地铁消防工程

【摘 要】介绍地铁消防工程,在地铁建设中构建大量消防工程；主要包括建筑结构和防灾设备设施,地铁消防工程是保障地铁消防安全的重要设施设备,对于预防火灾,有效地组织现场应急处置、控制火灾、避免次生灾害、帮助人员疏散、提高应急处置,减少地铁火灾所带来的人员伤亡和财产损失,意义十分重大.

【关 键 词】地铁消防；地铁消防工程；消防工程介绍；车站消防设施设设备

1.引言

地铁是城市交通运输中重要的交通运输工具,具有运量大、速度快、无污染、准时、方便、舒适等优点,而日益受人青睐,但是地铁的安全问题也受到了普遍的关注,地铁火灾是地铁运营的最大安全隐患之一,地铁在地下,加之环境封闭,客流量大的特点,一旦发生火灾,人员疏散和事故救援困难,可能将造成重大的人员伤亡和财产损失.为减小火灾造成的损失,在地铁建设中设计构建了大量消防工程,主要有建筑消防工程、火灾自动报警系统工程、水消防工程、气体灭火系统工程、防排烟系统工程、事故照明疏散指示标志工程、消防供电工程、紧急疏散逃生系统工程、通信系统工程、感温探测线系统工程、固定和移动式消防装置十一大部分组成,确保地铁运营安全.

2.地铁消防设施介绍

2.1建筑消防工程

车站建筑、地下工程、出入口、通风亭等地铁建筑耐火等级为一级[2]；地铁土建工程和车辆（含部件、电缆）无论是吊顶、还是支撑柱的外装修,所用的所有建筑材料均采用在耐火、不燃材料；地铁车辆满足DIN5510和UIC564标准,采用不燃、难燃、低毒材料.且经过阻燃处理,有着较高的安全系数.电线电路和照明器材也采取阻燃材料；车站商铺均采用不燃材料装修.

车站站台和站厅将乘客疏散区划为两个防火分区,两个防火分区间采用耐火极限4H的防火墙和甲级防火门分隔.建筑吊顶采用不燃材料.隔墙上的门及窗采用甲级防火门及甲级防火窗.站厅与站台间的楼梯口处、扶梯四周设置有挡烟垂壁,火灾发生时,能有效阻止烟气的扩散；车站均设有两个以上安全出口通向地面,并采用封闭式疏散楼梯间.

2.2消防供电工程

车站采用主电源和直流备用电源供电；并用负荷分级供电方式：动力配电方式主要采用放射式配电,车站动力设备及区间动力设备采用380/220V、50Hz系统供电,并采用分级供电方式进行供电.同时配置EPS（应急电源）、UPS（不间断电源）.牵引供电系统,应急照明,通信、信号、自动售检票、消防用电设备,与防烟、排烟和事故通风有关的用电设备为一级负荷.

车站动力设备及区间动力设备采用380/220V、50Hz系统供电.每一套低压开关柜是由两个来自不同电源的35/0.4kV变压器供电,每一套低压开关柜的母排由母联断路器分开,母联与低压开关柜的进线断路器设有电器联锁,防止两个不同电源的变压器并联.当变电所只有一路电源时,电器联锁自动断开低压开关柜失电之进线断路器及两段的负荷总开关,然后切换母联断路器由正常的一路电源供电.

EPS（应急电源）：全线各车站配置2套EPS电源系统,EPS11和EPS12电源系统,设置在车站配电室旁的蓄电池室内、电源共用蓄电池室；EPS电源是应急电源,提供三相380V交流电,并在供电系统失电的情况下,维持60分钟供电.

UPS（不间断电源）：全线各车站设置2套UPS（不间断电源）电源系统,分别为车站左端和右端提供不间断电源,设置在车站配电室旁的蓄电池室内、电源共用蓄电池室.UPS电源是不间断电源,为必须保证电源的设备提供电源.UPS电源提供三相380V交流电,并在供电系统失电的情况下,维持30分钟供电.

2.3水消防工程

消火栓系统的消火栓箱设于车站各处.车站消火栓由市政给水管网直接供水.由于市政给水管网的压力和流量均不能满足要求,所以车站的消火栓系统由消防水池、消防泵、稳压泵、稳压罐、管网系统等构成.同时在车站站台上、下行两端共四处,设消火栓系统的电动蝶阀.

消防给水系统由车站给水引入管引出两根DN150给水管进入车站布置成独立的消防环状管网[2]；消防水管在设备层水平成环,并与站台层及站厅层竖向成环布置,站台层和站厅层均由车站两端从设备层引出立管连接各层的横管,消防横干管沿天花内敷设；从车站环状管网引四路管由站台层两端分别进入区间.同时由车站外消防环管引出两根DN100给水管进入车站站顶消防泵房内的消防水池,消防泵以两路出水管连接到消防环状管网.区间火灾发生时,由市政进水保证区间消防用水；车站火灾发生时,消防泵从消防水池取水,加压后供应车站消防用水.2台消防加压泵的流量均为20L/s,扬程为25m,互为备用.车站消防水池的有效容积按2小时火灾延续时间计算水量为144m3.

