哈尔滨市轨道交通一号线太平桥车辆段消防给水系统设计.pdf

哈尔滨市轨道交通一号线太平桥车辆段消防给水系统设计 ： 王立存熊景芷荣秀春等 9 9 文章编号 ： 1 6 7 27 4 7 9 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 9 90 4 哈尔滨市轨道 交通 一号线太 平桥 车辆段消防给水 系统设计 王立存 熊景芷 荣秀春 冯 占伟 高海波 ( 铁道第三勘察设计院集团有限公司， 天津3 0 0 2 5 1 ) De s i g n f o r Fi r e W a t e r - S u p p l y S y s t e m o f Ta i p i n g q i a o Ro l l i n g S t o c k De p o t i n Ha r b i n Ra i l Tr a n s i t Li n e 1 W a n g L i c u n Xi o n g J i n g z h i Ro n g Xi u c h u n F e n g Z h a n w e i Ga o Ha i b o 摘 要在太平桥车辆段特定的市政 自来水供水压力条件下， 采用室内外消防给水 系统合建的稳 高压 系统 ， 系统始终满足最不利点消火栓消防水压要 求 ， 有利于初期火灾及 时向火场供 水控制火情 ； 管网压力下降到一定程度后 自动启动 消防泵灭 火。该 系统能提 高消防设施的消防防护能力和应急防护 水平 ， 是适合该车辆段 建筑特点的消防给水方案。 关键词 车辆段 室 内外消防给水 系统稳高压给水 系统 中图分类号 ： U 2 7 9 5 文献标识码 ： B 1 太平桥车辆段建筑功能基本情况 哈尔滨轨道交 通一号线 太平桥车辆段 东西长 约 1 1 0 0 m， 南北宽约 2 2 0 m， 场地较大 ； 场地设计 高程相 对平坦， 西端高程 为 1 2 0 6 0 m， 场地东端 高程 为 1 1 9 9 0 m； 车辆段建筑布局分散建筑多 ， 均布于整个地 块 ， 建筑布局见 图 1 。 车辆段建筑类型多 ， 有运用组合库 、 检修组合库、 内燃调机及特种车库 、 洗车库 、 喷漆库 、 主变 电所等厂 房 ， 有材料库 、 汽车库 ， 有综合办公楼 、 综合维修 中心、 培训 中心等民用建筑 ， 共有大小建筑 2 0座 。综合办公 楼 、 培训 中心是段 内最高建筑， 均为五层且场地高程和 建筑高度相同； 综合维修中心为 4层建筑 ， 是段内另一 较高建筑 。 图 1 太平桥车辆段建筑布局 2 各建筑对室内外消防给水系统的要求 车辆段 内各建筑 的地基面积之和小于 1 0 0万 m ， 根据 建 筑 设 计 防火 规 范( G B 5 0 0 1 6 -2 0 0 6 )第 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 71 0 第一作者简介 ： 王立存 ( 1 9 7 3 一 ) ， 男 ， 1 9 9 6年毕 业于华 东交通 大学给排 水专业 ， 工学学士 ， 工程师 。 8 2 2条 规定 ， 车辆 段 同一 时 间 内 的火 灾次 数 为 1 次L 1 j 。车辆段总建筑面积8 8 9 0 0 m ， 2 0座建筑均未设 置送回风道 的中央空调 系统。车辆段 主变 电所适用 火力发 电厂 与变电站设计 防火规 范 ( G B 5 O 2 2 9 2 0 0 6 ) L 2 ， 其余各建筑适 用 建筑设计 防火规 范 ( G B 5 0 0 1 6 -2 0 0 6 ) ， 总 图适 用 建筑 设计 防火规 范 ( G B 5 0 0 1 6 -2 0 0 6 ) 和 铁 路工 程 设 计 防火 规 范 1 00 铁道勘察 2 0 1 2年第 1 期 注 ： 表 中所列 为设 置室 内消火栓 的建 筑。 由表 1可见 ， 太平桥车辆段需水量最大的建筑 为 材料库 、 喷漆 库 和 主变 电所 ， 室 内消火 栓 用 水 量 为 1 0 L s ， 室 外 消 火 栓 用 水 量 为 2 5 L s ， 消 防用 水 量 3 7 8 m ； 综合办公楼 、 综合维修 中心 、 培训 中心室 内消 火栓用水量最大 ， 为 1 5 L s 。 