地鐵線網(wǎng)控制中心消防與給排水設計簡析

文｜廣州地鐵設計研究院股份有限公司 葉東旭

地鐵線網(wǎng)控制中心擔負著城市多條線路的調度任務，密切關系到地鐵運營的安全。它相比于其他地鐵設施，規(guī)模更大、涉及專業(yè)更多、設備更復雜，是一座集合多種功能與任務的綜合性高層建筑。因此它的設計難度比一般的高層建筑更大，具有自身的獨特之處。本文以某市地鐵線網(wǎng)控制中心為例，介紹分析控制中心的給排水及消防設計。

1.項目概況

本項目為某市軌道交通工程的線網(wǎng)控制中心，位于車輛段內，與綜合樓合建?？刂浦行姆譃槿箻呛退莾刹糠?。該控制中心為鋼筋混凝土框架結構，是一類高層綜合樓，塔樓十五層，裙樓四層，建筑高度65.8m，體積＞50000m3，室內外高差0.300m，室外地面標高-0.300。本項目為該市第二線網(wǎng)控制中心，同時具備線網(wǎng)指揮中心、線網(wǎng)制票及清分中心、信息中心、線網(wǎng)門禁授權中心等功能。其中首層、二層主要為六條線規(guī)模的設備房，三層、四層主要為中央控制室及其調度管理用房，五層及以上主要為生產(chǎn)管理用房。

2.消防給水及氣體滅火系統(tǒng)

2.1 消火栓系統(tǒng)

該控制中心消火栓室外消火栓用水量按40 L/s 計，室內消火栓用水量按40 L/s 計，火災持續(xù)時間3h。消防泵房及水池設置于地下室，室內消防泵組設置兩臺臥室消防泵，一用一備。消防水池存儲室內、外消火栓用水和噴淋用水，共計990m3。

鑒于該控制中心高度較高，為合理設置消火栓系統(tǒng)，采用豎向分區(qū)。1～4 層消火栓由低區(qū)消火栓系統(tǒng)供水，5 層及以上消火栓由高區(qū)消火栓系統(tǒng)供水。架空的高區(qū)室內消火栓管道8 層及以下使用無縫鋼管(管道及管件閥門公稱壓力2.0MPa)；9 層及以上樓層采用加厚鍍鋅鋼管(管道及管件閥門公稱壓力1.6MPa)，消火栓管道連接方式應按照相關國家標準與規(guī)范的要求施工。閥門采用蝶閥，應保持常開，并有醒目的開啟標志。管件和閥門的公稱壓力等級與所處管道的公稱壓力等級一致。

控制中心室內消火栓箱采用成套產(chǎn)品，并有永久性固定標識。箱中配有消火栓報警按鈕。消火栓箱內配公稱直徑65mm 的消火栓，長度25m 的麻質襯膠水龍帶一條，直徑19mm 水槍一支，消防軟管卷盤JPS1.6-19 一條(栓口直徑為25mm，膠帶內徑不應小于19mm，噴嘴的口徑不應小于6mm，水帶長度30m）；屋面設試驗消火栓；有防火要求墻上暗裝消火栓應采取防火措施，確保防火性能不受影響。消火栓口離地1.1m，消火栓箱門門鎖采用不銹鋼，箱體采用鋁合金。消火栓箱門開門的位置一般為左側，開啟角度不小于175°，并且應該根據(jù)現(xiàn)場實際情況做調整。

控制中心設置水泵接合器，其數(shù)量應滿足火災時消防用水量。在接合器15～40m范圍內，設置有車輛段的室外消火栓，其流量應與水泵接合器相匹配。水泵結合器應布置在明顯的位置，并配有顯著的標識牌，標明其基本信息。

2.2 自動噴水滅火系統(tǒng)

2.2.1 濕式自動噴水滅火系統(tǒng)

控制中心為中危險Ⅰ級，選用噴頭流量系數(shù)K=80，噴水強度為6L/min·m2，作用面積為160m2，設計流量35L/s?；馂某掷m(xù)噴水時間為1.0h。濕式報警閥前的自動噴水滅火系統(tǒng)管道采用環(huán)狀布置，之后的管道采用支狀方式布置。系統(tǒng)設有排氣閥，位于管網(wǎng)最高處。在排氣閥之前設置有銅制截止閥。在系統(tǒng)最不利點處應設置試水裝置(試水出水口的流量系數(shù)，應與同一防火分區(qū)內最小流量系數(shù)的噴頭相同)。同時在每個防火分區(qū)和樓層的最不利點噴頭處，均要設置壓力表和試驗放水閥。為確保自動噴水滅火系統(tǒng)的安全與可靠，為了能夠顯示每個主要閥門的啟閉狀態(tài)，自動噴水滅火系統(tǒng)應采用信號控制閥，同時各個報警閥的實時信號也應與消防控制中心聯(lián)控。