区间消火栓系统从车站消防管网接引,设计流量为10L/s,管径为150mm,接口位置为车站端部的轨旁,区间消火栓管中心距轨面600mm,站内环网与区间上下行消防给水干管连接处设区间消火栓电动隔离阀,监控区间消防系统.

室内站厅层公共区主要采用单口单阀消火栓,间距不大于30m.站台层公共区采用双口双阀消火栓,间距不大于50m.设备区主要采用单口单阀消火栓,间距不超过30m,局部采用双口双阀消火栓.长度超过20m的通道设置消火栓.公共区单口单阀消火栓箱上部设DN65的单口单阀消火栓1个,1盘25m消防水带,1个DN19的多功能水,并设自救式软管卷盘一套,下部设3～4个干粉灭火器.公共区双口双阀消火栓箱,上部设DN65的单口单阀消火栓2个,1盘25m消防水带,2个DN19的多功能水,并设自救式软管卷盘一套,下部设4个干粉灭火器.设备区内的消火栓箱内不设自救式软管卷盘和灭火器.

室外车站出入口明显位置设2套地上式水泵接合器,为车站消防水系统提供最后保证,在水泵接合器15～40m范围内设有室外消火栓,室外消火栓由市政给水管网提供,由市政给水管网或消防车供水.车站的站厅层公共区小商店内设置简易自动喷水灭火系统.系统直接从车站消火栓系统供水,并利用管道稳压泵以满足系统对水压的要求.采用快速响应低压型闭式易熔元件喷淋头,当周围温度超过68℃时,喷淋头自动破裂后自动灭火,并在每个商铺安装防火卷帘,使每一个商铺成为单独的防火分区.

车站设手提式灭火器辅助灭火,选用磷酸氨盐干粉灭火器.车站公共区（如站厅、站台和公共走道等）的灭火器与消火栓共箱设置,消火栓箱下部设干粉灭火器箱,其他地区（如设备区）单独设灭火器箱.灭火器的设置按灭火器规范要求确定.

2.4气体灭火系统工程

地下车站部份房间内配置气体灭火系统,环控电控室（隧道）、警用通信机房、非集中站型号设备室、站台层的屏蔽门控制室、环控电控室（车站）、公众通信机房、通信设备室、环控电控室（隧道）等重要房间,针对车站设备房,设有1301灭火系统和FM200灭火系统.配以灭火自动探测报警设备和控制设备,系统就能自动运行实施灭火；同时根据需要还可以实现就地或远距离手动控制.

气体灭火系统在20℃时的储存压力为4.2MPa.系统操作功能齐全,操作方式简便、安全可靠.系统设有自动、手动和机械应急三种启动方式,自动启动为火灾自动监测、自动灭火提供了安全可靠的保障.电动启动阀、容器阀,选择阀上的手动装置是释放灭火剂的应急措施,各种操作方式都能保证有效灭火.

七氟丙烷灭火系统是以七氟丙烷（HFC-227ea）灭火剂为灭火介质的灭火装置.全淹没式灭火方式,采用组合分配式灭火系统；七氟丙烷灭火系统的灭火效率高,速度快,无二次污染.

2.5防排烟系统工程

防排烟系统涉及两部分：隧道通风系统、车站通风系统,包括：车站公共区空调通风系统（大系统）、设备用房通风空调系统（小系统）、车站通风系统、区间隧道通风系统[2].火灾事故模式分为：站台层火灾、站厅层火灾、区间隧道火灾.

车站及隧道通风系统设有机械风井、风亭、排风机（EAF）、送风机（FAF）、排烟风机（SEF）、回排风机（RAF）、可逆转的隧道风机（TVF）、射流风机（IMF）、排热风机（U/O）、车站隧道送风机（OTS）等风机均采用电动风阀、并在站台、站厅、自动扶梯中庭处设计建造挡烟垂壁.隧道通风排烟系统的作用是通风排气、换热排烟,保证隧道里的空气维持适当的清洁度和温度以及在隧道里发生火灾时能及时地排烟.

通风模式设定,在车站环境监控系统（EMCS）预先设定各种灾害模式分为：

1、正常模式：公共区正常夏季模式、公共区正常冬季模式；

2、火灾事故模式：站台层火灾模式、站厅层火灾模式、设备用房发生火灾模式、隧道区间火灾模式.

车站天花板上部安装若干个存烟区,每个存烟区都安装排烟风道,排烟风道可迅速将烟气、有毒气体排除,有效阻止烟雾火势的蔓延.

地铁隧道里,设有专门的送风排烟装置,一旦发生火灾,隧道内的事故风机系统就会启动,在最短的时间内排出有毒的烟雾[7].

