機場(chǎng)航站樓改擴建工程水消防系統設計
來(lái)源：未知作者：高壓細水霧廠(chǎng)家 發(fā)布時(shí)間：2019-11-20 08:50:29 點(diǎn)擊： 0
本次設計南京祿口機場(chǎng)T1航站樓改造后總建筑面積為161 244 m²（其中地上131 880 m²，地下29 364 m²）。T1航站樓主樓面寬145～215 m，進(jìn)深138 m，指廊長(cháng)300 m，寬度40.2 m，建筑高度不大于24 m，為多層建筑。本建筑自上至下共設有6個(gè)樓層，分別為辦公層、出發(fā)夾層、出發(fā)層、到達夾層，站坪層，地下機房及綜合管廊層。航站樓采用“兩層半式”旅客流程，出發(fā)到達旅客上下分層，出發(fā)層在上，到達層在下。建筑效果見(jiàn)圖1。
根據航站樓建筑平面及工藝要求，本次設計涉及的水消防系統包括：消火栓系統、自動(dòng)噴水滅火系統（包括濕式系統及預作用系統）、自動(dòng)消防炮滅火系統、防護冷卻系統、高壓細水霧滅火系統、氣體滅火系統及滅火器系統。
2.1.1 室內消火栓系統
本航站樓內出發(fā)層凈空高度均超過(guò)8 m，室內消火栓系統設計時(shí)栓口動(dòng)壓均按0.35 MPa設計。經(jīng)計算，在栓口動(dòng)壓為0.35 MPa，水龍帶長(cháng)度25 m的工況下，水槍充實(shí)水柱為18.5 m，噴水量為6.97 L/s。根據《民用機場(chǎng)航站樓設計防火規范》(GB 51236-2017)，火災工況時(shí)，建筑內同時(shí)開(kāi)啟的消火栓數量按6個(gè)計，設計流量不小于30 L/s。本設計中室內消火栓設計流量取42 L/s。
室內消火栓系統由消防泵房?jì)认浪嘏c消火栓加壓泵組供水。室內消火栓系統給水管網(wǎng)成多環(huán)布置，在航站樓主樓及指廊各層面均設置消火栓箱，保證2 股充實(shí)水柱到達室內任何一點(diǎn)。
2.1.2 室外消火栓系統
本航站樓室外消防用水量為40 L/s。本建筑位于航站區6個(gè)室外消火栓及飛行區12個(gè)機坪消火栓（均為現有）保護范圍內。室外消防用水由現有航站區及飛行區供水管網(wǎng)提供。
根據《民用機場(chǎng)航站樓設計防火規范》及《自動(dòng)噴水滅火系統設計規范》(GB 50084-2017)，航站樓內凈空高度不大于18.0 m的區域均應采用自動(dòng)噴水滅火系統保護。結合本建筑情況，除主樓老樓7.9 m迎送大廳外，其余區域均設置自動(dòng)噴水滅火系統保護。其中，行李處理機房按照預作用系統設計，需設置自動(dòng)噴水滅火系統的其他區域采用濕式系統。
2.2.1 濕式系統
本航站樓建筑屋面為曲面波浪形式，最大凈空高度出現在出發(fā)層候機區，凈空高度12 m<h<18 m，該區域設計噴水強度取15 L/(min·m²)，作用面積取160 m²，設計噴水流量為52 L/s；航站樓內商場(chǎng)按中危險級Ⅱ級設計，噴水強度取8 L/(min·m²)，作用面積取160 m²，設計噴水流量為27.8 L/s；其他區域按中危險級Ⅰ級設計，噴水強度取6 L/(min·m²)，作用面積取160 m²，計算噴水流量為20.8 L/s。
2.2.2 預作用系統
根據《民用機場(chǎng)航站樓設計防火規范》，行李處理機房按中危Ⅱ級火災危險場(chǎng)所設計，噴水強度取8 L/(min·m²)，作用面積取208 m²，設計流量36.0 L/s。
綜上，自動(dòng)噴水滅火系統設計流量取52 L/s，火災延續時(shí)間1 h。最不利噴頭噴水壓力按0.10 MPa設計。自動(dòng)噴水滅火系統由消防泵房?jì)认浪嘏c自動(dòng)噴水滅火系統加壓泵組供水。報警閥組按防火分區分隔分區布置。凈空高度大于12 m區域噴頭均選用K161特殊應用噴頭，其余區域均選用K80快速響應噴頭，以利于早期控火。所有噴頭不選用隱蔽型噴頭。
