劉裕濱

（首都機場集團有限公司北京大興國際機場，北京 102604）

0 引言

隨著民用航空的迅猛發(fā)展，機場航站樓已成為現(xiàn)代交通出行的重要選擇方式?，F(xiàn)代化機場航站樓建筑具有主體空間跨度大、功能業(yè)態(tài)多樣的特點。現(xiàn)行的《民用機場航站樓設(shè)計防火規(guī)范》（GB 51236—2017）、《建 筑 設(shè) 計 防 火 規(guī) 范》（2018 年 版）（GB 50016—2014）等消防規(guī)范不能完全適用于現(xiàn)代航站樓在建設(shè)、管消防管理方面的需求，使得航站樓在建筑消防設(shè)計中遇到很多專業(yè)性問題，如防火分區(qū)面積超常規(guī)、公共區(qū)大空間疏散距離過長、防煙分區(qū)劃分、大空間各類商業(yè)、旅客服務(wù)業(yè)態(tài)布置以及鋼結(jié)構(gòu)保護等。

因此，如何設(shè)計出適用、好用的消防報警系統(tǒng)與之匹配，確保消防報警系統(tǒng)功能完善、搭建合理，聯(lián)動策略正確有效，是消防專業(yè)人員必須考慮的問題。本文對機場航站樓消防報警系統(tǒng)的設(shè)計特點及需要關(guān)注的問題加以分析，為更好地完成大型民用機場的消防報警設(shè)計工作提供參考。

1 大型民用機場航站樓建筑特點

1.1 公共區(qū)域建筑特點

大型民用機場航站樓作為現(xiàn)代重要的交通出行樞紐，其使用功能和建筑特點有別于一般的公共建筑和商業(yè)建筑，反映在功能多樣、空間互通、面積巨大、旅客吞吐量大、人員組成國際化、進出港大廳人員密度高等方面。連續(xù)運營要求高，一旦發(fā)生異常導(dǎo)致運營中斷，就會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟影響。

出發(fā)層、候機區(qū)往往設(shè)計成高大沒有分割的空間。大面積無墻體分割出發(fā)廳、到達(dá)廳、行李提取大廳、值機大廳、行李處理大廳等，如果采用傳統(tǒng)防火分割方法，會阻礙旅客自由流動和影響行李處理。航站樓內(nèi)存在數(shù)量眾多的貫穿多層共享空間，采用防火卷簾進行分割存在困難，且難以保證防火分隔效果。值機大廳、行李提取大廳和候機長廊區(qū)域面積和進深較大，長度較長，造成值機區(qū)域比較長；值機大廳、候機長廊等大空間區(qū)域如果按照現(xiàn)行規(guī)范進行排煙設(shè)計，排煙量巨大，而且現(xiàn)行規(guī)范中對采用自然排煙空間有高度限制。

1.2 非公共區(qū)域建筑結(jié)構(gòu)特點

1.2.1 常規(guī)行李系統(tǒng)區(qū)域

常規(guī)行李系統(tǒng)區(qū)域設(shè)備機房較多，功能復(fù)雜。根據(jù)機場客流量大、行李輸送時效性要求高的運行特點，在非公共區(qū)域中，行李提取系統(tǒng)占用空間比較多，同時因為該系統(tǒng)存在大量的電器設(shè)備，運轉(zhuǎn)強度高，火災(zāi)負(fù)荷很大。

1.2.2 行李捷運系統(tǒng)區(qū)域

行李捷運系統(tǒng)是機場建筑獨有的功能，為滿足旅客的快速流通而設(shè)計。該設(shè)計特點類似于地鐵系統(tǒng)設(shè)計，但又有相對獨立的特點。其站臺區(qū)域設(shè)置于航站樓內(nèi)，但軌道區(qū)域獨立設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)外，由于其運行距離較長且跨越不同的安全分區(qū)，對人員緊急情況下疏散的要求比較高[1]。

