自动喷淋局部应用系统在厦门地铁中的应用

弓瑞强

(厦门轨道交通集团有限公司 福建厦门 361004)

自动喷淋局部应用系统在厦门地铁中的应用

弓瑞强

(厦门轨道交通集团有限公司 福建厦门 361004)

以厦门地铁1号线为分析对象，分析了站内商铺增加消防措施的必要性，探讨了商铺内消防加强措施方案，并结合规范依据地铁内消火栓系统的设计方案特点，探讨了自动喷水局部应用系统的控制方式。

地铁;站内商铺;消防加强措施;自动喷水灭火局部应用系统

0 引言

随着国内城市经济规模的高速发展，城市区域的快速扩张，城市地铁交通得到了飞速发展。据不完全统计，2015年全国地铁运营收支比为60%［1］。强化经营意识，支持和鼓励业主企业开展资源经营，反哺行业发展，成为国内地铁行业可持续发展的一条必经之路。站内商铺作为地铁行业资源经营的一个常见形式，其在给地铁乘客带来便利、增加运营收入的同时，也给地铁防火带来了新的考验。如厦门地铁1号线，共19个车站在站厅层公共区设置了站内商铺，每座车站商铺的总建筑面积不超过100m2，单间商铺的建筑面积不大于30m2，且除人员购物一侧采用特级防火卷帘外，其余3面均用耐火极限不低于2h防火隔墙与其他部位进行分隔。业态主要为配送面包、水果、瓶装饮料、果汁、包装零食、小饰品、鞋帽箱包等一些丙2类物品的售卖，禁止销售化妆品、白酒等甲乙类火灾危险性商品和可燃液体类及打火机等商品。

地铁内设置的商铺增加了火灾荷载和火灾危险源，如果发生火灾，其中可燃物会加快火势蔓延扩散、散发有毒烟气，不仅影响乘客疏散，也给消防人员进入现场扑救增加障碍。

根据国内既有地铁商铺的火灾试验［2］，站厅商铺发生轰燃的时间为 3.17min，其最大热释放量为2.58MW;随着燃烧的进行，CO2与CO浓度都快速升高;在轰燃后即出现CO的最高浓度，实测峰值结果是CO容许暴露最大浓度的2倍;烟气中存在大量的HCN，在3.48min时出现HCN浓度是允许浓度的63倍;在商铺中整个发生火灾的过程中冷空气层高度始终低于0.97m;热烟气层最高温度为451.9℃。

由此可见，地铁商铺火灾时发生轰燃的时间短，发热量大，产生的有毒有害气体浓度高，对运营安全有一定的危害。

地铁车站公共区内采用的均为A级不燃材料和B1级难燃材料，而站内商铺售卖物品多为丙2类，无疑增加了站内的火灾荷载，增大了车站火灾危险性。并且目前地铁站内人流量大，火灾时人员疏散困难，易导致踩踏等次生灾害发生。所以有必要为站内商铺配置增强灭火设施。

如何提高前期控火和灭火的效率，将火灾在初期扑灭，也是要思考的问题。

目前国内大多数城市地铁站内仅设置了消火栓系统和手提式灭火器，只在地下车站的重要电气设备用房内设置了自动灭火系统。

1 增强灭火设施的设计方案比较

地铁站内商铺增强灭火设施较可行的有两种方案，一是在站内商铺中增设自动喷水灭火系统;另一个是在商铺中增设灭火器。

(1)在站内商铺中增设自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统相对于人工灭火具有效率高、精度高的特点，在人员监控出现差错的情况下，自动喷水灭火装置能够提高商铺的初期灭火效率，从而降低地铁车站发生火灾蔓延的风险。

由于厦门地铁1号线车站没有设置自动喷水灭火系统，如果增设，则需要增设消防水池和消防泵，实施代价较高，而且仅仅只服务于面积不到100m2的商铺，性价比低。因此，考虑设置自动喷水灭火局部应用系统。

