深圳某综合交通枢纽消防给水系统设计

任志群

（中国铁路设计集团有限公司 天津300241）

随着轨道交通和地下空间建设的不断发展，城市轨道交通、地下空间等多功能结合设置的综合交通枢纽工程越来越多。轨道交通站点地区地下空间开发不仅有利于多种交通方式的换乘，还可以提高地下空间的可达性和使用价值，带动地下空间商业的发展［1］。为避免二次破路、分期施工给城市交通带来的影响，综合交通枢纽往往采取同步设计、施工的方式，具有良好的社会效益和经济效益。基于综合交通枢纽体量大、功能复杂、人员密集的特点，水消防系统的设计也更为复杂。现以深圳某综合交通枢纽为例，对城市枢纽工程水消防系统设计进行介绍，针对重难点及存在问题进行分析，为后期同类工程提供参考。

1 工程概况

深圳某综合交通枢纽（以下简称“枢纽”）位于笋岗西路、泥岗西路、华富路、华强北路五岔路口（见图1），竖向分为7 个层次（见图2），是集轨道交通（7、14、24 号线）、地下空间、城市隧道、道路、桥梁等多种交通方式于一体的城市综合交通枢纽。

图1 综合交通枢纽总平面布置Fig.1 The General Layout of Comprehensive Transportation Hub

图2 综合交通枢纽空间竖向布局示意图Fig.2 The Spatial Vertical Layout of Comprehensive Transportation Hub

其中，轨道交通部分总建筑面积约为100 526.89 m2。地下1 层为7 号线和14 号线地铁站厅层；地下2 层为24 号线设备层、7 号线和14 号线站台层；地下3 层为24 号线站台层、7 号线和14 号线站台层；地下4 层为24号线站台层。7号线与14号线为同向同台换乘，7、14号线与24号线为“干”型换乘。

地下空间部分均设置于地下1 层，沿笋岗西路分东、西区2部分设置，与轨道交通工程以防火卷帘及防火墙分界。主要设置有便民服务用房、设备机房等，总建筑面积约29 795 m2。地下1层按建筑层高分为中庭区和普通层高区域，中庭范围层高11.0～12.5 m，其余范围层高5.0～7.5 m。

市政隧道部分沿笋岗西路布置，基坑深度由U 型槽（东、西两侧）、隧道段两部分组成，消防泵房设置于西侧U型槽附近，隧道段长度约930 m。

2 消防水源及用水量

2.1 消防水源

综合交通枢纽消防用水水源均采用城市自来水。地下空间与轨道交通为同一产权单位，根据《消防给水及消火栓系统技术规范：GB 50974-2014》［2］第4.3.1和6.1.11 条规定，同时参考南京地铁泰冯路站运营经验［3］，上述区域可共用临时高压消防给水系统，共享消防泵房及消防水池。由于市政隧道与地下空间、轨道交通分属不同产权单位，考虑后期管理维护便利，避免出现消防管理安全问题及责任分工不明问题，因此单独设置消防泵房及水消防系统。

地下空间与轨道交通共同设置的消防泵房、消防水池位于轨道交通14号线小里程一侧夹层风道消防疏散通道旁，屋顶高位水箱位于轨道交通E 号下沉广场旁。由华富路DN600市政给水管引入1根DN200消防引入管进入枢纽后，供消防水池及高位消防水箱补水。

市政隧道沿笋岗西路敷设，南北两侧各有1 根DN1000 和DN800 市政给水管，参考深圳地铁公司关于地铁站点周边两路水源可直抽不设水池的要求，城市隧道在小里程U 型槽与隧道设计分界点附近由上述两路市政给水管上各引一路DN200消防引入管，设消防水泵增压后，供隧道消防用水。

2.2 消防用水量

根据《地铁设计防火规范：GB 51298-2018》［4］第7.1.4 条规定，消防用水量按消火栓系统、自动喷水灭火系统等灭火系统同时开启的用水量计算，如表1 所示。本枢纽火灾起数按1次考虑。

3 水消防系统概述

水消防系统由室内、外消火栓系统、自动喷水灭火系统（含大空间智能型主动喷水灭火系统）构成。除室外消火栓系统，均需设加压水泵供水。为减少水泵数量，综合考虑各系统消防水量及同时动作的机率，将自动喷水灭火系统和大空间智能型主动灭火系统水泵合用。考虑市政隧道独立运营与维护，单独设置水消防系统。

为减少管道沿程损失，避免长距离输送，消防泵房及消防水池设置在枢纽的中部14 号线地下1 层风道夹层内，消防水池有效容积不小于540 m3。在E 号下沉广场旁设置50 m3高位水箱，满足初期消防用水要求（见表2）。

表2 枢纽各部分水消防系统主泵一览表Tab.2 List of Main Pumps of Water Fire Fighting System in All Parts of the Hub

3.1 消火栓系统

室外消火栓系统采用市政低压给水系统。在枢纽各出入口5～40 m 范围内及水泵接合器15～40 m 范围内配置相应的室外消火栓。尽量利用市政消火栓，如市政消火栓不满足间距要求，应新建室外消火栓。

