浅析城市轨道交通消防系统

浅析城市轨道交通消防系统

摘要：本文主要围绕着城市轨道交通消防系统展开论述，分析了当前城市轨道交通消防系统建设的现状和建设的必要性，并提出了城市轨道交通消防系统构建的要点。

关键词：城市；轨道交通；消防系统

一、前言

城市轨道交通系统的快速发展给城市发展带来了新的生机，也给城市居民的生活带来了巨大的便利。但是，城市轨道交通的运行也存在一定的危险性，特别是面临着火灾等重大事故的风险，所以，构建城市轨道交通消防系统非常有必要。

二、我国城市轨道交通建设现状

截至2010年底，已有36座城市向国家主管部门上报城市轨道交通建设规划，其中，北京、上海、广州、深圳、天津、重庆、南京、杭州、成都、武汉、哈尔滨、长春、沈阳、西安、苏州、宁波、无锡、郑州、长沙、福州、大连、东莞、昆明、南昌、青岛、合肥、南宁、贵州28座城市轨道交通近期建设规划得到政府批准，共规划线路90多条，总里程约2700km，总投资超过10720亿元。

得到批准的城市轨道交通项目建设期将集中在2015年前后，且第一轮规划批复城市如北京、上海、广州、深圳、天津、南京等规划期基本都在2010—2012年，批复的轨道交通线已经建设完成，正在开始进行第二轮或建设规划修编工作。“十二五”期间，社会经济将得到平稳、快速增长，是城市化进程继续加快、产业结构深入调整的重要时期，也是城市轨道交通产业结构调整、产业升级的关键时期。因此，未来10年仍是城市轨道交通的大发展时期。

三、城市轨道交通地下车站火灾的特点

1、人的心理恐慌程度大，行动混乱程度高。车站出入口少，通道狭窄，疏散距离长，人员多，易发生挤踩事故，情况要比在地面建筑物中严重得多。

2、浓烟积聚不散，给人员逃生和火灾扑救带来很大障碍。地下车站内部封闭的环境使物质不易充分燃烧，火灾发生时可燃物的发烟量很大，烟雾的控制和排除都比较复杂。特别是机械通风系统发生故障时，很难依靠自然通风补救。

3、温度上升快，峰值高。发生火灾以后，大量的热量积聚，无法散去，空间温度很快升高，火势猛烈阶段温度可达到1000℃以上。高温有时会造成气流方向的变化，对逃生人员影响很大，而且会对车站结构造成很大破坏。

4、人员疏散难度大。人员从地下车站内到地面开阔空间的疏散有一个垂直上行的过程，比下行要耗费体力，从而影响疏散速度。同时，自下而上的疏散路

线与车站内烟和热气流自然流动的方向一致，要求人员的疏散必须在烟和热气流的扩散速度超过步行速度之前完成。由于这一时间差很小，又难以控制，故给人员的疏散带来很大困难。

5、扑救困难。由于地下空间的限制及浓烟、高温、缺氧、有毒、视线不清、通信中断等原因，救援人员很难了解现场情况，加上大型灭火设备很难进入现场，进入人员要特殊防护等因素，造成救人、灭火困难大。

四、消防系统设计

1、城市轨道交通消防系统设计的主要内容

城市轨道交通中地下车站一般布置成地下一层，并和隧道构成地下的半封闭建筑工程。车站投入运转后，站内各种控制设备以及功能电器密布，且一般都高负荷运行。一旦发生火灾，半封闭线路隧道内的温度快速升高，更为严重的是乘客难以立即疏散，对人民生命财产会造成严重损失。国内外有关资料也表明火灾也是造成地铁损失的最主要因素。因此，轨道交通中的消防设计的主要内容是在使用各种消防措施，保证在出现火灾险情时能够快速灭火，将生命财产损失降低到最小。

