城市轨道交通控制中心水消防系统设计

王 守 仁

(太原市建筑设计研究院，山西 太原 030002)

1 工程概况

某城市轨道交通控制中心作为该市轨道交通建设的控制性工程，主要承担该市未来建设的8条地铁线路的行车组织、运营调度、机电设备监控、通信信息交换、票务管理、应急指挥等运营管理任务，同时具有市民科普展示、新闻发布、轨道运营会议等辅助功能。

建筑主要功能用房包括：1号线～8号线机房、系统设备用房、中央调度大厅、运营管理用房、市民科普展览、会议、员工配套设施及地下车库等。

本工程总建筑面积：94 941 m2，地下3层，地上22层，建筑大屋面高度95.10 m，室内外高差0.45 m。

本工程为一类高层建筑，耐火等级为地下一级，地上一级。

2 水消防系统设计内容

水消防系统主要包括：室内外消火栓系统、室内喷淋系统、高压细水雾系统、气体灭火、自动扫描射水高空水炮灭火系统、防护冷却系统、建筑灭火器。

3 水消防各系统设计

3.1 消防水源及消防用水量

水源：在工程用地四周长治路、龙城大街、长治东一路、龙城北街有完善的市政给水，管径为DN300，市政供水压力为0.25 MPa，为单路供水管网，长治路上引入一根DN250给水管，供本工程生活给水及消防给水。

本项目消防水池设置在楼座南侧地下1层，为消防用水与冷却塔补水合用，贮水容积为1 500 m3，分两座。其中贮存消防水量为1 080 m3，冷却塔补水量为420 m3。为确保消防用水不被动用，本工程在冷却塔补水泵吸水管上设置真空破坏孔。

屋顶水箱间设有效容积36 m3的消防水箱[1]，消防用水量见表1。

表1 消防用水量

3.2 室外消火栓给水系统

室外消火栓给水系统所需水量、水压由设于消防水池及地下2层消防水泵房内室外消火栓系统专用泵保证。平时系统压力由水泵房内的室外消火栓系统增压稳压装置维持。水压要求消防用水量达到最大时，从室外设计地面算起不小于0.1 MPa。

3.3 室内消火栓给水系统

系统设计。本项目室内消火栓系统采用临时高压制，在屋顶设有效容积不小于36 m3的屋顶消防水箱，水箱最高水位：98.07 m，消火栓系统设增压稳压装置以保证系统最不利点消火栓处在准工作状态时的静水压力大于0.15 MPa[1]。采用分区供水，地下部分至地上9层为低区，10层及以上部分为高区。高、低区消火栓系统所需水量、水压由地下车库消防水泵房内高区消火栓系统专用泵保证(低区由高区减压后供给)。最不利点处消火栓的充实水柱不小于13 m。

3.4 自动喷水灭火系统

本工程设湿式自动喷水灭火系统，其中1号楼5层及以上的办公各层按中危险Ⅰ级考虑，喷水强度为6 L/(min·m2)，作用面积为160 m2；其余部位按中危险Ⅱ级考虑，喷水强度为8 L/(min·m2)，作用面积为160 m2,设计水量为40 L/s；最不利点喷头工作压力不小于0.10 MPa。

自动喷水灭火系统为临时高压制，在屋顶设置自动喷水灭火系统增压稳压装置。系统采用分区供水。地下部分至地上7层为低区，8层及以上部分为高区；高、低区自动喷水灭火系统所需水量、水压均由地下车库消防水泵房内自动喷水灭火系统专用泵保证(低区由高区减压后供给)。高、低区自动喷水灭火统设计工作压力分别为1.60 MPa，0.85 MPa(消防泵房出口处)。

屋顶消防水箱出水管与高区自喷系统湿式报警阀组前环网连接，可满足最不利点喷头在准工作状态时的静水压力要求。

当梁、通风管道、成排布置的管道等障碍物的宽度大于1.2 m时，在其下方应增设喷头[2]，见图1。

自动喷水灭火系统设三套室外地下式消防水泵接合器。

3.5 自动扫描射水高空水炮灭火系统

3.5.1系统设计

本工程西门厅处的中庭及调度大厅等净空高度大于12 m的部位设自动扫描射水高空水炮灭火系统[3]。系统的设计压力为1.1 MPa，设计流量为20 L/s。系统所需水量、水压均由地下消防水池及室内自动扫描射水高空水炮系统专用泵来保证(与防护冷却系统合用泵组)。本系统一次灭火用水量72 m3。

