地铁线网控制中心消防与给排水设计简析

文｜广州地铁设计研究院股份有限公司 叶东旭

地铁线网控制中心担负着城市多条线路的调度任务，密切关系到地铁运营的安全。它相比于其他地铁设施，规模更大、涉及专业更多、设备更复杂，是一座集合多种功能与任务的综合性高层建筑。因此它的设计难度比一般的高层建筑更大，具有自身的独特之处。本文以某市地铁线网控制中心为例，介绍分析控制中心的给排水及消防设计。

1.项目概况

本项目为某市轨道交通工程的线网控制中心，位于车辆段内，与综合楼合建。控制中心分为裙楼和塔楼两部分。该控制中心为钢筋混凝土框架结构，是一类高层综合楼，塔楼十五层，裙楼四层，建筑高度65.8m，体积＞50000m³，室内外高差0.300m，室外地面标高-0.300。本项目为该市第二线网控制中心，同时具备线网指挥中心、线网制票及清分中心、信息中心、线网门禁授权中心等功能。其中首层、二层主要为六条线规模的设备房，三层、四层主要为中央控制室及其调度管理用房，五层及以上主要为生产管理用房。

2.消防给水及气体灭火系统

2.1 消火栓系统

该控制中心消火栓室外消火栓用水量按40 L/s 计，室内消火栓用水量按40 L/s 计，火灾持续时间3h。消防泵房及水池设置于地下室，室内消防泵组设置两台卧室消防泵，一用一备。消防水池存储室内、外消火栓用水和喷淋用水，共计990m3。

鉴于该控制中心高度较高，为合理设置消火栓系统，采用竖向分区。1～4 层消火栓由低区消火栓系统供水，5 层及以上消火栓由高区消火栓系统供水。架空的高区室内消火栓管道8 层及以下使用无缝钢管(管道及管件阀门公称压力2.0MPa)；9 层及以上楼层采用加厚镀锌钢管(管道及管件阀门公称压力1.6MPa)，消火栓管道连接方式应按照相关国家标准与规范的要求施工。阀门采用蝶阀，应保持常开，并有醒目的开启标志。管件和阀门的公称压力等级与所处管道的公称压力等级一致。

控制中心室内消火栓箱采用成套产品，并有永久性固定标识。箱中配有消火栓报警按钮。消火栓箱内配公称直径65mm 的消火栓，长度25m 的麻质衬胶水龙带一条，直径19mm 水枪一支，消防软管卷盘JPS1.6-19 一条(栓口直径为25mm，胶带内径不应小于19mm，喷嘴的口径不应小于6mm，水带长度30m）；屋面设试验消火栓；有防火要求墙上暗装消火栓应采取防火措施，确保防火性能不受影响。消火栓口离地1.1m，消火栓箱门门锁采用不锈钢，箱体采用铝合金。消火栓箱门开门的位置一般为左侧，开启角度不小于175°，并且应该根据现场实际情况做调整。

控制中心设置水泵接合器，其数量应满足火灾时消防用水量。在接合器15～40m范围内，设置有车辆段的室外消火栓，其流量应与水泵接合器相匹配。水泵结合器应布置在明显的位置，并配有显著的标识牌，标明其基本信息。

2.2 自动喷水灭火系统

2.2.1 湿式自动喷水灭火系统

控制中心为中危险Ⅰ级，选用喷头流量系数K=80，喷水强度为6L/min·m2，作用面积为160m2，设计流量35L/s。火灾持续喷水时间为1.0h。湿式报警阀前的自动喷水灭火系统管道采用环状布置，之后的管道采用支状方式布置。系统设有排气阀，位于管网最高处。在排气阀之前设置有铜制截止阀。在系统最不利点处应设置试水装置(试水出水口的流量系数，应与同一防火分区内最小流量系数的喷头相同)。同时在每个防火分区和楼层的最不利点喷头处，均要设置压力表和试验放水阀。为确保自动喷水灭火系统的安全与可靠，为了能够显示每个主要阀门的启闭状态，自动喷水灭火系统应采用信号控制阀，同时各个报警阀的实时信号也应与消防控制中心联控。

架空的喷淋管道10 层及以下采用无缝钢管（首层管道及管件阀门公称压力为2.5MPa，2 至10 层管道及管件阀门公称压力为2.0MPa），11 层及以上采用加厚镀锌钢管(管道及管件阀门公称压力为1.6MPa)，当喷淋管道的直径大于50mm 时应采用沟槽式连接件连接。

喷淋系统采用玻璃球喷头。该线网控制中心的吊顶空间超过了800mm，根据国家标准，在吊顶内需设置喷头。一般而言，对于有吊顶的场所，吊顶下方应设置吊顶型喷头。对于无吊顶的空间则设置直立型喷头。当遇到宽度超过1.2m 的障碍物，如风管、电缆桥架、排管时，应在障碍物下方增加设置喷头。同时喷头的设置位置还应与控制中心的装修相协调，避免冲突，尤其要与室内的照明灯具、空调通风口保持一定距离。各类喷淋喷头的动作温度分别为：厨房93℃，其余均为68℃,喷头流量系数K=80 级。易碰撞部位采用带保护罩喷头。使用DN25 短立管连接喷头与配水支管。

2.2.2 预作用自动喷水灭火系统

控制大厅设有众多重要电子设备，如线网大屏幕等，设备昂贵。自动喷水系统一旦误喷，将造成惨重的损失，且会对线网运行造成极为不利的影响。因此在控制大厅处设置预作用自动喷水灭火系统较为合理，能有效减少系统误喷水的可能性。