架空的噴淋管道10 層及以下采用無縫鋼管（首層管道及管件閥門公稱壓力為2.5MPa，2 至10 層管道及管件閥門公稱壓力為2.0MPa），11 層及以上采用加厚鍍鋅鋼管(管道及管件閥門公稱壓力為1.6MPa)，當噴淋管道的直徑大于50mm 時應采用溝槽式連接件連接。

噴淋系統(tǒng)采用玻璃球噴頭。該線網(wǎng)控制中心的吊頂空間超過了800mm，根據(jù)國家標準，在吊頂內需設置噴頭。一般而言，對于有吊頂?shù)膱鏊?，吊頂下方應設置吊頂型噴頭。對于無吊頂?shù)目臻g則設置直立型噴頭。當遇到寬度超過1.2m 的障礙物，如風管、電纜橋架、排管時，應在障礙物下方增加設置噴頭。同時噴頭的設置位置還應與控制中心的裝修相協(xié)調，避免沖突，尤其要與室內的照明燈具、空調通風口保持一定距離。各類噴淋噴頭的動作溫度分別為：廚房93℃，其余均為68℃,噴頭流量系數(shù)K=80 級。易碰撞部位采用帶保護罩噴頭。使用DN25 短立管連接噴頭與配水支管。

2.2.2 預作用自動噴水滅火系統(tǒng)

控制大廳設有眾多重要電子設備，如線網(wǎng)大屏幕等，設備昂貴。自動噴水系統(tǒng)一旦誤噴，將造成慘重的損失，且會對線網(wǎng)運行造成極為不利的影響。因此在控制大廳處設置預作用自動噴水滅火系統(tǒng)較為合理，能有效減少系統(tǒng)誤噴水的可能性。

預作用自噴系統(tǒng)控制要求如下:（1）電氣控制系統(tǒng):防護區(qū)中的火災探測器上傳火災報警信號后，開啟自動噴水預作用閥組的電磁閥，使控制膜室的壓力下降，預作用閥便打開，壓力開關動作并啟動消防水泵供水。同時打開管網(wǎng)最高處放氣閥之前的電動閥門，排出管網(wǎng)內的空氣，并自動停止空壓機的啟動，保證系統(tǒng)滅火。消防水泵在消防控制中心顯示有運行狀況信號。（2）遠程手動控制:當人工現(xiàn)場監(jiān)視到火災發(fā)生時，可在消防控制室遠程打開預作用閥組, 使控制膜室的壓力下降，預作用閥開啟，壓力開關動作并啟動消防水泵供水。同時打開管網(wǎng)最高處放氣閥之前的電動閥門，排出管網(wǎng)內的空氣，并自動停止空壓機的啟動。（3）現(xiàn)場手動控制:當人工現(xiàn)場監(jiān)視到火災發(fā)生時，在報警閥間直接打開預作用閥組的手動球閥, 使控制膜室的壓力下降，預作用閥開啟，壓力開關動作并啟動消防水泵供水。同時打開管網(wǎng)最高處放氣閥之前的電動閥門，排出管網(wǎng)內的空氣，并自動停止空壓機的啟動。（4）消防泵房還設置有手動開啟和關閉消防加壓泵的裝置。

2.3 氣體滅火系統(tǒng)

控制中心電氣設備房間眾多，且設備價值昂貴，多數(shù)不適合用水滅火，因此需要針對性地設計氣體滅火系統(tǒng)保護。IG541氣體滅火在地鐵中應用廣泛，同樣適用于該控制中心。通常而言，控制中心需要氣體系統(tǒng)保護的設備房間如下：低壓開關柜室、跟隨所、弱點綜合設備室、信號設備及電源室、弱電綜合UPS 設備室、高壓開關柜室、控制室、PIS 機房、NCC 設備室、NCC 接入設備室、NCCUPS 設備室、大屏幕設備及電源室、安防設備室、清分中心災備系統(tǒng)電源室、信息中心機房、檔案室、公安通信設備室、環(huán)控電控室、專用通信設備室、安防集成監(jiān)控分中心機房、專用通信電源室等。

