浅析常州奔牛机场空管建筑消防设计

陈俊

（上海民航新时代机场设计研究院有限公司，上海 200335）

1 概述

现代空中交通管制涉及飞行的全过程，从驶出机坪开始，经过起飞爬升，进入航路，通过报告点到目的机场降落位置，飞机始终处于监视和管制之下。在这个过程中，管制分为三级即塔台管制、进近管制和区域管制。塔台管制主要是维持机场的飞行秩序，指挥滑行和起降，防止发生碰撞，其核心即为航管楼及塔台。

常州奔牛机场航管楼为三层框架结构，建筑面积2170m2，设计为一个防火分区。建筑内设有两部楼梯，其中一部直达屋顶，位于尽端房间的门到楼梯的距离不大于20m，平面布局满足垂直交通和水平疏散的要求。耐火等级为二级，航管楼底层主要安排有：进线配线室/程控交换机房、UPS室、配电室、钢瓶间、办公室、会客室、值班室等；二层主要安排有通信机房、培训室（预留）、监控室、技术讲评室、设备维修室、备件资料室、值班室等；三层主要安排有气象预报室、气象机房、气象资料室、站情室、航行讲评室、应急救援指挥中心、值班室等；屋顶布置了卫星云图接收天线、KU卫星天线、VHF收信天线、GPS时钟天线等。

塔台为九层的筒体结构，29.40m以下为钢筋混凝土筒体结构，设有垂直交通系统：一部楼梯和一部电梯（兼消防电梯）。塔台29.40～33.90m为设备用房、休息室、卫生间，塔台33.90m以上为指挥层。

航管楼与塔台通过三层连廊相连通，构成一个整体建筑，如图1所示。

图1 常州航管楼、塔台立面图

2 空管建筑特点及分析。航管楼和塔台为一体建筑，主体建筑航管楼为三层（未超24m），各楼层主要分布空管各工艺设备机房等。塔台部分为特殊的建构筑物，核心筒建筑面积小，建筑高度较高，29.40m以下由钢筋混凝土核心筒、楼梯及消防电梯组成，没有具体的功能用房，无人停留，无可燃物，实质为一交通通道。塔台29.40m以上为工艺设备用房、休息室及指挥层等，塔台屋面上为雷达天线等设施。由于本建筑的特殊重要性，塔台指挥层管制员不能随意离岗，各工艺设备用房内设施昂贵等原因，对人员及设备安全要求都极严格，故对航管楼和塔台内的各工艺设备用房、指挥层等设置了主动型灭火系统--烟烙尽气体自动灭火系统。

根据《民用建筑设计通则》中定义，公共建筑为供人们进行各种公共活动的建筑。而航管楼和塔台是机场正常运作、控制飞机起飞和降落的"心脏"，为空管专业类特殊建筑，受到严格管制，不同于公共建筑，现行规范也没有明确的规定。若按照《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称"高规"）的要求，可确定室内外消防流量均为20L/s，一次火灾延续时间为2小时，自动喷水灭火系统流量为20.8 L/s，一次火灾延续时间为1小时，设置12m3屋顶消防水箱。但建筑最高处塔台屋顶设有雷达天线等，无法设置消防水箱，并且航管楼塔台内主要设备用房均设置了烟烙尽气体自动灭火系统等，再按高规设计已无实际意义。

根据建筑防火设计的原则：在建筑防火设计中，必须遵循国家的有关方针政策，从全局出发，针对不同建筑的火灾特点，结合具体工程、当地的地理环境条件、经济技术发展水平和消防施救能力等实际情况进行建筑防火设计。并且要求正确处理好生产与安全的关系、合理设计与消防投入的关系，努力追求和实现建筑消防安全水平与经济高效的统一。

故本次设计秉着防火设计原则和"预防为主、防消结合"的消防工作方针基础上，遵循《建筑设计防火规范》，综合分析考虑对规范作适当突破，灵活运用，做到安全可靠，经济合理。

3 消防系统

3.1 室外消火栓系统。航管楼及塔台室内生活及消防用水由航站区环状供水管网直接供给。为确保供水可靠性，采用二路进水管从航站区给水管网（DN300）引入航管小区，进水管管径DN100，室外给水管网水压为0.40MPa。建筑物的室外消防流量为20L/s，航管楼及塔台在航站区消火栓（共3个）保护范围内，不再增设。