预作用自喷系统控制要求如下:（1）电气控制系统:防护区中的火灾探测器上传火灾报警信号后，开启自动喷水预作用阀组的电磁阀，使控制膜室的压力下降，预作用阀便打开，压力开关动作并启动消防水泵供水。同时打开管网最高处放气阀之前的电动阀门，排出管网内的空气，并自动停止空压机的启动，保证系统灭火。消防水泵在消防控制中心显示有运行状况信号。（2）远程手动控制:当人工现场监视到火灾发生时，可在消防控制室远程打开预作用阀组, 使控制膜室的压力下降，预作用阀开启，压力开关动作并启动消防水泵供水。同时打开管网最高处放气阀之前的电动阀门，排出管网内的空气，并自动停止空压机的启动。（3）现场手动控制:当人工现场监视到火灾发生时，在报警阀间直接打开预作用阀组的手动球阀, 使控制膜室的压力下降，预作用阀开启，压力开关动作并启动消防水泵供水。同时打开管网最高处放气阀之前的电动阀门，排出管网内的空气，并自动停止空压机的启动。（4）消防泵房还设置有手动开启和关闭消防加压泵的装置。

2.3 气体灭火系统

控制中心电气设备房间众多，且设备价值昂贵，多数不适合用水灭火，因此需要针对性地设计气体灭火系统保护。IG541气体灭火在地铁中应用广泛，同样适用于该控制中心。通常而言，控制中心需要气体系统保护的设备房间如下：低压开关柜室、跟随所、弱点综合设备室、信号设备及电源室、弱电综合UPS 设备室、高压开关柜室、控制室、PIS 机房、NCC 设备室、NCC 接入设备室、NCCUPS 设备室、大屏幕设备及电源室、安防设备室、清分中心灾备系统电源室、信息中心机房、档案室、公安通信设备室、环控电控室、专用通信设备室、安防集成监控分中心机房、专用通信电源室等。

2.4 灭火器配置

地铁线网控制中心为一类高层，各层根据《建筑灭火器配置设计规范》按照严重危险设计，设置手提式磷酸胺干粉灭火器。各组合式消防箱内设一组手提式灭火器，每组2 具（MF/ABC3），设呼吸面具2 具；部分场所单设手提式灭火器，每组2 具（MF/ABC3），设呼吸面具2 具。

3.生活给水系统

控制中心从附近的省道上引入DN200给水管，引入管市政常年可提供的最低水压为0.14Mpa。为了充分利用市政水压，并考虑节能措施，控制中心给水采用分区供水方案。一层采用市政直供，二层至六层采用地下室设置的水池-变频泵组供给，六层以上采用屋面水箱供水。

控制中心内所有卫生器具都采用节水型器具，且在每个卫生间干管上设置水表，实现必要的计量管理。为了合理控制用水点出流水压，避免水资源浪费，控制中心给水干管上设置有可调式减压阀和比例式减压阀，将卫生器具用水压力控制在0.12MPa以下。

4.排水系统

4.1 污废水系统

控制中心采用污、废分流的设计方案，将生活废水与粪便污水分开排放，有利于改善控制中心室内环境，并减少室外化粪池容积。室内排水管道（含接至室外井、池的排出管）采用柔性铸铁排水管，橡胶圈卡箍连接。室外重力排水管均采用HDPE中空壁聚乙烯缠绕排水管，橡胶圈承插接口，环刚度≥8000N/m2，但穿越股道（距股道小于5m 时）的重力排水管采用球墨铸铁管。承压排水管采用内涂塑钢管，当排水管大于100mm 时，采用法兰式管件连接，反之，则采用螺纹管件连接。室内通气管采用柔性铸铁管。

废水系统尤其需注意消防废水的排放。在消防电梯井旁应设置专用集水井，收集来自消防电梯的消防废水。集水井内需设置潜污泵，将消防废水加压排放到室外雨水管中。潜污泵设有自动装置控制启停。该集水井的有效容积应按国家标准设计，且不得小于2m³，潜污泵的额定流量不应小于36m³/h。

4.2 雨水系统

屋面雨水设雨水斗排入雨水立管后排入建筑周边的雨水检查井，经室外雨水排水管渠收集后,接入市政的雨水管系统。屋面雨水设计采用当地暴雨强度公式，设计降雨历时t=5min，设计重现期Te=10年，屋面径流系数ψ=0.9。屋面采用87 斗式重力雨水斗，屋面雨水管的排水能力为10年重现期雨水量，超过设计重现期雨量由屋面溢流口排放，可达到50年重现期排放要求。溢流口的设置需注意避开下方主要通道，并避免水柱对其他建筑的冲击。屋面雨水管采用衬塑复合管，公称直径小于100mm 采用螺纹连接，大于等于100mm 采用卡箍连接。

5.给排水与其他各专业接口

5.1 与建筑专业接口

本专业提供相关设备用房面积及布置要求、消火栓箱等主要部件的安装位置、各类管道孔洞及预埋件、气体灭火系统用房及防护区布置要求。配合建筑完成各类排水的有组织导向、收集及排放。

5.2 与通风空调专业接口

通风空调专业提供环控系统补水量、补水点位置、设备排水量及排水点位置；本专业提供气体灭火系统开启前防护区防烟防火阀关闭要求。

5.3 与FAS 专业接口

给排水专业向火灾自动报警系统（FAS）专业提供消火栓泵、喷淋泵、气体灭火等设备的位置及监控要求；提供消火栓箱、信号蝶阀、湿式报警阀、水流指示器、每个防护区向火灾自动报警系统等的位置及监控要求。

6.结语

本文介绍了地铁线网控制中心给排水及消防设计要点。控制中心电气设备用房众多，安全等级高，除了常规的消火栓灭火系统外，通常还需要设置预作用自动喷水灭火系统和自动气体灭火系统。因而给排水专业需充分考虑各工艺专业的情况来进行设计，确保设计方案合理、可靠。