自动喷水灭火局部应用系统在无锡地铁1、2号线的应用

吴海岑

（无锡地铁集团有限公司，江苏无锡214100）

0 引言

自动喷水灭火系统是较为常用的消防灭火系统之一，也是扑救、控制建筑初期火灾的最为有效的灭火措施之一。无锡地铁1、2号线在消防验收过程中，根据消防部门及相关规范要求，对车站部分区域增加设置自动喷水灭火局部应用系统，通过了消防部门的验收，但是由于三角机房区域结构特殊、线路开通试运营节点压力等方面的原因，该系统在设计、施工等方面存在一些问题。经我司运营分公司后期维护、完善，设备配置现已符合法规要求，各部件功能也已恢复正常。

1 灭火措施设置

地铁车站站厅商铺在新一轮的地铁建设大潮中，已经成为地铁商业经营的一种主要形式，其在为地铁乘客提供便利、稳定运营客流量、增加地铁商业收入的同时，也给地铁消防安全带来了新的考验。

针对地铁车站商铺的火灾实验[1]，地铁车站商铺火灾发生轰燃的时间短、发热量大、所产生的有毒有害气体浓度高，对地铁车站安全运营影响较大，而地铁车站又属人流高度集中场所，一旦发生火灾，极易导致严重后果。从目前国内大多数城市地铁车站内的主动消防灭火措施实际设置情况来看，基本以消火栓灭火系统和手提式灭火器两类基本措施为主，北上广深等城市的早期地铁线路，由于未设置站厅商铺，其消防措施则更为简单。

因此，非常有必要对站厅商铺增强消防灭火设施的配置，以加强和提高火灾初期的控火、灭火能力。较可行的方案，一是增设自动喷水灭火系统，二是增加灭火器数量[2]。

2 系统适用性

2.1 功能适用性

GB 50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）》[3]第12.0.4条规定：当室内消火栓水量能满足局部应用系统用水量时，可以与室内消火栓合用消防用水、稳压设施、消防水泵及供水管道等；第12.0.5条规定：采用K=80喷淋头且喷淋头总数不超过20只，或采用K=115喷淋头且喷淋头总数不超过12只的局部应用系统，可不设报警阀组。

湿式自动喷水灭火系统由喷淋头、水流指示器、湿式报警阀、压力开关等组件及末端试水装置、管网和供水设施组成。因此，当室内消火栓水量能满足局部应用系统用水量时，设置自动喷水灭火局部应用系统，可在消火栓灭火系统的基础上，增设压力开关、自喷水管、喷淋头、水流指示器、压力开关、信号阀等组件，同时与火灾自动报警系统增加相关接口，以实现自动联动与实时监控。

2.2 法规适用性

GB 50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）》[3]第12.0.1条规定：局部应用系统适用于室内最大净空高度不超过8 m的民用建筑中，局部设置且保护区域总建筑面积不超过1 000 m2的湿式系统。本条规定中规定了其所适用的范围，其中包含了3个条件：室内最大净空不高于8 m、局部设置且保护区域总建筑面积不超过1 000 m2、湿式系统。

GA 703—2007《住宿与生产储存经营合用场所消防安全技术要求》[4]第4.3 b）条规定：住宿与非住宿部分之间应进行防火分隔；当无法分隔时，合用场所应设置自动喷水灭火系统或自动喷水局部应用系统；第7.1条规定：合用场所自动喷水灭火系统和自动喷水局部应用系统的设置应符合GB 50084—2001的规定。可见：住宿与生产、存储、经营等一种或多种用途混合设置在同一连通空间内的场所也可适用局部应用系统。

2.3 设置情况

国内不少城市地铁已根据相关规范要求设置自动喷水灭火局部应用系统，如深圳地铁4号线、厦门地铁1号线等。在我司1号线消防验收过程中，市公安消防支队同样提出要求：对车站局部商业设置自动喷水灭火系统，可采用局部应用系统。

