浅议航站楼给排水各系统设计形式的选择

文／刘红伟 九江市建诚建筑工程施工图设计审查事务所 江西九江 332000

引言：

机场作为联系各个地方的交通枢纽，在城市的发展中起着巨大的作用。航站搂是机场的标志型建筑物，云来客往的必经之路。旅客要在这里安检、托运、待机及转机等，有时因天气或飞机故障等原因，可能会滞留几个小时。因此在设计中，我们不仅要考虑设计的合理性，还要考虑美观及舒适。

航站楼设计包含室外给排水系统、室内给水系统、热水供应系统、饮用水系统、室内污废水排放系统、雨水系统、室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷淋给水系统、气体灭火系统及手提式灭火灭火器的配置。

重庆江北国际机场新建航站楼技术设计范围包括新建航站楼主体、两个候机指廊、航站楼主体与楼前高架桥的连结桥以及空侧登机桥固定端，总建筑面积75500m2，设计年旅客吞吐量700 万人次，设计高峰小时旅客流量3000 人次。宜春机场航站楼总建筑面积3497m2，设计年旅客吞吐量20 万人次，设计高峰小时旅客流量247 人次。下面以重庆江北国际机场航站楼和宜春机场航站楼为例，谈谈室外雨水系统、屋面雨水系统、热水系统、饮用水系统和气体灭火系统形式在设计中的选择。

1.室外雨水形式选择

1.1 重庆江北国际机场航站楼的室外雨水选择

室外雨水系统收集屋面及地面雨水。

江北航站楼面积大，一层建筑面积25000 多m2，航站楼指廊和连接廊屋面为弧形，收集屋面雨水的天沟无法收集到全部屋面水，仅能收集部分雨水，因此，在指廊和连接廊屋面滴水线下，设置雨水箅盖板明沟，以收集未收之屋面雨水和部分地面雨水，收水速度较快，效果较好[1]。

主楼空侧也设置雨水箅盖板明沟，可快速排水，避免积水带来旅客出行不便，也可避免在空侧设置雨水管及检查井，影响机场的使用。主楼陆侧采用地面雨水口收集雨水接至检查井。

1.2 宜春机场航站楼的室外雨水选择

宜春机场只有航站楼，没有指廊和连廊，航站楼面积小，空侧不单独设置航站楼排水沟，直接排至空侧雨水排水系统。陆侧采用地面雨水口收集雨水接至检查井。

2.屋面雨水排水系统的选择

2.1 主楼雨水排水形式的选择

重庆江北国际机场航站楼，方案创意源于将跨度90m 的巨型钢屋架比拟为中国龙的优美动态，用曲线形的檩条和曲线型的屋架相互叠置形成高低起伏的双曲面。屋顶的前后檐也都是非常自由流畅的曲线型，还有意露出屋架的两端表示神龙露出首尾。航站楼主楼屋面为较复杂的曲面，在陆侧和空侧分别形成几个凹形最低点，水流流向复杂，较难布置雨水天沟。坡度尚属平缓、檐口均向上反翘，高处水流不至冲出屋面。根据此屋面特征，如不能及时排除屋面雨水，对结构将产生极大影响，潜在较大隐患。虽无天沟，但集水点均处于盆底，上有600mm 以上的积水高度，可满足虹吸雨水排水条件。因此设计采用了虹吸雨水系统，能及时排除大流量雨水。虹吸雨水系统以单斗系统布置，室内雨水管沿柱至地下，由密闭管道排出室外，直接进入航站区雨水管道系统。

宜春机场航站楼平面为规整的长方形，有利于最高效的布置旅客流线，建筑外观作为对内部功能的直接体现，利用富有弧度的剖面打破了方正的平面印象，不需要多余的装饰元素就创造了一种欣欣向荣的，富有感染力的建筑造型。银色复合金属材料自墙面一直延伸至屋面，呈现出飞翔的姿态。屋面两侧分别设置两条雨水沟，设计采用了虹吸雨水系统，能及时排除大流量雨水。虹吸雨水系统以多斗系统布置，室内雨水管沿柱排至室外雨水检查井[2]。

这里对航站楼采用传统重力式雨水排放方式和虹吸式雨水排放方式进行一个比较。见表1

虹吸式雨水排放系统同传统重力式雨水排放系统相比，排放同等面积雨水量，管径大大降低，水平布管不需坡度，这些特点为建筑和结构处理带来极大方便，不影响室内形象和使用功能。同时雨水排放速度加快，系统更加安全可靠，施工维护简便。由于对建筑结构要求降低，节约了建筑处理造价，所以采用虹吸式雨水排放系统很适合这类大跨度、大屋面的航站楼工程[3]。