室内消火栓系统采用临时高压给水系统，从给水引入管上接出一路DN100的给水管至消防泵房，作为消防水池补水管。消火栓管网在枢纽内形成立体环状供水管网，干管及立管管径DN200。消防管道在枢纽内均敷设在吊顶内。消防管网采用阀门分成若干独立段，当某段损坏时，停止使用的消火栓在一层中不应超过5个。

从轨道交通车站范围分别向14 号线相邻区间隧道各引入一条DN150消防给水干管，车站和区间的消防管网相连，形成车站和相邻区间的环状消防给水管网。在进入区间的消防管道上安装手电两用蝶阀，蝶阀应安装在人员容易操作的地方，阀门常开。

表1 枢纽各部分消防系统用水量一览Tab.1 List of Water Consumption of Fire Fighting System in Each Part of the Hub

在地下1层24号线范围为远期开通的地下2、3、4层预留2根DN200立管，设闸阀、管堵。

3.2 自动喷水灭火系统

按照深圳市《地铁地下车站防火分区、烟气控制与人员疏散系统设计导则》［5］的要求，三线共用站厅公共区的面积应不大于15 000 m2，当面积大于10 000 m2时应设自动喷水灭火系统。同时，根据《地铁设计规范：GB 50157-2013》，当地下车站设置的商铺总面积超过500 m2时，应设置自动喷水灭火系统。

自动喷水灭火系统为临时高压给水系统，喷淋主泵由消防水池内吸水，加压后供地下空间、城市轨道交通喷淋系统用水。喷淋系统与消火栓系统合用屋顶水箱，稳压装置设置于高位水箱间内。车站地下1 层及地下空间设湿式自动喷水灭火系统，由闭式喷头、管网、报警阀组、末端试水装置、加压设备（枢纽室内消防泵房内）等组成。

对于净空高度≤8 m喷淋保护区域，根据《自动喷水灭火系统设计规范：GB 50084-2017》［6］要求，参考总建筑面积1 000 m2以上地下商场的要求，地下空间和轨道交通车站均按中危险级Ⅱ级标准，喷水强度8 L/min·m2，作用面积160 m2，系统最不利点处喷头的工作压力不低于0.05 MPa。

由于枢纽公共区范围面积超过15 000 m2，根据当地项目经验采取设置防火隔离带方式作为防火分隔。防火分隔措施既解决了大空间建筑防火分区设计面积超标的问题，又满足了建筑使用功能与视觉方面的特殊要求［7］。防火隔离带内建筑净空高度≤8 m，自动喷水灭火系统作用面积提高至260 m2，范围如图3 所示。基于上述要求，防火隔离带区域按严重危险I 级标准进行设计，喷水强度12 L/min·m2，系统最不利点处喷头的工作压力不低于0.05 MPa。

图3 防火隔离带划分区域示意图Fig.3 The Division of Fire Isolation Zone

枢纽设置对应湿式报警阀组，每个报警阀组控制喷头不超过800 只，阀前采用DN200 环状管道，并在每个防火分区设置对应的水流指示器与信号阀。

自动喷水灭火系统所有保护范围均在近期实施范围内，远期24 号线地下2、3、4 层不设置喷淋，因此与远期24号线无接口。

3.3 大空间智能型主动灭火系统

在本枢纽内，中庭挑空处及设置自动喷水灭火系统有困难处设大空间智能型主动喷水灭火系统。系统选用自动扫描射水高空水炮灭火装置，自动进行火灾探测、报警、瞄准火源及喷射灭火剂。消防泵房内自动喷水灭火系统和大空间智能型主动喷水灭火系统共用加压泵组。设计流量30 L/s，持续喷水时间为1 h。每个水炮流量为5 L/s，作用半径为20 m，喷头处标准工作压力0.60 MPa。在每个防火分区最不利点处设模拟末端试水装置，每个防火分区设置水流指示器及信号阀，且在自动喷水灭火系统湿式报警阀前将管道分开。

大空间智能型主动喷水灭火系统为远期24 号线地下2、3、4 层预留2 根DN200 立管，设置于24 号线地下1 层范围内，管道末端设闸阀、管堵，满足远期高大净空区域的消防保护。

3.4 城市隧道水消防系统

城市隧道水消防系统包括室内、外消火栓系统和固定式水成膜泡沫灭火系统。市政给水管提供的压力为0.28 MPa，由于市政水压不能满足消火栓系统，因此需设置消防泵房，采用加压供水的方式。

隧道消防水泵房设置消火栓主泵2台（一用一备，Q=17 L/s，H=45 m），稳压装置1 套。消火栓管网在隧道内形成环状供水管网，干管管径DN150。消防管道在隧道内（除两端跨隧道处）均敷设在隧道留槽内。消防管网采用阀门分成若干独立段，当某段损坏时，停止使用的消火栓在一层中不应超过5个。隧道每40 m布置1个消火栓箱，内设1个单口单阀消火栓。

