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地铁地下车站室外消火栓系统设计理念探讨

2023-01-11周金忠范太兴杜金海

隧道建设(中英文) 2022年1期
关键词:消火栓水池水量

周金忠, 范太兴, 杜金海

(中铁第六勘察设计院集团有限公司, 天津 300308)

0 引言

随着地铁建设的高速发展,其设计理论也越来越成熟,从水消防角度来看,我国先后发布了GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》(简称《水消规》)[1]、GB 51298—2018《地铁设计防火标准》(简称《地铁火标》)[2]等专业规范及标准,但由于设计人员水平参差不齐,现场情况千变万化,同时,规范也存在不成熟的地方,造成规范在实际应用中有不少不尽人意之处。近年来,在对地铁设计消防审查、咨询、施工图强审时发现,不同设计单位、同一设计单位不同设计层次的设计人员对规范的理解反差比较大,有的甚至是相反的理解。本着探讨的态度,就地铁地下车站(简称地下车站)室外消火栓系统设计中存在的一些比较重要且具有共性、但又有争议的问题,侧重从消防救援的角度来分析理解规范意图,从而表达笔者的理解和创新性要求。

目前,国内对地下车站水消防系统的设计研究较多。魏晨光[3]根据不同的市政给水条件,阐述了不同的室外消防方案,即在满足双路环状管网市政供水的情况下,直接由市政管网接出室外消火栓的方案最佳;其他双路市政供水情况下,利用室内消防引水管接出室外消火栓的方案最佳;单路市政供水情况下,在站内设置独立的室外消火栓管网系统方案最佳。魏晨光等[4]对车站设置消防水池及储水增压方案进行了介绍,即地下车站室外消防用水首先应尽量充分地利用市政供水条件,当市政供水条件不足时,再根据车站的具体情况选择设置储水或储水增压的方案。江琴[5]列举了国内各地轨道交通单水源条件下室外消火栓给水系统在室外消防水池、消防泵组及市政消火栓设置方面采取的多种组合设计方案,即地下车站室外消防给水系统设计流量选择及室外消火栓的设置如何满足消防队员实际救援要求,消防泵房的设置位置如何保障消防队员及时到达并实施救援,如何保证轨道交通消防给水系统的设计安全,通过结合地铁工程特点、消防实际救援及《水消规》的具体要求,寻找最适合地铁工程的消火栓系统设计方案,形成轨道交通自身的设计标准,规范国内各地轨道交通地下车站消防给水系统设计,是轨道交通消防给水专业研究的重点,值得进一步探讨。张桂芳[6]结合轨道交通车站案例对室外消防水量的确定以及室外消火栓系统的布置形式进行了研究分析,并提出了解决方案,即轨道交通车站在室外消防设计时,宜按整个车站的建筑体量(包括地下和地上部分)确定设计参数,常规轨道交通车站的建筑体积一般都大于50 000 m3,建议轨道交通车站的室外消防水量取30 L/s。杨伟帅[7]对水泵接合器的设置进行了介绍,认为其数量应与其服务的站内消防系统消防水量相对应。林方剑[8]比较分析了地铁工程常用的室外消火栓系统设计方案及其优缺点,并提出优化建议结论,对于存在双水源的车站,室外消防用水量按30 L/s设计,单水源且用地紧张条件下,可以根据规范组回函及《水消规》满足单路供水且室外消防用水为20 L/s时室外消防系统不设置消防水池的情况,但施工图设计宜按远期双水源预留2路给水接驳点,管道安装宜按双水源方案安装到位,避免后期在地铁运营情况下再次施工影响车站正常运营。石小飞等[9]对设计中室外消火栓和水泵接合器的设置常被忽略的几个问题进行了分析,即“消防扑救面”一侧的室外消火栓数量应避免少于2个,消防系统同时为多栋建筑服务,水泵接合器应就近共同设置,在室外消火栓或消防水池取水口为中心的圆周内,直径不大于80 m范围的2个方向设置2组水泵接合器即可。王学峰[10]分析了供消防车取水的消防水池取水口或取水井的设置要求,并提出几种设计方案,即如果室外消防用水仅设置消防水池而没有设置室外消火栓系统,此时1个取水口相当于1个室外消火栓,如果设置了消防水泵+室外消火栓管网+室外消火栓的室外消火栓系统,则仅需要在消防水池设置消防车取水口即可,可以不用考虑取水口的数量及保护半径150 m的要求。