2.2 指廊雨水形式的选择

指廊及连接廊屋面为弧形，前后进身不大，在廊道两侧布置天沟，由于受屋面层形式和其厚度的影响，天沟蓄水深度较浅，此处，虽然虹吸系统能大量减少排水立管，但对虹吸形成不利。因此，仍采用重力系统，通过设置双不锈钢立管，既可提高屋面雨水排放效果,又可减小单根立管的管径，并且均匀布置后可较好于装修结合，形成一道亮丽的风景。

3.热水系统形式的选择

生活用热水供应范围为卫生间及餐饮商业区域。航站楼特点跨度大，热水用水点相当分散，各用水点所需供给热水水量水温不尽相同。

第一种方式：传统方式采用集中统一制热，再由压力管道远距离输送，并设远距离热水回水措施。

第二种方式：采用局部设置集中电加热设备，邻近卫生间等用水单位组成一个小热水循环系统，比较适合航站楼等平面面积较大、用水点分散的建筑，局部电加热小循环系统由热水管、回水管、循环水泵、容积式电加热器组成。

两种供热方式比较见表2：

表2 热水供热方式比较表

比较能源方式：电能清洁、安全，布置使用灵活，适合用水点比较分散的场所；以燃气作为能源则布管困难，并且消耗室内氧气，需提供接至室外的废气排放管道系统，不宜作为大面积室内使用。航站楼室内层高限制较大，燃气及通气管布置困难，因此，设计中以电源作为加热水能源。

宜春昌北机场因热水用水点少，设置即热式热水装置。

4.饮用水系统的选择

航站楼饮用水分布在各功能区内，主要设置于公共卫生间、出租商业区的餐饮业、咖啡茶座等处，总饮用水满足旅客和工作人员用水要求。

工作人员办公区域设置桶装纯水饮水机，设计中不布置位置及给排水管道，航站楼建成后由机场当局根据需要设置；餐饮业、咖啡茶座等处通过各类饮品供应方式提供饮水，设计中仅提供给排水管道假设走向，详细位置及方式由业主决定；公共场所设置开水饮水机，供应旅客饮水，设置位置和卫生间相结合。

开水饮水机流程：冷水——电加热沸腾——冷却（开水不冷却）——紫外线消毒——出水。

5.屋顶消防水箱设置的选择

重庆江北国际机场由于航站楼建筑的特点，无法设置高位消防水箱。故在消防泵房内设置气压罐稳压装置，设2组消火栓、自动喷水灭火系统的合用气压罐内，有效容积450 升（其中消火栓300 升，自动喷水灭火系统150 升）。这样设置2 组气压稳压装置既可互为备用，也可满足火灾初期启动消防灭火设施需求，在使用上较为可靠。在消防水源充足的情况下（二路进水补水+消防蓄水池+水泵及其备用水泵和电源），通过稳压措施，实际上足以弥补不设高位水箱而产生的担忧，航站楼的报警、监视等系统和消防水泵的就地、远程（消控中心）等设施的充分保证，大大提高了火灾的早期发现和反应时间。经消防论证后采用。

宜春机场利用楼梯间上空和屋面间的位置，设置屋顶消防水箱，既满足规范又不影响美观。

6.气体灭火系统的选择

宜春机场不能采用水灭火的部位设置柜式气体灭火系统。下面以重庆江北国际机场航站楼为例，对于不适用于水消防的部分，采用气体消防，并对系统进行分析比较。

根据规范和工艺要求，我们对航站楼中重要的电子设备机房、贵重场所、燃油设施等不能采用水消防的重要房间，采用其他的固定消防设施。由于主要的通信设备机房等贵重场所，不能有水渍损失。因此，航站楼内的其他固定消防系统采用统一的气体灭火组合分配系统。既可方便管理又可节省费用。

为了保护地球的大气臭氧层和挽救地球的生态环境，1987年联合国环境规划署（UNEP）召开了蒙特利尔会议，通过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，根据《议定书》，1992 年4 月我国保护臭氧层领导小组对编制《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》作具体安排，国家环保总局、公安部和世界银行共同组织编制的《中国消防行业哈龙整体淘汰计划》获多边基金第23 次执委会批准，中国获6200 万美圆的资助，于1998 年始淘汰本行业哈龙生产和消费。

目前，国内代替哈龙（以1301、1211 为代表）的产品一般有烟烙尽、二氧化碳、七氟丙烷（FM200）等。

烟烙尽(INERGEN)气体为52%氮气、40%氩气、8%二氧化碳的混合气体，当它依一定的设计灭火浓度释放于保护区域时，在1 分钟以内将氧气浓度降至12.5%，从而使燃烧无法继续（烟烙尽气体ISO/ICD 标准编号14520-15、名称IG-541、商品名INERGEN、化学式N2ArCO2）。

