城市地下工程给排水消防设计探讨

郭成林，刘启明

（林同棪国际（中国）工程咨询有限公司重庆401121）

城市地下工程给排水消防设计探讨

郭成林，刘启明

（林同棪国际（中国）工程咨询有限公司重庆401121）

近年来，随着我国经济的快速发展，国内城市隧道、地下轨道、地下商业、地下交通枢纽等地下空间建设方兴未艾，本文通过介绍重庆市重点项目——南坪中心交通枢纽工程给排水消防设计中心思想，提出了城市地下工程给排水消防设计过程中应当注意的一些问题、一些新的看法和观点，为以后同类工作提供一些粗浅经验。

给排水；消防设计；地下工程；交通枢纽

1 前言

近年来，随着我国经济的快速发展，国内城市隧道、地下轨道、地下商业、地下交通枢纽等地下空间建设方兴未艾，这些工程规模大、投资大、风险高、技术含量高，同时在设计和施工中也会遇到各种各样的困难。由于城市地下空间开发具有不可逆性，一旦建成，要想重建和改造将非常困难，作为设计行业的一员，我们应该充分考虑各种因素，优化设计，为城市发展、经济发展做出应有的贡献。

本文通过介绍重庆市重点项目——南坪中心交通枢纽工程给排水消防设计中心思想，提出了城市地下工程给排水消防设计过程中应当注意的一些问题、一些新的看法和观点，为以后同类工作提供一些粗浅经验。

2 项目简介

南坪中心交通枢纽工程为南坪转盘中心商圈综合性地下建筑，公共建筑部分包括轨道车站、地下商业空间；交通线路部分包括地下轻轨线路及下穿机动车道。本项目以现代化立体交通枢纽为主体，融交通、休闲、购物、防空防灾为一体，沿三维空间发展，地面地下连通，与周边商业和交通连通，具有多重功能、空间重叠、设施综合的特点。

南坪中心交通枢纽工程公共建筑部分区段划分见图1，平面布置从南往北依次为第一标段（公共建筑部分总建筑面积为8500m2，主要为商业空间）、第二标段（公共建筑部分总建筑面积为30000m2，主要为商业空间）、轨道交通三号线南坪车站（总建筑面积约9000m2）、第三标段（公共建筑部分总建筑面积为21500 m2，主要为商业空间），全长共约1.0km；地下轻轨线路及下穿机动车道长度约1.4km。

图1 南坪中心交通枢纽工程公共建筑部分区段划分图

南坪中心交通枢纽工程典型断面图见图2，含地面道路交通、大型商业和人行交通主廊（负一层）、管理服务用房和轨行区（负二层）、下穿机动车道（负三层）。

图2 南坪中心交通枢纽工程典型断面图

由于本项目的复杂性，给排水消防设计包含了消火栓系统、喷淋系统、气体灭火系统、大空间智能型喷水灭火装置、灭火器、消防排水等设计，并分别采用了相应的设计规范。

本工程水源情况：在南坪南路、南坪北路东侧有DN700给水管一条；在南坪南路、南坪北路西侧有DN500给水管一条，市政压力可供高程均为310.0m，该压力不能满足本工程消防用水要求，故本工程设置了消防泵房和消防水池。

3 设计协调统一

在内地很多地区，消防水池均储存了室内及室外消防用水量，原因是自来水公司无法保证市政供水的安全性，这显然会增大消防水池的容积。如果每个建筑均把室内及室外消防用水量储存在消防水池，那将会造成很大的浪费，笔者认为是不可取的。

由于本工程沿线均为地下工程，设置室外消火栓的主要作用在于通过水泵接合器为消防系统补水，建地为南坪中心区域，市政设施完善，市政管网水压及市政消火栓位置均满足室外消防的要求。本工程水泵接合器与市政消火栓一一对应，并保证距离在15～40m范围，市政消火栓完全可满足本工程室外消防需求，经与消防部门协商，本工程消防水池不考虑储存室外消防用水量。

本项目沿线含大型商业、下穿机动车道、设备管理用房、轨道车站等各种功能区，虽然投资主体不尽相同，使用管理者也不尽相同，但在立体空间上均相互连通，如果均独立设置消防水池和消防泵房，则会造成很大的浪费。

其中，大型商业空间按照《大型商业建筑设计防火规范》（DBJ 50-054-2006）规定：室内消火栓系统用水量为30L/s，火灾延续时间3小时，自动喷水灭火系统为30L/s，火灾延续时间1小时，高度大于8m的商业空间按照《大空间智能型主动喷水灭火系统设计规范》（DBJ 15-34-2004）规定：大空间智能型主动喷水灭火系统流量为5L/s，火灾延续时间1小时；下穿机动车道及设备管理用房按照《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（以下简称“建规”）规定：室内消火栓系统用水量均为20L/s，火灾延续时间2小时；轨道车站按照《地铁设计规范》（GB50157-2003）规定：室内消火栓系统用水量为20L/s，火灾延续时间2小时，自动喷水灭火系统为30L/s，火灾延续时间1小时。