太平桥车辆段的安全运营关系全线 ， 其消 防给水 系统必须稳定可靠 ， 具备一定 的自救能力。 3车辆段消防水源 太平桥车辆段 自规划平湖街引入两路 D N 2 0 0市 政 自来水水源 ， 接管点处 的市政 自来水管 网供水 压力 为 0 1 0 MP a 。 4车辆 段消 防给水 系统 的选择 已建车辆段多数采用生产生活给水系统与消防给 水系统完全分开 的形式 ， 少数先期建设项 目采用合用 的形式。随着人们对饮用水安全和消防安全意识的不 断增强 ， 要求生产生活给水系统与消防给水系统分设 ； 消防局本着确保消防给水系统供水压力 的初衷也要求 消防给水系统单独设置。 车辆段接管 点处 的市政 自来水 管 网供水 压力为 0 1 0 M P a ， 段内最不利点室外消火栓出口压力小于 1 0 m 水柱， 市政供水压力不满足室内外消火栓直接供水 的压 力要求 ， 需设消防水池和消防泵房加压。消防管理部门 就太平桥车辆段消防给水系统另外提出了四点建议 ： 结合消防作战经验 ， 火灾初期 使用 的消火栓数 少 ， 水枪喷水后地面湿滑 ， 且部分项 目消防泵选择一用 一 备两台大泵， 消防用水量小压力高， 造成灭火人员把 持水枪困难 。为适合灭火各阶段消防灭火的水量水压 要求 ， 建议消防泵按“ 多用一备” 选择 。 由于哈尔滨市政 自来水管网老化经常维修 ， 消 防水池容积计算不考率市政水源补水。 鉴于太平桥车辆段 的重要性 ， 建议室 内外消 防 给水加压系统分设 。 车辆段作为 2 0栋建筑组成 的建筑群 ， 应在综合 办公楼、 培训 中心 、 综合维修中心 3座建筑的屋顶设置 3个满足建筑 自身室内消火栓 1 0 mi n消防用水量的消 防水箱 。 本次消防给水系统设计采纳当地消防管理部门第 一 点“ 多用一备” 消 防泵的建议 ， 选择单 台流量 1 5 L s 的消防泵。火灾初期启 动 i台消防泵 ， 随着投入使用 的消火栓数量增加 ， 逐台启动消防泵 ， 满足灭火各时段 对水量水压的要求。为降低消 防泵压力 ， 将 消防水池 和消防泵房设在车辆段中部的综合维修中心。 采纳第二点消防水池容积计算不考率市政水源补 水的建议 ， 采用有效容积 3 7 8 i n 消防水 池 ， 考虑 到哈 尔滨冬季寒冷 ， 消防水池和消防泵房均设 于综合维修 中心地下室内。 下面就当地消防管理部 门提 出的第三、 四点建议 进行技术经济分析。 4 1 消防给 水加 压 系统 分 建和 合 建 的技 术 经 济 比较 ( 1 ) 技术分析 车辆段室内外消防给水加压系统分设最经济的形 式为消防水池和消防泵房合建， 消防泵和消防管网需 分别设置。该种形式能适应室内室外 消火栓不同压力 的要求 ， 对于建筑群需设置两套室外消防管道。 车辆段内室外专业管线种类众多， 有铁路信号、 直 流交流动力照明管沟 、 通讯 、 F A S电缆、 采暖 、 蒸 汽、 压 缩空气 、 生活污水 、 生产废 水 、 生 产生活 给水 、 消防给 哈尔滨市轨道交通一号线太平桥车辆段消防给水 系统设计 ： 王立存 熊景芷荣秀春等 1 0 1 水 、 燃气管、 站场排水沟 、 路 灯、 接触网等 1 5种专业管 线 ， 由于场地限制 ， 道路下的地下管线间距小 。合建系 统设置两套室外消防管道 ， 道路下 的地下管线 间距会 更小 ， 施工会更复杂 ， 今后维修会更不方便 。室内外消 防给水加压系统分设更适合市政 自来水供水压力满足 项 目最不利点室外消火栓 压力要求 ， 室外消火栓直接 由市政 自来水管网供水的情况。 车辆段室 内外消防给水加压系统合建 ， 消防水池、 消防泵房 、 消防管网、 消防控制系统均合建 ， 采用一套 室外消防管网， 能满足整个车辆段 内所 有建筑室 内和 室外的消防用水 ， 系统简单可靠。 ( 2 ) 经济比较 太平桥车辆段室内外消防给水加压系统分建和合建 的经济比较有直接投资和运营费用两部分。