莊昶

（同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092）

1 引言

給排水及消防系統(tǒng)是高鐵站房中必不可少的一環(huán)，為高鐵站房的安全、有序運(yùn)行提供了保障。 一般旅客站房的給排水及消防設(shè)計主要包括給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、自動消防炮系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等。 本文針對福山南站高鐵站房給排水及消防設(shè)計進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹和總結(jié)。

2 項(xiàng)目概況

福山南站位于山東省煙臺市福山區(qū)西南側(cè)， 福山區(qū)夏季受太平洋暖氣團(tuán)的控制，雨量較多，空氣濕潤。 冬季受西北亞干冷氣團(tuán)的影響，降水量少，寒冷干燥。 抗震設(shè)防烈度7 度，土壤最大凍結(jié)深度46 cm；最大積雪深度29 cm。

高鐵站房總面積為10 000 m2，采用線側(cè)平站型。 預(yù)測福山南站旅客年發(fā)送量：近期125 萬人、遠(yuǎn)期425 萬人，高峰小時旅客發(fā)送量遠(yuǎn)期為1 396 人， 屬中型旅客站房。 福山南站車站中心軌頂設(shè)計高程為61.68 m，高鐵站房面寬124.8 m，進(jìn)深39.3 m。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 給水系統(tǒng)

高鐵站房用水由站場給水站供給， 東西側(cè)各引入一根DN100 給水管，高鐵站房內(nèi)不設(shè)加壓設(shè)備，管道呈枝狀布置，旅客服務(wù)按照業(yè)態(tài)需求預(yù)留給水接口。 配水支管處供水壓力＞0.2 MPa 時，設(shè)支管減壓閥或減壓孔板，控制各用水點(diǎn)處水壓≤0.2 MPa[1]。

所有給水引入管上均設(shè)總水表，且根據(jù)總體統(tǒng)一原則，設(shè)計的室外入戶水表選用遠(yuǎn)傳式水表。 根據(jù)使用用途對空調(diào)機(jī)房、公共衛(wèi)生間、消防水池及水箱補(bǔ)水等設(shè)水表計量，按付費(fèi)管理單元對各餐飲商鋪等分別設(shè)分水表計量。

3.2 排水系統(tǒng)

3.2.1 污、廢水排水系統(tǒng)

高鐵站房室內(nèi)采用污、廢合流的排水方式，先由室外污水井收集，再通過室外污水管道排入化糞池處理，最后排至市政污水。

消防泵房通過地面排水溝收集每天產(chǎn)生的廢水， 匯集后進(jìn)入集水坑，通過潛污泵提升排至室外雨水管道。 室外電、扶梯基坑需要考慮排水。 當(dāng)坑底高于室外地面，采用重力流排水方式；當(dāng)坑底低于室外地面，需設(shè)置集水坑，將廢水通過潛污泵提升排放至室外雨水管道。 衛(wèi)生間排水管道按規(guī)范需要設(shè)置環(huán)形通氣管和專用通氣管， 本站專用通氣立管伸頂至設(shè)備平臺屋面。

3.2.2 雨水排水系統(tǒng)

福山南站設(shè)計的雨水量依據(jù)煙臺市暴雨強(qiáng)度公式計算，高鐵站房金屬屋面設(shè)計重現(xiàn)期P=10 年，并按照總排水能力不小于按P=50 年重現(xiàn)期計算的雨水量進(jìn)行校核， 設(shè)置溢流設(shè)施。 室外場地及站臺雨棚設(shè)計重現(xiàn)期P=10 年并按P=50 年進(jìn)行排水能力校核。 高鐵站房屋面、站臺雨棚及平臺雨水采用半有壓流排水方式，通過87 型雨水斗收集雨水，將立管沿立柱敷設(shè)，排水至室外雨水檢查井。

3.3 室內(nèi)消防系統(tǒng)設(shè)計

架空層-9.51 m 標(biāo)高的消防泵房內(nèi)設(shè)消防水池1 座（分兩格），有效容積不小于738 m3，站房室內(nèi)、外水消防系統(tǒng)均由該消防水池供水。 從室內(nèi)給水系統(tǒng)上接出1 根DN100 管道，為高鐵站房消防水池補(bǔ)水。 由于福山南站位于寒冷地區(qū)，在高鐵站房設(shè)備平臺屋面16.63 m 標(biāo)高層設(shè)有消防水箱間，消防水箱間內(nèi)設(shè)有效容積18 m3消防水箱1 個。

3.3.1 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)由消防水池、消防水泵、設(shè)備平臺水箱間內(nèi)消防水箱聯(lián)合供水，臨時高壓。 本站在架空層消防泵房內(nèi)設(shè)置了消火栓穩(wěn)壓設(shè)施，維持最不利消火栓栓口壓力。 管道呈環(huán)狀布置， 其布置需要保證高鐵站房內(nèi)的任意一點(diǎn)都有2 股水槍的充實(shí)水柱同時到達(dá)。當(dāng)栓口處動水壓＞50 m 時，設(shè)置減壓穩(wěn)壓型消火栓。

煙臺市福山區(qū)是寒冷地區(qū)， 架空層等環(huán)境低于4 ℃的場所采用干式消火栓系統(tǒng)，干式系統(tǒng)配水管道充水時間不大于5 min。

3.3.2 自動噴水滅火系統(tǒng)