6.1 气体消防比较

6.1.1 对环境危害

烟烙尽气体为非液化类气体灭火剂，其ODP 值（臭氧耗损潜能值）＝0，不对臭氧层产生破坏；其GWP 值（衡量气体灭火剂相对于二氧化碳100 年温室效应的相对值）最低。

HFC 类（以FM200 为代表）GWP 值最高。

CO2气体ODP 值=0，GWP 值=1。

6.1.2 对人体危害

气体灭火剂对人的危害主要来自于灭火剂自身的毒性和灭火剂在火场高温下热分解产物的毒性。

烟烙尽气体灭火系统的设计浓度为37.5～42.8%，经试验证明人在此气体环境下可安全停留。烟烙尽气体在灭火过程中不会发生可观测到的分解，不产生有毒物质，无毒害作用[4]。

CO2气体灭火系统灭火浓度为40%，而人类在二氧化碳环境中窒息浓度为20%，在以往的安装、使用时已多次发生冷冻破坏和窒息致死事故。

虽然大多数液化气体灭火剂自身毒性较低，但在火场的高温下，它的分解产物有较大危害性。以HFC 类的FM200 为例，经伦敦LPC 委员会测试认为，FM200 分解物－酸性的氢氟化合物要比被替代的哈龙1301 多。

6.1.3 对保护对象的危害

烟烙尽气体在火灾受热后，不产生任何化学分解物（特别是酸性物质），不会对电子设备和珍贵数据资料产生腐蚀作用。同时，烟烙尽气体是以气态方式储存和喷放的，没有汽化吸热过程，不会使保护区域中的温度急剧下降，急剧降温会使纸张、磁盘发脆而损坏，也不会在电子设备上产生大量凝结水，对通导设备造成损害。因此，烟烙尽气体灭火系统有利于减少火灾损失。

CO2气体出现“冷脆”“结露”现象。

FM200 会出现“冷脆”现象。

6.1.4 灭火效果

对于“阴燃”现象，烟烙尽气体比重为1，与空气比重基本相同，如此，烟烙尽气体不易扩散，从而延长浸润时间，防止复燃效果好。

6.1.5 系统设置

烟烙尽系统管道阻力小，输送距离长（从钢瓶间至保护区可达150m 左右），可保护多个保护区。

FM200 保护距离25m 左右，不利于组合分配系统布置。

6.1.6 结论

烟烙尽气体的成分为自然存在于空气中的三种气体，其状态稳定，在灭火过程中，不发生化学变化，并无毒副产品，是无污染产品。由于这些组分始终存在于大气环境中，烟烙尽在运用时间上更具长期应用价值，当环保要求提高或人类生存环境进一步恶化时，也不会被禁用，可避免系统更换而引起的投资浪费。烟烙尽气体灭火系统，可解决消防设施提供安全保障时的缺陷和负面因素。同时，对于始终有人员活动的场所，采用安全型气体，可避免气体消防灭火系统事故时对现场人员的伤害。

航站楼被保护区域分散，距离较远。对于其他气体消防系统很难做到，而烟烙尽系统可将钢瓶集中布置，设置在距离保护区150m 范围之内，形成一个钢瓶间，既可有利于工艺、建筑专业的布置，又可对钢瓶集中管理，有利于操作、维修等。

6.2 烟烙尽(INERGEN)系统布置

本楼内由于保护点分散，距离远，分别在主楼、指廊A、B 布置有三组烟烙尽系统。均采用组合分配系统，系统保护范围最大保护可达150m。

系统一保护范围为主楼，保护房间为：地下室低压配电室（左）、高压配电室（左）、油机房、油桶间、低压配电室（右）、高压配电室（右）、操作电源室、到达层消防控制室、夹层弱电室、广播室、通信设备室（1）、通信设备室（2）。

系统二保护范围为指廊A，保护房间为：油桶间、油机房、低压配电室、高压配电室、站坪监控室、登机监控室。

系统三保护范围为指廊B，保护房间为：油桶间、油机房、低压配电室、高压配电室、站坪监控室、地面指挥中心。

6.3 钢瓶间

系统一钢瓶间设于主楼一层，共设34 组钢瓶。

系统二钢瓶间设于指廊A 一层，共设26 组钢瓶。

系统三钢瓶间设于指廊B 一层，共设32 组钢瓶。

6.4 控制

钢瓶间设有紧急机械启动按钮。保护区外设有手动启动按钮。通过报警探头和消防控制中心实现火灾认定和自动控制。

结语：

航站楼作为城市的窗口，给排水各系统设计应根据其建筑面积、使用功能，在满足规范的基础上，还需要考虑方便管理、节省费用、美观、舒适、合理、危害小等等进行多重比较来进行各系统的选择。