主樓7.9 m迎送大廳貫通至鋼結構屋面，該區域凈空高度為13.4～17.0 m。該區域按自動(dòng)消防炮滅火系統設計。自動(dòng)消防炮滅火系統設計流量取40 L/s。單套自動(dòng)消防炮設計流量為20 L/s，保護距離為50 m。自動(dòng)消防炮的布置可保證消防炮的射流不受上部建筑構件的影響，并能使2門(mén)水炮的水射流同時(shí)到達被保護區域的任一部位。根據建筑平面，共設置自動(dòng)消防炮22 套。
自動(dòng)消防炮系統由消防泵房?jì)认浪嘏c消防炮加壓泵組供水。系統為臨時(shí)高壓系統，穩壓設備設于消防泵房?jì)?，確保準工作狀態(tài)下管網(wǎng)壓力不小于1.05 MPa。
根據《民用機場(chǎng)航站樓設計防火規范》及《南京祿口機場(chǎng)T1航站樓消防設計專(zhuān)家評審會(huì )會(huì )議紀要》要求，本工程行李處理機房應劃分為獨立的防火分區，與行李提取大廳交界處的行李轉盤(pán)上方需設特級防火卷簾。防火分隔見(jiàn)圖2。
此處建筑專(zhuān)業(yè)選用的GFJ鋼防火卷簾無(wú)法滿(mǎn)足現行國家標準《門(mén)和卷簾的耐火試驗方法》（GB/T 7633）有關(guān)耐火隔熱性的要求，需增設防護冷卻系統保護。本次設計的防護冷卻系統噴水量為5 L/s，設計噴水強度為1.5 L/(s·m)，設計火災延續時(shí)間與防火卷簾耐火極限一致，取3 h。防護冷卻系統由消防泵房?jì)认浪嘏c防護冷卻系統加壓泵組供水。系統穩壓由高位消防水箱重力穩壓，確保最不利噴頭在準工作狀態(tài)下靜水壓力不小于0.15 MPa。自動(dòng)噴水防護冷卻系統采用邊墻型灑水噴頭。
根據《民用機場(chǎng)航站樓設計防火規范》、《城市綜合管廊工程技術(shù)規范》(GB 50838-2012)及《電力工程電纜設計規范》(GB 50217-2007)，本工程綜合管廊內電氣倉采用高壓細水霧作為自動(dòng)滅火措施。
本次設計采用泵組式分區應用高壓細水霧滅火系統，系統為開(kāi)式。根據管廊內噴頭實(shí)際布置，系統設計噴水量為399 L/min，設計噴霧強度為1.34 L/(min·m²)。高壓細水霧系統1次火災用水量為11.97 m³。
高壓細水霧滅火系統由專(zhuān)用消防泵房?jì)葘?zhuān)用不銹鋼拼裝水箱與高壓細水霧泵組供水。不銹鋼拼裝水箱設1 座，有效容積15 m³。專(zhuān)用不銹鋼拼裝水箱由市政給水管引入補水。
本次設計中，變電站、高低壓變電站、10 kV配電室、UPS間、DCR間、行李系統中央控制室、運營(yíng)商主機房及PCR主機房等共17 個(gè)房間均采用IG541氣體滅火系統作為自動(dòng)滅火措施。氣體滅火系統采用組合分配系統，每個(gè)系統防護分區不超過(guò)8 個(gè)。IG541氣體滅火系統最小設計滅火濃度為37.5%。
航站樓按嚴重危險級設置，變、配電間為E類(lèi)火災，其余均為A類(lèi)火災，在航站樓內配置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器MF/ABC5。電氣及弱電房間內增設二氧化碳滅火器MT7，確保消防安全。
2.8.1 消防水池
綜上所述，本航站樓內設計的消防系統及消防用水量見(jiàn)表1。
其中，室外消火栓系統由現有航站區及飛行區供水管網(wǎng)供水，高壓細水霧滅火系統由專(zhuān)用水箱供水，其余各系統均由消防水池供水。消防水池容積計算時(shí)取一次火災工況下可能開(kāi)啟的各消防系統的用水量總和的最大值。結合本航站樓實(shí)際情況，最大消防用水量工況出現在位于790 m迎送大廳的值機島發(fā)生火災的情況下，此時(shí)同時(shí)開(kāi)啟的消防系統包括室內消火栓系統、自動(dòng)噴水滅火系統、自動(dòng)消防炮滅火系統、防護冷卻系統。該工況下，自動(dòng)噴水滅火系統按中危Ⅰ級設計，故自動(dòng)噴水滅火系統用水量應為20.8×3.6×1=74.88（m³），因此消防水池容積不應小于453.6+74.88+144.0+54.0=726.48（m³）。本次設計消防水池有效容積為730 m³。