本工程在消防设计时，笔者进行了统筹考虑，由本工程业主进行牵头，协调相关单位，设计按以上区域同一时间内火灾次数为一次计，并按各功能区中的最大消防用水量考虑，集中设置了一座合用消防泵房及消防水池，消火栓泵流量为30L/s，自动喷水灭火系统泵为30L/s（大空间智能型主动喷水灭火系统与自动喷水灭火系统合用一套泵组），消防水池储存室内消火栓及自动喷水灭火系统用水量，有效容积为450m3，则该消防泵房和消防水池可以满足各功能区的消防要求，节约了工程造价。

所以，笔者认为既要保证消防安全，又要降低工程造价及管理方便，首先要加强自来水公司的责任度，保证城市环状供水的安全可靠性，如果地下工程的室外消火栓设置在进水管上，则应适当加大消防水池的进水管，使得进水管在保证室外消防用水量的同时，能够在发生火灾时补充消防水池的水量。这样经计算可以适当减少消防水池的容积，达到经济合理。同时，笔者建议邻近建筑合用消防水池，对这一点希望有关市政部门能够牵头，对共用水池进行合理地管理，这也需要有关部门进行合理公正的规划控制。

4 规范的灵活应用

地下建筑因受“地下”这个特点的限制，其防火设计应立足于自救，且应以室内消防设施为主。水，作为主要的灭火剂已被广泛采用，当水源不能满足消防要求时，需设置消防泵房和消防水池，而设有稳压泵、气压罐、变频调速水泵的供水设备均为临时高压供水系统。“建规”第8.4.4条规定：设置临时高压给水系统的建筑物应设置消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱）。虽然本条是非强制性条文，但在一般情况下均要求设置消防水箱，主要目的是要保证最不利点室内消火栓和自动喷水灭火系统扑救初期火灾所需的水量和水压，达到迅速扑救初期火灾的目的。但在实际工程中，有些建筑没有条件设置消防水箱，如何解决此问题？

《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084—2001）以下简称“喷规”，第10.3.2条规定：不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。

《地铁设计规范》（GB50157-2003）第13.2.4条文解释，当地面或高价车站需要设消防泵时，应设稳压装置，不宜设高位水箱。因水箱高度太低，不能满足消防要求，太高则影响城市景观，而且建筑也很难处理。

上海市地方标准《民用建筑水灭火系统设计规范》（DGJ08-94-2007）(以下简称“规程”)中也有类似规定，上海地区对于取消消防水箱是有条件的，条件在于：常高压给水系统能保证系统所需的水量和水压要求；稳高压给水系统和临时高压给水系统要求电源（或动力）可靠，管理到位，上海地区具备第2项基本条件。

“建规”第8.6.9条规定：消防水泵应保证在火警后30s内启动。本条为强制性条文，从此条就可以看出，消防水泵和电源必须是可靠的，随着科技的发展，现在的消防泵产品较以前确实可靠性更高，而消防电源要求是双电源。笔者认为，如果能确实保证以上两点，并管理到位，是可以取消消防水箱的。水箱取消后可以省却许多麻烦，如水箱的投资、二次污染的防止、跌水噪音的消除、双重浮球阀的溢流损失的解决等。但消防设计时必须结合当地的供水实际情况，并符合当地消防部门的要求。

本工程市政供水水压不能满足消防要求，需设置消防泵，但由于受到条件的限制，设置高位消防水箱存在困难。另外，本工程两路水源的供水压力有个特点，其压力满足不了最不利点消火栓10m充实水柱的要求，但可满足本工程最不利点消火栓静压7m的要求。针对这个客观事实，结合“规程”（曾实地考察并咨询上海市消防局专家）和本地消防部门的要求，作出了以下设计：

自动喷水灭火系统根据“喷规”，设置有稳压泵、气压罐（有效容积3m3，按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定）；消火栓系统设置有稳压泵、气压罐（有效容积300L，按两支水枪30s的用水量确定）。本工程从城市环状管网上接出两路进水，进入消防水池，在进入消防水池前，分别与本工程室内消火栓系统环网和自动喷水灭火系统环网连通，可保证10分钟消防初期用水。对于灭火效率高的自动喷水灭火系统，其初期10min用水量由气压罐和两路市政给水管网双重保障；对于消火栓系统，其初期10min用水由两路市政给水管网保障。南坪中心交通枢纽工程消火栓系统图见图3；南坪中心交通枢纽工程自动喷水灭火系统图见图4。

