轨道交通地下车站消火栓布置分析

【摘要】为规范地铁的消火栓布置，本文对消火栓的充实水柱、保护半径进行计算，对消火栓的几种布置形式进行了对比分析，总结了不同车站形式的消火栓的最优布置方式。

【关键字】轨道交通；消火栓

Analysis of hydrant layout in underground rail stations

Rui Daoqiang

（College of Environmental Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，200092）

Abstract： The full water column and protection radius of hydrants is calculated and the comparison analysis of several layouts of hydrants is carried out to optimize the locations of hydrants. The optimal layout of hydrants in different subway stations is summarized in this paper.

Key words： urban rail transit； hydrant

引 言

《地铁设计规范》28.3.8 地铁室内消火栓的设置应符合下列要求：[1]：

1）消火栓的布置应保证每个防火分区同层有两只水枪的充实水柱同时到达室内任何部位；

2）消火栓的间距应按计算确定，但单口单阀消火栓不应超过30m，双口双阀消火栓不应超過50m。地下区间隧道（单洞）内消火栓的间距不应超过50m。人行通道内消火栓间距不应超过30m；

实际布置时，地下车站和地下区间消火栓系统从两路进水管上各接出1根DN150消防干管，在车站纵向和横向分别连通形成环状供水管网。地下区间每条隧道分别从地下车站消火栓环状管网上引入一根消火栓给水干管，沿隧道一侧布置，使地铁车站和区间形成环状消防供水管网。站厅层一般采用单栓消火栓，站台层公共区采用双栓消火栓。如下图所示：

图1 扬水管从泵房顶部出地面

Fig.1

站厅层公共区消火栓的布置间距，和消火栓的保护半径R及站厅层宽度B有关，应通过计算确定。本文通过对站厅公共区几种不同的消火栓布置方式的对比分析，选择出最经济、合理、简单的方案。

1、消火栓保护半径计算

1.1消火栓充实水柱计算

消火栓充实水柱按照下面几种方法计算或取值，取其中最大值：

1）根据《全国民用建筑工程设计技术措施（2OO9年版）给水排水》7.1.5，按下列公式计算[2]：

式中：Sk-水枪的充实水柱长度（m）；

H1-室内最高着火点离地面高度（m）；

H2-水枪喷嘴离地面高度（m），一般为1m；

α-水枪上倾角（°）

地铁车站站厅层的高度一般为4500mm，则计算出

Sk=（4.5-1）/sin（45°）=4.95m

2）根据《地铁设计规范》[1]28.3.8条要求，地下车站水枪充实水柱长度不应小于10m。

3）根据水枪最小出流量计算。公共区消火栓箱栓口直径为DN65，采用L=25m纤维衬胶水龙带，水枪喷嘴为?19，每支水枪的最小出流量为5l/s。查《全国民用建筑工程设计技术措施（2OO9年版）给水排水》表7.1.5-3“水枪充实水柱、压力和流量”[2]可得到Sk=11.45米。

4）《消防给水及消火栓系统技术规范》[3]7.4.12 室内消火栓栓口压力和消防水枪充实水柱，应符合下列规定：

（1） 高层建筑、厂房、库房和室内净空高度超过8m的民用建筑等场所，消火栓栓口动压不应小于0.35MPa，且消防水枪充实水柱应按13m计算；其他场所，消火栓栓口动压不应小于0.25MPa，且消防水枪充实水柱应按10m计算。

根据以上4种结果，地下车站消火栓充实水柱取10m。

1.2消火栓保护半径计算

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》10.2.1，消火栓的保护半径按照下列公式计算：[3]

