陈福曦
摘要:随着我国经济发展,通用航空在整个航空产业中越来越重要,通用机场的建设符合国家发展战略和导向政策,是落实我国通用航空发展战略的重要环节。本文简要介绍通用机场给排水及消防系统设计,探讨系统设计中存在的争议问题,提出设计依据并对系统设计提出建议,以供参考。
关键词:通用机场;系统设计;争议问题
通用航空是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动,包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动。随着我国经济的快速发展,通用航空在整个航空产业中占有的地位越来越重要。
近年来,虽然中国通用航空产业规模不断扩大,但通用航空产业整体规模仍较小,基础设施建设相对滞后。《国民经济和社会发展“十四五”规划和2035年远景目标纲要》提出,加快建设交通强国,稳步建设支线机场、通用机场和货运机场,积极发展通用航空。而给排水及消防系统是通用机场设计的重要环节,本文着重对其进行研究,具有一定的参考价值。
一、给排水工程设计
(一)给水系统设计
1.给水水源
通用机场结合各方面选址因素,一般机场远离市区,市政供水条件有限,给水水源多样。一般主要为市政自来水、项目附近自然水源(江河湖泊)、场地内打自备水源井等。因市政自来水管道至机场工程投资相对较高,采用自然水源难以确保生活饮用水水质且条件有限,采用地下水较为普遍,需经过水务部门批准。
机场内生活给水需根据实际采用水源的水质情况进行处理,满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749)后使用。根据项目地区的生活习惯供应开水或饮用净水,采用开水器、末端直饮水机、桶装饮水机等方式提供生活饮用水。
2.给水用水量
用水定额参照《建筑给水排水设计标准》(GB 50015)设计。建议标准:旅客6 L/人·次、机场办公40L/人·班、职工食堂20L/人·次,住宿160L/人·日。
3.给水系统
室外给水管网干管呈环状布置,工作区各单体给水引自室外给水环状管网,根据使用用途、付费或管理单元,分项、分级安装水表计量。二次供水及室内给水系统设计符合《建筑给水排水与节水通用规范》(GB 55020)、《建筑给水排水设计标准》(GB 50015)相关规定要求。
室外绿化、浇洒用水根据项目实际情况,使用市政水源或再生水水源,采用节水灌溉方式。采用再生水灌溉时,由于微生物在湿润空气中极易传播,应避免采用喷灌方式,可采用微喷灌、滴灌等不会产生气溶胶的方式。
为响应我国2030年碳达峰、2060年碳中和的号召,新建建筑应安装太阳能系统。有生活热水需求的建筑设置太阳能热水系统,不设置太阳能热水系统的建筑需设置光伏发电系统。为避免集热器反光对飞行安全的影响,太阳能集热器建议采用哑光型。
(二)污水排水设计
1.排水体制:采用雨、污分流制
机库、厨房排水经隔油后排放。油罐区设置事故池。
各地专家对事故应急池的建设方式和容积计算存在不同意见。依据生态环境部关于事故应急池建设方式及容积计算问题的回复:目前,涉及事故应急池的规范性文件主要有《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ169)、《化工建设项目环境保护设计规范》(GB50483)、《石化企业水体环境风险防控技术要求》(Q/SH 0729)等。实践中,有的企业在事故发生后,利用围堰、防火堤、排水设施等暂存事故废水,可以有效控制事故废水不进入外环境。企业可参考上述文件中相关要求和计算公式,结合自身特点,设计、建设和管理事故应急池。当项目环境影响评价报告对事故应急池有要求时,应按相关要求建设事故应急池。事故应急池宜采取地下式,使事故废水重力流排入。关于事故应急池是否可以兼用,目前尚无明确规定,企业可参考《石化企业水体环境风险防控技术要求》(Q/SH 0729),结合自身实际,规范使用和管理。