1.2.3 設(shè)備機房區(qū)域

該區(qū)域一般設(shè)置于地下，根據(jù)其功能特點，占用空間比例較小，設(shè)備密集，電纜集中布置，大量強、弱電系統(tǒng)集中安裝?；馂?zāi)負(fù)荷大，且一般無自然排煙。

2 航站樓消防報警系統(tǒng)設(shè)計的特點

根據(jù)航站樓建筑體量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，消防火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計需選用與建筑規(guī)模相適用的搭建方式，根據(jù)以往大型民用機場航站樓消防系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗，機場航站樓消防報警系統(tǒng)設(shè)計特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 消防報警主機布置

消防報警主機即火災(zāi)報警控制器，可實現(xiàn)集中控制，可向探測器供電，并具有用來接收火災(zāi)信號并啟動火災(zāi)報警裝置、能通過火警發(fā)送裝置啟動火災(zāi)報警信號或通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設(shè)備和消防聯(lián)動控制設(shè)備、自動的監(jiān)視系統(tǒng)的正確運行和對特定故障給出聲、光報警等功能[2]。

2.1.1 消防報警主機采用分散型布置原則

民用機場航站樓隨著社會發(fā)展的需要，一般單體建筑面積約在30～60 萬m2之間，高度約在30～50m左右，占地面積大、高度較低，為扁平化設(shè)計，并且一個航站樓建筑群通常由多個超大單體組成。

在此種單體建筑結(jié)構(gòu)特點影響下，如依舊采用常規(guī)的消防主機消防控制室集中布置方式，會導(dǎo)致報警主機與末端設(shè)備之間的報警線路超長。以某航站樓為例，在設(shè)計初期經(jīng)測算，采取主機集中放置的方法，單根報警總線長度超過6000m。目前行業(yè)常規(guī)消防報警系統(tǒng)總線的技術(shù)要求約在1500m 左右，距離超長會導(dǎo)致總線通信故障，消防報警系統(tǒng)無法正常使用。消防報警主機集中放置的方式顯然不適用于航站樓實際使用情況。

在實際應(yīng)用中，布置方式采取消防報警主機分散布置原則。單體航站樓設(shè)計一個主消防報警控制中心，設(shè)置火災(zāi)自動報警控制器、圖形網(wǎng)絡(luò)工作站、聯(lián)動控制盤、打印機、消防聯(lián)動電源盤、消防電話主機等設(shè)備?？梢酝瑫r設(shè)置多個消防分控室，均勻布設(shè)于航站樓內(nèi)。

消防分控室同時設(shè)置火災(zāi)報警控制器、聯(lián)動控制盤、消防聯(lián)動電源盤等設(shè)備。各消防控制室采用光纖通信連接，徹底解決通信距離問題。

2.1.2 分散布置下消防報警控制中心的通信及控制方式

在多個單體航站樓組合建筑的情況下，火災(zāi)應(yīng)急情況下消防疏散及聯(lián)動策略需要相互配合實施，同時也需要各個單體航站樓之間的消防控制中心以光纖通信為主要手段，并設(shè)計成具有多級別控制功能的消防通信主網(wǎng)絡(luò)，保證聯(lián)動策略的正確實施。

2.2 消防火災(zāi)探測器選型特點

2.2.1 高大空間處消防報警探測器的選型

根據(jù)航站樓建筑內(nèi)部各功能區(qū)域的實際情況，在公共區(qū)域（如公共商業(yè)區(qū)、值機島、候機區(qū)等）通常采用無防火墻分割的高大空間設(shè)計，保證人流便捷流動。但這種建筑結(jié)構(gòu)加大了相應(yīng)區(qū)域的火災(zāi)探測難度。

根據(jù)以往工程實際實踐，該區(qū)域地面距屋頂15～30m。一般的消防報警探頭（如智能煙感感測器、智能溫感探測器等）不能滿足火災(zāi)探測需要，必須配備與相應(yīng)空間高度相適用的探測設(shè)備，保證火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的探測精度。