式中：R-消火栓保护半径（m）；

k-水带弯曲折减系数，宜根据水带转弯数量取0.8～0.9，本例中取0.8；

Ld-水龙带长度（m），本例中取25m ；

Ls— 水枪充实水柱长度在平面上的投影长度（m ）。当水枪倾角为45°时，Ls= 0.71Sk；

Sk-水枪充实水柱长度（m），取10m。

则R=0.8×25+10×0.71=27.1（m）。。

1.3消火栓布置间距计算

要求相邻两支水枪的充实水枪同时到达室内任何部位时，消火栓的间距应按下列公式计算：

式中：S——消火栓间距，m；

R——消火栓保护半径，m；

b——消火栓最大保护宽度。

2、消火栓布置形式分析

根据车站宽度B不同，消火栓分以下几种布置方式。如图2～5所示：

图2 站厅层公共区消火栓布置方式（一）

图3站厅层公共区消火栓布置方式（二）

图4站厅层公共区消火栓布置方式（三）

图5站厅层公共区消火栓布置方式（四）

方式（一）中，车站宽度B大于消火栓保护半径R，消火栓必须分2排布置，消火栓的保护宽度取车站宽度的一半，即b=B/2。当车站的宽度B小于消火栓的保护半径R时，消火栓的最大保护宽度b可以为B/2，如方式（二）；也可以为B，如方式（三）和方式（四）。

3、车站消火栓布置方式分析

从以上分析可知，消火栓的布置方式与车站的宽度B有关。我们可以找出这4种布置方式中B的临界值，依此来选择最优的方式进行布置。

方式（一）和（二）中，消火栓的布置间距为：

方式（三）和（四）中，消火栓的布置间距为：

假设公共区的长度为L=100m，站台宽度B取整（从10m取到32m），消火栓的数量N取整，通过试算得出如下结果：

宽度 长度 保护间距 数量 数量

B L S1，2 S3，4 N1，2 N3，4

m m m m 个 个

8 100 26.8 25.89 10 5

9 100 26.72 25.56 10 5

10 100 26.63 25.19 10 5

11 100 26.54 24.77 10 5

12 100 26.43 24.3 10 5

13 100 26.31 23.78 10 5

14 100 26.18 23.2 10 5

15 100 26.04 22.57 10 5

16 100 25.89 21.87 10 6

17 100 25.73 21.1 10 6

18 100 25.56 20.26 10 6

19 100 25.38 19.32 10 6

20 100 25.19 18.29 10 6

21 100 24.98 17.13 10 7

22 100 24.77 15.82 10 7

23 100 24.54 14.33 10 8

24 100 24.3 12.59 10 9

25 100 24.04 10.46 10 11

26 100 23.78 7.64 10 14

27 100 23.5 2.33 10 44

28 100 23.2 10

29 100 22.89 10

30 100 22.57 10

31 100 22.23 10

32 100 21.87 12

4、車站消火栓布置方式选择

B型车岛式车站公共区的一般剖面如下图所示：

图6站厅层公共区消火栓布置方式（四）

Fig.6

通过上表计算结果可以看出，当车站宽度B>25m时，消火栓的保护宽度取车站宽度的一半比较经济合理。

标准单岛式地下车站的站台宽度一般取8米～14米，加上两侧隧道的宽度，公共区总宽度大概在15米～21米之间，可选用方式（三）和（四）布置。

多岛式地下车站，至少还需要再加上一岛和一个隧道的宽度，公共区总宽度至少在25米以上，采取方式（一）和（二）。

结语

地下车站消防环网一般站厅层水平成环，站台层竖向成环。因此对于标准岛式地下车站来说，消火栓应参照方式（三）错开布置更为合理。对于多岛式站台来说，错开式布置已经不能满足充实水柱的覆盖要求，应采用方式（一）和（二）布置。

由于篇幅有限，本文只选取了简单的岛式站台进行了分析，对于侧式及岛-侧式车站，可以根据同样的计算方法进行对比分析后选择合适的消火栓布置方式。

参考文献：

[1] GB 50015-2003，建筑给水排水设计规范[S].

[2]《全国民用建筑工程设计技术措施（2OO9年版）给水排水》[3]GB 509745-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》

作者简介：芮道强（1983-），男，安徽芜湖人，2004年毕业于哈尔滨工业大学给水排水专业，本科，工程师，现在厦门轨道交通集团有限公司从事城市轨道交通工程建设管理。