关于停机库是否需要设置油水分离器的歧义及设计依据:通用机场机库一般为Ⅲ类停机库,不从事输油、焊接、切割和喷漆等作业,部分设计认为地面冲洗排水不含油,室外可以不考虑设置油水分离器。飞机库没有专项的给排水设计规范,依据《飞机库设计防火规范》(GB 50284-2008)第9.2.3条,Ⅲ类飞机库飞机停放和维修区内应设置泡沫枪灭火系统,理解为停放区存在含油类火灾,需按《飞机库设计防火规范》(GB 50284)第9.1.4~9.1.6条设置大口径地漏、排水沟等排水措施,并采取防止外泄燃油流淌扩散的措施;排水管道需设水封且采用不燃材料,飞机库室外油水分离器,并采取灭火时跨越油水分离器的旁通排水措施。
2.污水排放方式
第一,有市政污水管网时,污水经管道排至市政污水管网。
第二,无市政污水管网时,污水主要排放方式一般为下列两种:
方式一:污水经污水处理站处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准后排水至场外道路边雨水沟或场外河道。
方式二:设置再生水蓄水池,场内污水经污水处理站处理达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T18920)中城市绿化标准,回用场区绿化和道路冲洗。北方冬季或南方雨季无绿化和道路冲洗用水时,多余的水由水车运走。
通用机场污水不含清洗剂、喷漆等类型高浓度工业废水排水,综合污水经化粪池预处理后排水至污水处理站,污水处理站根据出水水质标准,采取适当的处理工艺,建议采用生物处理工艺。通用机场生活污水量小且用水不均匀,深入设计污水处理系统时,要考虑污泥回流的设计,以此维持系统运行的稳定性;如果污水排水量小,可以考虑采用成品小型一体化污水处理设备等节约用地、便于维护的方式。
(三)雨水排水设计
雨水经管道收集后排向场外,排水接口、流量、路径等根据场内情况确定,场外排水一般由建设单位另行委托设计,需与市政部门协调好场外排水设计。
选取适用于机场的暴雨强度公式,根据《民用机场排水设计规范》(MH/T5036),当地有适宜的暴雨强度公式时,可直接采用;无适宜的地区暴雨强度公式时,可根据当地自记雨量资料推算,若缺乏降雨资料,可参考邻近气象条件相似地区的公式及参数或采用其他气象资料制定暴雨强度公式,但应进行合理性检验。
室外雨水设计暴雨重现期空侧1~3年,陆侧航站区3年。3C以下通用机场防护等级Ⅲ级,防洪设计重现期≥20年。沿飞行区边界设置排水明沟,飞行区其他集水设施宜布置在跑道与滑行道之间、滑行道与滑行道之间以及滑行道与机坪之间的土面区,不宜位于升降带平整范围、跑道端安全区以及滑行带平整范围之内,当机坪地面汇流距离大于200m时,宜在机坪内布置集水设施。除机坪上的排水明沟外,穿越道面的排水沟应采用暗沟形式,场内排水系统的出水口不少于2个。
二、消防系统设计
(一)飞行区消防
1.跑道消防
通用机场无专项消防设计规范,参照《民用航空运输机场飞行区消防设施》(MH/T 7105)设计。
按航空器机身长、宽度确定消防保障等级,根据机场消防保障等级确定消防车辆配备。室外消防系统设计流量按本场用于扑灭航空器火灾主力车总数50%以上车辆同时取水,单车取水量3000L/min。
通用机场根据其航空器机身尺寸,消防保障等级一般为3~4级,室外消防设计流量50L/s,火灾延续时间1h,一次消防用水量180m3。跑道消防水源一般为天然水源、消防蓄水池或从消防供水管网取水。采用跑道端部设置消防水池方式,需考虑其补水方式及水池通气,水池通气管需满足飞行区净空要求,水池水位监控接至工作区消防控制室困难;一般建议采用消防供水管网供给跑道消防用水。供给消防车取水的地下式消火栓栓口压力规范中未进行明确,目前主要有两种说法,一种是参照《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974)市政消火栓设计要求,消防工况供水压力从地面算起不小于0.10MPa;另一种说法是为简化消防车补水操作,提高供水压力满足补水要求,两个栓口为一辆消防车补水,单栓出水流量25L/s,以通过消防车携带的20m长DN80衬胶水带补水作为计算依据,当其栓口压力达到约为0.33MPa时,通过一根DN80的衬胶水带,可向消防车的一个补水口提供25L/s的补水量,并采用SA150/80地下式消火栓减少补水需要操作的器材数量,节约操作时间,减少漏损。考虑到通航机场消防系统设计一般飞行区与工作区为合用系统,其消防系统工作压力较高,建议维持消防车取水室外消火栓栓口的压力0.35~0.50MPa。