自动喷水灭火局部应用系统，是自动喷水灭火系统的一种有效的补充形式。它主要是利用既有的消防给水管道作为水源，采取一些技术手段，减少自动喷水灭火湿式系统的部分组件，但也能达到与湿式系统相同或相近的效果。

地铁车站室内消火栓用水量为20L/s［3］，局部应用系统的喷水强度按照6L/min·m2考虑，且站内最大商铺面积为30m2，同时开放的喷头数量不多于6个，商铺同时喷水时用水量不大于10 L/s，因此局部应用系统的供水可从消火栓环管接入。

从厦门地铁1号线站内商铺的布置情况来看，如表1所示，使用喷头总数在4个～18个之间。局部应用系统可与室内消火栓系统合用消防用水量，喷水强度不低于6L/min·m2。站内商铺内均选用K=80喷头，商铺面积最大站点火炬园站喷头总数不超过20只，按规范可不设报警阀组。

表1 厦门地铁1号线典型车站站内商铺设置情况

(2)在站内商铺中增设灭火器

地铁内商铺可能出现火灾为A、E类火灾［4］，危险等级为严重危险级。

在车站的灭火器设计方案中，地铁商铺都在公共区灭火器保护范围内，从规范的角度来说不需要增设灭火器。为减少商铺内工作人员从附近消火栓箱取灭火器的时间，提高初期灭火效率，可考虑在商铺内增设手提式灭火器。按照目前厦门地铁1号线“单处商铺的面积不应大于30m2”的布置原则，每个商铺只需增设2具MF/ABC5的磷酸铵盐干粉灭火器即可满足要求。

基此，方案一、二相较来说，方案一安装难度较高，造价较高，灭火可靠性高，不占用空间。方案二造价低，不需要安装，占用面积很少，但灭火可靠性稍低。因站内布置的消火栓、灭火器均已覆盖商铺区域，方案二的设置和站内的灭火器有重复。且采用方案一时，火灾情况下，车站工作人员也可利用站内灭火器进行扑救，安全系数更高。总的来说，方案一优于方案二。

2 自动喷水局部应用系统与地铁特点的矛盾与契合

2.1 厦门地铁1号线站内消火栓系统设计方案

目前厦门地铁1号线室内消火栓系统的设计方案有如下3种方式:

(1)有两路给水且水量、水压足够时，室内消火栓系统由市政管网直接供水，为常高压系统。

(2)有两路给水、水量满足但水压不足时，由消火栓泵直接从市政管网吸水，用市政管网稳压。

(3)只有一路给水时，设置消防水池储存室内消防用水量并设置消火栓泵，利用市政管网稳压。

因地铁车站多设置在闹市区，征地困难、室内空间紧张，各地政府基本都同意地铁按“有两路给水，水压不足时，消火栓泵直接从市政管网吸水，站内不设置消防水池”此种方案设置。厦门地铁1号线方案已经过厦门市公安消防支队、市政园林局、自来水公司认可。

2.2 规范要求与地铁应用存在的矛盾

《自动喷水灭火系统设计规范》12.0.6提到“不设报警阀组或者采用消防加压水泵直接从城市供水管道吸水的局部应用系统，应采取压力开关联动消防水泵的控制方式。”［5］由于地铁内采用市政水稳压，稳压管径为DN100，火灾初期喷头水量均由市政管网通过稳压管提供，室内消火栓管网中压力变化微小，约在70Pa～100Pa左右，对压力开关配置要求很高，且存在市政管网水压波动导致误动作可能。否则不能及时动作联动消防水泵，不符合消防控制逻辑。

2.3 地铁局部应用系统联锁控制系统的探讨

综上可知，水流指示器在火灾报警中发挥了一定的作用，但其仅是将水流信号转换成电信号的一种报警装置，常用于自动喷水灭火系统;而且，水流指示器作为消防专用产品有国家行业标准对其严格的限制，其灵敏度要求流量小于或等于15.0L/min(0.25L/s)时，水流指示器不应报警;报警流量应该是在15.0L/ min到37.5L/min之间，到37.5L/min(0.62L/s)时，必须报警。

