武汉地铁纸坊线谭鑫培公园站气体灭火管网系统设计

武汉地铁纸坊线谭鑫培公园站气体灭火管网系统设计
摘要：近年来，武汉市大力推进轨道交通建设，以缓解公共交通压力，促进社会经济发展。

文章重点介绍武汉地铁纸坊线谭鑫培公园站气体灭火管网系统设计方案。

关键词：谭鑫培公园站；气体灭火管网系统；设计
近年来，武汉市大力推进轨道交通建设，以缓解公共交通压力，促进社会经济发展。

武汉地铁纸坊线由7号线野芷湖站引出，沿文化大道、纸坊大街自北向南、向东走行，止于青龙山地铁小镇。

线路长约16.9公里，均为地下线，共设7座车站，已于2018年底通车试运营。

结合谭鑫培公园站气体灭火管网设计实例，对地铁气体灭火管网设计进行探讨。

一、工程概况
1、谭鑫培公园站为武汉市轨道交通纸坊线工程第4个车站，为地下两层岛式车站。

2、气体灭火系统采用IG541混合气体灭火系统，为组合分配式全淹没灭火系统，由管网系统和报警系统组成。

本篇主要探讨管网系统设计方案。

二、保护区设置概况
谭鑫培公园站共有20个区域需要气体保护，其中信号设备室、通信设备室、弱电系统电源室、警用通信室、商用通信机房五个房间设置吊顶及防静电架空地板。

根据工艺要求，按照经济合理，安全可靠的前提，本工程选用IG541混合气体灭火系统，混合气体（52%氮、40%氩、8%二氧化碳）是一种无毒、无色、无味惰性不导电的纯“绿色”气体，不会对臭氧层产生破坏，是目前比较理想的环保灭火剂。

三、系统设计
1、防护区划分：按全淹没组合分配系统进行设计。

本车站采用3套组合分配系统保护。

2、保护对象及火灾类型：保护对象机房等，火灾类型主要为电气火灾。

3、灭火剂设计用量，依据《气体灭火系统设计规范》，灭火剂设计用量公式为：
W=Kx（V/S）xln[100/（100-C）]，其中S=0.6575+0.0024t
式中：W----灭火剂设计用量（kg）；
K----海拔高度修正系数，取K=1；
S----101KPa大气压和防护区最低环境温度（16℃）下的质量体积（m3/kg）； V----防护区的净容积（m3）；
C----灭火剂设计浓度或惰化设计浓度（%），灭火设计浓度采用37.5%，最高温度下的实际使用浓度不超过52%。

4、设计参数
1）系统灭火设计浓度为37.5%，钢瓶间到保护区的管网、钢瓶设计温度为20℃，各保护区按无人值守设备房间设计，实际灭火浓度不超过52%。

2）当IG541混合气体灭火剂喷放至设计用量的95%时，其喷放时间不应大于60s，且不应小于48s，浸渍时间10min。

3）储存容器充装量采用一级充压，充装压力为15.0MPa。

4）本站防护区为：环控电控室、商用通信机房、照明配电室、牵引网室、通信电源室、通信设备室、信号设备室、0.4kV开关柜室、公安通信设备室、中压
开关柜室、控制室、牵引变压器室、再生吸收装置室、站台门及设备管理室。

共20个房间。

5）全线按同一时间内发生一次火灾考虑。

6）系统组成：管网子系统包括储存装置、启动装置、选择阀、喷嘴、输送管路及其它附件组成。

储瓶参数：20℃、充装压力为15.0Mpa（表压）时，80L灭
火剂钢瓶充装药剂量为16.89kg。

钢瓶设计压力、工作压力、壁厚、强度、密封、超压、标志、抗震、防泄漏、抗冲击等必须严格执行并符合《气体灭火系统及部件》（GB25972-2010）及《钢质无缝气瓶》（GB5099-1994）的要求。

集流管上
所设安全阀的动作压力为23±1.15Mpa。

5、设计计算参数见下表：（带☆为含吊顶及地板、房间）
6、系统功能
气体灭火系统的功能是在发生火灾时能自动报警并按预先设定的控制方式启
动灭火装置释放灭火剂，迅速扑灭保护房间内的火灾。

