劉智穎

廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 廣東 廣州 510000

1 項(xiàng)目概況

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，土地資源的集約利用越發(fā)重要，為解決城市中用于地鐵車輛停放、檢修的地鐵車輛基地占地問題，提高土地使用效率[1]，本工程車輛基地采用地下及地面雙層設(shè)計(jì)，并在車輛基地蓋上進(jìn)行物業(yè)開發(fā)，以彌補(bǔ)城市軌道交通建設(shè)資金的不足[2]。

本工程車輛基地主要承擔(dān)定修及以下修程的檢修任務(wù)和車輛停放及日常保養(yǎng)功能，用地約29.28公頃，采用雙層布置的形式，場(chǎng)坪標(biāo)高為9.10，地面層軌面標(biāo)高為10.00，地下層軌面標(biāo)高-1.50，兩層軌面高差11.5m。場(chǎng)內(nèi)上蓋開發(fā)共設(shè)置兩層蓋板，標(biāo)高分別為9m及15m（相對(duì)標(biāo)高），9m蓋板與車輛基地同步實(shí)施，15m蓋板（除區(qū)域控制中心）由上蓋物業(yè)開發(fā)實(shí)施。

車輛基地地面層主要由運(yùn)用庫(kù)（停車列檢區(qū)、周月檢區(qū)）、檢修庫(kù)、物資庫(kù)、牽引變電所、鏇輪庫(kù)、無人值守洗車機(jī)室、污水處理站、雜品庫(kù)、蓄電池間、門衛(wèi)及區(qū)域控制中心（綜合維修樓）等用房組成。地下層主要有運(yùn)用庫(kù)、無人值守洗車機(jī)室等，運(yùn)用庫(kù)與地面層庫(kù)房上下對(duì)應(yīng)。運(yùn)用庫(kù)、檢修庫(kù)、物資庫(kù)、牽引變電所、鏇輪庫(kù)、無人值守洗車機(jī)室、污水處理站位于上蓋開發(fā)9m蓋板下，其余等位于上蓋開發(fā)9m蓋板外，區(qū)域控制中心位于15m蓋板上方。

2 水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 消防水源及用水量

車輛基地位于自來水公司供水范圍內(nèi)，可從市政供水管上接出一路DN200的供水管供本項(xiàng)目使用。消防水源采用市政自來水，消防各單體消防用水量及火災(zāi)延續(xù)時(shí)間見表1。

表1 消防用水量及火災(zāi)延續(xù)時(shí)間[3]

本項(xiàng)目按同一時(shí)間發(fā)生一次火災(zāi)考慮，消防最大用水量的單體為區(qū)域控制中心，一次消防最大用水量為1296m3。在區(qū)域控制中心地下室設(shè)置有效容積為1296m3的消防水池，分兩座設(shè)置，每座消防水池設(shè)置一處室外消防車取水口。在區(qū)域控制中心屋頂設(shè)置1座有效容積為36m3的高位消防水箱。

2.2 消火栓系統(tǒng)

考慮到管網(wǎng)布置的合理性和經(jīng)濟(jì)性，本設(shè)計(jì)考慮將室外消火栓系統(tǒng)與除區(qū)域控制中心外的其他所有單體室內(nèi)消火栓系統(tǒng)共用加壓泵組和管網(wǎng)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“室內(nèi)外消火栓共用系統(tǒng)”），而區(qū)域控制中心室內(nèi)消火栓系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置加壓泵組和管網(wǎng)系統(tǒng)。

室內(nèi)外消火栓共用系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓供水系統(tǒng)，設(shè)置消防水泵兩臺(tái)（Q=70L/s，H=70m，1用1備）。室外消火栓間距按不大于120m布置；消防車道無法滿足開孔條件自然排煙時(shí)室外消火栓加密布置，消火栓間距不大于60m，困難條件下不大于80m；滿足保護(hù)距離的地面層庫(kù)外軌道區(qū)域（咽喉區(qū)）內(nèi)不設(shè)室外消火栓，地下層咽喉區(qū)按軌道交通隧道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置消火栓口，間距不大于50m。其他單體室內(nèi)消火栓系統(tǒng)從室內(nèi)外消火栓共用系統(tǒng)管網(wǎng)上接駁。

區(qū)域控制中心室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓供水系統(tǒng)，設(shè)置消防水泵兩臺(tái)（Q=40L/s，H=170m，1用1備）。區(qū)域控制中心建筑高度99.6m，地上23層，地下5層，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)豎向供水，垂直分兩個(gè)區(qū)，-22.600標(biāo)高層～8層為Ⅰ區(qū)，9層～屋面層為Ⅱ區(qū)，Ⅰ區(qū)由消火栓主泵以雙管向環(huán)狀管網(wǎng)經(jīng)可調(diào)式減壓閥組減壓后供水，Ⅱ區(qū)由消火栓主泵以雙管向環(huán)狀管網(wǎng)直接加壓供水，-22.600標(biāo)高層至五層，十三層至二十層的消火栓處壓力超過0.5MPa均采用穩(wěn)壓減壓消火栓，使出口動(dòng)壓不超過0.5MPa，其余采用普通消火栓。消火栓系統(tǒng)由屋面消防水箱及消火栓增壓穩(wěn)壓設(shè)備（Q=1.1L/s，H=1.35MPa，1用1備）聯(lián)合穩(wěn)壓。