根据地铁规范，地铁站厅商业最大面积为100 m2，根据GB 50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）》[3]要求，喷水强度6 L/min·m2，同时开放喷淋头数8只。每只喷头流量约为1 L/s，按最不利情况，按一处商铺火灾计算，水流量Q=8 L/s。我司1、2号线各车站均设置双路消防供水，常规管径DN150，市政供水管网常态水压0.3 MPa，按经济流速1.5 m/s考虑，室内消火栓灭火系统水流量为20 L/s，故室内消火栓水量可满足局部应用系统需求。1、2号线各车站需设置局部应用系统的车站区域，主要为站厅小商铺、电扶梯三角机房及部分车站的工务用房等，最大净空高度及保护区总建筑面积均在规范要求以内，室内消火栓水量亦可满足局部应用系统需求。

我司最终根据相关规范要求，在1、2号线各车站的上述区域设置局部应用系统。喷淋头选型与场段物资仓库、办公楼等其他区域一致，便于备品备件的统一调配；喷淋头公称动作温度68 ℃、流量系数K=80、快速响应喷淋头RTI≤50（m·s）0.5、持续喷水时间≥0.5 h；商业开发采用通透性吊顶或不设吊顶时采用上喷式喷淋头（图1），有扣板吊顶时采用下喷式喷淋头；顶板或吊顶为斜面时，喷淋头应垂直于斜面（图2），并应按斜面距离确定喷淋头间距；除扬名站、民丰站、五爱广场站、广益站、迎宾广场站、无锡东站的局部应用系统覆盖总面积较大，需设置报警阀组外，其他车站均无需设置。

图1 直立型喷淋头安装示意图

图2 三角机房喷淋头安装示意图

3 典型问题

3.1 压力开关选型错误及安装不规范

根据GB 50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）》[3]第12.0.6条规定：不设报警阀组或采用消防加压水泵直接从城市供水管吸水的局部应用系统，应采用压力开关联动消防水泵的控制方式。

由于车站内消防管网采用市政水源稳压，火灾初期因喷淋头爆破数量有限，局部应用系统的耗水量较小，水源常规管径为DN150左右，消火栓管网压力变化微小[2]，若单纯依靠消防泵组出水主管网处的压力变化信号决定是否启泵，则无法在发生火灾后的第一时间启动消防水泵，无法保证管网水压及初期灭火效果。因此，设计单位在局部应用系统主管道上设置遥控信号阀、水流指示器和压力开关，分别传递开闭信号、流量信号和压力信号给控制系统和火灾自动报警系统，以确保局部应用系统管网在待工作及正常工作状态下，均能保持正常水压，确保灭火效果。具体为：车站的每个防护区均对应一套压力开关和流量指示器。当火灾自动报警系统收到压力信号或者流量信号（二者任一）时，应该发出预报警信号，提示车站管理人员。当火灾自动报警系统同时收到来自同一防护区水流信号和压力信号时，系统同时自动进入延迟30 s状态，如果30 s后报警信号没有解除，应启动车站主消防泵。当任一信号阀关闭时，在车控室应有警示信号，并提示具体阀门的位置。

上述压力开关为压降式动作开关，在喷淋头爆破开始喷水后，喷淋主管道及支管网内压力下降后，压力开关触点动作发出信号，强制启动消防水泵。由于设计图纸中未对压力开关的具体类型进行说明，加之施工及监理单位对自动喷淋系统湿式报警阀组中的压力开关较为熟悉，故使用常见的压升式压力开关进行安装，但由于后者动作条件为延时器内充满水，水压升高后动作产生电信号（图3），动作原理与前者完全相反。因此，无法正常传递压力变化信号、启动消防水泵，给火灾自动报警系统传递了大量的错误信号，在地铁试运营后很长一段时间内均存在一定的消防安全隐患。另外，压力开关必须直立安装，但部分车站并未规范安装。

