哈北车辆段生产生活与消防给水系统设计

任志群 王立存

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

哈北车辆段生产生活与消防给水系统设计

任志群 王立存

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

针对哈北车辆段建筑分布特点及市政水源的压力不足等情况，设计采用室内外合建的消防给水系统形式，始终满足最不利点的消防水压要求，并根据工程实际特点，采取生产生活给水系统与消防给水系统分设的形式，以更好地满足生产生活和消防的用水要求。

车辆段，给水系统，消防系统，水源，水压

1 概述

哈北车辆段工程位于哈尔滨北站西北侧，滨州铁路与哈尔滨绕城高速西部合围地块内，场地较为偏远。车辆段用地呈不规则长方形，长约820 m，宽约410 m。占地约为27.7 hm2。该区域地势较为平坦，地面标高为116.2 m～119.9 m。

哈北车辆段主要承担哈尔滨地铁2号线一期工程配属车辆的乘务、停放、整备、列检、车辆外部清洗、内部清扫、定期消毒等日常维护保养及运用任务；并负责全部配属车辆的定修、临修、架修、大修等任务[1]。车辆段内主要建筑包括运用组合库、检修库、洗车镟轮库、工程车库、锅炉房、污水处理间、混合变电所、综合办公楼、物资总库、油脂存放间等，总建筑面积约为117 960.63 m2，具体布置形式如图1所示。综合办公楼是集办公、住宿和少量零部件检修为一体的13层多功能民用建筑，为本车辆段内最高建筑。

2 给水系统

由于车辆段用地现状为农田，按哈尔滨市水务局意见，哈北车辆段由市政给水管网提供水源，可提供一根DN200市政水源管，供水压力为0.12 MPa。由于车辆段附近城市自来水管网水压不满足车辆段内用水要求，按照哈尔滨市消防支队和供水集团的要求，车辆段内分别设置生产生活和消防给水系统。

生产生活给水管网按枝状布置，由综合办公楼-1层生产生活泵房统一供水。由于综合办公楼为高层建筑，为避免建筑底层配水点静水压力过大，给水系统竖向分为低区和高区[2]，并在泵房内对应设置低区泵组和高区泵组。低区泵组设立式水泵3台(单泵参数Q=5 m3/h，H=35 m，N=1.5 kW)，互为备用，并设置变频器一套，稳压采用直径1.2 m×2.8 m隔膜式稳压罐和压力传感器，供水范围为综合办公楼1层～6层和段内其他建筑物。高区泵组设立式水泵3台(单泵参数Q=5 m3/h，H=65 m，N=2.2 kW)，互为备用，其余设备与低区相同，供水范围为综合办公楼7层～13层。

3 消防系统

1)水消防系统方案确定。

车辆段内建筑除综合办公楼为二类高层建筑外，其他建筑均在4层以下。当车辆段地处偏远、火灾发生时主要立足自救，车跃龙[3]提出此种情况室内、外消火栓系统均应采用临时高压的消防方式。综上所述，设计采用室内、室外共用消火栓管网的消火栓给水形式，在综合办公楼地下一层设置消防泵房，内设有消防泵组和消防水池，消防水池储存室内外各类消防用水量。

2)消防给水系统设计。

a.消防管网。根据规范要求[4]，并结合哈北车辆段室外建筑布置特点，室外消防管道采用环状布置，沿主要道路下直埋敷设，为各个建筑物提供消防用水。

室外消火栓采用地下式，布置间距不大于120 m，保护半径在150 m范围内，距路边不大于2 m，距离建筑物外墙大于5 m。

b.消防秒流量。根据《建筑设计防火规范》[4]第8.2.2条规定，哈北车辆段按照同一时间一次火灾设计，一次灭火用水量按需水量最大的一座建筑物计算。哈北车辆段需水消防保护的各建筑物消防用水量见表1。

表1 哈北车辆段室内消防用水量[5]

由表1可知，哈北车辆段内消防用水量最大的建筑单体为综合办公楼，消防用水包括消火栓系统和自动喷水灭火系统。其中：室内消火栓为20 L/s，室外消火栓为40 L/s，火灾延续时间3 h；喷淋系统用水量为30 L/s，火灾延续时间1 h，合计消防用水量为742 m3。

c.消防泵。如前所述，消火栓系统室内外共用一套管网，并按照室内外消火栓同时使用的最不利情况考虑，则消火栓泵流量按照综合办公楼室内、室外消火栓用水量之和计算，为60 L/s。消火栓泵扬程则需按满足最不利点压力要求进行计算后确定。哈北车辆段消火栓系统原理图详见图2。

室内消火栓最不利点位于综合办公楼顶层，经计算室内消火栓栓口处所需压力为19.37 m，最不利点消火栓栓口与消防水池最低吸水水位高差产生的静水压力为51.70 m，管路沿程和局部水头损失之和为4.50 m，则消火栓水泵的扬程为75.57 m。

室外消火栓最不利点位于距离综合办公楼最远处的检修库西北角，栓口处所需压力为27.63 m，最不利点消火栓栓口与消防水池最低吸水水位高差为4.75 m，消防泵与最不利点间的管道水头损失为8.50 m，则消防泵所需压力为40.88 m。