目前,针对地下车站室外给排水讨论和研究的热点主要是: 1)如何正确确定各种设计参数,特别是室外消火栓设计水量; 2)如何合理布置室外消火栓、室外消防水池、水泵接合器、管网等消防设施,特别是室外消火栓。为解决上述问题,有必要认真研读中城轨安[2015]001号 关于《水消规》在地铁工程中应用问题的函(简称中城轨安的函)[11]以及《水消规》规范组对《水消规》在地铁工程执行中的4个问题回复(简称《水消规》回复)[12]等文献,正确理解“设计室外水池确有困难”和“灭火救援要求”等说法的真实含义。为此,笔者提出了一种新的室外消火栓的分类方法,并以此为契机,研究如何确定室外消火栓设计水量、合理布置室外消火栓系统的消防设施,使地下车站室外消火栓系统设计更加经济合理和安全可靠。

1 室外消火栓的分类和对“灭火救援要求”的理解

1.1 室外消火栓的分类

为保证室外消火栓系统安全可靠且性价比高,提出了一种新的室外消火栓的分类方法: 根据室外消火栓在实际灭火救援中的功能不同,分为供水类室外消火栓和救援类室外消火栓。其中,供水类室外消火栓布置在水泵接合器附近,通过消防车、水泵接合器向室内消火栓管网提供消防用水,是满足《水消规》5.4.3条要求的室外消火栓;对地下车站而言,消防救援时,消防队员的进攻路径有时和烟气排放路径相同,均为同一个出入口,为保证消防人员进攻时的生命安全,必须在出入口附近设置室外消火栓,笔者定义这一类室外消火栓为救援类室外消火栓[13](一般在出入口5~40 m范围,作为消防队员进攻、火灾侦查和自我保护用),是满足《水消规》7.3.4条要求的室外消火栓。显然,供水类室外消火栓可以兼作救援类室外消火栓,但救援类室外消火栓不能作供水类室外消火栓。

1.2 对“灭火救援要求”的理解

设计室外消火栓系统的目的是为了满足灭火救援要求,笔者对“灭火救援要求”的理解如下: 1)地下车站消火栓系统灭火,从本质上讲,就是用足量的消防水量去扑灭地下车站内发生的各种火灾,不但包括一般火灾,也包括失控的电器火灾(即气灭扑救不成功的电器火灾),因此,应能提供满足规范要求的室外消火栓用水量。2)考虑到地下车站的室外消火栓设计水量一般是靠消防车从供水类室外消火栓或室外消防水池抽水,再通过水泵接合器供给室内消火栓管网,所以,必须按一定的要求布置室外消火栓、水泵接合器、消防水池等消防设施,以保证消防车停靠、吸水供水的操作空间及水源,从而保证及时将室外消火栓设计流量供应到火灾现场。3)考虑到消火栓系统是手动灭火系统,为保证救援效果,消防人员应尽可能在火灾轰燃之前到达火灾现场,所以,需按一定的要求布置救援类室外消火栓,以保证具备2条及以上的救援通道,并且救援通道不能太长,从而保证消防队员及时赶到火灾现场。综上,“灭火救援要求”包括消防水量保证要求、消防水量供到现场要求、消防人员到达现场要求。其中,消防水量供到现场要求、消防人员到达现场要求是笔者创新性地提出来的,具体内容后面有详细表述。为满足“灭火救援要求”,通过分析室外消火栓系统设计的参数、消防设施布置等相关规范条款,提出笔者的理解和看法。