2.6火灾自动报警系统（FAS）工程

全线设置火灾自动报警系统,有两级（、车站）管理（、车站、就地）控制设置全线FAS系统.控制室与车站控制联网,为全线防灾指挥中心统一调度指挥,当火灾发生时,防灾报警系统通过控制盘的通信接口直接向环境与设备监控系统发出火灾模式命令,由环境与设备监控系统自动启动相关模式,从而控制防排烟系统及其他消防设备进入救灾状态,并实施控制电梯到安全层、切除非消防电源、点亮应急照明等动作统一进行应急救援.

2.7通信系统工程

车站内配置有运营信息发布系统（CIDS）、网络传真系统（AOFAX）、无线对讲机800兆、有线、消防直通、视频监控录像系统（CCTV）、公共广播系统（PAS）、旅客信息系统（PIS）、导向标识系统（SIGNA）,为发生事故时的通讯创造便利条件.

2.8感温探测线系统工程

站台板下电缆通道及变电所电缆夹层设置缆式线型定温探测器；二期车站区间隧道设置线型感温火灾探测器（感温电缆）；一期车站区间隧道设置线型光纤感温火灾探测报警系统.

系统采用特种感温光缆作探测器,具有防爆、防腐蚀、抗电磁干扰等优点,应用拉曼散射原理和OTDR原理实现探测器分布空间温度场实时快速监测,能够根据现场特点灵活设置防火分区、感温报警方式和工作参数,具有保护面积大、抗干扰能力强、探测报警准确的特点[3].系统现已达到的主要技术指标如下：

（1）探测光缆有效警戒距离：2千米；

（2）探测温度范围：0―140℃；

（3）探测温度误差：±3℃；

（4）光纤最小受热长度：8米；

（5）空间定位精确度：±2米；

（6）70℃及以下等级的不大于40S、71―85℃等级的不大于50S、86℃以上等的不大于70S；

（7）具有现场编程的差、定温报警功能.

2.9事故照明疏散指示标志工程

事故照明疏散指示标志系统：在地铁站台层的天花板上,每隔8m左右设置一个60W功率的固定应急照明设施,同时在站厅、出入口、通道的醒目位置设置灯光型疏散指示标志和导向疏散标志,使疏散逃生乘客能够通过固定应急照明设施和疏散指示标志、导向疏散标识指示明确出口方向,加快疏散速度.并在地面、楼梯台阶上安装蓄光型疏散指示标志以做辅助导向标志.

从功能上分日常与事故兼用应急灯和专用应急灯等两种,分为平时不亮事故亮和一直亮的两种控制方式：消防供电达到一级负荷的场所,疏散走道及楼梯等部位的火灾事故应急照明选用消防专用供电回路做事故应急电源,用普通灯具作应急灯平时与事故时兼用；发生火灾时仍要正常工作的房间的应急照明则应当接在消防电源上；控制方式可采用普通开关和中间继电器并联控制灯的开闭,平时使用中继器常开触点,由普通开关控制灯的开闭,事故状态下通过有关信号使中继器常开点闭合自动打开应急灯；中继器有两种控制方式,一是由火灾报警联动控制系统控制模块触点控制,当发生火灾时通过控制模块使中继器常开点闭合；用非消防电源220V控制电源,当发生火灾联动或手动切断非消防电源时,使中继器常开点闭合[4].2.10紧急疏散逃生系统工程

紧急通话逃生装置：在每节车厢车门的上方或两侧设有紧急通话装置,当发生火灾时,按下紧急通话按钮,可与列车司机通话,列车司机根据情况采取应急措施.

紧急疏散逃生门装置：在列车车头尾部专门设置有紧急疏散逃生门,当列车车厢内发生火灾车门无法打开时,可以通过人工开启紧急疏散逃生门,供乘客逃生.

区间隧道列车运行中发生火灾疏散乘客至横向联络通道或疏散通道逃生,在地下区间的左右两条平行隧道线间,设有疏散通道,直接通向地面,并在每隔不超过500米的距离,就将设置一条横向联络通道,通道两端设双向开启的甲级防火门,门宽>0.9m.

火灾发生时,车站内的垂直电梯将停止运行,自动扶梯全部停止或向疏散方向运行.车站公共区、列车、屏蔽门、闸机均满足国家标准规定的紧急疏散功能,车站紧急疏散能力能在6分钟内将乘客疏散到安全区域.

3.结语

地铁消防工程是保障地铁消防安全的重要设施设备,在建设地铁消防工程时,各系统工程应集思广益,相互合作,大力协同,统一设计标准,明确技术要求,正确理解和严格执行消防法规,调整思维方式和工作策略,提出合理的消防对策.精心设计、精心施工、精心调试,保证消防安全工程系统和设备能够满足业主在安全性、可靠性、可运行性、可维修性、可试验性及效益等方面要求,因此完善地铁消防设施设备,建设更加可靠的消防设施设备,加强地铁安全管理、建立安全管理机构、落实安全责任制、完善安全教育制度、安全宣传制度、事故应急救援预案、对于有效地组织现场应急处置、减少地铁火灾所带来的人员伤亡和财产损失,意义十分重大.