《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》在地下車站適用性研究

江 琴

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100034）

軌道交通工程地下車站消防給水系統(tǒng)主要由消火栓給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)組成。2014年 10月1日，《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB 50974—2014，以下簡稱《水消規(guī)》)正式頒布實(shí)施，由于《水消規(guī)》在《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50157—2013)基礎(chǔ)上對地鐵工程消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)新增了條款，且各地消防部門對《水消規(guī)》相關(guān)條款的理解不盡相同，因此，軌道交通工程地下車站消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)如何執(zhí)行《水消規(guī)》成為軌道交通工程給排水行業(yè)內(nèi)部爭議較多的問題。自《水消規(guī)》正式頒布以來，國內(nèi)各大城市軌道交通地下車站消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案差異及爭議均較大，對軌道交通消防給水系統(tǒng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)產(chǎn)生了不利影響。

1 《水消規(guī)》與《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》差異條款分析

2014版《水消規(guī)》適用范圍涵蓋了軌道交通工程，其相關(guān)條款及要求部分與2013版《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》不一致，具體情況如表1所示。

表1 《水消規(guī)》與《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)條款差異性Tab.1 Differences among the standard of water removal and metro design specifications

1.1 消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量

地鐵工程為線性工程，地下車站體量較大，地下部分建筑體積均超過50 000 m3，地面建筑如出入口、風(fēng)亭建筑體積不足5 000 m3，根據(jù)《水消規(guī)》第3.3.2條的要求，地下車站室外消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量取值為30 L/s，而室內(nèi)消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量則按《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)取值20 L/s執(zhí)行。相比《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，《水消規(guī)》對地下車站室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量提出了更高要求。

由于車站室外消防設(shè)計(jì)流量已超過20 L/s，若車站周圍市政給水水源為單水源或者車站周圍無市政給水水源，則地下車站至少要在室外設(shè)置有效容積不小于216 m3的室外消防水池和消防泵房。

1.2 室外消火栓設(shè)置數(shù)量及位置

根據(jù)《水消規(guī)》第7.3.4條規(guī)定，軌道交通地下車站每個(gè)出入口5～40 m范圍內(nèi)均應(yīng)設(shè)置室外消火栓，可利用市政既有消火栓或者新建。而《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》對室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量無要求，既有工程地下車站室外消火栓一般設(shè)置于車站市政給水引入管上，距離水泵接合器15～40 m范圍內(nèi)布置。

地下車站一般沿城市道路建設(shè)，車站主體位于道路側(cè)方或正下方，為吸引客流，出入口需要沿道路四個(gè)象限布置，出入口數(shù)量較多且出入口之間距離較遠(yuǎn)，部分出入口結(jié)合下沉廣場、周邊商業(yè)開發(fā)或樞紐布置。若在每個(gè)出入口附近5～40 m范圍內(nèi)均設(shè)置室外消火栓，則需要增加與城市自來水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)接口，或者地鐵工程單獨(dú)布置室外消火栓系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)，對于與下沉廣場、商業(yè)、樞紐等工程結(jié)合設(shè)置的出入口室外消火栓設(shè)置存在一定問題。

1.3 消防泵房設(shè)置位置

根據(jù)《水消規(guī)》第5.5.12條第2款規(guī)定，附設(shè)在建筑物內(nèi)的消防水泵房，不應(yīng)設(shè)置在地下3層及以下，或室內(nèi)地面與室外出入口地坪高差大于10 m的地下樓層。既有軌道交通工程地下車站消防泵房一般設(shè)置在車站站廳設(shè)備用房緊急疏散通道或出入口通道側(cè)，主要為方便消防隊(duì)員到達(dá)。

地下車站從地面向下，依次為出入口、人行通道、站廳、站臺(tái)及地下區(qū)間，車站消防控制室位于車站站廳或設(shè)備層，從國內(nèi)外軌道交通火災(zāi)情況分析，地下車站及區(qū)間火災(zāi)一般位于車站站廳、站臺(tái)(含設(shè)備用房區(qū))以及地下區(qū)間位置。目前，北京、上海等大型城市軌道交通運(yùn)營里程已達(dá)到600 km以上，線網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜呈立體交叉模式，換乘車站多、規(guī)模大。隨著軌道交通線網(wǎng)逐漸完善，各大城市新建線路車站深埋已成常態(tài)，車站站廳層地面距離室外地坪已超過10 m。而對于重慶這種山區(qū)城市，城市地面高差起伏大，已開通線路的大部分車站站廳埋深已遠(yuǎn)超過10 m。若按《水消規(guī)》的要求執(zhí)行，則消防泵房將隨出入口及風(fēng)道附屬工程在地下設(shè)置，消防泵房地面距離室外地坪高度不超過10 m。

總之，《水消規(guī)》對軌道交通地下車站消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更為嚴(yán)格的要求，但在實(shí)際工程應(yīng)用中其問題也較為突出。