2 地下车站室外消火栓设计流量的确定

2.1 对建筑物消防水量的理解

为满足消防水量要求,首先必须确定室外消火栓水量、建筑物消防水量、室外消火栓设计水量、室内消火栓设计水量,这些都是很重要的基本概念,但不同设计人员理解有所差别。有的设计人员不了解建筑物消防水量取值的前因后果,错误地把建筑物消防水量理解为扑灭建筑物火灾所需要的水量,从而认为建筑物消防水量及相关标准是可以随便调整的。其实,建筑物发生火灾的位置、时间及火灾大小均是随机的,并且建筑物所在地的消防设施完善程度、消防人员素质也参差不齐,所以,要明确扑灭建筑物火灾所需要的水量,这其实是不可能的;建筑物所在地的消防设施及消防人员能给建筑物提供的消防水量是有上限的,所以,各地区消火栓系统的设计水量最大值一般受当时城市消防设施及消防人员素质限制。目前我国大多城市能提供的最大消防水量一般为100 L/s[14],对应消防火灾危险最严重的建筑物,其消防水量取100 L/s;其他类别的建筑物应根据其火灾危险性的相对严重程度,类比确定其消防水量。建筑物的火灾可能性及火灾后果严重性,是决定是否设计水消防设施以及设计什么标准的水消防设施的因素。按标准设计的水消防设施及水量不一定能扑灭所有火灾,因为水消防设施设计流量受当时的经济、当地的城市基础设施的限制;另一方面,也不是每次火灾都必须要用那么多水量,小火灾用干粉灭火器或室内消防水量就可以扑灭。笔者认为建筑物消防水量的标准是不能随便降低的,相反,随着国民经济的发展,同类建筑物的燃烧后果会越来越严重,城市基础设施能提供的消防能力也会越来越强,建筑物消防水量的标准会越来越高。随着人们对安全要求的提高及消防供水设施技术的进步,室外消防水量最小标准从15 L/s提高到20 L/s[14],就是一个很好的案例。因此,“地铁室外消火栓设计水量可以从30 L/s降低到20 L/s”的说法是欠妥的。规范上的数据是参考国外资料或者通过科研得出来的,没有充分的依据是不能随便调整的。

建筑消火栓系统分为室外消火栓系统和室内消火栓系统,由室外消火栓系统提供室外消火栓设计水量,室内消火栓系统提供室内消火栓设计水量,室外消火栓设计水量和室内消火栓设计水量都是用来扑灭建筑物火灾的,都是建筑物消防水量的组成部分。因此,“地下车站不必考虑室外消火栓设计流量”的观念是不对的。

2.2 地下车站室外消火栓设计流量的确定

在福州地铁4、5、6号线、机场线,成都的地铁3、4、5、6号线工程的施工图强审中发现,关于室外消火栓设计流量取值的争议比较大: 1)有不少设计工作者将《地铁火标》7.2.2条理解为,任何地下车站的室外消火栓水量均为20 L/s; 2)有的设计工作者根据规范组对《水消规》的回复认为, 单路供水车站室外消火栓水量取20 L/s,双路供水车站室外消火栓水量取30 L/s。

1)将《地铁火标》7.2.2条理解为任何地下车站的室外消火栓水量均为20 L/s,相当于对《水消规》消防标准的降低,而建筑物消防水量标准是不能随便降低的,要降低标准必须有充分的理由,如必须表达明确过去消防水量取30 L/s不合理的理由,而整本《地铁火标》里找不到其消防标准降低的任何证据,因此,笔者认为那是一种误读。

2)“单路供水车站取20 L/s,双路供水车站取30 L/s”的说法也太牵强,单路供水和双路供水是由城市建筑基础设施决定的,室外消火栓设计水量是由火灾后果严重性决定的,两者没有直接关联,不能把两者硬拉到一起。

从横向比较来看,如果1座地下车站室外消火栓设计水量取20 L/s,而同体积的高架站室外消火栓水量为30 L/s及以上,这在逻辑上是解释不通的。而且,问题的关键是室外消火栓设计流量对室外水池、消火栓管网等整个车站消防设计影响很大。因此,必须有一个明确的说法,以便设计工作和理论研究的开展。