（1）紅外對射探測器

火災(zāi)紅外對射探測器是利用紅外線的基本理論和特點制成的探測器，是一種應(yīng)用于大空間的消防火災(zāi)探測設(shè)備。主要分為發(fā)射端和接收端兩個部件，分別布設(shè)于被探測空間兩側(cè)。

紅外對射系統(tǒng)的運行原理是：當(dāng)其所屬發(fā)射器與接收器之間的紅外線被煙霧遮擋時，接收器所接收到的光強度會發(fā)生衰減，報警器以此判斷煙霧的存在，并發(fā)出報警信號。

在東南部某重點機場航站樓工程中，高大空間處均采用此種探測設(shè)備。紅外對射煙霧報警設(shè)備雖然在一定程度上解決了探測設(shè)備的合理安裝高度問題，但在實際應(yīng)用中同樣存在許多無法克服的弊端。其主要問題體現(xiàn)為：發(fā)現(xiàn)火情晚、報警靈敏度低、易產(chǎn)生誤報和故障、系統(tǒng)維護困難、安裝應(yīng)用困難等問題。同時，由于航站樓外觀設(shè)計要求，高大空間屋頂通常為不規(guī)則形態(tài)。異型的建筑結(jié)構(gòu)有可能對紅外探測器的光束產(chǎn)生遮擋，也限制了該種探測設(shè)備的使用范圍。

（2）極早期火災(zāi)探測器的應(yīng)用

極早期火災(zāi)探測器又名空氣采樣探測器，這種探測器可分為單管型、雙管型、四管型（多管型），根據(jù)環(huán)境要求不同選用不同規(guī)格的極早期火災(zāi)探測器。一般應(yīng)用于地鐵、機場、卷煙廠、古跡建筑、物流倉庫、電信機房、高科技廠房、潔凈室、劇院、博物館、食品加工廠等專業(yè)機房處。報警靈敏度極高，可在火災(zāi)發(fā)生初期進行報警，使人員及時處理火情，避免產(chǎn)生更大的經(jīng)濟損失[3]。

在航站樓實際應(yīng)用中，其探測特點在異型屋頂?shù)谋Ｗo實施中得到了體現(xiàn)。該種探測器同樣沒有高度要求，且相比紅外對射探測器而言，探測精度更高、報警更迅速。其體現(xiàn)出的報警特點適用于高大空間的火災(zāi)探測。同時，對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點無要求，其采樣管路可均勻分布在屋頂處，隨著建筑結(jié)構(gòu)的變化進行敷設(shè)，避免了紅外對射探測器的探測弊端。

但由于極早期火災(zāi)探測器的設(shè)計初衷為潔凈機房探測，并非專屬的高大空間探測設(shè)備，故在應(yīng)用中同樣暴露出維護困難的弊端。在我國北方污染比較嚴(yán)重的地區(qū)，其空氣過濾器部件更換頻率較大，每年在3 次以上，并必須同時進行管路吹掃工作，以保證良好的探測效果。

上述兩種探測器均有航站樓應(yīng)用的實例，在使用中也均暴露了不同的弊端，就實際使用效果比較，極早期火災(zāi)探測系統(tǒng)的適配性更好且報警迅速，更適應(yīng)航站樓的設(shè)計特點。建議在現(xiàn)階段采用極早期火災(zāi)探測系統(tǒng)對高大空間進行保護。

2.2.2 人員密集場所探測器選型

在大型民用機場航站樓的探測器布設(shè)方案中，人員密集場所是重點設(shè)計區(qū)域，主要分布在值機區(qū)、候機區(qū)、行李提取區(qū)域等。探測器應(yīng)密集布置，此種布置方式可按照規(guī)范要求進行設(shè)計。需要說明的是，在多個航站樓的實際應(yīng)用中，廁所區(qū)域均設(shè)置消防探測器保護且密度很大[4]。

