2組雨淋閥組為一個(gè)控制單位，噴頭采用開式灑水噴頭，噴頭布置為2排，噴頭流量系數(shù) K=80，最小工作壓力為0.10 MPa，噴水半徑為3 m。在消防泵房內(nèi)設(shè)置3臺(tái)水幕泵，2用1備。室外消防環(huán)狀給水管DN 300 mm管在不同位置分別出一根DN 150 mm管與水幕系統(tǒng)管網(wǎng)連接，保障2路進(jìn)水，作為消防泵啟動(dòng)前的消防水量使用，市政壓力為0.3 MPa。水幕系統(tǒng)在地面設(shè)置DN 100 mm消防水泵接合器，距接合器15～40 m內(nèi)設(shè)置與水泵接合器供水量相當(dāng)?shù)氖彝庀鹚?。水幕系統(tǒng)原理見圖6。

圖6 水幕系統(tǒng)原理

3)水幕消防泵控制方式:就地控制、控制室(或消防控制室)集中手動(dòng)控制、FAS系統(tǒng)自動(dòng)控制。水流報(bào)警裝置采用壓力開關(guān)，并由壓力開關(guān)控制。雨淋閥采用電動(dòng)控制方式。

6 結(jié)語

深圳市龍崗線(3號線)地鐵中心公園停車場作為國內(nèi)首個(gè)地下地鐵停車場設(shè)計(jì)項(xiàng)目，在相關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)無指導(dǎo)地下地鐵停車場設(shè)計(jì)內(nèi)容的情況下，通過考察國外類似工程，結(jié)合國家現(xiàn)行規(guī)范，根據(jù)地方消防部門指導(dǎo)意見，完成了該項(xiàng)目的消防設(shè)計(jì)，特別是在消防防火分區(qū)劃分與水消防設(shè)計(jì)方案的配合設(shè)計(jì)過程中，提出消防設(shè)計(jì)的方式、方法和采取的措施。其中，水幕系統(tǒng)應(yīng)用于防火分區(qū)劃分，代替防火卷簾作為防火分隔的消防策略。水幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)在我國工程設(shè)計(jì)中鮮有應(yīng)用，在地鐵的設(shè)計(jì)應(yīng)用更屬首次。在消防穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)中，采取城市市政供水代替消防水箱、提供前10 min消防初期水量的模式，在消防水箱設(shè)置困難時(shí)是很好的一種選擇。中心公園地下地鐵停車場的消防設(shè)計(jì)案例，可供城市地鐵建設(shè)中需要利用地下空間、節(jié)約土地的大型地下地鐵建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)借鑒，同時(shí)也有助于地下空間的防火設(shè)計(jì)在我國進(jìn)一步研究和推廣。

［1］中國建筑設(shè)計(jì)研究院.建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［2］黃曉家，姜文源.自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［3］GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，2003.

［4］GB 50016—2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，2006.

［5］GB 50084—2001自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，2005.

［6］GB 50067—97汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，1997.

［7］04S206自動(dòng)噴水與水噴霧滅火設(shè)施安裝［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，2004.