2.机坪消防
机坪消防应设置消火栓供水系统,采用环状供水管网,供水管网管径不小于DN200,满足同时供两台消防车取水,单车取水量不小于15L/s。机坪消防设计流量30L/s,火灾延续时间1h,消防供水量108m3;采用地下式消火栓供水,每个消火栓取水口不小于两个,其中一个口径不小于DN100。
机坪灭火器材配置:航空器停场期间应确保每相邻两个机位间至少设一套灭火器材,每个灭火器材点的灭火剂容量不小于55kg。
3.加油区消防
飞行区油罐一般为地下式油罐、地上式固定油罐和撬装式加油设备三类。通用机场根据飞行架次及车辆用油预测,油库规模较小,建设机场油库投资大不经济,采用撬装式加油设施和飞机罐式加油车为飞机加油的方式较多。
灭火系统:设置机场油库时,参照《石油库设计规范》(GB 50074)、《石油化工企业设计防火标准》(GB 50160)、《泡沫灭火系统技术标准》(GB 50151)等相关技术标准,通用机场使用较少。撬装式加油设备自带自动消防灭火功能。
冷却系统:不大于200m3的地上油罐可采用移动式消防冷却系统,消防水枪的充实水柱长度不小于15m,应有直径100mm和65mm栓口各一个。
灭火器材:加油站配置灭火毯、消防沙、灭火器。
(二)工作区消防
工作区建筑一般包含综合业务楼、停机库、动力中心、污水处理站、门卫等建筑。
参照《建筑设计防火规范》(GB 50016)、《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974)、《飞机库设计防火规范》(GB 50284)设计。
从各地设计及审查过程中发现,综合业务楼是否设置自喷存在争议问题。设计规范中对综合业务楼没有明确定义,建筑定性为多层民用建筑,一种说法参照多层办公建筑设计,总建筑面积不大于3000m2时不设置自喷喷淋系统,另一种说法是由于具有部分航站楼功能,部分设计认为按《民用机场航站楼设计防火规范》(GB 51236)中规定,有顶棚的值机柜台区应设置自动喷水灭火系统。根据条文解释,航站楼内的商店、休息室、办公室、设备房、库房以及行李处理用房、行李提取区、值机柜台区等区域室内净高通常较低且为固体物质火灾,适合采用自动喷水灭火系统保护。即高大空间中的房中房适宜设置自喷,并不都要设置自喷,仍按建筑整体定性设计,通用机场旅客数量少,值机柜台火灾类型与办公功能差异不大,建议按多层民用建筑中办公楼设计,并以地方消防审查和验收要求为准。
塔台消防:机场航管系统配大量机场专用精密电子设备,考虑发生火灾后造成的严重影响,作为机场消防保护重点,航管设备机房、配电室、UPS等电气设备间均设置气体灭火系统。室内消火栓系统、灭火器设计符合《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974)、《建筑灭火器配置设计规范》(GB 50140)要求。
机库消防:根据通用机场机库建设规模,一般为Ⅲ类停机库,按《飞机库设计防火规范》(GB 50284)设计室内外消火栓、泡沫枪系统及建筑灭火器。由于通用机场投资有限,结合其仅为停机库,为节约投资,寒冷及严寒地区的机库大厅内一般不设置采暖,室内消火栓系统设计为干式消火栓系统,引入管道阀门前设置电伴热。泡沫枪与室内消火栓系统合用,泡沫枪额定工作压力为0.60MPa,消防系统管网压力较高,与其他消防管网合用会增加飞行区管网漏水风险,导致室外消火栓栓口压力过高,条件允许的情况下,建议飞机库消防设置独立系统,其他功能区消防经减压后供给。
三、结语
通用机场的建设顺应了国家大力发展通用航空的顶层设计和规划导向,既是满足通航产业发展、促进经济社会发展、产业转型升级、开启新的经济增长点的内在需要,也是提高应急救援保障能力、构建综合交通运输体系的必由之路。
通用机场的规划建设越来越多,给排水及消防设计是机场建设的重要环节,本文通过分析通用机场给排水及消防设计中的常见系统设计及审查过程中出现的争议问题,提出相应的解决措施,旨在为通用机场给排水及消防专业设计提供参考。
参考文献:
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