车辆段室内 外消防给水加压系统分建和合建的直接投资如表 2 。 表 2太平桥车辆段 室内外消防给水加压 系统 分 建和合建直接投资对 比 万元 消防地下加压泵房 1处 6 0 I n 消防泵 高位水箱间 稳压 系统 ( 含水 箱和气压罐 ) 消防供 电系统 合计 4台 Q=1 5 L s ， H=5 0 I n N=1 1 k W 1 处 5 0 i n 1 套 1 8 1处 9 0 in 2 7 1 2 6 ： Q m = 1 5 H 5 0 N： L 1 1 k W 1 8 = m= u 1 0 2处各 5 0 n l 2 0 9 2套 1 8 4 4 k W 1 3 6 6 k W 2 0 1 9 3 3 3 0 车辆段消防设施合建方案相 比分建方案节省投资 1 3 7万 元 。 运营费用年年发生， 车辆段室内外 消防给水系统 合建和分建 的运营费用对比如表 3 。 表3 太平桥车辆段与太平桥主变电所水消防设施 合建和分建 的运 营费用对比 7 )- Y c 年 合建方案 比分建方案节省运营费用 7 4万元 年。 车辆段室内外消 防给水加压系统合建技术可行 ， 投资省运营费用低 ， 更符合 国家节能政策 。 4 2 消 防稳压 系统 分析 车辆段杂散电流多 ， 钢管腐蚀严重使用受到限制。 根据设计经验 ， 采用 内衬水泥沙浆的离心球 墨铸铁管 防杂散电流效果 良好 。 给水排水管道工程施工及验 收 规 范 ( G B 5 0 2 6 8 -2 0 0 8) 第 9 2 1 1 条 规 定 D N 1 0 0球 墨铸铁 管 的允 许渗水 量为 0 0 7 L ( m i n k m) ， D N 2 0 0球墨铸铁管的允许渗水量 0 1 4 L ( m i n k m) ， 车辆段消防给水管道的渗水量 为 0 5 L m i n ， 需 考虑保持消防管道压力稳定的措施 。 车辆段办公楼 、 培训 中心相邻且均为 5层且基底 高度和建筑高度相 同， 即便消防水箱置 于最高一栋建 筑屋顶 ， 办公楼、 培训 中心、 综合维修 中心存在部分消 火栓充实水柱不满足 7 1T I 的情况； 如在建筑高度较高 的综合办公楼 、 培训 中心、 综合维修中心屋顶设置三个 满足建筑 自身室 内消火栓 1 0 mi n消防用水量 的消防 水箱 ， 建筑 自身顶部几层消火栓仍满足不 了 7 1 T I 充实 水柱的要求 ； 如必须满足 ， 经计算消防水箱至少架高至 本栋顶层消 火栓栓 口以上 2 0 5 m_ 9 J ， 实 际上 难于实 现。设置三个水箱投资多 ， 多点管理也较复杂 ， 需对多 个建筑进行立面处理； 火灾初期多水箱联合供水使供 水时间超过 1 0 rai n ， 消防主泵不能及时启动供水反而 贻误灭火战机。 参照 高层 民用建筑防火设计规范 ( G B 5 0 0 4 5 - 9 5 ) ( 2 0 0 5版 ) 第 7 4 8条规定 ， 采用 由屋顶高位水箱、 气压罐 、 稳压泵 、 消防水泵 、 消防水池 、 消防管网组成 的 稳高压消防给水系统 ， 平时管 网压力因渗漏而下降到 水压设定下限值时 ， 稳压装置工作 ； 水压上升至设定上 限值时稳压装置停止； 消防时由消防主泵来保证。 _ 6 稳高压消防给水系统服务于整个车辆段各单体建筑和 室外消防给水管网。 5消防给水 系统设计 5 1 室内外 消防管网 室外消防给水管道环状供水直埋敷设 ， 室外消火 栓保护半径 1 5 0 m， 布置间距不大于 1 2 0 IT I ， 距 道路侧 石不大于 2 m， 距建筑物大于 5 IT I 。每栋建筑室 内消火 栓系统设两条进水管 ， 当其 中一条管道发生故障时 ， 另 一 条进水管能满足室 内消防系统用水。在综合维修中 心设置 2个墙壁式水泵接合器为整个车辆段服务。 5 2 消防泵 消防泵扬程需分别计算室内最不利点 、 室外最不 利点所需压力后确定 。 室内最不利点消火栓位于培训 中心顶层 ， 该消火 栓栓 口与消防泵最低吸水水位差 2 1 3 5 m， 经计算室 内消火栓栓 口处所需压力为 2 0 5 IT I ， 消 防泵至最不利 点处 的室内外消防管道水头损失为 1 4 1 3 m， 消防泵 至室内最不利点消火栓所需压力为 5 8 9 8 I T I 。 