2.8.2 高位消防水箱
本航站樓建筑定性為多層建筑。按照《消防給水及消火栓系統技術(shù)規范》，高位消防水箱有效容積不應小于18 m³?？紤]到本航站樓內商業(yè)業(yè)態(tài)較多，且后期南指廊擴建后商業(yè)面積有進(jìn)一步增加的可能性，本次設計高位消防水箱容積按總建筑面積大于30 000 m²的商店確定，取50 m³。高位消防水箱設于主樓土建屋面上，其最低水位高于本建筑內所有消防設施。
由于工藝專(zhuān)業(yè)對行李處理機房行李輸送的要求，行李處理機房設多個(gè)直通室外的出口。設計時(shí)，為防止冬天0 ℃以下低溫天氣將靠近出口附近的噴淋管道凍壞造成漏水，破壞行李機房的機械、電氣設備而影響機場(chǎng)行李系統的正常運行，本次航站樓設計中行李處理機房按預作用自動(dòng)噴水滅火系統設計。
本次設計行李處理機房面積較大，為滿(mǎn)足“系統充水時(shí)間不宜大于1 min”的要求，設計將行李處理機房分為4個(gè)獨立系統，確保各系統報警閥后管網(wǎng)容積均不大于2 560 L。設計時(shí)，行李機房按中危Ⅱ級火災危險場(chǎng)所設計，除房間頂板下按要求設計噴頭外，寬度超過(guò)1.2 m的部分夾層下方亦應按照規范要求補設噴頭。
按照規范，該區域凈空高度不足18 m應設置自動(dòng)噴水滅火系統。但考慮到本工程的特殊性，主樓7.9 m迎送大廳區域為改建范圍，原設計結構預留荷載有限，難以承受含自動(dòng)噴水滅火系統管道的自重。結合自動(dòng)噴水滅火系統啟動(dòng)或關(guān)閉過(guò)程中可能產(chǎn)生的水錘等瞬時(shí)荷載考慮，結構專(zhuān)業(yè)不建議該區域內布置自動(dòng)噴水滅火系統而影響其安全性。綜合以上因素考慮，經(jīng)消防性能化分析，根據《南京祿口國際機場(chǎng)T1航站樓改擴建工程航站區項目消防難點(diǎn)分析報告》，該區域最終按自動(dòng)消防炮滅火系統設計。
設計時(shí)，為確保系統的可靠程度，設置自動(dòng)消防炮的公共區域除水炮自帶探測器外，另增設紅外光束火災探測器，與之聯(lián)動(dòng)。
考慮到行李轉盤(pán)的工藝要求，現有的同時(shí)滿(mǎn)足現行國家標準《門(mén)和卷簾的耐火試驗方法》(GB/T 7633)有關(guān)耐火完整性及耐火隔熱性的雙軌無(wú)機纖維復合特級防火卷簾安裝厚度過(guò)大，無(wú)法安裝于行李處理機房與行李提取大廳交界處。此處設計的GFJ鋼防火卷簾僅能滿(mǎn)足耐火完整性的要求，故上方設防護冷卻系統保護。
根據行李傳送工藝要求，行李轉盤(pán)處實(shí)際開(kāi)洞凈尺寸為1.5 m，設計在需要冷卻保護的鋼防火卷簾兩側分別布置邊墻型灑水噴頭2 個(gè)，如圖3所示。
結合室內設計，本工程中實(shí)際安裝的邊墻型噴頭安裝高度小于4 m，按照規范要求，本系統噴水強度不應小于0.5 L/(s·m)。行李處理機房按中危Ⅱ級火災危險場(chǎng)所設計，其最不利區域作用面積為208 m²，防護冷卻系統計算長(cháng)度不小于作用面積平方根的1.2倍，取17.3 m。根據實(shí)際的噴頭布置，在該計算長(cháng)度內，需要同時(shí)保護的洞口共2 處（長(cháng)度共3.0 m），開(kāi)啟的水幕噴頭共4 個(gè)。最不利噴頭設計工作壓力為0.05 MPa，單個(gè)噴頭噴水流量不小于56.6 L/min，消防工況下實(shí)際噴水流量為1.2×4×56.6=271.5 (L/min)，實(shí)際噴水強度為（271.5/60）L/s÷3 m=1.5 L/(s·m)。