从时间次序上看,按《水消规》3.3.2条规定,地下建筑(包括地铁)的室外消火栓设计水量与建筑体量V有关:V<5 000 m3时,取15 L/s; 5 000 m3≤V<20 000 m3时,取20 L/s;20 000 m3≤V<50 000 m3时,取25 L/s;V≥50 000 m3时,取30 L/s。规范组对《水消规》的回复如下: 地铁室外消火栓设计流量应按《水消规》3.3.2条执行,当市政水源为单水源,且设置室外消防水池确有困难时,室外消防水量可以适当减少,但不得小于《水消规》第3.5.6条室内消火栓设计流量;根据《地铁火标》7.2.2条地铁室外消火栓设计水量要求, 室外消火栓设置数量应满足灭火救援要求,且不应少于2个,其室外消火栓设计流量不应小于20 L/s。

从上述资料可知,根据《水消规》第3.3.2条要求,一般地下车站的室外消防水量应为25~30 L/s。针对该条要求,轨道交通协会提出了不同见解(即中城轨安的函)[11],认为“地铁工程地下车站基本为地下建筑,地面只有车站出入口的地面亭和送、排风道的风亭,建筑总体积均小于5 000 m3,其耐火等级不低于2级,风亭、出入口内部也无可燃物,按照要求室外消防用水量应为15 L/s”,即认为25~30 L/s偏大,应按地下车站的地面建筑体量确定室外消防水量,取15 L/s。由于分歧较大,规范组最终回复: 原则上地下车站室外消防水量应按规范执行,当市政水源为单水源且设置室外消防水池确有困难时,室外水量可以适当减少,但不应小于20 L/s。《地铁火标》其实是把《水消规》回复中内容强调一下;《水消规》是母规,在《水消规》没有真正修改之前,规范组回复意见才真正体现《水消规》的要求,是设计工作者考虑此问题的基础。

也就是说,《水消规》认为的室外消火栓设计水量,是根据地下车站体量不同,取15~30 L/s;《地铁火标》根据回复意见,明确在任何情况下均不应小于20 L/s。因此,可以解读为: 地铁相对一般地下建筑消防标准是提高了,而不是降低,这在逻辑上是能解释得通的,因为地铁毕竟是重要公共建筑。作者认为合理的解读应该是: 地下车站的室外消防水量应根据《水消规》第3.3.2条要求确定;对设置室外消防水池确有困难单水源车站,可以适当减少,但任何情况下均不得小于20 L/s。

笔者在福州地铁、成都地铁施工图强审中理解为:考虑到一般地下车站V>50 000 m3,所以室外消火栓设计水量取30 L/s;但对设置室外消防水池确有困难的单水源车站可以单独考虑,但必须给出“设置室外消防水池确有困难”的充分证据。

3 地下车站室外消防水池设计

具备双路供水的地下车站,一般每路供水均能满足室外消火栓设计流量,但不确定能否保证室内消火栓设计流量,因此,应设计室内消防水池,以储存室内消防用水量。这种情况下,室内消防水池直接给消防泵供水,不需要消防车来协助,该类消防水池不在本文讨论范围。

对单路供水的地下车站,应考虑到发生火灾时供水管断水的情况,因此,为了保证室外消火栓设计流量,必须设置消防水池。由于消防水池内储存有室外消防用水量,这部分消防水量一般需要在消防车协助下,才能泵入室内消防管网。下面按照“消防水量供到现场要求”讨论该类消防水池设计的要求。

3.1 室外消防水池设置要求及有效容积

对单路供水的地下车站,根据《水消规》4.3.1要求,室外消火栓流量大于20 L/s时,应设消防水池;根据《地铁火标》7.2.5条要求,仅有1条市政枝状给水管道时,应设消防水池;根据文献[15]要求,当车站周边仅设有1条市政枝状给水管道时,应设置消防水池提供室内消防给水系统的水量,消防水池的有效容积是否包含室外消防水,应根据室外消火栓的设计流量确定,当室外消火栓设计流量不大于20 L/s时,不设置储存室外消防用水的水池。

