軌道交通地下車(chē)站消火栓布置分析

【摘要】為規(guī)范地鐵的消火栓布置，本文對(duì)消火栓的充實(shí)水柱、保護(hù)半徑進(jìn)行計(jì)算，對(duì)消火栓的幾種布置形式進(jìn)行了對(duì)比分析，總結(jié)了不同車(chē)站形式的消火栓的最優(yōu)布置方式。

【關(guān)鍵字】軌道交通；消火栓

Analysis of hydrant layout in underground rail stations

Rui Daoqiang

（College of Environmental Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，200092）

Abstract： The full water column and protection radius of hydrants is calculated and the comparison analysis of several layouts of hydrants is carried out to optimize the locations of hydrants. The optimal layout of hydrants in different subway stations is summarized in this paper.

Key words： urban rail transit； hydrant

引 言

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》28.3.8 地鐵室內(nèi)消火栓的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：[1]：

1）消火栓的布置應(yīng)保證每個(gè)防火分區(qū)同層有兩只水槍的充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何部位；

2）消火栓的間距應(yīng)按計(jì)算確定，但單口單閥消火栓不應(yīng)超過(guò)30m，雙口雙閥消火栓不應(yīng)超過(guò)50m。地下區(qū)間隧道（單洞）內(nèi)消火栓的間距不應(yīng)超過(guò)50m。人行通道內(nèi)消火栓間距不應(yīng)超過(guò)30m；

實(shí)際布置時(shí)，地下車(chē)站和地下區(qū)間消火栓系統(tǒng)從兩路進(jìn)水管上各接出1根DN150消防干管，在車(chē)站縱向和橫向分別連通形成環(huán)狀供水管網(wǎng)。地下區(qū)間每條隧道分別從地下車(chē)站消火栓環(huán)狀管網(wǎng)上引入一根消火栓給水干管，沿隧道一側(cè)布置，使地鐵車(chē)站和區(qū)間形成環(huán)狀消防供水管網(wǎng)。站廳層一般采用單栓消火栓，站臺(tái)層公共區(qū)采用雙栓消火栓。如下圖所示：

圖1 揚(yáng)水管從泵房頂部出地面

Fig.1

站廳層公共區(qū)消火栓的布置間距，和消火栓的保護(hù)半徑R及站廳層寬度B有關(guān)，應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。本文通過(guò)對(duì)站廳公共區(qū)幾種不同的消火栓布置方式的對(duì)比分析，選擇出最經(jīng)濟(jì)、合理、簡(jiǎn)單的方案。

1、消火栓保護(hù)半徑計(jì)算

1.1消火栓充實(shí)水柱計(jì)算

消火栓充實(shí)水柱按照下面幾種方法計(jì)算或取值，取其中最大值：

1）根據(jù)《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施（2OO9年版）給水排水》7.1.5，按下列公式計(jì)算[2]：

式中：Sk-水槍的充實(shí)水柱長(zhǎng)度（m）；

H1-室內(nèi)最高著火點(diǎn)離地面高度（m）；

H2-水槍噴嘴離地面高度（m），一般為1m；

α-水槍上傾角（°）

地鐵車(chē)站站廳層的高度一般為4500mm，則計(jì)算出

Sk=（4.5-1）/sin（45°）=4.95m

2）根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]28.3.8條要求，地下車(chē)站水槍充實(shí)水柱長(zhǎng)度不應(yīng)小于10m。

3）根據(jù)水槍最小出流量計(jì)算。公共區(qū)消火栓箱栓口直徑為DN65，采用L=25m纖維襯膠水龍帶，水槍噴嘴為?19，每支水槍的最小出流量為5l/s。查《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施（2OO9年版）給水排水》表7.1.5-3“水槍充實(shí)水柱、壓力和流量”[2]可得到Sk=11.45米。

4）《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[3]7.4.12 室內(nèi)消火栓栓口壓力和消防水槍充實(shí)水柱，應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1） 高層建筑、廠房、庫(kù)房和室內(nèi)凈空高度超過(guò)8m的民用建筑等場(chǎng)所，消火栓栓口動(dòng)壓不應(yīng)小于0.35MPa，且消防水槍充實(shí)水柱應(yīng)按13m計(jì)算；其他場(chǎng)所，消火栓栓口動(dòng)壓不應(yīng)小于0.25MPa，且消防水槍充實(shí)水柱應(yīng)按10m計(jì)算。

根據(jù)以上4種結(jié)果，地下車(chē)站消火栓充實(shí)水柱取10m。

1.2消火栓保護(hù)半徑計(jì)算

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》10.2.1，消火栓的保護(hù)半徑按照下列公式計(jì)算：[3]

式中：R-消火栓保護(hù)半徑（m）；

k-水帶彎曲折減系數(shù)，宜根據(jù)水帶轉(zhuǎn)彎數(shù)量取0.8～0.9，本例中取0.8；

Ld-水龍帶長(zhǎng)度（m），本例中取25m ；

Ls— 水槍充實(shí)水柱長(zhǎng)度在平面上的投影長(zhǎng)度（m ）。當(dāng)水槍傾角為45°時(shí)，Ls= 0.71Sk；

Sk-水槍充實(shí)水柱長(zhǎng)度（m），取10m。

則R=0.8×25+10×0.71=27.1（m）。。

1.3消火栓布置間距計(jì)算

要求相鄰兩支水槍的充實(shí)水槍同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何部位時(shí)，消火栓的間距應(yīng)按下列公式計(jì)算：