最不利点自动扫描射水高空水炮工作压力为0.6 MPa，每个自动扫描射水高空水炮安装高度为6 m～20 m，保护半径20 m，设计用水量5 L/s。

3.5.2工作原理

火灾探测器全天24 h探测保护范围内的一切火情，若探测到火灾，即刻发出信号到消防控制中心，实行报警，同时喷头迅速旋转定位火源位置，定位后，控制器发出信号打开电磁阀并启动水泵使喷头喷水进行灭火，扑灭火源之后，火灾探测器再发出信号并关闭电磁阀门，喷头停止喷水，恢复待命状态,若有新火源,则系统重复上述动作。

3.6 防护冷却系统

3.6.1系统设计

根据GB 50016—2014建筑设计防火规范第5.3.2条，6.5.3条相关要求[4]，本工程在8层参观展示平台北侧弧形防火玻璃处设置防护冷却系统。

喷头设置高度小于4 m，喷水强度：0.5 L/(s·m)。根据GB 50084—2017自动喷水灭火系统设计规范第9.1.4条要求[2]，系统设计流量的计算长度不小于自动喷水灭火系统最不利作用面积的长边长度，系统的设计流量为20 L/s。

本项目防护冷却系统采用临时高压制，不分区。屋顶水箱出水管与湿式报警阀组前环状管网连接，可保证最不利点喷头在准工作状态时的静水压力大于0.10 MPa。系统所需水量、水压均由地下车库消防水泵房内自动喷水灭火系统专用泵保证。

3.6.2喷头选用

防护冷却系统采用边墙型洒水喷头。喷头流量系数K=80；公称动作温度为68 ℃，色标为红色。喷头布置详见图2。

3.7 高压细水雾灭火系统

3.7.1系统设计

本工程设一套高压细水雾灭火系统，主要防护区域为综合监控设备室、信号设备室、数据中心机房、安全监控室、数据中心电源室、通信、网络设备机房、柴油发电机房等[5]。

3.7.2系统组成、控制方式及工作原理图

1)系统组成。

高压细水雾灭火系统由泵组单元、稳压泵、不锈钢水箱、区域控制阀、细水雾喷头等组成。泵组单元由主泵、阀件等组成。

2)控制方式。

正常情况下，系统处于待命状态，泵组单元不启动，区域控制阀后的高压管网内没有水。高压细水雾灭火系统与火灾报警系统联动，分自动和手动两种控制方式。

3)系统工作原理图见图3。

3.8 气体灭火系统

地下1层制冷机房配电室、办公配电室、控制机房配电室设有管网的IG541混合气体灭火系统[6]。

各防护区采用全淹没灭火方式。防护区域内具有独立的火灾自动探测、自动报警及气体灭火功能。

3.9 厨房灭火系统

本建筑厨房内的排油烟罩及烹饪部位设置自动灭火装置[5]，同时在燃气或燃油管道上设置与自动灭火装置联动的自动切断装置[5]。厨房灶台等的具体位置及专用自动灭火装置由专业厂家深化设计并安装调试。

3.10 移动式灭火器

地上部分按严重危险级考虑，火灾种类为A类(除厨房外)，每个设置点设2具MF/ABC5手提式磷酸铵盐干粉灭火器，按最大保护距离15 m配备。

厨房按严重危险级考虑，火灾种类为B类，每个设置点设2具MF/ABC5手提式磷酸铵盐干粉灭火器，按最大保护距离9 m配备。

地下车库部分按中危险级考虑，火灾种类为B类，每个设置点设2具MF/ABC5手提式磷酸铵盐干粉灭火器，按最大保护距离12 m配备。

各强弱电电气用房及屋顶电梯机房按中危险级考虑，火灾种类为E类，每个设置点设2具MF/ABC5手提式磷酸铵盐干粉灭火器，地上部分按最大保护距离15 m配备；地下部分按最大保护距离12 m配备。

4 结语

控制中心作为地铁线路的核心控制区域，其消防系统的安全性、可靠性尤为重要。本设计依据相关规范结合具体工程，总结了轨道控制中心的设计思路、方法，为相关设计提供参考。