2.3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

區(qū)域控制中心、地下建筑（運(yùn)用庫(kù)區(qū)、備品區(qū)）、運(yùn)用庫(kù)、檢修庫(kù)、物資庫(kù)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

區(qū)域控制中心為一類高層，其中控制中心的控制大廳作為地鐵線網(wǎng)管控的中樞，對(duì)整個(gè)線網(wǎng)的地鐵車輛運(yùn)行、電力供應(yīng)、設(shè)備監(jiān)控等進(jìn)行集中管理指揮及監(jiān)控，設(shè)置有大量重要電子設(shè)備[4]，控制大廳空間高度8～12m的部位采用預(yù)作用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，采用非倉(cāng)庫(kù)型特殊應(yīng)用噴頭，噴頭流量系數(shù)為K161；地下層停車庫(kù)設(shè)置充電樁，采用泡沫自動(dòng)噴淋系統(tǒng)；入戶中庭等場(chǎng)所凈空高度h（m），8＜h≤12m區(qū)域，采用快速響應(yīng)噴頭（RTI≤50（m·s）0.5），噴頭流量系數(shù)為K115；司機(jī)公寓部分噴頭流量系數(shù)為K115；其他區(qū)域采用普通自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，噴頭流量系數(shù)為K。區(qū)域控制中心自動(dòng)噴水設(shè)計(jì)流量80L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1.5h。

物資總庫(kù)為兩層，層高為4.5m，儲(chǔ)存方式為單排貨架，最大凈空高度h<9m，最大儲(chǔ)物高度h<3.5m，屬于倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)，噴水強(qiáng)度8L/min·m2，作用面積160m2，采用噴頭流量系數(shù)K為80的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)噴頭，設(shè)計(jì)流量40L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1.5h。

本工程設(shè)置有上蓋開發(fā)，土建實(shí)施到9m蓋板并預(yù)留開發(fā)條件。地下建筑（運(yùn)用庫(kù)區(qū)、備品區(qū)）、運(yùn)用庫(kù)、檢修庫(kù)均考慮增設(shè)自噴系統(tǒng)。按廠房高大空間場(chǎng)所考慮，凈空8m

考慮到管網(wǎng)布置的合理性和經(jīng)濟(jì)性，本工程各單體共用噴淋泵組和管網(wǎng)系統(tǒng)，設(shè)置噴淋水泵三臺(tái)(Q=40L/s，H=155m，N=90kW，2用1備)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)垂直分兩個(gè)區(qū)，區(qū)域控制中心-22.600標(biāo)高層～12層和物資庫(kù)、檢修庫(kù)、運(yùn)用庫(kù)等其他需設(shè)置噴淋系統(tǒng)的單體為Ⅰ區(qū)，區(qū)域控制中心13層～屋面層為Ⅱ區(qū)，Ⅰ區(qū)由噴淋水泵以雙管向環(huán)狀管網(wǎng)經(jīng)可調(diào)式減壓閥組減壓后供水，Ⅱ區(qū)由噴淋水泵以雙管向環(huán)狀管網(wǎng)直接加壓供水。系統(tǒng)由屋面消防水箱及自動(dòng)噴淋增壓穩(wěn)壓設(shè)備。

2.4 高壓細(xì)水霧防火分隔系統(tǒng)

本工程采用雙層布置形式，在地下層和地上層均設(shè)置了環(huán)形消防車道。為改善遠(yuǎn)期上蓋居住的舒適性，體現(xiàn)土地集約化利用優(yōu)勢(shì)，以及地鐵行車安全性，地上層、地下層運(yùn)用庫(kù)平交消防車道各有247m，檢修庫(kù)平交消防車道有60m，位于蓋板下方，且無法在蓋板上開設(shè)滿足自然通風(fēng)排煙要求的開口，消防車道不能完全敞開，不完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)消防車道應(yīng)防止煙氣在其中積聚，并避免影響消防車通行和消防救援人員安全。

