李献航
中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津 300133
摘要：针对马来西亚吉隆坡地铁一号线和二号线的项目机电设计概况及设计管理流程，文章详细阐述了英标体系下地铁水消防的设计管理、系统设计、主要设计参数，总结了国内外地铁水消防设计工作的主要不同点，为今后类似的英标体系下的地铁水消防设计提供参考。
关键词：地铁 英标 设计 消防
Abstract：With respect to Malaysia KL project of metro line 1 and line 2 mechanical and electrical design and design management process，the article expounds on the British standard system under the design of fire protection process，the design method，design optimization work，summarizes the similarities and differences of underground water supply and drainage design work，to provide the reference at home and abroad for the future similar under the British standard system of fire water supply and drainage design.
Key words：metro British standard water supply drainage fire protection
1 引言
随着国内大规模基础设施建设步伐的放缓，轨道交通市场竞争的日趋激烈，在国家稳步推进一带一路国际化战略的紧要关头，积极开拓国际市场和世界一流设计院角逐海外项目是国内各大设计院后期持续蓬勃发展的必然之路。由于国际上大多采用设计、施工、采购总承包的EPC模式，所采用的技术标准、设计理念、管理流程与我国差异较大，尤其是英标或者欧标是国际广泛使用的建设标准，因此如何解决规范差异，与国际设计管理接轨，融入英标设计大家庭是当前摆在我们设计人员面前的一个重要课题。
2 设计管理
2.1设计阶段划分
英标设计通常划分为招投标阶段，图纸版本为T图，初步设计阶段为D图，施工阶段图纸为W图，承包商提交图纸为H图和竣工阶段，图纸为X图。责任单位及意义用途列表如下：
2.2设计管理内容
国内设计院出图通常是集中批量出图，一次移交给业主或者施工单位，所以国内的设计管理往往是图纸的管理和技术配合，而海外是设计内容是设计加全面的技术服务，出图往往用一张出一张，而且经常会出现方案变更导致图纸大面积更改，由于海外项目通常是EPC合同，设计的核心目标是在确保安全、质量和工期的前提下实现项目效益最大化。所以导致海外的设计管理比国内要复杂多，它包括图纸管理，商务配合，采购配合，合同配合、现场服务，优化设计，临时工程设计等多方面的内容，国内设计院往往由于水土不服错误估计设计工作量造成报价失误从而给企业带来一定的损失。
3 消防设计要点
3.1消防系统设计
英标体系下地铁车站需要设计安装以下系统，本文仅介绍水消防有关的系统设计要点。
1）消火栓系统
2）喷淋系统
3）软管卷盘系统
4）火灾探测和报警系统
5）扶梯喷淋系统
6）洁净气体灭火系统
7）灭火器系统
8）线性感温探测系统（只设在站台板下）
9）消防广播系统
3.2消火栓系统设计
消火栓系统设计主要参考规范是BS5041-1-1987，BS EN 671-3-2000，CIBSE guide E.BS 9999-2017以及招标文件中下发的项目规范。
地下车站消火栓系统（wet riser system）由管网、消火栓（landing valve）、水带、消火栓泵组、稳压泵、消防水池、水泵接合器等组成。英标的消火栓系统是仅仅供专业消防人员使用，主要设在消防疏散楼梯各层平台和隧道区间便于消防人员取用用于控制火势和保持疏散通道畅通，而不在公共区设置任何消火栓。
地铁消火栓通常选用自调压型，其和地板的间距不得大于0.75m。最大出口压力不超过5.2bar（1bar=0.1Mpa），消防水枪为喷雾式并可调节方向和流量。消火栓设计流量为1500L/min，消火栓泵扬程要根据水利计算选择，同时使用的消火栓是3支。消防水池有效容积不小于91立方，水池补水流量不低于455L/min.设置一台稳压泵，消防泵启动方式采用安装在出水干管上的压力开关点式启动。三个压力开关的压力设定如下：
i.在系统压力80%的状态下，启动工作泵；
ii.在系统压力60%的状态下，启动备用泵
iii.在系统压力分别为90%和110%的状态下，启动和关闭稳压泵。
水泵接合器有双口和四口两种，双口适用于DN100mm的管道，四口适用于DN150的管道，水泵接合器应设在距消防车道18m以内的位置，并且距离最近的室外或者市政消火栓30m以内。水泵接合器进水管直接接入消防水池而不是系统管网。
3.3自动喷水灭火系统设计
自动喷水灭火系统主要参考规范是BS 5306-2-1990，BS EN12845-2004+A2-2009，MS1910_2006等以及招标文件中下发的项目规范。
地下车站自动喷水灭火系统（Sprinkler system）包括：闭式喷头、控制阀组、管道、压力表、压力开关、流量开关、消防水池、喷淋泵组、所有必要配件。英标火灾危险等级分为LH、OH、HHP、HHS等四个危险等级，其中OH又分为OH1、OH2、OH3、OH4 四个火灾危险等级。根据规范定义，地铁车站划分为普通三级（OH3），根据BS EN 12845：2004+A2-2009表3可查询OH3对应的喷水强度，注：1mm/min=1L/（min·m2）。