图3 南坪中心交通枢纽工程消火栓系统图

图4 南坪中心交通枢纽工程自动喷水灭火系统图

另外，“建规”及上海市“规程”对消防水池的设计要求也做了详细的规定，其中，最关键的是要结合当地的市政给水管道能否满足消防用水量。在上海地区，市政管网条件较好，城市环状供水，消防水源丰富有保障，针对这一特点，采用市政给水作为消防水源是最合理的。因此当能保证市政两路进水的条件下，通常在上海就可不设置消防水池，消防泵可以直接从市政管网抽吸保障供水。这样既有效利用了市政压力和水源，又可以省去很大的占地面积和空间。而其他大部分城市，即使市政管网能满足其用水量的要求，一般情况下也不允许水泵直接从管网中抽取，主要是避免由于市政管网条件不好，造成供水管道中出现负压，影响周围其他用户。

随着城市建设规模的扩大和发展，城市自来水管网的日趋完善，消防用水也能得到有效保证，节能环保卫生是今后社会的发展方向。建议各地区可在合适的时候对现行消防规范的有关条文进行适当细化和修改，制定适合本地区实际情况的条文，在一定条件下允许不设、少设消防水池和水箱，相信今后的消防设计能更好地利用市政给水管网的资源，在保障消防安全的前提条件下，向更节约资源、更合理的方向发展。

5 采用新产品、新技术

随着社会经济的快速发展，各类新型建筑工程逐渐增多，国家现有的消防技术规范难以满足日益增长的建筑工程防火设计需要，特别是建筑室内高度较高的大空间的灭火问题，目前仅靠室内消防栓系统及移动式灭火器材，自动灭火问题一直没有得到解决。近几年，部分地区相继推广使用一种大空间智能灭火装置，反映效果良好，广东省还出台了《大空间智能型主动喷水灭火系统设计规范》地方标准。

大空间智能型喷水灭火装置是近年来我国自主开发的一种全新的喷水灭火系统。该系统采用自动探测及判定火源、启动系统、定位主动喷水灭火的灭火方式，特别适用于空间高度大于8m（如图5所示）、火灾发生时有明火及需要对火焰作出反应的场所，按国家标准不适宜设置传统闭式自动喷水灭火系统的场所，如：影剧院、音乐厅、体育馆、图书馆、科技馆、会展中心、大型超市、仓库、候车室、候机厅及宾馆、酒店中厅等大空间A类火灾场所。另外，该装置一般可与自动喷水灭火系统合用一套消防设备及管网系统，对于消防水池及泵房部分并不会造成工程造价的增加。笔者建议上述建筑及部位在设计、完善消防设施时，应积极采用这一消防新产品、新技术。

图5 南坪中心交通枢纽工程大空间效果图

6 结语

开发地下空间是21世纪的重要发展趋势，对于设计者来说，在城市地下空间资源的大规模开发利用中，应紧跟社会、经济、科技发展的步伐，在把握好有关消防规范精髓的同时，也应从新技术、新产品、经济、环保、节能等多方面进行考虑，制定适合项目特点的设计方案，积极改善地下空间的环境品质，以达到改善城市的整体环境、整体形象，推动城市经济、社会发展的目的。

[1]GB50016-2006，建筑设计防火规范[S].

[2]GB50157-2003，地铁设计规范[S].

[3]GB50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范[S].（2005年版）

[4]DGJ08-94-2007，民用建筑水灭火系统设计规范[S].

[5]DBJ 50-054-2006，大型商业建筑设计防火规范[S].

[6]DBJ 15-34-2004，大空间智能型主动喷水灭火系统设计规范[S].

[7]施锦岳.浅谈消防水池的设计[J].给水排水，2008，S2 (48):1-2.

[8]姜文源.上海市地方消防设计规范的特点[EB/OL].消防网，2009-4-12.2-3.

责任编辑：余咏梅

Discussion on Fire-control Designs:Water Supply and Drainage in City Underground Engineering

In recent years,as the economy of our country is developing rapidly,the construction of underground space such as city tunnel,underground rail,and underground business is on the rise.This paper presents viewpoints and problems that should be paid attention to in the process of designing the fire-control system of water supply and drainage in the city underground engineering by introducing the fire-control design of water supply and drainage in a major project in Chongqing——Nanping Transport Hub,which may provide some experience for the similar projects in the future.

water supply and drainage;fire-control design;underground engineering;transport hub

TU96+1

A

1671-9107（2010）09-0026-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.9.026

2010-7-28

郭成林（1978-），男，工程师，学士，研究方向为给排水工程技术。