综上所述，消防泵扬程取较大值，设计流量为60 L/s，扬程为76 m。同时为便于消防员灭火使用，消防泵采用多用一备的设计方案，设计采用三用一备，共计四台消火栓泵(单泵参数为：Q=20 L/s，H=76 m，N=37 kW)。

d.消防稳压。消防稳压设施包括消防水箱、稳压泵和气压罐，均设置在综合办公楼屋顶的消防水箱间内，以避免在泵房内设计稳压泵稳压的频繁启动问题，节省运营费用。其中消防水箱为消火栓系统和自动喷水灭火系统共用，稳压水泵和气压罐两系统单独设置。

由表1可知，物资总库室内消防用水量最大为25 L/s，综合办公楼自动喷水灭火系统流量26 L/s，消防水箱容积取二者之和51 L/s，10 min室内消防用水量为30.6 m3，选用有效容积为31 m3的消防水箱。两系统均选用有效调节容积为450 L的气压水罐，流量为1.2 L/s的稳压泵。

e.自动喷水灭火系统。哈北车辆段内只有综合办公楼为二类高层建筑，按照GB 50045—95高层民用建筑设计防火规范第7.6.3规定在公共活动用房、走道、办公室和客房等房间内设计自动喷水灭火系统，并依据GB 50067—1997汽车库、修车库、停车场设计防火规范第7.2.1要求，对综合楼附属汽车库设置自动喷水灭火系统，保护人身和财产安全。

根据GB 50084—2001自动喷水灭火系统设计规范要求，综合楼火灾危险等级按照中危Ⅱ级考虑，保证每个报警阀控制的喷头数量不超过800个。对净高超过8 m的机加工检修间、供电车间检修间等按照GB 50338—2003固定消防炮灭火系统设计规范要求设计消防水炮。系统设计报警阀组3个，报警阀组1保护范围为汽车库、消防电梯前室、低区走道和房间，报警阀组2保护范围为高区走道和房间，报警阀组3保护净空高的房间。综合办公楼自动喷水灭火系统原理图如图3所示。

喷头间距布置为2.9 m×2.9 m，按照最不利管路计算，系统设计流量为26 L/s，报警阀组后的压力为80 m。喷淋水泵设计为一用一备，共两台水泵(单泵参数为Q=26 L/s，H=85 m，N=18.5 kW)。

f.水泵接合器。为保证火灾发生时，消防车迅速为建筑内提供消防用水，在综合办公楼外为消火栓系统和自动喷水灭火系统分别设置水泵接合器。根据规范要求，单个水泵接合器流量在10 L/s～15 L/s，因此两系统分别设水泵接合器2个，确保满足系统设计流量的要求。

4 本工程设计的重点与难点

1)车辆段给水与消防系统方案选择。

由于哈北车辆段地处位置偏远，现状只有一路市政水源且只能为车辆段接出一根DN200给水管，压力并不能满足车辆段内建筑物要求，因此消防和生产生活给水系统需考虑设置消防水池和水箱，并采用二次加压的形式供场段内各建筑物用水。

由于生产生活和消防给水系统流量相差较大，且在共用管网的情况下，管网中的水存在长期滞留的现象，容易造成二次污染，且不能实现消防稳压。综上所述，为保证消防供水的可靠性，系统方案设计为生产生活给水系统与消防给水系统分设的形式。

2)水消防系统方案选择。

结合哈北车辆段建筑布置特点，消防泵房设置于综合办公楼地下一层，方案设计为室内、室外共用管网的稳高压消防系统。在对水泵扬程进行设计时，通过比较综合楼屋顶和厂区内距离综合楼最远处的次出口，选择较大的扬程以保证流量和扬程能满足整个场段内的消防供水要求。与室内、室外分开设置的消火栓系统相比，可节约消火栓管道长度3 000多米，节省投资70多万元。

5 结语

哈北车辆段生产生活给水系统与消防给水系统方案设计为分设的方式，并在综合办公楼地下设生产生活给水加压泵房和消防泵房，以满足车辆段内给水和消防对水压和水量的要求。车辆段场地大，消防给水采用室内和室外合设管网的稳高压系统，管道内压力始终满足最不利点消火栓的水压要求。为满足消防系统压力要求，在综合办公楼顶层水箱间设置屋顶水箱和稳压系统，分别为消火栓给水系统和自动喷水灭火系统稳压，并保证火灾初期灭火。对于高层建筑综合办公楼设置自动喷水灭火系统和固定消防水炮，满足规范要求。该系统方案的设计提高了消防保护能力和应急防护水平，是适合哈北车辆段建筑群各类特点的消防给水方案。

[1] 哈尔滨市轨道交通2号线一期工程可行性研究报告[R].上海：上海市隧道工程轨道交通设计研究院，2013.

[2] GB 50015—2003，建筑给水排水设计规范[S].

[3] 车跃龙.地铁车辆段及基地水消防设计[J].铁道标准设计，2006(5)：82-84.

[4] GB 50016—2006，建筑设计防火规范[S].

[5] GB 50974—2014，消防给水及消火栓系统技术规范[S].

Living and fire fighting water supply system design of Habei car depot

Ren Zhiqun Wang Licun

(ChinaRailway3rdSurveyDesignInstituteGroupCo.,Ltd,Tianjin300251,China)

In light of Habei car depot building distribution features and municipal water source shortage and other conditions, the paper designs internal-external combination fire fighting water supply system in order to meet fire fighting water pressure demands. According to actual engineering characteristics, it adopts different water supply forms of living water supply system and fire fighting water supply system, so as to better meet living and fire fighting water demands.

car depot, water supply system, fire fighting system, water source, water pressure

2014-11-21

任志群(1989- )，男，硕士，助理工程师； 王立存(1973- )，男，高级工程师

1009-6825(2015)04-0116-03

TU991

A