自動噴水滅火系統(tǒng)由消防水池、消防水泵、設(shè)備平臺水箱間內(nèi)消防水箱聯(lián)合供水，臨時高壓。 設(shè)消防穩(wěn)壓設(shè)施一套，維持最不利噴頭所需壓力，管道均呈環(huán)枝狀結(jié)合布置。

高鐵站房1 層候車大廳凈高大于8 m，按照8～12 m 高大空間場所設(shè)計，設(shè)計流量45 L/s，最不利點(diǎn)處工作壓力0.10 MPa，滅火持續(xù)時間1 h，噴頭最大布置間距3 m。

架空層等非采暖部位（站房用）設(shè)置干式自噴系統(tǒng)，干式系統(tǒng)配水管道充水時間不大于1 min，其余場所采用濕式自噴系統(tǒng)。

3.3.3 消防炮滅火系統(tǒng)

高鐵站房二層候車廳其上方設(shè)置自動消防炮（帶霧化裝置）滅火系統(tǒng)保護(hù)，采用臨時高壓制。 由消防水池、消防水泵、設(shè)備平臺水箱間內(nèi)消防水箱聯(lián)合供水，并設(shè)穩(wěn)壓設(shè)施1 套，管道呈環(huán)狀布置。 自動消防炮布置原則為確保防護(hù)區(qū)的任意部位均有兩門水炮的射流同時到達(dá)，消防水炮保護(hù)半徑為42 m[2]。

消防水炮帶探測裝置，采用復(fù)合探測方式，并能有效探測和判定保護(hù)區(qū)域內(nèi)的火源，定位時間不大于60 s。 探測裝置的探測距離應(yīng)與消防炮的射程相匹配。

4 設(shè)計要點(diǎn)分析

4.1 候車廳自動滅火系統(tǒng)的選擇與布置

福山南站一層候車大廳凈空高度小于8 m，用自動噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)。 對于二層候車廳，本設(shè)計采用了自動消防炮滅火系統(tǒng)，原因如下：其一，福山南站高鐵站房屋面為人字形金屬屋面，二層候車大廳凈高最高處超過15 m，最低處超過8 m，符合自動消防炮系統(tǒng)適用場所凈高大于8 m 的要求；其二，雖然可以采用適用于高大空間場所的自噴噴頭， 但自噴系統(tǒng)管道繁多，后期候車大廳吊頂檢修不便；其三，候車大廳的空間相比其他民用建筑較為開闊，除立柱死角處位置遮擋較小，極其適用于面積較大的站房候車大廳。

布置自動消防炮時， 盡可能降低候車大廳立柱產(chǎn)生的遮擋影響，在屋頂水箱最低水位盡可能比消防炮高的前提下，將消防炮管道敷設(shè)在候車大廳吊頂里， 消防炮布置于候車大廳吊頂下（見圖1）相較于布置于立柱上（見圖2）受立柱產(chǎn)生的遮擋影響要小。

圖1 吊頂下安裝

圖2 立柱上安裝

4.2 屋頂消防水箱設(shè)置

由于福山南站位于寒冷地區(qū)， 需要對屋頂消防水箱采取保溫防凍措施，遂在高鐵站房設(shè)備平臺搭建消防水箱間，并與暖通專業(yè)配合，對水箱間進(jìn)行采暖設(shè)計。

根據(jù)GB 50974—2014 《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，高位水箱的設(shè)置應(yīng)高于其所服務(wù)的水滅火設(shè)施[3]。福山南站最高處的水滅火設(shè)施設(shè)置在候車大廳的自動消防炮，消防炮管道敷設(shè)于候車大廳吊頂內(nèi)，高度為17.5 m，消防水箱最低水位需高于消防炮及管道高度。 如圖3 所示，設(shè)備平臺標(biāo)高為16.63 m，將消防水箱間面層墊高，才能滿足消防水箱最低水位要求，還可以防止水箱間被雨水倒流及淹沒。 由于水箱間頂上建筑造型屋面的需要，水箱間呈人字形頂，梁中間高兩邊低，因此本工程消防水箱高度盡可能低，設(shè)計為1.5 m，有效水深900 mm，滿足水箱頂部上人檢修高度。

圖3 屋頂水箱間剖面示意圖

4.3 架空層消防管道布置

本次設(shè)計架空層只放置了設(shè)備用房及高鐵站房用衛(wèi)生間，其他陰影部分非本次設(shè)計范圍，如圖4 所示。 對于中小型側(cè)式站房，消防主管道的一般做法是埋地繞站房一圈成環(huán)，分出支裝管道接架空層消防設(shè)施，而福山南站屬寒冷地區(qū)，給排水及消防設(shè)計時需考慮管道防凍， 且本站架空層陰影部分非本次設(shè)計范圍，無任何采暖措施。 綜合考慮后，本設(shè)計架空層采用干式消火栓及自噴系統(tǒng)，盡最大可能保證用水安全。

圖4 設(shè)計范圍示意圖

5 結(jié)語

隨著國家對高鐵建設(shè)速度的不斷加快， 一批又一批高鐵站房成功落地并投入使用。 其中不僅大型及特大型高鐵站的設(shè)計值得關(guān)注，以市縣級為單位的中小型高鐵站數(shù)量龐大，其高鐵站房給排水及消防設(shè)計過程中應(yīng)考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件等影響因素。 另外，對于寒冷地區(qū)的給排水設(shè)計，設(shè)計人員要尤為注意給排水管道的防凍問題，保證高鐵站房的安全運(yùn)行。