在航站樓的實際使用中，廁所區(qū)域有兩個與一般建筑區(qū)域不同的特點：

第一，占地面積較大。以國內(nèi)某大型航站樓為例，其廁所區(qū)域的分布密度很大、個數(shù)多（約110 個左右），占公用區(qū)域總面積百分比超過5%。第二，火災(zāi)隱患大。根據(jù)航站樓運行實際情況，在每年的消防火災(zāi)事故中，廁所區(qū)域的火災(zāi)事故明顯高于其他區(qū)域，這往往是由于旅客違規(guī)吸煙造成的。因此，有必要在民用機場廁所區(qū)域布設(shè)消防探測器。

以上述應(yīng)用為例，在人員密集的公共區(qū)域，建議消防探測器無死角、無遺漏布置。除廁所區(qū)域外，只要出現(xiàn)單體封閉結(jié)構(gòu)且結(jié)構(gòu)屋頂不通透時，就必須加裝消防智能煙感或采用其他火災(zāi)探測手段。

2.2.3 針對機場不用場所火災(zāi)探測器配置建議

根據(jù)保護對象的固有特性選擇相適宜的火災(zāi)報警探測器類型，重要監(jiān)控區(qū)域原則上采用高性能（模擬類比、煙溫重合、軟件編址等）的火災(zāi)報警器，其靈敏度等級根據(jù)火災(zāi)初期燃燒特性和環(huán)境特征等因素進行選擇。各區(qū)域所采用的報警器形式見表1。

表1 未列出的其他場所均選擇光電感煙探測器；疏散通道的垂直防火卷簾兩側(cè)設(shè)光電感煙、感溫兩種探測器組合聯(lián)動卷簾門兩步關(guān)卡。

表1 火災(zāi)報警設(shè)備的選擇

2.2.4 手動火災(zāi)報警按鈕的布置設(shè)計

在現(xiàn)行的消防設(shè)計規(guī)范中，手動火災(zāi)報警按鈕的原則之一為：防火分區(qū)內(nèi)任何一個位置到最近的手報按鈕距離不大于30m。航站樓的手動報警按鈕設(shè)應(yīng)遵循規(guī)范要求。

值得注意的是，航站樓的功能分區(qū)多，辦票區(qū)域分為隔離區(qū)和非隔離區(qū)，且多用玻璃隔斷分割。使用方會在初始設(shè)計方案完成后對隔離區(qū)域的隔斷進行改造。這有可能造成兩個手報按鈕之間被隔離的情況，進而不能滿足相關(guān)規(guī)范要求。建議在消防深化設(shè)計初期，與使用方確定二次分割方案，并按照方案對手報安裝位置進行設(shè)計，滿足規(guī)范要求。

2.3 防排煙系統(tǒng)控制方式設(shè)計

在一般建筑中防排煙系統(tǒng)一般有三種啟動方式，即現(xiàn)場配電柜手動啟動、消防控制模塊啟動、消防控制室直啟盤遠(yuǎn)程啟動。三種啟動方式均在現(xiàn)行防火設(shè)計規(guī)范中有明確規(guī)定。

在民用機場的實際應(yīng)用中，三種啟動方式必須實現(xiàn)。在設(shè)計中遇到實際工程實踐困難：如消防直啟盤全部設(shè)置于主消防控制室中，線路敷設(shè)難度大，且占用空間較大。以國內(nèi)某航站樓為例，該航站樓單體風(fēng)機數(shù)量在270 臺左右，機房分散布置，線路全部敷設(shè)至中控室時，計算線槽規(guī)格及接線端子柜的數(shù)量均超出現(xiàn)產(chǎn)品配型，同時要求中控室面積擴大2 倍，直啟盤控制線長度電壓降超出技術(shù)要求，這顯然不符合實際工程建設(shè)情況[5]。