式中：S——消火栓間距，m；

R——消火栓保護(hù)半徑，m；

b——消火栓最大保護(hù)寬度。

2、消火栓布置形式分析

根據(jù)車(chē)站寬度B不同，消火栓分以下幾種布置方式。如圖2～5所示：

圖2 站廳層公共區(qū)消火栓布置方式（一）

圖3站廳層公共區(qū)消火栓布置方式（二）

圖4站廳層公共區(qū)消火栓布置方式（三）

圖5站廳層公共區(qū)消火栓布置方式（四）

方式（一）中，車(chē)站寬度B大于消火栓保護(hù)半徑R，消火栓必須分2排布置，消火栓的保護(hù)寬度取車(chē)站寬度的一半，即b=B/2。當(dāng)車(chē)站的寬度B小于消火栓的保護(hù)半徑R時(shí)，消火栓的最大保護(hù)寬度b可以為B/2，如方式（二）；也可以為B，如方式（三）和方式（四）。

3、車(chē)站消火栓布置方式分析

從以上分析可知，消火栓的布置方式與車(chē)站的寬度B有關(guān)。我們可以找出這4種布置方式中B的臨界值，依此來(lái)選擇最優(yōu)的方式進(jìn)行布置。

方式（一）和（二）中，消火栓的布置間距為：

方式（三）和（四）中，消火栓的布置間距為：

假設(shè)公共區(qū)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=100m，站臺(tái)寬度B取整（從10m取到32m），消火栓的數(shù)量N取整，通過(guò)試算得出如下結(jié)果：

寬度 長(zhǎng)度 保護(hù)間距 數(shù)量 數(shù)量

B L S1，2 S3，4 N1，2 N3，4

m m m m 個(gè) 個(gè)

8 100 26.8 25.89 10 5

9 100 26.72 25.56 10 5

10 100 26.63 25.19 10 5

11 100 26.54 24.77 10 5

12 100 26.43 24.3 10 5

13 100 26.31 23.78 10 5

14 100 26.18 23.2 10 5

15 100 26.04 22.57 10 5

16 100 25.89 21.87 10 6

17 100 25.73 21.1 10 6

18 100 25.56 20.26 10 6

19 100 25.38 19.32 10 6

20 100 25.19 18.29 10 6

21 100 24.98 17.13 10 7

22 100 24.77 15.82 10 7

23 100 24.54 14.33 10 8

24 100 24.3 12.59 10 9

25 100 24.04 10.46 10 11

26 100 23.78 7.64 10 14

27 100 23.5 2.33 10 44

28 100 23.2 10

29 100 22.89 10

30 100 22.57 10

31 100 22.23 10

32 100 21.87 12

4、車(chē)站消火栓布置方式選擇

B型車(chē)島式車(chē)站公共區(qū)的一般剖面如下圖所示：

圖6站廳層公共區(qū)消火栓布置方式（四）

Fig.6

通過(guò)上表計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)車(chē)站寬度B>25m時(shí)，消火栓的保護(hù)寬度取車(chē)站寬度的一半比較經(jīng)濟(jì)合理。

標(biāo)準(zhǔn)單島式地下車(chē)站的站臺(tái)寬度一般取8米～14米，加上兩側(cè)隧道的寬度，公共區(qū)總寬度大概在15米～21米之間，可選用方式（三）和（四）布置。

多島式地下車(chē)站，至少還需要再加上一島和一個(gè)隧道的寬度，公共區(qū)總寬度至少在25米以上，采取方式（一）和（二）。

結(jié)語(yǔ)

地下車(chē)站消防環(huán)網(wǎng)一般站廳層水平成環(huán)，站臺(tái)層豎向成環(huán)。因此對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)島式地下車(chē)站來(lái)說(shuō)，消火栓應(yīng)參照方式（三）錯(cuò)開(kāi)布置更為合理。對(duì)于多島式站臺(tái)來(lái)說(shuō)，錯(cuò)開(kāi)式布置已經(jīng)不能滿足充實(shí)水柱的覆蓋要求，應(yīng)采用方式（一）和（二）布置。

由于篇幅有限，本文只選取了簡(jiǎn)單的島式站臺(tái)進(jìn)行了分析，對(duì)于側(cè)式及島-側(cè)式車(chē)站，可以根據(jù)同樣的計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比分析后選擇合適的消火栓布置方式。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50015-2003，建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施（2OO9年版）給水排水》[3]GB 509745-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》

作者簡(jiǎn)介：芮道強(qiáng)（1983-），男，安徽蕪湖人，2004年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)給水排水專(zhuān)業(yè)，本科，工程師，現(xiàn)在廈門(mén)軌道交通集團(tuán)有限公司從事城市軌道交通工程建設(shè)管理。