在隧道两端配置相应的室外消火栓，尽量利用市政消火栓；如市政消火栓不满足间距要求，应新建室外消火栓。

固定式水成膜泡沫灭火装置的泡沫混合液流量应不小于30 L/min，固定式水成膜泡沫灭火系统泡沫液浓度宜为3%，连续供给时间应不小于20 min，射程应不小于6 m。固定式水成膜泡沫灭火装置宜与消火栓一同安装于消火栓箱内。

4 与既有7号线水消防系统关系

既有7 号线车站为轨道交通7 号线第22 座车站，总建筑面积20 727.75 m2，于2016 年10 月开通运营。7 号线车站水消防系统仅设置消火栓系统，公共区未设置喷淋系统。车站设置的室内消火栓系统采用常高压系统，不设消防泵房。

基于上述系统方案，为避免对既有线运营的影响，仅对室内外消火栓系统受改造影响的部分管道、阀门、消火栓进行移位改造。水消防系统的方案考虑结合土建改造范围重新定义防火分区，站厅层、站台层涉及改造的范围均划入14 号线防火分区（见图4），与既有7号线公共区设置防火墙、防火卷帘进行分隔。

图4 既有7号线区位关系Fig.4 The Location Relationship of Existing Line 7

考虑7 号线无喷淋系统，喷淋系统仅设置于新建14 号线及其他枢纽公共区范围。既有7 号线与14 号线公共区设置防火墙、防火卷帘进行分隔。

5 工程重难点分析及应对措施

5.1 防火分区面积超5 000 m2问题

文献［4］第4.2.1条规定：“站台和站厅公共区可划分为同一个防火分区，站厅公共区的建筑面积不宜大于5 000 m2。”由于本综合交通枢纽站厅公共区面积约1.9万m2远大于规范要求的范围。水消防专业可考虑按文献［5］第4.3 条规定：“站厅公共区防火分区的建筑面积不宜大于5 000 m2。多线共用站厅公共区的面积应不大于10 000 m2；三线共用站厅公共区的面积应不大于15 000 m2，当面积大于10 000 m2时应设置自动喷水灭火系统。”

解决方案：在站厅层设置防火隔离带，将站厅层划分为若干建筑面积不大于5 000 m2的不同区域，防火隔离带两端与安全出口连通。加强防火隔离带内灭火系统设计，防止火灾相互蔓延，自动喷水灭火系统作用面积提高至260 m2。

5.2 建筑内设置景观绿植问题

站台及站厅公共区内采用不燃材料装修，除部分区域种植景观绿植外，不放置任何无关的固定可燃物。

解决方案：①景观绿植应为种植植物，不应采用其他可燃性“假花”、“假树”替代。②单处景观绿植面积不应大于100 m2，两处之间的间距不小于9 m。③景观绿植顶部设置自动喷水灭火系统或大空间智能型主动喷水灭火系统。采用自动喷水灭火系统时，建议加密喷头布置间距至1.8 m；采用大空间智能型主动喷水灭火系统时，每点有不少于2股水柱保护。

5.3 枢纽站资源共享问题

本枢纽中功能分区较多，且根据建筑规模需考虑设置多个水消防系统［8］。若轨道交通、地下空间、城市隧道均单独设置消防设施，必然造成初投资的增加及运营维护的困难。同时本枢纽涉及到出入口较多，按文献［2］第7.3.4条要求：“地下工程的出入口附近需设置室外消火栓，若每个口均设置由枢纽负责建设，则需另外增加室外消防加压泵组”。

解决方案：由于地下空间、轨道交通为同一产权单位［9］，考虑二者共用水消防系统，可节省一套消防泵组、喷淋泵组及消防水池、高位水箱等消防设施，节省初投资，便于维护［10］。考虑枢纽出入口需要设置室外消火栓较多，且周边市政道路下市政水源能够满足两路水源要求，考虑在前期工程结合管线改迁过程，根据枢纽的室外消火栓位置及数量需求，直接由市政引出建设，不做枢纽内二次加压。

6 结语

本文讨论的综合交通枢纽的超大空间、功能复杂、地铁多线换乘等特性，决定了其水消防系统的设计无法简单按照规范条文的约束来进行［11］。必须综合考虑各种因素，结合建筑综合布局，各专业协同设计来实现建筑物的消防安全及效益优化。

本文主要介绍了深圳某综合交通枢纽城市轨道交通、地下空间、城市隧道的水消防系统设计。针对不同区域的特点，有针对性地进行参数的选取。在消防允许的前提下，尽可能合用泵组，减少运营维护及安全风险。本枢纽中公共区面积超过5 000 m2及建筑内引入中庭引起的高大净空自动灭火设计、建筑内的景观绿植消防保护，是水消防系统设计的重难点。如此庞大的工程，如何让设计更好地为运营服务，满足智慧地铁的建设需求，是水消防专业面对的更大挑战。