3.2 室内消火栓系统。室内消火栓用水量：10L/s。航管楼室内消防管道布置成环状，两路进水。单出口消火栓布置满足任一着火点有二股充实水柱到达，消火栓箱下置灭火器。室外供水管网供水压力0.40MPa，能满足用水压力要求。

塔台总高39.65m，体积较小可燃物少，已设置灭火器消防系统，并且重要设备部位已设置烟烙尽气体消防系统。综合考虑本建筑的重要性，根据现行《建筑设计防火规范》设置手动干式消火栓灭火系统。

3.3 消防排水。在塔台外墙与消防电梯井外墙处设置消防集水坑，有效容积不小于2m3，设置二台潜污泵（一用一备），每台流量>10L/s。

3.4 建筑灭火器系统。航管楼及塔台均按严重危险级设计，灭火器采用5kg磷酸铵盐干粉型灭火器，布置于消火栓下室或专用的灭火器箱内。

3.5 烟烙尽气体自动灭火系统。由于通信、导航、气象等设备机房贵重场所，不能有水渍损失。因此，航管楼及塔台内的重要和贵重设备间采用统一的气体自动灭火组合分配系统，既可方便管理又可节省费用。

烟烙尽气体为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。

3.5.1 烟烙尽气体消防特点

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，无毒副产品，是无污染产品。同时灭火效果可延长浸润时间，防止复燃。由于烟烙尽气体组分始终存在于大气环境中，故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。并且烟烙尽气体灭火系统设置时，系统管道阻力小，输送距离长，可保护多个保护区。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，对于始终有人员活动的场所，采用该气体可避免气体灭火系统事故时对现场人员的伤害。航管楼及塔台被保护区域分散，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。

3.5.2 烟烙尽系统布置

航管楼塔台采用一套气体消防灭火系统，保护范围为：航管楼二层培训室、通信机房；航管楼三层气象机房；塔台设备间，塔台指挥层。设计采用组合分配系统，设一个钢瓶间。最大容积（556.50m3）为通信机房，钢瓶数23（瓶），每瓶80升。

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。

3.6 火探管式自动探火灭火系统

3.6.1 火探管式自动探火灭火系统特点

火探管式自动探火灭火装置是一套简单、低成本且可靠的独立自动灭火系统，不需要电源，无需专门的烟、温感探测器，无需复杂的设备及管线，利用自身储压，能快速、准确、有效的探测及扑灭火源，集报警和灭火于一体，将火灾扑灭在最初阶段。火探管式自动探火灭火装置是由装有灭火剂的压力容器、容器阀及能释放灭火剂的火探管和（或）释放管等组成。将火探管置于靠近或在火源最可能发生处的上方，同时，依靠沿火探管的诸多探测点进行探测。一旦着火时，火探管在受热温度最高处被软化并爆破，将灭火介质通过火探管本身或喷嘴释放到被保护区域。航管楼的配电室及UPS室空间较大，里面只有部分设备是主要的危险源，需要灭火保护，故对这些局部危险性大的设备采用小型自动灭火装置--火探管式自动探火灭火装置进行保护，以节约造价。

3.6.2 火探管式自动探火灭火系统布置

火探自动探火及灭火装置采用局部全淹没式灭火方式，要求所保护的设备相对封闭或空间相对封闭。采用组合分配原则对系统进行保护，共设置三套直接式CO2火探管自动探火灭火装置，灭火控制方式为自动。

4 结语。本次消防设计理念在图纸审查及消防审查中，得到了专家、业主及消防主管部门认可，并付诸于实施。随着经济的发展，机场建设高潮兴起，此类空管建筑还有一二次雷达、气象雷达、场监雷达建筑等不断出现，现行规范均没有对此类行业特殊建筑作出详细或原则规定。如果设计人员生搬硬套规范，从严执行，则不符合现行基建、消防方针及节能减排政策，造成浪费，故相关规范亟需发展与完善。

[1]张媛媛.太原武宿机场改扩建空管工程--塔台工程消防设计.科技情报开发与经济，2008,14(18):195-196.

[2]谈至明等编著.机场规划与设计.北京：人民交通出版社，2010.1.