防护区最高控制灭火浓度
不超过52%。

灭火设计浓度或实际使用浓度大于无毒性反应浓度的防护区，当人
员进入防护区时，应能将灭火系统转换为手动控制方式；当人员离开时，应能恢
复为自动控制方式。

防护区内外应设手动、自动控制状态的显示装置。

控制方式采用集中式控制方式，车站气体灭火系统设备由气体灭火控制主机
监控，气体灭火控制主机设置于车站控制室。

气体灭火系统设自动控制、手动控
制和机械应急操作三种操作方式。

三种控制方式的动作程序如下：
1）自动控制气体灭火系统处于自动模式，系统自动完成火灾探测、报警、联动控制及灭火整个过程。

2）手动控制气体灭火系统处于手动模式，通过防护区外的紧急释放按钮，使系统实施联动控制并释放灭火剂。

3）机械应急操作气体灭火系统是自动模式和手动模式均不能启动电磁阀或者有必要时采用的一种应急操作。

7、对防护区的要求：
7.1 防护区宜以固定的单个封闭空间划分。

7.2 防护区的围护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.5h，吊顶的耐火极限不应低于0.25h；围护结构及门窗的允许压强不宜小于1200Pa。

7.3 防护区灭火时应保持封闭条件，除泄压口以外的开口应在喷放前应能自行关闭。

防护区之间有连通内门的应在喷放前能自行关闭。

7.4 防护区的泄压口宜设在外墙上，泄压口面积按相应气体灭火系统设计规定计算。

7.5 保护区的门应向疏散方向开启，并能自行关闭；用于疏散的门必须能从防护区内打开。

防护区内应有保证人员在30秒内疏散完毕的通道和出口，各防护
区宜有直通疏散通道的房门。

7.6 灭火后的防护区应通风换气，地下保护区和无窗或设固定窗扇的地上保护区，应设置机械排风装置，并应设有下排风口，排出废气直接排到土建排风道至
室外，通风换气次数不少于每小时5次；火灾结束后，应能开启通风系统，及时
排除保护区内的有毒气体；防护区环境温度不低于16℃、不高于40℃。

7.7防护区的疏散通道及出口设应急照明及疏散标志。

8、对气瓶间的要求：
8.1 储存装置的布置应方便检查和维护，并应避免阳光直射。

8.2 应靠近防护区，出口应直接通向室外或疏散走道。

8.3 符合建筑物耐火等级不低于2级的有关规定及有关压力容器存放的规定。

8.4 气瓶间的门应向外开启，气瓶间内应设应急照明；气瓶间应有良好的通风
条件，地下气瓶间应设机械排风装置，排风口应设在下部，可通过排风管排出室外。

9、管道及其附件：
9.1 管道应符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T8163、《高压锅炉用无缝钢管》GB5310等的规定。

无缝钢管内外壁采用热浸镀锌防腐处理，工作
压力不小于8.67MPa。

管道壁厚符合表10-1要求。

表9-1 输气管道规格表
9.2 公称直径等于或小于80mm的管道，宜采用螺纹连接；公称直径大于
80mm的管道宜采用法兰连接。

9.3 输送启动气体的管道，宜采用铜管，其质量应符合现行国家标准《拉制铜管》GB1527的规定。

9.4 选择阀之后的输气管道应设置固定支架固定，固定支架间距符合表9-2规定；当水平管道改变方向时应设置防晃支架，防晃支架设置详03S402；管道支架
应符合07S207要求。

根据《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014的规定，抗震设防烈度6度及以上地区的建筑机电工程设施必须进行抗震设计。

表9-2 支、吊架之间最大间距
9.5 输气管道穿越隔墙、楼板处应设置钢套管，穿墙套管的长度与墙厚相同，
穿楼板的套管应高出楼面50mm，下端与楼板下皮齐平；管道与套管间用柔性不
燃材料填实。

9.6 穿结构沉降缝时，应使用耐压等级相当的高压不锈钢软管。

9.7 自动泄压阀为机械式自动泄压装置，材质为铝合金或不锈钢，耐火极限不
小于0.5h，安装于防护区与走道相通的外墙上，平时关闭，防护区内超压时开启，并能够在泄压后自动关闭，动作开启压力为1000Pa。

阀体顶部与圈梁底或顶板底
平齐。

四、结语
地铁车站气体灭火管网系统设计理念应与其他各专业系统相互协调，避免出
现设备安装影响土建结构，管线布置路径冲突等情况。

随着轨道交通工程兴建的
步伐不断加快，行业技术不断进步，作为设计人员也应持续改进优化专业设计方案，更好地服务于轨道交通建设事业。

参考文献：
［1］中华人民共和国公安部. GB 50015—2014 建筑设计防火规范［S］．北京：中国计划出版社，2014.
［2］北京城建设计研究总院有限责任公司中国地铁工程咨询有限责任公司. GB 50157—2013 地铁设计规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2013.
［3］公安部天津消防研究所. GB 50370—2005 气体灭火系统设计规
范［S］．北京：中国计划出版社，2005.
［4］中华人民共和国公安部. GB 50264—2007 气体灭火系统施工及验收规范［S］．北京：中国计划出版社，2007.。