图3 压升式压力开关示意图

3.2 接线不完整

遥控信号阀、水流指示器、压力开关的信号需接入火灾自动报警系统，此工作涉及至少两个施工单位，在试运营开通节点紧张的情况下，此部分后增加工作未完整完成，诸多信号线未接入火灾自动报警系统，致使设备功能无法正常联动。

3.3 管道内无水

喷淋管道之间、喷淋头与管道之间均采用螺纹连接，如施工不规范，则容易产生接口漏水现象，加之未对增设的局部应用系统进行统一的调试与验收、监理不到位，部分车站的喷淋管道内存在无水的情况，存在较大的消防安全隐患，所幸均已及时恢复。

3.4 末端试水装置、过滤器、水流指示器安装不规范

根据GB 50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）》[3]第6.5.2条：末端试水装置应由试水阀、压力表以及试水接头组成（图4）。试水接头出水口的流量系数，应等同于同楼层或防火分区内的最小流量系数喷头。末端试水装置的出水，应采取孔口出流的方式排入排水管道。但大部分车站末端试水装置中均未设置试水接头，或以截止阀等阀门取代，不能在装置调试过程中准确调试，尤其是影响水流指示器及压力开关的调试。

根据GB 50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）》[3]第12.0.5条：不设报警阀组的局部应用系统，配水管可与室内消防竖管连接，其配水管的入口处应设过滤器和带有锁定装置的控制阀，但诸多车站局部应用系统未按规范要求设置过滤器。

水流指示器应使电器元件部位竖直安装在水平管道上侧，其动作方向应和水流方向一致；安装后的水流指示器桨片、膜片应动作灵活，不应与管壁发生碰擦，但诸多车站局部应用系统水流指示器未竖直安装。

图4 末端试水装置示意图

4 改善情况及问题原因

4.1 改善情况

2016年、2017年，我司运营分公司对各车站现场消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统及火灾自动报警系统所存在的问题，进行了集中摸排、梳理，并委托专业消防施工单位进行了统一整改、完善。具体工作主要涉及拆装吊顶、管道、设备，更换压力开关、水流指示器，新增监控线、回路线、输入模块，新增压力开关到消防泵房的信号线，进行系统调试等。

4.2 问题原因

（1）自动喷水灭火局部应用系统是处理现行消防技术规范难以解决的火灾隐患的一种有效技术手段，但是包含业主、设计、施工、监理在内的诸多单位对此的认识不到位，没有组织相关人员进行专门学习、推广应用，掌握度不够[5]。

（2）自动喷水灭火局部应用系统消防设计审核及竣工验收把关不严。从实际情况看，对局部应用系统不了解或者一知半解的情况，在上述单位和消防监督、审核部门均存在，直接造成设计及施工出现漏洞。

5 结语

自动喷水灭火局部应用系统与完整的自动喷水灭火系统相比，虽减少了原有系统的部分组件，但也能达到与湿式系统相同或相近的工作效果，设计与维护简单、工程造价低、对火灾的初期扑救却十分有效。相较于手提式灭火器，在灭火主动性及可靠性方面，也远胜一筹[2]。作为自动喷水灭火系统的一种有效补充形式，局部应用系统应用前景十分广阔，应加大推广、学习及研究，尤其是在系统组件的规范性设置及其与消防泵组、火灾自动报警系统的控制联动方面。

即将实施的新版规范GB 50084—2017，对局部应用系统的设置也进行了相应的修改和补充，同样需要进一步的学习及研究。

[1]陈平，张泽江.地铁站厅中商铺火灾试验研究[J].西华大学学报（自然科学版），2007，26（4）：9-10.

[2]弓瑞强.自动喷淋局部应用系统在厦门地铁中的应用[J].福建建筑，2017（2）：80-82.

[3]自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）：GB 50084—2001[S].

[4]住宿与生产储存经营合用场所消防安全技术要求：GA 703—2007[S].

[5]武胜华，季文全.自动喷水灭火局部应用系统的设计与应用[J].产业与科技论坛，2011，10（5）：123-124.