上海地铁石门一路站的消防设计

彭海清 周学松 邓扬
（同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092）

　　提 要 本文较详细地介绍了上海地铁车站的消防设计原则、消火栓系统、水幕系统、自动喷水灭火系统、 全自动全淹没式自动化学灭火系统等消防设计的特点和管材的采用以及迷流的含义与防迷流措施。
　　关键词 地铁车站；消防供水；地铁消防；消防设计

　　上海市轨道交通明珠线二期工程从宝山路站至虹桥路站，全长 22Km 。西藏南路站位于西藏南路和中山南路交叉路口的中山南路北侧。上部将有地面建筑。规划地铁 M8 线将与本站交叉，故本站同时完成位于本站站台层下面的M8 线与本站交叉的站台层部分。车站附近市政管网的现状为：西藏南路上现有 DN900 和 DN1200 自来水管道； DN900 雨水管道。中山南路上现有两根 DN300 和一根DN1200 自来水管道； DN1400 和 DN600 雨水管道。本站为乙级站，人数为50 人。在图纸上，位于茂名北路和石门一路之间，南京西路南侧。茂名北路上有 DN1000和DN300给水管各一根。
　　上海地铁 二号线的石门一路站位于茂名北路和石门一路之间，南京西路南侧。 车站布置成上、下两层(上层为站厅层，下层为站台层) ，和地铁隧道构成地下的半封闭建筑工程,该站为乙级站，定员编制人数为50人。站内消防设计，按站厅层将来发展商业设施同时考虑，站台和站厅分别将两边的两个设备部位和中间的乘客活动区域分为三个防火分区。 按照我国消防规范规定，石门一路站内设计了完整的消防系统，即消火栓消防系统、自动喷水灭火系统和气体灭火系统。

1. 消防设计原则 和消防水源

　　地铁消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的原则，消防用水量按照全线同一时间内发生一次火灾考虑；由于 石门一路站位于市中心 ，城市管网管径大且成环布置，因此车站消防水源直接采用城市自来水，不设水池，不设备用水源 ；但站内设置消防泵房，分别设置消火栓泵和水喷淋泵机组。消防给水与其它给水系统 分开设置，形成独立的安全可靠的供水系统。
　　上海地铁消防水源为城市自来水，由于故不设消防水池，直接从城市管网抽水。为了达到车站和隧道区间消防水量和水压要求，各车。原则上地铁消防设计应该有两路进水水源，即接自不同的自来水管道。而个别车站附近只有一路可供车站消防水泵抽水的管道，往往此管道又是构成城市环状网的干管，在这一管道上安装一个阀门，从阀门两旁各接出一路进水管，作为车站的两路进水。万一火灾时水源管路中发生问题，将闸门关掉，总能保证一路水源进入车站。这种接法也能起到两路进水的作用。地铁的水压力设计与一般地面建筑不同，消防水泵的扬程计算时需扣除可资利用水头。

三．消火栓消防系统

　　上海地铁的消火栓给水系统贯穿于整个车站和线路，每个车站的消火栓泵的服务范围为本身和车站两端的 1/2 区间，并考虑到相邻两站增压泵万一发生事故时，可向邻站增压供水。消火栓消防系统不考虑稳压装置的设计。车站消火栓消防流量为 20 升 / 秒，每股水枪流量 5 升 / 秒；最不利点消火栓充实水柱 ≥ 10 米。站厅和站台层的消火栓布置原则不同，站厅层为单栓双排交错布置，消火栓间距为 45-50 米；站台层消火栓采用双栓单排布置，顾客活动部位主要设在楼梯下面，间距 30 m 左右。

　　同时，消火栓干管布置成环状，站厅层水平成环；站台层纵向成环。站厅层管道基本上都布置在站厅两侧的离壁式隔水墙上方。站台层消火栓管道沿站台层顶板中间部位纵向布置，敷设在风管旁。这种布置方式便于安装、检修。干管管径均为 DN150 ，每隔 5 个消火栓设置一只阀门。消防水泵控制方式为泵房内手动启闭；消防箱内按钮启动（只能开，不能关）；车站控制室遥控；防火中心监测遥信显示。每一行车隧道设置一根消防干管，平行的两条区间隧道的两根消防干管均分别与车站的消防管连接并在车站设连通管，使地铁车站和区间形成环状管网。对于消火栓系统，在车站地面设置二只 DN100 地上式（或墙壁式）水泵接合器。在距水泵接合器 15~40 米范围内设置与水泵接合器配套供水的地上式市政消火栓。所有进出车站主体的消防管道都同时考虑人防要求。

四．水幕消防系统

　　水幕消防系统主要设在站台层与站厅层的自动扶梯及楼梯口，设置水幕系统作为分区保护，万一失火，对站台层和站厅层起隔断作用，防止站台层火灾时，烟火向站厅层蔓延，反之亦然。水幕总用水量为 60 升 / 秒，最不利点喷头水量不小于 0.5 L/S · m 。水幕系统采用干式雨淋系统，在每一楼梯间设置雨淋阀室，采用国产 ZSY 型雨淋阀。雨淋阀的控制设计为既可报警系统驱动，又可手动。水幕增压泵设置两台，互为备用。水幕泵直接从城市管网抽水。启动方式可由雨淋阀手动控制 、 泵房内手动控制 、车站控制室或中央控制室遥控。水幕系统管道沿各楼梯口贴站台层顶板成环状布置，楼梯口的三条边每隔 1.0 米设置一个国产开式水幕喷头（另一边由于结构构造封闭）。对于水幕消防系统，在车站地面设置四只 DN100 地上式（或墙壁式）水泵接合器，并具有配套市政消火栓。水幕消防系统仅在一号线设计中采用 , 二号线以后的地铁车站设计中，由于规范的原因，取消了楼梯口的水幕设置。

