庄昶

（同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海 200092）

1 引言

给排水及消防系统是高铁站房中必不可少的一环，为高铁站房的安全、有序运行提供了保障。 一般旅客站房的给排水及消防设计主要包括给水系统、排水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、自动消防炮系统、气体灭火系统等。 本文针对福山南站高铁站房给排水及消防设计进行了系统的介绍和总结。

2 项目概况

福山南站位于山东省烟台市福山区西南侧， 福山区夏季受太平洋暖气团的控制，雨量较多，空气湿润。 冬季受西北亚干冷气团的影响，降水量少，寒冷干燥。 抗震设防烈度7 度，土壤最大冻结深度46 cm；最大积雪深度29 cm。

高铁站房总面积为10 000 m2，采用线侧平站型。 预测福山南站旅客年发送量：近期125 万人、远期425 万人，高峰小时旅客发送量远期为1 396 人， 属中型旅客站房。 福山南站车站中心轨顶设计高程为61.68 m，高铁站房面宽124.8 m，进深39.3 m。

3 系统设计

3.1 给水系统

高铁站房用水由站场给水站供给， 东西侧各引入一根DN100 给水管，高铁站房内不设加压设备，管道呈枝状布置，旅客服务按照业态需求预留给水接口。 配水支管处供水压力＞0.2 MPa 时，设支管减压阀或减压孔板，控制各用水点处水压≤0.2 MPa[1]。

所有给水引入管上均设总水表，且根据总体统一原则，设计的室外入户水表选用远传式水表。 根据使用用途对空调机房、公共卫生间、消防水池及水箱补水等设水表计量，按付费管理单元对各餐饮商铺等分别设分水表计量。

3.2 排水系统

3.2.1 污、废水排水系统

高铁站房室内采用污、废合流的排水方式，先由室外污水井收集，再通过室外污水管道排入化粪池处理，最后排至市政污水。

消防泵房通过地面排水沟收集每天产生的废水， 汇集后进入集水坑，通过潜污泵提升排至室外雨水管道。 室外电、扶梯基坑需要考虑排水。 当坑底高于室外地面，采用重力流排水方式；当坑底低于室外地面，需设置集水坑，将废水通过潜污泵提升排放至室外雨水管道。 卫生间排水管道按规范需要设置环形通气管和专用通气管， 本站专用通气立管伸顶至设备平台屋面。

3.2.2 雨水排水系统

福山南站设计的雨水量依据烟台市暴雨强度公式计算，高铁站房金属屋面设计重现期P=10 年，并按照总排水能力不小于按P=50 年重现期计算的雨水量进行校核， 设置溢流设施。 室外场地及站台雨棚设计重现期P=10 年并按P=50 年进行排水能力校核。 高铁站房屋面、站台雨棚及平台雨水采用半有压流排水方式，通过87 型雨水斗收集雨水，将立管沿立柱敷设，排水至室外雨水检查井。

3.3 室内消防系统设计

架空层-9.51 m 标高的消防泵房内设消防水池1 座（分两格），有效容积不小于738 m3，站房室内、外水消防系统均由该消防水池供水。 从室内给水系统上接出1 根DN100 管道，为高铁站房消防水池补水。 由于福山南站位于寒冷地区，在高铁站房设备平台屋面16.63 m 标高层设有消防水箱间，消防水箱间内设有效容积18 m3消防水箱1 个。

3.3.1 室内消火栓系统

室内消火栓系统由消防水池、消防水泵、设备平台水箱间内消防水箱联合供水，临时高压。 本站在架空层消防泵房内设置了消火栓稳压设施，维持最不利消火栓栓口压力。 管道呈环状布置， 其布置需要保证高铁站房内的任意一点都有2 股水枪的充实水柱同时到达。当栓口处动水压＞50 m 时，设置减压稳压型消火栓。

烟台市福山区是寒冷地区， 架空层等环境低于4 ℃的场所采用干式消火栓系统，干式系统配水管道充水时间不大于5 min。

3.3.2 自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统由消防水池、消防水泵、设备平台水箱间内消防水箱联合供水，临时高压。 设消防稳压设施一套，维持最不利喷头所需压力，管道均呈环枝状结合布置。