l 0 2 铁道勘察 2 0 1 2年第 1 期 培训中心西侧消火栓为室外最不利点消火栓 ， 最不 利点室外消火栓栓 口与消防泵高差为 1 9 5 m， 经计算室 外消火栓栓 口处所需压力为 2 9 3 1 m， 消防泵至最不利 点处的室外消火栓消防管道水头损失为 1 3 1 5 m。消防 泵至最不利点室外消火栓所需压力为 4 7 4 1 m。 经 比较 ， 消防泵至室 内外最不利点消火栓所需压 力大值 为 5 8 9 8 m； 选择三用一备 p=1 5 L s ， H= 0 6 0 MP a ， =1 5 k W 消火栓泵 四台。 5 3 消防水箱 、 稳压 泵和稳 压罐 车辆段最大室 内消 防用水量 为 1 5 L s ， 1 0 m i n室 内消火栓用水量为 9 i n ， 选用有效容积 9 1T I 的消防水 箱 。车辆段消防管道有 0 5 L m i n的渗漏 ， 渗漏 量很 小 。 高层民用建 筑 防火设 计规 范( G B 5 0 0 4 5 -9 5 ) ( 2 0 0 5版 ) 第 7 4 8条“ 增压水泵 的出水量 ， 对消火栓 6 结论 系统不应大于 5 L s ” 、 “ 气压 水罐 的调节水容 量宜 为 4 5 0 L ” 。参照设计 经验和项 目调研 情况 ， 避免稳压 泵 频繁启动 ， 气压水罐有效调节容量确定为 4 5 0 L ， 稳压 泵流量确定为 1 2 L s 。消防水箱 、 稳压泵和稳压罐 均设于车辆段最高建筑培训 中心屋顶 消防水箱 间内 ， 以降低稳压泵扬程节省运营费用 。 段内稳压最不利点为办公楼顶层最西侧消火栓 ， 培 训中心消防水箱至该点高差为 3 1 0 I T I ； 火灾初期最不利 点室内消火栓栓 口处 7 1T I 充实水柱消防流量 5 I Js 时 ， 消火栓栓 口处所需压力为 2 0 5 ( n l 水柱 ) ， 培训 中心 消 防水箱至办公楼顶层消火栓管道水头损 失为 1 4 3( i n 水柱) ； 需稳压泵提供 的压力为 1 8 8 ( I n水柱) ， 设定稳 压泵压力 2 0 8 2 1 8 I T I 时启泵 ， 2 3 8 2 4 8 i n时停泵。 车辆段消防系统示意见图 2 。 检修组合库 运用组合库 图 2车辆段主要建筑消 防给 水系统示意 在太平桥车辆段特定的市政 自来水供水压力条件 下， 采用室内外消防给水系统合建的稳高压系统， 系统 始终满足最不利点消火栓消防水压要求 ， 有利 于初 期火灾及时向火场供水控制火情； 管网压力下降到一 定程度后 自动启动消防泵灭火 。该系统能提高消防设 施 的消防防护能力和应急 防护水平 ， 是适合该车辆段 建筑特点 的消防给水方案。经 以上经济技术分析 ， 最 终消防管理部 门和建设单位 同意以上消 防给水方案 ， 目前工程正在紧张的建设 中。 参考文献 1 G B 5 0 0 1 6 -2 0 0 6 建筑设计 防火规 范 s 2 G B 5 0 2 2 9 -2 0 0 6 火力发 电厂与变 电站设计 防火规 范 s 3 G B 5 0 0 4 5 - - 9 5 高层民用建筑防火设计规范 s 4 T B1 0 0 6 3 - - 9 9 铁路工程设计防火规范 S 5 G B 5 0 2 6 8 -2 0 0 8 给水排 水管道工程施工及验收规范 s 6 李长伟 对区域集中消防给水系统的设想 J 给水排水， 2 0 0 0 ， 2 6 ( 1 ) 7 姜文源 浅说稳高压给水系统 J 给水排水， 1 9 9 9 ， 2 5 ( 5 ) 8 杨琦 消防给水 系统 中增压 和稳压设 施设 计探讨 J 给水 排水 ， 2 0 0 9， 3 5( 1 1 ) 9 王军 ， 张爱亭 消火 栓系 统和 消防泵 的探讨 J 消 防设备 研究 ， 2 0 0 4， 2 3( 2 ) 1 O 刘德 明 高 位消 防水箱 储 水量 和设 置高 度 探讨 J 给水 排水 ， 2 0 o 9 ， 3 5 ( 2)