2.4 滅火器配置

地鐵線網(wǎng)控制中心為一類高層，各層根據(jù)《建筑滅火器配置設計規(guī)范》按照嚴重危險設計，設置手提式磷酸胺干粉滅火器。各組合式消防箱內設一組手提式滅火器，每組2 具（MF/ABC3），設呼吸面具2 具；部分場所單設手提式滅火器，每組2 具（MF/ABC3），設呼吸面具2 具。

3.生活給水系統(tǒng)

控制中心從附近的省道上引入DN200給水管，引入管市政常年可提供的最低水壓為0.14Mpa。為了充分利用市政水壓，并考慮節(jié)能措施，控制中心給水采用分區(qū)供水方案。一層采用市政直供，二層至六層采用地下室設置的水池-變頻泵組供給，六層以上采用屋面水箱供水。

控制中心內所有衛(wèi)生器具都采用節(jié)水型器具，且在每個衛(wèi)生間干管上設置水表，實現(xiàn)必要的計量管理。為了合理控制用水點出流水壓，避免水資源浪費，控制中心給水干管上設置有可調式減壓閥和比例式減壓閥，將衛(wèi)生器具用水壓力控制在0.12MPa以下。

4.排水系統(tǒng)

4.1 污廢水系統(tǒng)

控制中心采用污、廢分流的設計方案，將生活廢水與糞便污水分開排放，有利于改善控制中心室內環(huán)境，并減少室外化糞池容積。室內排水管道（含接至室外井、池的排出管）采用柔性鑄鐵排水管，橡膠圈卡箍連接。室外重力排水管均采用HDPE中空壁聚乙烯纏繞排水管，橡膠圈承插接口，環(huán)剛度≥8000N/m2，但穿越股道（距股道小于5m 時）的重力排水管采用球墨鑄鐵管。承壓排水管采用內涂塑鋼管，當排水管大于100mm 時，采用法蘭式管件連接，反之，則采用螺紋管件連接。室內通氣管采用柔性鑄鐵管。

廢水系統(tǒng)尤其需注意消防廢水的排放。在消防電梯井旁應設置專用集水井，收集來自消防電梯的消防廢水。集水井內需設置潛污泵，將消防廢水加壓排放到室外雨水管中。潛污泵設有自動裝置控制啟停。該集水井的有效容積應按國家標準設計，且不得小于2m3，潛污泵的額定流量不應小于36m3/h。

4.2 雨水系統(tǒng)

屋面雨水設雨水斗排入雨水立管后排入建筑周邊的雨水檢查井，經(jīng)室外雨水排水管渠收集后,接入市政的雨水管系統(tǒng)。屋面雨水設計采用當?shù)乇┯陱姸裙剑O計降雨歷時t=5min，設計重現(xiàn)期Te=10年，屋面徑流系數(shù)ψ=0.9。屋面采用87 斗式重力雨水斗，屋面雨水管的排水能力為10年重現(xiàn)期雨水量，超過設計重現(xiàn)期雨量由屋面溢流口排放，可達到50年重現(xiàn)期排放要求。溢流口的設置需注意避開下方主要通道，并避免水柱對其他建筑的沖擊。屋面雨水管采用襯塑復合管，公稱直徑小于100mm 采用螺紋連接，大于等于100mm 采用卡箍連接。

5.給排水與其他各專業(yè)接口

5.1 與建筑專業(yè)接口

本專業(yè)提供相關設備用房面積及布置要求、消火栓箱等主要部件的安裝位置、各類管道孔洞及預埋件、氣體滅火系統(tǒng)用房及防護區(qū)布置要求。配合建筑完成各類排水的有組織導向、收集及排放。

5.2 與通風空調專業(yè)接口

通風空調專業(yè)提供環(huán)控系統(tǒng)補水量、補水點位置、設備排水量及排水點位置；本專業(yè)提供氣體滅火系統(tǒng)開啟前防護區(qū)防煙防火閥關閉要求。

5.3 與FAS 專業(yè)接口

給排水專業(yè)向火災自動報警系統(tǒng)（FAS）專業(yè)提供消火栓泵、噴淋泵、氣體滅火等設備的位置及監(jiān)控要求；提供消火栓箱、信號蝶閥、濕式報警閥、水流指示器、每個防護區(qū)向火災自動報警系統(tǒng)等的位置及監(jiān)控要求。

6.結語

本文介紹了地鐵線網(wǎng)控制中心給排水及消防設計要點。控制中心電氣設備用房眾多，安全等級高，除了常規(guī)的消火栓滅火系統(tǒng)外，通常還需要設置預作用自動噴水滅火系統(tǒng)和自動氣體滅火系統(tǒng)。因而給排水專業(yè)需充分考慮各工藝專業(yè)的情況來進行設計，確保設計方案合理、可靠。