结合上述工程中对室外消火栓设计水量讨论可知,一般车站室外消火栓设计流量为30 L/s,储存室外消防用水216 m3;设置室外消防水池确有困难的单水源车站,应给出“设置室外消防水池确有困难”的充分证据,根据实际情况确定是否设计储存室外消防用水的消防水池及水池容积大小。

3.2 室外消防水池设计形式

室外消防水池一般设计在车站结构外,可以和室内消火栓消防水池合建,即储存室内消火栓设计水量和室外消火栓设计水量,这种形式消防水池的最大优点是室内、外消防用水能调剂使用,有利于消防救援;并且因为设置在风井或出入口附近,既利于室内消防泵抽水,又方便室外消防车取水;同时,这种形式对主体结构设计有利。因此,应优先考虑这种合建的室外消防水池。但是,在条件比较困难的情况下,也可以考虑和室内消防水池分开设计,分别储存室外消火栓设计水量和室内消火栓设计水量。

根据《地铁火标》回复[15],单水源地下车站即使不设置储存室外消防用水水池,也必须设置储存室内消防用水的水池,但没有明确消防水池设置在室内还是室外。笔者认为,这种情况下,必须将储存室内消火栓设计水量的消防水池按室外消防水池标准要求设计,即满足《水消规》4.3.7要求,以保证在火灾时单路供水断水的情况下,消防车还能利用消防水池的消防水,给室内消火栓管网补水或扑救火灾。

3.3 室外消防水池布置要求

在审图纸过程中常遇到如下问题: 1)消防水池只设1个人孔; 2)室外消防水池离道路较远; 3)消防水池溢水和排空设计中,有的采用临时泵排空方案,有的采用重力流排空方案,但有雨污水倒灌的可能性。

这些细节有时候会影响消防救援,设计时要认真对待。1)取水口数量必须和相应的水泵接合器对应,否则无法及时将室外消火栓设计水量供应到火灾现场。2)取水口位置必须满足消防车取水要求,和道路距离太远会影响消防车的使用,但规范里对距离没有明确要求,参考市政消火栓与距离路边的要求,即室外消防水池的取水口距离路边为0.5~2 m,但是否合适有待探讨;同时,取水口之间的距离应适当拉开以保证2辆消防车同时使用,当条件满足不了要求时,也可以合用1个取水口,但取水口应不小于1 m×1.5 m[16]。3)要考虑消防水池溢水和排空设计,尽量采用重力排放,因为压力排放不便管理且浪费能源。一般溢水管标高较高,可以自流排到雨水井,但排空管埋深较大,排入雨水井往往有困难,为避免雨水倒灌,可以将排空管接入车站风井雨水泵房内。设计人员一般均按上述思路修改相关图纸,达到灭火救援要求。

4 水泵接合器设计

对于地下车站而言,室外消火栓设计水量大多通过水泵接合器供给室内消火栓管网,再用室内消火栓灭火,其中水泵接合器是关键的接口;由于双路供水和单路供水的室外市政管网情况不同,所以,水泵接合器的设计要求也有所不同。下面按照“消防水量供到现场要求”来讨论水泵接合器设计的要求。

4.1 双路供水地下车站水泵接合器设计

对于双路供水的地下车站而言,一般在每条引入管上均设计供水类室外消火栓,在这2个供水类室外消火栓15~40 m范围分别设计1个水泵接合器;考虑到2路供水同时断水的可能性太小,所以,这种布置能保证任何情况下均能向室内管网供水。