五．自动喷水灭火系统

　　自动喷水灭火系统仅考虑是否设置在站厅层中间的非设备区。根据规范规定，与地铁同时修建的地下商场，在站厅层设置湿式自动喷水灭火系统。喷淋水量根据规范提供的公式，经计算流量采用 26-30 升 / 秒。最不利点水压 ≧ 50 kPa ；系统作用时间为 1 小时。设置喷淋消防泵两台，一备一用。直接从城市管网抽水。喷淋系统中设有 控制阀、 ZSS型 湿式报警阀 、延时器、压力开关、水力警铃、系统试验装置和压力表、系统放水阀门和管道，不考虑稳压系统的设计。控制阀设有启闭指示装置。还设有水流指示器，在喷淋干管顶部设自动放气阀，采用闭式喷头，耐受温度为 68℃（显红色）。 喷头安装在风管的下部，具体位置与车站装修工种配合。水喷淋泵的启动控制可由报警系统驱动或手动控制 、 泵房内手动控制或中央控制室遥控。
　　对于自动喷水灭火系统，在车站地面上也设置二只 DN100 地上式（或墙壁式）水泵接合器，并且在 15~40 米范围内设有配套市政消火栓（含本来就有的市政消火栓）。

六、 气体灭火系统

　　一号线设计采用 1301 卤代烷， 二号线设计前，经过实地考察和详细地调查研究确定采用烟烙尽气体灭火剂，设烟烙尽全淹没气体灭火系统，采用组合分配式布置。 明珠二期工程亦采 用烟烙尽气体灭火剂。在地下变电所、中央控制室、通信机械室、信号机械室、电容器室、高低压配电间、电子计算机房等重要电器设备用房内，设置由自动化学灭火喷射设备（即喷洒系统）和控制监控设备（即控制系统）两部分组成的引进国外的自动化学全淹没灭火系统。一号线设计中，由于我国大陆没有全淹没全自动 1301 灭火系统设计标准，因此参照美国 NFPA12A-1980 年设计标准。而且从美国全套引进 1301 卤代烷全淹没化学灭火系统设备。价格昂贵。
　　全淹没自动灭火系统的喷洒系统由储气钢瓶、瓶头阀、喷放管和喷头组成。控制方式设计为全自动控制启动、手动控制启动和机械应急启动（半自动控制）三种。 灭火器的设置按 《 建筑灭火器配置设计规范 》 的规定执行。灭火器按中危险级 A 类火灾设计。

七、 消防排水

　　每个车站站台层设置废水池和废水泵房，水池的容积和泵房机组的排水能力除了考虑车站本身的结构渗漏水之外，主要考虑火灾时，消防水的排出。因此，水池容积和水泵排水能力均考虑大于总的消防水量排出的要求。

八、 防迷流

　　地铁车站消防设计中还有一个防迷流的问题。那么什么叫迷流呢？因为地铁列车由直流电机牵引，牵引供电为直流 1500 伏架空单线供电，利用钢轨做牵引供电的回流线，由于回流线轨存在着电气阻抗，牵引电流在回流轨中产生压降并且回流轨对地存在着电位差。由于回流轨对地下构筑物 、埋设管线存在着一定的漏泄电流，漏泄电流沿地下构筑物和埋设管线至负回馈点附近重新归入钢轨，此漏泄电流即称迷流，它会对钢轨及其附件和地下构筑物钢筋埋设物、金属管线产生电蚀。为了防止迷流对消防给水管道与水泵机组的腐蚀， 消防给水管道在进入地铁车站前，即车站外侧，距离车站主体结构 1.5 米左右。要接一段 1~2 米长的绝缘管道，即安装一段硬塑料（ PVC-U ）法兰短管。绝缘管要求设在干燥和易于查看及检修的地点。穿越道床的消防给水管道均采用塑料绝缘管，但在二号线和明珠线设计中均尽量避免管道穿越道床。消防水泵机组用橡胶隔振装置进行绝缘隔离。从水泵接出的水管在水泵处安装一段短绝缘管，使水管系统与水泵机组绝缘隔离。

九．管道综合图

　　绘制管道综合图，这是地铁车站如此大工程设计的特色。地铁车站设计中，风、水和电三个工种的管道均要画在同一平面图和断面图上，尽管各工种在设计中，经数次协调，各个工种的管道、电缆桥架及架空设备行走的部位均已确定，但为了尽量避免或减少各工种设计图在施工时会出现“碰撞”现象，通过绘制管道综合图，可以使各工种的管道之间的“碰撞”问题及早发现，使设计更加合理和完善。

十、 管材

1. 小于等于 DN100 的消防给水管采用镀锌钢管，丝扣连接。
2. 大于 DN100 的消防给水管采用无逢钢管镀锌，二次安装，法兰连接。

十一、评论与建议

1. 一号线设计中，在站台层与站厅层的自动扶梯及楼梯口，设置水幕系统作为分区保护，万一失火，经上海地铁公司试验证明，完全可以起到阻止火势蔓延 、 将站台层和站厅层隔断的作用。同时，发生火灾时，站台层的乘客从心理上讲，看到水有安全感，总会向喷水的楼梯口跑，有利于乘客的疏散，使乘客感到有逃生的希望。因此，建议地铁消防设计时，在站台层到站厅层的楼梯口设置水幕系统。
2. 消防箱中设置自救式消防软管卷盘，有利于初期火灾的扑灭。
3. 地铁的地下车站设计中，同时在站厅层设计和安装自动喷水灭火系统， 有利于将来在地铁中发展商业。