為保證機場航站樓排煙效果，風(fēng)機及風(fēng)口數(shù)量設(shè)置較多。在實際消防工程設(shè)計中，采取消防風(fēng)機直啟盤分散設(shè)置的方式，以各個消防控制室為單元，把該區(qū)域的消防風(fēng)機直啟盤設(shè)置于相應(yīng)消防控制室中?？s小單個消防控制室控制區(qū)域，同樣可滿足規(guī)范要求。

如在機場航站樓運行中，個別消防分控小間為無人值守，使得風(fēng)機直啟控制速度大大減慢，影響火災(zāi)時的煙氣控制效果。為解決此問題，在滿足規(guī)范要求的同時，依托消防報警自動控制系統(tǒng)的邏輯控制程序，以模塊啟動的方式，整合聯(lián)動控制盤，不牽拉實際控制線路，提高風(fēng)機直啟效率。

2.4 消防聯(lián)動策略的設(shè)計特點

大型機場航站樓火災(zāi)探測系統(tǒng)以及相應(yīng)的人員疏散策略和APM 捷運系統(tǒng)的啟動策略分析如下。

2.4.1 大空間分區(qū)聯(lián)動程序的設(shè)計

民用機場的航站樓大空間區(qū)域通常被分為一個性能化分區(qū)，性能化分區(qū)的體量往往很大，面積均在5000m2左右，個別性能化分區(qū)的面積甚至達(dá)到上萬平方米。如果以防火分區(qū)策略進行聯(lián)動，會導(dǎo)致全航站樓疏散的情況，此種防火分區(qū)聯(lián)動策略不適于航站樓的運行實際。

在實際應(yīng)用中，大空間區(qū)域的聯(lián)動設(shè)計應(yīng)結(jié)合管理方疏散策略及性能化設(shè)計書對相應(yīng)區(qū)域?qū)嵭蟹旨墑e的聯(lián)動方案。在單個防煙分區(qū)發(fā)生火情時，只對該防煙分區(qū)及周邊需要疏散的區(qū)域進行局部聯(lián)動，避免航站樓停運情況。當(dāng)火災(zāi)蔓延時，啟動高一級別聯(lián)動程序，擴大聯(lián)動區(qū)域，視火災(zāi)實際情況進行聯(lián)動。這樣既能避免小規(guī)?；鹎閷?dǎo)致全區(qū)聯(lián)動的情況，同時可以靈活聯(lián)動區(qū)域劃分，使局部區(qū)域火情有與之相適應(yīng)的消防聯(lián)動策略保護。

2.4.2 應(yīng)急疏散策略的設(shè)計

為了防止火災(zāi)導(dǎo)致運營出現(xiàn)混亂，建議大型機場航站樓采用分階段疏散策略，僅在發(fā)生極端失控事件時疏散整個航站樓內(nèi)的人員。

分階段疏散過程可以描述為：

第一，機場航站樓可以分為公共區(qū)、行李空間、管廊空間、設(shè)備機房等幾個部分。當(dāng)其中任意一個區(qū)發(fā)生火災(zāi)時，該區(qū)域的人員啟動疏散。理論上僅啟動該區(qū)的疏散廣播及報警系統(tǒng)。該區(qū)域內(nèi)的人員應(yīng)能迅速疏散至相鄰分區(qū)或其他安全地帶。

第二，由于公共區(qū)、行李空間、設(shè)備機房等均設(shè)置了自動滅火系統(tǒng)，在大多數(shù)情況下，自動滅火系統(tǒng)均應(yīng)能有效控制或撲滅火災(zāi)。

在以下兩種情況下，應(yīng)啟動航站樓的全樓疏散：

第一，火災(zāi)有蔓延和擴大的趨勢，此時考慮到火災(zāi)擴大后有可能造成嚴(yán)重的后果，應(yīng)疏散所有的人員。

第二，在噴淋或其他自動滅火系統(tǒng)啟動后，30min內(nèi)未能撲滅火災(zāi)。由于建筑內(nèi)大多數(shù)分隔墻設(shè)計為lh 耐火，且噴淋的設(shè)計噴水時間為lh，如30min 內(nèi)火災(zāi)還未撲滅，則可能對建筑后續(xù)控制火災(zāi)風(fēng)險的能力有很大的削弱，此時應(yīng)啟動全樓疏散。