高铁站房1 层候车大厅净高大于8 m，按照8～12 m 高大空间场所设计，设计流量45 L/s，最不利点处工作压力0.10 MPa，灭火持续时间1 h，喷头最大布置间距3 m。

架空层等非采暖部位（站房用）设置干式自喷系统，干式系统配水管道充水时间不大于1 min，其余场所采用湿式自喷系统。

3.3.3 消防炮灭火系统

高铁站房二层候车厅其上方设置自动消防炮（带雾化装置）灭火系统保护，采用临时高压制。 由消防水池、消防水泵、设备平台水箱间内消防水箱联合供水，并设稳压设施1 套，管道呈环状布置。 自动消防炮布置原则为确保防护区的任意部位均有两门水炮的射流同时到达，消防水炮保护半径为42 m[2]。

消防水炮带探测装置，采用复合探测方式，并能有效探测和判定保护区域内的火源，定位时间不大于60 s。 探测装置的探测距离应与消防炮的射程相匹配。

4 设计要点分析

4.1 候车厅自动灭火系统的选择与布置

福山南站一层候车大厅净空高度小于8 m，用自动喷水灭火系统保护。 对于二层候车厅，本设计采用了自动消防炮灭火系统，原因如下：其一，福山南站高铁站房屋面为人字形金属屋面，二层候车大厅净高最高处超过15 m，最低处超过8 m，符合自动消防炮系统适用场所净高大于8 m 的要求；其二，虽然可以采用适用于高大空间场所的自喷喷头， 但自喷系统管道繁多，后期候车大厅吊顶检修不便；其三，候车大厅的空间相比其他民用建筑较为开阔，除立柱死角处位置遮挡较小，极其适用于面积较大的站房候车大厅。

布置自动消防炮时， 尽可能降低候车大厅立柱产生的遮挡影响，在屋顶水箱最低水位尽可能比消防炮高的前提下，将消防炮管道敷设在候车大厅吊顶里， 消防炮布置于候车大厅吊顶下（见图1）相较于布置于立柱上（见图2）受立柱产生的遮挡影响要小。

图1 吊顶下安装

图2 立柱上安装

4.2 屋顶消防水箱设置

由于福山南站位于寒冷地区， 需要对屋顶消防水箱采取保温防冻措施，遂在高铁站房设备平台搭建消防水箱间，并与暖通专业配合，对水箱间进行采暖设计。

根据GB 50974—2014 《消防给水及消火栓系统技术规范》规定，高位水箱的设置应高于其所服务的水灭火设施[3]。福山南站最高处的水灭火设施设置在候车大厅的自动消防炮，消防炮管道敷设于候车大厅吊顶内，高度为17.5 m，消防水箱最低水位需高于消防炮及管道高度。 如图3 所示，设备平台标高为16.63 m，将消防水箱间面层垫高，才能满足消防水箱最低水位要求，还可以防止水箱间被雨水倒流及淹没。 由于水箱间顶上建筑造型屋面的需要，水箱间呈人字形顶，梁中间高两边低，因此本工程消防水箱高度尽可能低，设计为1.5 m，有效水深900 mm，满足水箱顶部上人检修高度。

图3 屋顶水箱间剖面示意图

4.3 架空层消防管道布置

本次设计架空层只放置了设备用房及高铁站房用卫生间，其他阴影部分非本次设计范围，如图4 所示。 对于中小型侧式站房，消防主管道的一般做法是埋地绕站房一圈成环，分出支装管道接架空层消防设施，而福山南站属寒冷地区，给排水及消防设计时需考虑管道防冻， 且本站架空层阴影部分非本次设计范围，无任何采暖措施。 综合考虑后，本设计架空层采用干式消火栓及自喷系统，尽最大可能保证用水安全。

图4 设计范围示意图

5 结语

随着国家对高铁建设速度的不断加快， 一批又一批高铁站房成功落地并投入使用。 其中不仅大型及特大型高铁站的设计值得关注，以市县级为单位的中小型高铁站数量庞大，其高铁站房给排水及消防设计过程中应考虑当地气候条件等影响因素。 另外，对于寒冷地区的给排水设计，设计人员要尤为注意给排水管道的防冻问题，保证高铁站房的安全运行。