4.2 单路供水地下车站水泵接合器设计

在徐州市地铁1号线一期工程消防设计审查会时发现,1号线几个单路供水地下车站的水泵接合器设计有问题。虽然,完全满足以下2条规范要求: 1)满足《水消规》5.4.7“便于消防车使用的地点,且距离室外消火栓或消防水池的距离不宜小于15 m,并不宜大于40 m”的要求; 2)也满足《水消规》5.4.3“按系统设计流量确定水泵接合器数量”的要求,并且还增加了水泵接合器数量。但问题在于: 1)水泵接合器满足了和室外消火栓距离要求,但不满足和消防水池距离要求; 2)水泵接合器的数量比规范要求还多,这种设计满足规范要求,但不满足“消防水量供到现场要求”。

1)按《水消规》5.4.7要求确定水泵接合器位置,对双路供水地下车站是没有问题的,但对于单路供水地下车站有问题。因为在单路供水情况下,一旦该供水管路断水,就只有室外消防水池内储存室外消火栓设计水量,其他室外消火栓都没有水了,所以,2个水泵接合器必须均设计在消防水池15~40 m范围,并且一定要考虑消防车停放及操作空间。

2)考虑到消防人员习惯使用室外消火栓取水,以及冬天下雪时不容易找到消防水池取水口,所以,在水泵接合器附近应设计必要的供水类室外消火栓,以满足正常情况下对水泵接合器供水。水泵接合器和对应的供水类室外消火栓或消防水池不能跨主干路设计[17],否则,使用消防车时,会严重影响道路交通,不利于灭火救援和人员疏散。

3)有的设计人员按《水消规》5.4.3要求确定水泵接合器数量,然后,在其他地方增设水泵接合器,认为多几个水泵接合器没有坏处,这其实是很危险的。因为单路供水条件下一旦断水,室外消火栓均没有水了,消防车一旦发现水泵接合器边上的室外消火栓没有消防水,再开到其他水泵接合器处,很浪费时间,要知道救火的时候,时间就是生命。所以,单路供水地下车站的水泵接合器,如果设计位置不对或数量偏多,会造成消防水池内的消防水无法及时供应到火灾现场,不满足“消防水量供到现场要求”,会对灭火救援造成延误[17]。

笔者在消防设计审查会上创新性地提出了如下观点: 1)单路供水的地下车站,2个水泵接合器均必须设计在消防水池15~40 m范围,并且一定要考虑消防车停放及操作空间; 2)水泵接合器数量必须按规范要求,不能多设; 3)在消防水池取水口附近应设计必要的供水类室外消火栓,水泵接合器和对应的供水类室外消火栓或消防水池不能跨主干路设计。这些观点得到了参会专家、业主及总体单位认同,并按要求对设计图纸进行变更和现场整改。

5 室外消火栓及管网设计

5.1 室外消火栓设置要求

在宁波地铁5号线一期工程咨询时发现,在地下车站设计中,设计人员将《地铁火标》7.2.2条“关于室外消火栓不应少于2个”的要求,错误地理解为只布置2个室外消火栓即可,同时,还要求2个室外消火栓设计在车站对角的出入口处。笔者认为不妥,下面按满足“消防人员到达现场要求”讨论其对室外消火栓设计的要求。

《水消规》回复如下: 地铁工程室外消火栓的设置位置和数量应符合《水消规》有关规定,但当设置数量在工程实践中有困难时,其设置的数量应满足灭火救援的要求,且不得小于2个。显然,《地铁火标》7.2.2条是最低要求,即满足供水类室外消火栓设计要求,还应满足设置救援类室外消火栓设计要求。

1)考虑到消火栓系统是手动灭火系统,消防人员必须赶到火灾现场才能进行灭火,因此,应至少有2条救援通道能到达火灾现场。考虑到地下车站出入口的火灾烟气会严重影响消防救援工作,作为救援通道的出入口,必须在其5~40 m范围设置救援类室外消火栓,因此至少应有2个出入口设置救援类室外消火栓,否则,在特殊情况下,消防队员无法赶到火灾现场。宁波5号线一期工程要求2个室外消火栓设计在车站对角的出入口处,这样很好,具体做法为: 对于双路供水的地下车站而言,2条引入管上设计的供水类室外消火栓,可以兼作救援类室外消火栓,从而保证2条消防救援路径;对于单路供水的地下车站而言,2个供水类室外消火栓均设计在消防水池附近,也就是说,一般情况下,只有1个出入口附近设有供水类室外消火栓,可以兼作救援类室外消火栓,所以,必须在另外1个出入口附近增设救援类室外消火栓,以保证2条消防救援路径。