考虑到水流指示器在实际应用中误报率较高，常用为报警，如果用作联锁启泵还需一定的加强措施。为降低水流指示器的误报机率，还可以采取以下措施:

(1)选择具有延时功能的水流指示器。在2s～90s之间，使用时可将延时调至较大时间，防止水压波动、漏水等引起的误动作。

(2)商铺内两只独立的火灾探测器报警信号、一只火灾探测器与水流指示器报警信号，作为系统的联动触发信号，联锁启动消防泵。由于站内商铺已经用防火墙与其他房间分隔，其自身面积也不超过30m2。其内部烟感、温感对商铺内火灾探测的准确度也较高。

因为地铁的稳压设置特点，喷头的初期水量、水压可由市政管网通过稳压管来满足，此点刚好弥补了上述(1)～(2)条中加长延时和两路报警联锁导致的消防泵启动时间延后的不足。

厦门地铁1号线站内商铺的面积均在30m2以下，喷头数量为 4个 ～6个，若最不利点压力为0.10MPa，6个喷头时喷水量为8.8L/s。以此来推算满足局部应用系统要求的市政的最低水压为0.232MPa。根据厦门1号线自来水公司提供的市政管网的压力实测数据，设置站内商铺的19个站，24h管网最低压力除2个站外其余压力均在0.232MPa以上。此时不启动消防泵，接自市政管网的稳压管也可满足单个小商铺的喷水强度需求。

以中山公园站为例，局部应用系统与室外测压的标高关系，如图1所示。站内仅有1个商铺，其尺寸为3.65m×7.3m，布置K80喷头6个。根据相对位置关系，可以计算满足站商铺内喷头喷水强度时，要求市政管网的最低压力为0.22MPa(最不利点喷头工作压力0.1MPa+商铺内管网沿程及局部水头损失0.097MPa+商铺外至市政的管网沿程及局部水头损失0.0014+倒流防止器水头损失0.04MPa－高程差0.0225MPa=0.2159MPa)。由表2中测得日最低压力为0.26MPa，满足条件。

表2 中山公园站市政管网压力24小时水压检测表(测压时间:2012年8月)

测试地面黄海高程:5m，日最高压力:0.31MPa，日最低压力(表压):0.26MPa，日平均压力(表压) 0.29MPa。

图1 中山公园局部应用系统与室外测压标高关系图示(标高均为黄海高程)

3 结语

总的来说，自动喷水局部应用系统在站内商铺的应用，价格较低，安装简单，并且在很大程度上增加了商铺的安全性。同时针对地铁自身特点，选择合适的局部应用系统控制方案，从而有效解决车站消防安全与车站资源开发的矛盾。

［1］ 城市轨道交通．2015年度统计和分析报告［R］．中国城市轨道交通协会，2016．

［2］ 陈平，张泽江．地铁站厅中商铺火灾试验研究［J］．西华大学学报(自然科学版)，2007，26(4)9－10．

［3］ GB50157－2013地铁设计规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2013．

［4］ GB50140－2005建筑灭火器配置设计规范［S］．北京:中国计划出版社，2005．

［5］ GB50084－2001自动喷水灭火系统设计规范(2005版)［S］．北京:中国计划出版社，2001．

Implementation of local application system with automatic sprinklers in Xiamen Metro

GONG Ruiqiang
(Xiamen Rail Transit Group Limited Corporation，Xiamen 361004)

Taking Xiamen Metro Line 1 as an example of the case study，the necessity for increasing fire fighting infrastructures in stores in metro stations were analyzed and the measures to strengthen fire safety in stores were discussed.Control measure of a local application system with automatic sprinklers is identified based on the fire hydrant system design in the metro system.

Subway;Stores;Fire Safety Enhancement Measure;Local Application System with Automatic Sprinkler

TU991．5

A

1004－6135(2017)02－0080－03

弓瑞强(1982．9－ )，男，工程师。

E-mail:101943398@qq．com

2016－11－02