綜合管廊電氣倉位于地下1層，根據使用功能分隔成4個(gè)相鄰房間，相互獨立設置。
本次設計高壓細水霧采用泵組式分區應用系統。分區應用系統是保護防護區內某預定區域或對象的高壓細水霧滅火系統，可用于某些空間體積較大而只需對防護區內預定區域或空間進(jìn)行全保護的空間。設計時(shí)，根據管廊電氣倉布置，將需保護的電氣倉劃分為3個(gè)防護區?？紤]到各防護區體積均大于3 000 m³，設計時(shí)又將各防護區劃分成2～3個(gè)獨立保護分區，確保各防護分區的容積小于3 000 m³。
各防護區內噴頭搭接布置，搭接長(cháng)度不小于3 m，搭接區域內噴頭間距按1.5 m布置。以防護區A為例（見(jiàn)圖4），搭接區域左側（含搭接區域）為防護分區A-1，搭接區域右側（含搭接區域）為防護分區A-2。該布置方式可有效提升搭接區域發(fā)生火災時(shí)的系統滅火效率，避免相鄰防護分區交界處發(fā)生火災時(shí)由于火災位置位于保護區邊緣導致火災向相鄰方向蔓延的問(wèn)題?；馂墓r時(shí)，系統作用面積按照1個(gè)防護分區確定。
本次設計系統最小噴霧強度為1 L/（min·m²），噴水最大作用面積為298 m²（即最大防護分區面積），持續噴霧時(shí)間30 min。搭接區域外噴頭間距按3.0 m布置，最不利點(diǎn)噴頭工作壓力為10 MPa，噴頭設計流量q=1.0×（10×10）1/2=10 （L/min）。根據實(shí)際噴頭布置，最大防護分區內火災工況時(shí)同時(shí)動(dòng)作噴頭數為38 個(gè)，系統設計噴水量為1.05×38×10=399 （L/min），設計噴霧強度為399 L/min÷298 m²=1.34 （L/min·m²）。
在準工作狀態(tài)下，分區控制閥前系統管網(wǎng)維持壓力1.2 MPa。發(fā)生火災后，由火災報警系統聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟對應的區域控制閥和主泵（或手動(dòng)開(kāi)啟對應的區域控制閥），噴放細水霧滅火，系統的響應時(shí)間不應大于30 s。經(jīng)人員確認火災撲滅后，手動(dòng)關(guān)閉主泵和區域控制閥，火災報警系統復位，管網(wǎng)恢復、系統復位。系統共具備3種控制方式：自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和應急操作。
根據《民用機場(chǎng)航站樓設計防火規范》規定：“高低壓配電間、變配電間、通信機房、電子計算機機房、UPS間和重要檔案資料庫房應設置自動(dòng)滅火系統，并宜采用氣體滅火系統或細水霧滅火系統”。本次設計難度在于對條款中“變配電間”的范疇認定，常規意義上的樓層配電室是否屬于條款所述“變配電間”范疇。經(jīng)與工藝專(zhuān)業(yè)討論，工藝專(zhuān)業(yè)認定，本工程中樓層配電室火災危險性較小，發(fā)生火災后不會(huì )立即對生產(chǎn)、生活產(chǎn)生嚴重影響，故該類(lèi)房間可不設置氣體滅火設施。筆者認為，“變配電間”的認定范疇應同時(shí)與建筑定性有關(guān)，當建筑定性為高層建筑時(shí)，樓層配電室的火災危險性明顯加大，應當設置氣體滅火系統作為主動(dòng)滅火設施。
結合航站樓平面面積大，需要保護的機房多、分布零散的特點(diǎn)，本次設計的氣體滅火系統采用分區布置的組合分配式系統。將相近橫向區域（或縱向區域）的防護區納入到1 套系統，每套系統保護的防護區不超過(guò)8 個(gè)，各系統分別配置1 個(gè)鋼瓶間，鋼瓶間距離最遠防護區的豎向距離不超過(guò)15 m，橫向距離120 m。本次設計中，根據建筑平面布置共設計6 個(gè)組合分配式系統，系統工作壓力為15 MPa。系統同時(shí)具有自動(dòng)操作、電氣手動(dòng)操作和機械應急操作3種啟動(dòng)方式。