2 《水消規(guī)》規(guī)范組回函意見及執(zhí)行情況

2.1 《水消規(guī)》規(guī)范組回函意見

鑒于《水消規(guī)》相關(guān)條款在軌道交通工程應(yīng)用中存在一定問題，2015年，中國城市軌道交通協(xié)會(huì)安全管理專業(yè)委員會(huì)攜設(shè)計(jì)院與《水消規(guī)》規(guī)范編寫組就具體問題進(jìn)行溝通協(xié)商，《水消規(guī)》規(guī)范編寫組對與《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》差異性條款進(jìn)行了逐條回復(fù)，主要回復(fù)意見如下：

地鐵工程室外消火栓設(shè)計(jì)流量應(yīng)按《水消規(guī)》第3.3.2條執(zhí)行，當(dāng)市政水源為單水源，且設(shè)置室外消防水池確有困難時(shí)，室外消火栓設(shè)計(jì)流量可適當(dāng)減少，但不得小于《水消規(guī)》第3.5.6條室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量；

地鐵工程地下車站的消防水泵房應(yīng)設(shè)置在地鐵車站站廳層及以上樓層；

地鐵工程室外消火栓的設(shè)置位置和數(shù)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《水消規(guī)》的有關(guān)規(guī)定，但當(dāng)設(shè)置數(shù)量在工程實(shí)施中確有困難時(shí)，其設(shè)置數(shù)量應(yīng)滿足滅火救援的要求，且不應(yīng)少于2個(gè)。

考慮到軌道交通工程地下車站設(shè)計(jì)的特殊性及實(shí)施難度，《水消規(guī)》規(guī)范組對規(guī)范執(zhí)行確有困難的車站消火栓系統(tǒng)相關(guān)條款做了適當(dāng)調(diào)整，具體為：對于設(shè)置室外消防水池難度較大的車站，室外消防給水設(shè)計(jì)流量可從30 L/s調(diào)整至20 L/s，室外消火栓調(diào)整為在至少2個(gè)出入口5～40 m范圍內(nèi)設(shè)置，消防泵房應(yīng)設(shè)置在地下車站站廳及以上樓層。《水消規(guī)》規(guī)范組回函針對地下車站建筑布局特點(diǎn)，提出的回函意見更好地適應(yīng)了地鐵工程的特點(diǎn)和功能需求。

2.2 各地地下車站消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況

因規(guī)范組回函意見其法律效力不能等同于國家規(guī)范，國內(nèi)各地消防部門對《水消規(guī)》規(guī)范組回函意見均產(chǎn)生了不同的理解，具體問題集中在室外消防流量取值和室外消火栓設(shè)置數(shù)量及位置等方面。由此而帶來的結(jié)果是目前國內(nèi)在建工程軌道交通地下車站消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案多樣性和差異性非常大，給設(shè)計(jì)、施工圖強(qiáng)審和消防建審造成了較大困擾。以下以單水源車站形式為例，對國內(nèi)各地軌道交通比較有代表性的消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比分析。

2.2.1 方案1

消防給水系統(tǒng)完全按《水消規(guī)》回函意見執(zhí)行。室外消防給水系統(tǒng)按20 L/s設(shè)計(jì)，室外2個(gè)出入口設(shè)置消火栓。

在單水源條件下，地下車站2個(gè)出入口5～40 m范圍內(nèi)分別設(shè)置2個(gè)室外消火栓，室外消火栓系統(tǒng)水源從市政枝狀管網(wǎng)接出。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)在車站內(nèi)設(shè)置144 m3消防水池和消防泵房，如圖1所示。

2.2.2 方案2

消防給水系統(tǒng)部分按《水消規(guī)》回函執(zhí)行，室外消火栓系統(tǒng)按30 L/s設(shè)計(jì)(見圖2)。

車站室外消防給水系統(tǒng)設(shè)置 216 m3室外消防水池和取水口，不設(shè)置消防加壓泵。車站每個(gè)出入口5～40 m范圍內(nèi)均設(shè)置室外消火栓，水源從市政枝狀管網(wǎng)接出。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)在車站內(nèi)設(shè)置144 m3消防水池和消防泵房。

圖1 室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1Fig.1 Outdoor fire water supply system design plan 1

圖2 室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2Fig.2 Outdoor fire water supply system design plan 2

2.2.3 方案3

消防給水系統(tǒng)部分按《水消規(guī)》回函執(zhí)行，室外消火栓系統(tǒng)按30 L/s設(shè)計(jì)(見圖3)。

圖3 室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3Fig.3 Outdoor fire water supply system design plan 3

車站室外設(shè)置216 m3室外消防水池和取水口，不設(shè)置消防加壓泵。兩個(gè)出入口5～40 m范圍內(nèi)分別設(shè)置2個(gè)室外消火栓，室外消火栓系統(tǒng)水源從市政枝狀管網(wǎng)接出。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)在車站內(nèi)設(shè)置144 m3消防水池和消防泵房。