2.4.3 APM 捷運系統(tǒng)消防聯(lián)動程序設(shè)計

APM 捷運系統(tǒng)即自動旅客捷運系統(tǒng)。APM 捷運系統(tǒng)是連接多個單體航站樓的運輸系統(tǒng)（見圖1APM運行示意圖），為航站樓獨有。該系統(tǒng)屬于無人駕駛系統(tǒng)，為了確保該系統(tǒng)在火災(zāi)應(yīng)急狀況下的安全運行，針對該系統(tǒng)的消防聯(lián)動策略是航站樓消防聯(lián)動設(shè)計的重點之一。一般根據(jù)APM 系統(tǒng)載客運行情況，制定兩種消防聯(lián)動策略[6]。

圖1 APM 運行示意圖

（1）當(dāng)APM 捷運系統(tǒng)處于?？空九_，車廂內(nèi)部無人時（見圖2 車廂內(nèi)部示意圖），所在航站樓發(fā)生火災(zāi)：消防聯(lián)動程序應(yīng)停止捷運系統(tǒng)運行，關(guān)閉車廂門體，避免旅客通過捷運系統(tǒng)進行不正確疏散。

圖2 車廂內(nèi)部示意圖

（2）當(dāng)APM 捷運系統(tǒng)處于運行中，車廂內(nèi)有旅客時，相關(guān)航站樓發(fā)生火災(zāi)：消防聯(lián)動程序不應(yīng)停止捷運系統(tǒng)運行，根據(jù)相關(guān)航站樓應(yīng)急事件情況，以及前期綜合應(yīng)急預(yù)案，使捷運系統(tǒng)低速運行至未發(fā)生火災(zāi)的航站樓站臺，完成車廂內(nèi)旅客疏散后停止運行。

2.4.4 消防廣播系統(tǒng)的探討

對于航站樓這樣大體量的建筑，火災(zāi)蔓延的風(fēng)險很低，沒有必要在發(fā)生局部火災(zāi)時即啟動全樓疏散。同時，全樓疏散會降低整體疏散效率，極大地影響機場的正常運營，應(yīng)盡量避免[7]。

因此，在進行火災(zāi)報警時，有必要區(qū)分著火區(qū)域與其他區(qū)域并分別進行廣播。對著火區(qū)域應(yīng)啟動應(yīng)急疏散廣播，廣播內(nèi)容示例：“乘客及工作人員請注意，您所在的區(qū)域發(fā)生火災(zāi)，請立即按疏散指示標(biāo)志前往安全的區(qū)域！”同時，應(yīng)啟動疏散警鈴、聲光報警器以及疏散指示燈等。

對其他區(qū)域，則僅做通知以使所有人員了解當(dāng)前狀態(tài)，廣播內(nèi)容示例：“乘客及工作人員請注意，本機場探測到火災(zāi)，目前火災(zāi)已得到控制，不會對您造成影響，請保持冷靜。我們將根據(jù)情況的發(fā)展進一步通知您?！?/p>

3 結(jié)語

在現(xiàn)代化的民用航站樓建設(shè)中，消防報警系統(tǒng)的設(shè)計必須根據(jù)航站樓建筑規(guī)模、防火分區(qū)（性能化分區(qū)）劃分、疏散策略、具體消防設(shè)施配置等多方面的綜合條件，選擇最優(yōu)的消防報警及聯(lián)動策略。依照每個航站樓的自有特點，配備不同種類的火災(zāi)探測手段、消防聯(lián)動方案，達(dá)到火災(zāi)探測的及時、有效性。聯(lián)動策略分級別、分區(qū)域、分系統(tǒng)進行細(xì)化設(shè)計，保證聯(lián)動策略的合理性、聯(lián)動動作的可靠性，確保人民生命和財產(chǎn)安全。