要保證咽喉區(qū)與運(yùn)用庫(kù)、檢修庫(kù)間平交消防車道的安全，應(yīng)防止運(yùn)用庫(kù)和檢修庫(kù)的火災(zāi)及煙氣蔓延至消防車道，可采用防火墻、防火隔墻、防火卷簾和防火門進(jìn)行防火分隔[5-6]。在運(yùn)用庫(kù)、檢修庫(kù)與咽喉區(qū)相交處，考慮到地鐵列車進(jìn)出庫(kù)的通行需要而無法完全進(jìn)行防火分隔，一旦運(yùn)用庫(kù)內(nèi)地鐵列車發(fā)生火災(zāi)且初期未得到有效控制時(shí)，火災(zāi)的煙氣將可能通過運(yùn)用庫(kù)與咽喉區(qū)間的列車通行開口處蔓延至消防車道內(nèi)。在能設(shè)置防火隔墻的位置應(yīng)設(shè)置防火隔墻，考慮到地鐵軌道及接觸網(wǎng)等的設(shè)置，在地鐵列車進(jìn)出庫(kù)的開口位置確實(shí)無法采用防火墻、防火卷簾和防火門等完全進(jìn)行防火分隔，本工程采用擋煙垂壁與高壓細(xì)水霧系統(tǒng)進(jìn)行防火分隔。地下層運(yùn)用庫(kù)列車通行的開口部位、消防車穿行庫(kù)區(qū)的開口部位設(shè)置擋煙垂壁與火災(zāi)持續(xù)噴水時(shí)間不低于3.00h高壓細(xì)水霧防火分隔幕相結(jié)合的方式進(jìn)行分隔。位于地上的運(yùn)用庫(kù)、檢修庫(kù)列車通行的開口部位設(shè)置擋煙垂壁與火災(zāi)持續(xù)噴水時(shí)間不低于1.00h高壓細(xì)水霧防火分隔幕相結(jié)合的方式進(jìn)行分隔。

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)以水位介質(zhì)，采用特定高壓泵組及噴頭，啟動(dòng)時(shí)可噴射出粒徑很小的水霧。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)同時(shí)具有液體滅火機(jī)理以及氣體滅火機(jī)理[7]。高度霧化的細(xì)水霧，可形成一道類似霧氣的“屏障”，可阻擋熱輻射的傳導(dǎo)，也具有冷卻作用，可控制火勢(shì)的進(jìn)一步蔓延和發(fā)展，可作為水幕用于防火分隔[8]。北京軌道交通10號(hào)線和6號(hào)線的共用車輛基地五路停車場(chǎng)設(shè)置了高壓細(xì)水霧對(duì)地面聯(lián)合庫(kù)東西區(qū)進(jìn)行防火分隔，廣州是軌道交通14號(hào)線石湖停車場(chǎng)采用了高壓細(xì)水霧系統(tǒng)進(jìn)行防火分隔[9]。

為檢驗(yàn)高壓細(xì)水霧替代防火卷簾的效果以及確定高壓細(xì)水霧防火分隔系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，搭建實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)平臺(tái)并展開試驗(yàn)，選用實(shí)體火災(zāi)模型，燃燒物為木垛，依據(jù)《門和卷簾的耐火試驗(yàn)方法》GB/T 7633-2008中11.2.3.1的試樣背火面最高升溫要求和《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法第1部分：通用要求》GB/T 9978.1-2008中10.2.3的隔熱性要求，系統(tǒng)啟動(dòng)后，試驗(yàn)進(jìn)行10min，得到本次試驗(yàn)的試驗(yàn)要求。

參考本工程的實(shí)際尺寸，搭建空間尺寸為100m×12m×7.1m（高）（尺寸誤差允許范圍為0～10%）的試驗(yàn)場(chǎng)地，設(shè)置兩排細(xì)水霧噴頭，交錯(cuò)布置，共7只開式噴頭，K=1.0，噴頭間距3m，排間距2m。噴頭貼頂安裝。系統(tǒng)啟動(dòng)后，試驗(yàn)進(jìn)行10min，根據(jù)應(yīng)急管理部上海消防研究所檢驗(yàn)報(bào)告，被保護(hù)一側(cè)T1的溫度與初始室溫的偏差為52.9℃、29.7℃、27.8℃、20.5℃、7.5℃；細(xì)水霧噴放過程中，被保護(hù)側(cè)T2處熱輻射較未保護(hù)側(cè)T8處熱輻射強(qiáng)度衰減最大可達(dá)81.5%；經(jīng)細(xì)水霧隔斷洗刷后，T4處CO濃度下降95.2%；檢驗(yàn)結(jié)果符合試驗(yàn)大綱要求。

3 結(jié)束語

隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展，地鐵可作為解決地面交通問題的主要工具，然而車輛基地作為地鐵車輛停放及日常保養(yǎng)檢修場(chǎng)地，往往占地面積大。本車輛基地作為中心城區(qū)地鐵環(huán)線的車輛基地，地處中心城區(qū)，土地資源極其珍貴，為了更大限度地利用土地，采用地下及地面雙層設(shè)計(jì)，并在車輛基地進(jìn)行上蓋開發(fā)，水消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定難度及特點(diǎn)。筆者依據(jù)相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)試驗(yàn)研究結(jié)合工程實(shí)例，介紹本工程水消防設(shè)計(jì)方案，拋磚引玉，為類似項(xiàng)目的水消防設(shè)計(jì)提供參考。