2.2.4 方案4

消防給水系統(tǒng)部分按《水消規(guī)》回函執(zhí)行，室外消火栓系統(tǒng)按20 L/s設(shè)計(jì)(見圖4)。

圖4 室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案4Fig.4 Outdoor fire water supply system design plan 4

車站室外設(shè)置288 m3消防水池和取水口，儲(chǔ)存室內(nèi)和室外消防給水系統(tǒng)流量，設(shè)置室內(nèi)消防加壓泵，不設(shè)置室外消防加壓泵。2個(gè)出入口5～40 m范圍內(nèi)分別設(shè)置2個(gè)室外消火栓，室外消火栓系統(tǒng)水源從市政枝狀管網(wǎng)接出。

2.2.5 方案5

消防給水系統(tǒng)全部按《水消規(guī)》回函執(zhí)行，室外消防給水系統(tǒng)按30 L/s設(shè)計(jì)(見圖5)。

圖5 室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5Fig.5 Outdoor fire water supply system design plan 5

車站室外設(shè)置360 m3消防水池，儲(chǔ)存室內(nèi)和室外消防給水系統(tǒng)流量，車站設(shè)置1套室內(nèi)、室外合用消防泵組，室外及室內(nèi)消防給水系統(tǒng)分別在車站內(nèi)成環(huán)布置。每個(gè)出入口5～40 m范圍內(nèi)均設(shè)置室外消火栓。

2.2.6 方案6

消防給水系統(tǒng)全部按《水消規(guī)》回函執(zhí)行，與方案5不同之處在于車站室內(nèi)和室外消防給水系統(tǒng)分別設(shè)置1套加壓泵組分別供給室內(nèi)、室外消防給水系統(tǒng)(見圖6)。

圖6 室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案6Fig.6 Outdoor fire water supply system design plan 6

2.2.7 小結(jié)

上述各種室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的差異性主要集中在單水源條件下，地下車站是否設(shè)置室外消防水池、消防泵組，每個(gè)出入口是否均需要設(shè)置室外消火栓這3個(gè)問題上，各地消防部門對規(guī)范的不同理解造成了各種組合設(shè)計(jì)方案百花齊放的結(jié)果。

2.3 經(jīng)濟(jì)及征地情況分析

軌道交通工程沿市政道路建設(shè)，受城市自來水總體規(guī)劃影響，車站周圍市政自來水單水源情況比比皆是，這個(gè)問題在二線和三線城市尤為突出。以中南某城市軌道交通為例，全線22座車站，除3座車站市政自來水能提供雙水源外，其他18座車站市政自來水均只能提供單水源，以單個(gè)車站計(jì)算，消防給水系統(tǒng)采用方案6與方案1比較，每個(gè)車站約增加投資95萬元，室外增加征地面積約120 m2，全線18座車站共增加投資將達(dá)約1 710萬元，征地總面積增加2 160 m2。而地鐵沿線既有道路紅線狹窄，地鐵地面工程征地協(xié)調(diào)困難，室外消防水池建設(shè)投資大，征地問題等對軌道交通工程建設(shè)增加了一定難度。

3 地鐵工程消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

截至2017年底，我國大陸運(yùn)營城市軌道交通的城市達(dá)31座，通車線路139條，總通車?yán)锍踢_(dá)4 452.9 km。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的提速，城市聚集效應(yīng)明顯，將有越來越多的城市擁有軌道交通線路。國內(nèi)各地軌道交通消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案目前未形成規(guī)范性統(tǒng)一的做法，由此帶來軌道交通消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不確定性，給設(shè)計(jì)、施工圖強(qiáng)審和消防建審工作制造了困難，對軌道交通的建設(shè)造成了不利影響。因此，盡快統(tǒng)一軌道交通消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)勢在必行。

《水消規(guī)》從民用建筑消防救援的角度對軌道交通地下車站消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高要求，但軌道交通工程作為線性工程，其車站、區(qū)間設(shè)計(jì)均有其自身特點(diǎn)，地下車站主要以地下工程為主，地面建筑僅為出入口及風(fēng)亭。地下車站室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量選擇及室外消火栓的設(shè)置如何能滿足消防隊(duì)員實(shí)際救援要求，消防泵房的設(shè)置位置如何保障消防隊(duì)員及時(shí)到達(dá)實(shí)施救援，如何保證軌道交通消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安全，通過結(jié)合地鐵工程特點(diǎn)、消防實(shí)際救援及《水消規(guī)》的具體要求，尋找最適合地鐵工程的消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，形成軌道交通自身的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范國內(nèi)各地軌道交通地下車站消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是軌道交通消防給水專業(yè)研究的重點(diǎn)，值得進(jìn)一步探討。