2)为保证救援效果,消防人员应尽可能在火灾轰燃之前到达火灾现场,因此救援通道不能太长。事实上火灾发生的地点是不可能预测的,特别是对于体量较大的地下车站,如带渡线车站、交会站等,其出入口较多,并且有的出入口之间距离较大,为保证每个出入口均满足消防人员进攻的条件,应按《水消规》7.3.4条要求,在每个出入口5~40 m范围均设计救援类室外消火栓。

在和总体院、业主沟通后,按《水消规》7.3.4条要求,按照在每个出入口5~40 m范围均设计救援类室外消火栓的思路,修改相关图纸的室外消火栓布置。

5.2 室外消火栓数量

1)供水类室外消火栓主要负责对水泵接合器供水,室外消火栓数量按《水消规》第7.3.2条要求确定,即每个室外消火栓流量宜按10~15 L/s计算,结合室外消火栓设计流量,其数量必须大于或等于2个。

2)救援类室外消火栓数量,必须要满足《水消规》7.3.4条“应在出入口附近设置室外消火栓,且距出入口距离不宜小于5 m,也不宜大于40 m”要求。如果距离能满足要求,几个出入口也可共用1个救援类室外消火栓。一般救援类室外消火栓工作在火灾初期,供水类室外消火栓工作在大火灾时,供水和救援工作一般不会同时发生,所以,供水类室外消火栓可兼作救援室外消火栓。

要特别注意的是: 不能跨主干道共用室外消火栓及具有室外消火栓功能的室外消防水池,否则会影响消防救援和人员疏散。在温州市域铁路1、2号线咨询时发现,有几个单路供水车站,跨主干道共用具有室外消火栓功能的室外消防水池,这种设计明显有问题,故建议通过设计跨主干道取水井的方案解决上述问题。该方案得到总体院、强审单位及业主认可,并对相关图纸进行变更设计及现场整改。

5.3 室外消火栓管网设置

室外消火栓管网的作用是给室外消火栓供水。

1)供水类室外消火栓的作用是给地下车站火灾提供消防水,其设计要求是给水泵接合器提供足够的消防水量。对双路供水的地下车站,一般在2路给水引入管上各设1个供水类室外消火栓,按规范要求一定距离范围内分别设计1个水泵接合器即可;对单路供水地下站,一般必须设置室外消防水池,与水泵接合器保持15~40 m距离[18],在水泵接合器附近设计2个供水类室外消火栓,不必专门设计室外消火栓管网。

2)救援类室外消火栓的作用是作为消防队员进攻、火灾侦查和自我保护用。考虑到地下车站出入口扑救面比较窄,一般在出入口5~40 m范围只设1个即可;考虑到2个出入口不可能同时起火,即同时使用救援类室外消火栓不可能超过1支,该类室外消火栓消防水量不大于15 L/s[19],因此,该类室外消火栓可以从室外枝状市政管网上直接连接。根据《水消规》7.3.4条规范条文解释为“这个室外消火栓相当于建筑物消防电梯前室的消火栓,消防队员作为进攻、火灾侦查和自我保护用的”,性质相当于电梯前室消火栓,本质上属于室内消火栓。因此,在特殊情况下,该类消火栓也可以由室内消火栓环网接出,但必须满足室外消火栓水量、室内消火栓水压要求,并且,必须保证不要和供水类室外消火栓搞混,即旁边不能有水泵接合器。

6 结论与建议

6.1 结论

对地下车站室外消火栓设计水量取值的理解为:应根据《水消规》第3.3.2条要求确定;对设置室外消防水池确有困难的单水源地下车站可以适当减少,但均不得小于20 L/s。

