淺析常州奔牛機場空管建筑消防設計

陳俊

（上海民航新時代機場設計研究院有限公司，上海 200335）

1 概述

現(xiàn)代空中交通管制涉及飛行的全過程，從駛出機坪開始，經(jīng)過起飛爬升，進入航路，通過報告點到目的機場降落位置，飛機始終處于監(jiān)視和管制之下。在這個過程中，管制分為三級即塔臺管制、進近管制和區(qū)域管制。塔臺管制主要是維持機場的飛行秩序，指揮滑行和起降，防止發(fā)生碰撞，其核心即為航管樓及塔臺。

常州奔牛機場航管樓為三層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積2170m2，設計為一個防火分區(qū)。建筑內(nèi)設有兩部樓梯，其中一部直達屋頂，位于盡端房間的門到樓梯的距離不大于20m，平面布局滿足垂直交通和水平疏散的要求。耐火等級為二級，航管樓底層主要安排有：進線配線室/程控交換機房、UPS室、配電室、鋼瓶間、辦公室、會客室、值班室等；二層主要安排有通信機房、培訓室（預留）、監(jiān)控室、技術(shù)講評室、設備維修室、備件資料室、值班室等；三層主要安排有氣象預報室、氣象機房、氣象資料室、站情室、航行講評室、應急救援指揮中心、值班室等；屋頂布置了衛(wèi)星云圖接收天線、KU衛(wèi)星天線、VHF收信天線、GPS時鐘天線等。

塔臺為九層的筒體結(jié)構(gòu)，29.40m以下為鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，設有垂直交通系統(tǒng)：一部樓梯和一部電梯（兼消防電梯）。塔臺29.40～33.90m為設備用房、休息室、衛(wèi)生間，塔臺33.90m以上為指揮層。

航管樓與塔臺通過三層連廊相連通，構(gòu)成一個整體建筑，如圖1所示。

圖1 常州航管樓、塔臺立面圖

2 空管建筑特點及分析。航管樓和塔臺為一體建筑，主體建筑航管樓為三層（未超24m），各樓層主要分布空管各工藝設備機房等。塔臺部分為特殊的建構(gòu)筑物，核心筒建筑面積小，建筑高度較高，29.40m以下由鋼筋混凝土核心筒、樓梯及消防電梯組成，沒有具體的功能用房，無人停留，無可燃物，實質(zhì)為一交通通道。塔臺29.40m以上為工藝設備用房、休息室及指揮層等，塔臺屋面上為雷達天線等設施。由于本建筑的特殊重要性，塔臺指揮層管制員不能隨意離崗，各工藝設備用房內(nèi)設施昂貴等原因，對人員及設備安全要求都極嚴格，故對航管樓和塔臺內(nèi)的各工藝設備用房、指揮層等設置了主動型滅火系統(tǒng)--煙烙盡氣體自動滅火系統(tǒng)。

根據(jù)《民用建筑設計通則》中定義，公共建筑為供人們進行各種公共活動的建筑。而航管樓和塔臺是機場正常運作、控制飛機起飛和降落的"心臟"，為空管專業(yè)類特殊建筑，受到嚴格管制，不同于公共建筑，現(xiàn)行規(guī)范也沒有明確的規(guī)定。若按照《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（以下簡稱"高規(guī)"）的要求，可確定室內(nèi)外消防流量均為20L/s，一次火災延續(xù)時間為2小時，自動噴水滅火系統(tǒng)流量為20.8 L/s，一次火災延續(xù)時間為1小時，設置12m3屋頂消防水箱。但建筑最高處塔臺屋頂設有雷達天線等，無法設置消防水箱，并且航管樓塔臺內(nèi)主要設備用房均設置了煙烙盡氣體自動滅火系統(tǒng)等，再按高規(guī)設計已無實際意義。

根據(jù)建筑防火設計的原則：在建筑防火設計中，必須遵循國家的有關(guān)方針政策，從全局出發(fā)，針對不同建筑的火災特點，結(jié)合具體工程、當?shù)氐牡乩憝h(huán)境條件、經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展水平和消防施救能力等實際情況進行建筑防火設計。并且要求正確處理好生產(chǎn)與安全的關(guān)系、合理設計與消防投入的關(guān)系，努力追求和實現(xiàn)建筑消防安全水平與經(jīng)濟高效的統(tǒng)一。

故本次設計秉著防火設計原則和"預防為主、防消結(jié)合"的消防工作方針基礎(chǔ)上，遵循《建筑設計防火規(guī)范》，綜合分析考慮對規(guī)范作適當突破，靈活運用，做到安全可靠，經(jīng)濟合理。

3 消防系統(tǒng)

3.1 室外消火栓系統(tǒng)。航管樓及塔臺室內(nèi)生活及消防用水由航站區(qū)環(huán)狀供水管網(wǎng)直接供給。為確保供水可靠性，采用二路進水管從航站區(qū)給水管網(wǎng)（DN300）引入航管小區(qū)，進水管管徑DN100，室外給水管網(wǎng)水壓為0.40MPa。建筑物的室外消防流量為20L/s，航管樓及塔臺在航站區(qū)消火栓（共3個）保護范圍內(nèi)，不再增設。

3.2 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。室內(nèi)消火栓用水量：10L/s。航管樓室內(nèi)消防管道布置成環(huán)狀，兩路進水。單出口消火栓布置滿足任一著火點有二股充實水柱到達，消火栓箱下置滅火器。室外供水管網(wǎng)供水壓力0.40MPa，能滿足用水壓力要求。