2、轨道交通消防系统设计

轨道交通中消防设计可以采用FAS消防控制系统、消防水系统和气体灭火系统等。在实际工程消防系统设计中，通常会集成以上几种灭火系统进行综合灭火已取得最佳的消防效果。

消防水系统经增压后在车站内形成环网，区间隧道消防供水由相邻车站消火栓管网引入，双向区间形成环路，消火栓给水系统用水量按同一时间内发生一次火灾考虑。消火栓给水系统服务范围除车站本身外，还包括两地铁车站之间隧道和车站附属的各种连通通道。通常可以根据地铁车站的建筑特点和不同的设置部位选用不同型式的消火栓箱。同时，消火栓箱间距按2股水柱同时到达任意着火点布置。车站内消火栓箱最大间距50m，折返线内消火栓箱最大间距50m，区间内消火栓箱最大间距100m。自动喷水灭火系统干管坡度宜与站厅层、站台层顶板坡度一致，以便于降低吊顶高度和系统排水，地铁车站的自动喷水灭火系统按中危险Ⅱ级考虑。系统总管由车站消防泵房引出，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。喷头安装在风管的下部，具体位置与车站装修工种配合。气体灭火系统的灭火原理为使用烟烙稀释氧气，窒息灭火。气体喷放时环境温度变化小，且不影响能见度。其设计基本要求有：系统要同时具有自动控制、手动控制和机械应急操作3种启动方式；灭火剂能在尽可能短的时间内喷放到防护区内，并迅速均匀分布达到并保持要求的灭火浓度；保护区不宜开口，保护区内与其他空间相同的开口应能在灭火剂喷放前自动关闭，否则应将保护区扩大至与之相通的空间。

五、常见消防系统

随着城市轨道交通的不断兴建、运营管理、火灾事故经验教训的不断积累和总结，和不断完善的设计规范，使城市轨道交通的消防设计，越来越体现出性能化防火的设计理念。

城市轨道交通消防系统设计的主要内容包括防火防烟分区、防排烟系统、防灾报警和设备监控系统、安全疏散和结构耐火设计、消火栓灭火系统、电气防火系统、气体灭火系统、自动喷水灭火系统和灭火器设施等。下面重点分析各种灭火系统的特点。

1、消防水系统。城市轨道交通车站和区间消火栓系统设计为环状管网，由两路城市自来水管引入。在地下车站站厅、站台、人行通道、设备及管理用房和地下区间隧道均设置室内消火栓，保证车站范围内任意点均有不少于两股水柱可同时到达。消火栓箱内设自救水枪及报警按钮。区间隧道每50m设一个单口消火栓，不设消火栓箱、水龙带及水枪。

消防栓系统的优点有安装方便，价格便宜和灭火剂易于取得等。是在各种场合都被广泛采用的灭火设施。

消火栓系统的缺点是只能在发现火灾并报警后，等待消防员来救火。往往会错过扑灭火灾最关键也是最容易的初期火灾时期，等消防员到达，火灾可能已经发展到难以控制的局面。

2、自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统的优点有很高的灭火、控火率，能够及时扑灭初期火灾，降低火场温度，并具有报警功能和不污染环境等。

自动喷水灭火系统的缺点有喷头喷水扰乱烟气层的流动规律，使烟气层高度降低，不但会危害到乘客，不利于逃生，也不利于排烟；自动喷水会产生高温蒸汽危害乘客，降低可视率；费用高。

在上海等城市的城市轨道交通的车站消防系统中，大都采用了自动喷水系统。

3、细水雾灭火系统。细水雾灭火系统是以水为介质，采用特殊喷头在特定的工作压力下向保护对象喷洒细水雾进行灭火或控火的一种固定灭火系统。它是在水喷雾灭火系统的基础上发展的新型灭火系统，由水源、供水管道、控制阀组、过滤器和水雾喷头等组成。

细水雾灭火系统具有以下优点：对环境无污染；灭火用水量小，水渍损失甚微，无需水池和大水箱，排水负荷也小；灭火效能高，可以扑救带电设备火灾；细水雾喷射时可净化火灾中的烟气，有利于安全疏散，适用于有人的场所；价格低。

细水雾灭火系统的缺点有：喷头需要进口；系统要求用水无污染、无悬浮物、