在地下车站室外消防设施设计中,为满足消防救援需要,创新性地提出如下要求: 1)消防水池方面。对可以不设置储存室外消防用水水池的单水源地下车站,也必须将储存室内消火栓设计水量的消防水池按室外消防水池标准要求设计,以便消防车使用。2)水泵接合器、供水类室外消火栓方面。对于单路供水的地下车站,2个水泵接合器均必须设计在消防水池15~40 m范围,并且一定要考虑消防车停放及操作空间,水泵接合器数量不得随便增加;在水泵接合器附近应设计对应的供水类室外消火栓。3)救援类室外消火栓方面。应在每个出入口5~40 m范围设计救援类室外消火栓。4)各种消防设施和道路关系方面。不能跨主干道共用室外消火栓及具有室外消火栓功能的室外消防水池,同样,水泵接合器和对应的供水类室外消火栓或消防水池也不能跨主干道设计。

6.2 在理论或实践上的意义及价值

1)在理论方面,创新性地提出了一种室外消火栓分类方法,即根据功能不同分为供水类室外消火栓和救援类室外消火栓;创新性地提出了对“满足灭火救援要求”的理解,即消防水量保证要求、室外消火栓水量供到火灾现场要求、消防人员及时到达火灾现场要求。

2)在实践方面,明确了地下车站室外消火栓设计水量确定的思路,创新性地提出了对地下车站室消防水池、室外消火栓、水泵接合器的设计要求。在这种思路指导下完成了南京地铁宁和城际线、徐州地铁2号线等工程有关的地下车站室外消火栓系统设计,其中,单路供水车站系统投资节省75%左右,并且通过了消防验收;将这些具体设计要求运用到设计、咨询、强审及消防审查中,得到了业界的认同。

6.3 尚存在的问题及期望

通过上述表达可知,尚存在一些问题,期望专家们予以指导和对相关规范进行明示。

1)关于《水消规》回复中“设置室外消防水池确有困难”的表达,在实际操作中对这句话理解参差不齐,笔者的理解如下: 从绝对意义上讲,除了个别城市的中心区地下车站(特别是既有车站)外,一般不存在这种情况,现在有的整条线按“设置室外消防水池确有困难”来要求,感觉不妥;从相对意义上讲,某些经济不发达或缺水严重地区的城市,整条线按“设置室外消防水池确有困难”来要求,感觉有点道理,但如何操作不好把控。笔者在实际操作中,是按绝对意义理解,没有充分依据就按能设计消防水池理解。因此,希望有关规范明确其含义。

2)关于《地铁火标》中“应满足灭火救援要求”的表达,设计人员对“灭火救援要求”理解参差不齐,笔者在本文中充分表达了自己的看法,但离真实含义可能有距离,在此也只能起到抛砖引玉的作用,希望编规范的专家明确“灭火救援要求”定义,以利设计更合理。

3)消防水池和道路距离太远会影响消防车的使用,但规范里没有明确要求。参考市政消火栓与路边距离的要求,即室外消防水池的取水口距离路边为0.5~2 m,是否合适有待于相关规范明确。

4)为满足消防安全要求,建议将《水消规》5.4.7条“且距离室外消火栓或消防水池的距离不宜小于15 m,并不宜大于40 m”改为“单路供水条件下,且距离室外供水消火栓、消防水池的距离均不宜小于15 m,并不宜大于40 m”; 建议将《水消规》5.4.3条“水泵接合器数量设置的数量按系统设计流量确定”改为“单路供水条件下,水泵接合器数量设置的数量按系统设计流量确定,并且不得随便增加”,以保证单路供水管断水情况下,及时将室外消火栓设计水量供应到火灾现场。

5)为满足消防救援要求,建议《地铁火标》明确: “对可以不设置储存室外消防用水的水池,应将储存室内消火栓设计水量的消防水池按室外消防水池标准设计、应尽量在每个出入口5~40 m范围设计救援类室外消火栓”,以保证在特殊情况下,消防车能将消防水及时供应到火灾现场及消防队员及时赶到火灾现场。

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