塔臺總高39.65m，體積較小可燃物少，已設置滅火器消防系統(tǒng)，并且重要設備部位已設置煙烙盡氣體消防系統(tǒng)。綜合考慮本建筑的重要性，根據(jù)現(xiàn)行《建筑設計防火規(guī)范》設置手動干式消火栓滅火系統(tǒng)。

3.3 消防排水。在塔臺外墻與消防電梯井外墻處設置消防集水坑，有效容積不小于2m3，設置二臺潛污泵（一用一備），每臺流量>10L/s。

3.4 建筑滅火器系統(tǒng)。航管樓及塔臺均按嚴重危險級設計，滅火器采用5kg磷酸銨鹽干粉型滅火器，布置于消火栓下室或?qū)Ｓ玫臏缁鹌飨鋬?nèi)。

3.5 煙烙盡氣體自動滅火系統(tǒng)。由于通信、導航、氣象等設備機房貴重場所，不能有水漬損失。因此，航管樓及塔臺內(nèi)的重要和貴重設備間采用統(tǒng)一的氣體自動滅火組合分配系統(tǒng)，既可方便管理又可節(jié)省費用。

煙烙盡氣體為52%氮氣、40%氬氣、8%二氧化碳的混合氣體，當它依一定的設計滅火濃度釋放于保護區(qū)域時，在1分鐘以內(nèi)將氧氣濃度降至12.5%，從而使燃燒無法繼續(xù)。

3.5.1 煙烙盡氣體消防特點

煙烙盡氣體的成分為自然存在于空氣中的三種氣體，其狀態(tài)穩(wěn)定，在滅火過程中，不發(fā)生化學變化，無毒副產(chǎn)品，是無污染產(chǎn)品。同時滅火效果可延長浸潤時間，防止復燃。由于煙烙盡氣體組分始終存在于大氣環(huán)境中，故在運用時間上更具長期應用價值。當環(huán)保要求提高或人類生存環(huán)境進一步惡化時，也不會被禁用，可避免系統(tǒng)更換而引起的投資浪費。并且煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)設置時，系統(tǒng)管道阻力小，輸送距離長，可保護多個保護區(qū)。煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)可解決消防設施提供安全保障時的缺陷和負面因素，對于始終有人員活動的場所，采用該氣體可避免氣體滅火系統(tǒng)事故時對現(xiàn)場人員的傷害。航管樓及塔臺被保護區(qū)域分散，距離較遠。對于其他氣體消防系統(tǒng)很難做到，而煙烙盡系統(tǒng)可將鋼瓶集中布置，設置在距離保護區(qū)150m范圍之內(nèi)，形成一個鋼瓶間，既可有利于工藝、建筑專業(yè)的布置，又可對鋼瓶集中管理，有利于操作、維修等。

3.5.2 煙烙盡系統(tǒng)布置

航管樓塔臺采用一套氣體消防滅火系統(tǒng)，保護范圍為：航管樓二層培訓室、通信機房；航管樓三層氣象機房；塔臺設備間，塔臺指揮層。設計采用組合分配系統(tǒng)，設一個鋼瓶間。最大容積（556.50m3）為通信機房，鋼瓶數(shù)23（瓶），每瓶80升。

控制：鋼瓶間設有緊急機械啟動按鈕，保護區(qū)外設有手動啟動按鈕，通過報警探頭和消防控制中心實現(xiàn)火災認定和自動控制。

3.6 火探管式自動探火滅火系統(tǒng)

3.6.1 火探管式自動探火滅火系統(tǒng)特點

火探管式自動探火滅火裝置是一套簡單、低成本且可靠的獨立自動滅火系統(tǒng)，不需要電源，無需專門的煙、溫感探測器，無需復雜的設備及管線，利用自身儲壓，能快速、準確、有效的探測及撲滅火源，集報警和滅火于一體，將火災撲滅在最初階段?；鹛焦苁阶詣犹交饻缁鹧b置是由裝有滅火劑的壓力容器、容器閥及能釋放滅火劑的火探管和（或）釋放管等組成。將火探管置于靠近或在火源最可能發(fā)生處的上方，同時，依靠沿火探管的諸多探測點進行探測。一旦著火時，火探管在受熱溫度最高處被軟化并爆破，將滅火介質(zhì)通過火探管本身或噴嘴釋放到被保護區(qū)域。航管樓的配電室及UPS室空間較大，里面只有部分設備是主要的危險源，需要滅火保護，故對這些局部危險性大的設備采用小型自動滅火裝置--火探管式自動探火滅火裝置進行保護，以節(jié)約造價。

3.6.2 火探管式自動探火滅火系統(tǒng)布置

火探自動探火及滅火裝置采用局部全淹沒式滅火方式，要求所保護的設備相對封閉或空間相對封閉。采用組合分配原則對系統(tǒng)進行保護，共設置三套直接式CO2火探管自動探火滅火裝置，滅火控制方式為自動。

4 結(jié)語。本次消防設計理念在圖紙審查及消防審查中，得到了專家、業(yè)主及消防主管部門認可，并付諸于實施。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，機場建設高潮興起，此類空管建筑還有一二次雷達、氣象雷達、場監(jiān)雷達建筑等不斷出現(xiàn)，現(xiàn)行規(guī)范均沒有對此類行業(yè)特殊建筑作出詳細或原則規(guī)定。如果設計人員生搬硬套規(guī)范，從嚴執(zhí)行，則不符合現(xiàn)行基建、消防方針及節(jié)能減排政策，造成浪費，故相關(guān)規(guī)范亟需發(fā)展與完善。

[1]張媛媛.太原武宿機場改擴建空管工程--塔臺工程消防設計.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2008,14(18):195-196.

[2]談至明等編著.機場規(guī)劃與設計.北京：人民交通出版社，2010.1.