OH3
5216270
表 1 — OH3等级的设计参数
根据上表可以初步计算喷淋系统的设计流量，为喷淋泵选型提供依据。火灾延续时间为LH 30 min、OH 60 min、HHP 90 min、HHS 90 min，地铁火灾延续时间选一个小时，喷淋水池的有效容积可以根据设计流量和延续时间计算得出，但仍需要满足下列要求。
Table 2 — OH等级最小喷淋水池容积
水泵的扬程计算：第一步查表3得到设计流量下的阀后最小压力p1，第二步根据海曾威廉公式计算报警阀到水泵的沿程损失和局部损失之和p2，考虑1.2倍的安全系数，1.2*（p1+ p2）即水泵扬程。第三步根据规范，需要复核最不利点到报警阀的水头损失之和不超过0.5bar。喷淋泵采用安装在出水干管上的压力开关点式启动。三个压力开关的压力设定同消火栓泵。水泵接合器的设置要求同消火栓系统。
注：流量特性中的压力是报警阀后的压力表示数压力
Table 3.OH等级的最小消防泵参数表
地下车站的车控室和安全控制室（类似于国内的监控设备房）设有预作用喷水灭火系统保护，采用双连锁系统设计，因为单连锁只是防止勿喷，无法防止管道误充水，对于车控室和安全控制室这种安装有重要电气设备的房间采用双联锁系统可以防止误充水。
3.4软管卷盘系统设计
软管卷盘设计主要参考规范是BS EN 671-1-2012软管卷盘系统规范以及招标文件中下发的项目规范。软管卷盘系统包括管道工程、泵组、阀门、电气工程、自动排气口和消防水喉配件。
地下车站主要靠软管卷盘保护，独立成一个系统。消防软管卷盘系统的管道公称直径至少为50mm，单个消防卷盘给水管的直径不得小于25mm。消防卷盘由消防泵从专用水箱吸水，设立式消防泵两台，一用一备。泵流量应确保当任意四个消防卷盘同时工作且工作压强不小于2bar时流量至少
为120 L/min。消防卷盘系统水池的容积至少为9，100升，补水管不小于50mm，补水流量不小于150 L/min。
水泵的启动是靠水泵出水管测安装的压力开关点式启动，压力设定如下：
i.在系统压力分别为80%和100%的状态下，启动和关闭工作泵。
ii.在系统压力分别为60%和100%的状态下，启动和关闭备用泵组设置。
4 结论和体会
虽然中国的标准有参考前苏联和西方发到国家的情况，而且在设计方法和设计理论方面都是融会贯通的，但是仍然存在部分消防设计理念的差异，比如国标和英标水消防部分不同点如下：
1、消火栓只设置在消防疏散楼梯各层平台和区间隧道，中国标准是全面设置消火栓覆盖且要保证两股水柱同时覆盖。
2、地铁车站主要靠软管卷盘保护，自成一个独立系统，必须满足两股水柱要求，中国标准是从消火栓管网取水且不计入消防用水量。
3、自动喷水灭火系统全面保护公共区和设备区机房、走道、卫生间，中国标准只有在部分城市的地方标准设置喷淋系统保护公共区。
4、水泵接合器管接入消防水池，火灾时给消防水池供水，而中国标准是水泵接合器接入系统管网，直接给系统供水。
5、海外工程是设计通常是设计加技术服务，以追求利益最大化为目标，设计工作量往往超出预期。而国内设计院往往是图纸审批完成后移交给施工单位，定期参加会议和配合施工即可。
随着国家基建企业“走出去”战略的推进，掌握英标及欧标设计理念和具体设计方法，充分了解设计理念的差异，正确判断海外设计工作的工作量是做好海外工程设计的重要环节，将国内丰富的设计、施工及管理经验与国际工程结合起来是每个设计人员践行一带一路国家战略的基本要求。
参考文献
[1]BS EN12845-2004+A2-2009 固定消防系统自动喷水系统设计、安装和维修.
[2]National guidance document on the provision of water for fire fighting 英国国家消防指导文件
[3]BS EN 671-1-2012软管卷盘系统规范
[4]MS1910-2006（Auto Sprinkler - Design，Installation &Maintenance）喷淋系统设计安装和维护
[5]MS 1489-1 2012 Fire extinguishing installations and equipment Hose reels and foam inlets软管卷盘和泡沫系统安装和装配
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氧化物，可以用热水浇电瓶电线连接处进行清洁。同时，应当对电路各个部分进行检查，确保没有出现短路、老化等问题。此外，需要定期评估电池组性能。如果有个别电池失效那么会对整组蓄电池产生影响，可能会出现电压迅速升高或者整组电池充电电流降低的情况。电压迅速升高，也就是没有充足电的整组蓄电池失效电池处于过充电状态，其电压的升高对整组电池电压产生影响。电池充电电流下降的直接现象就是充电时间延长。如果个别电池发生短路那么其相较于其他电池的电压会降低，在已经充足整组电池时问题电池仍然没有充好电。在长期的充电放电后会对整组电池性能产生不良影响。所以，在日常应当加强分析整组电池以及单体电池性能。
4.3通过内阻测量进行监测
在评价蓄电池组的电化学性能可使用内阻测量，蓄电池的内阻值随着蓄电池的容量降低而升高，也就是说，随着蓄电池的老化，容量降低时蓄电池的内阻增加。核电厂采用核容放电试验进行蓄电池容量检测存在试验周期长、不能测试每一节单体蓄电池容量等缺点，而蓄电池内阻测试可以在线进行，通过比对整组的蓄电池内阻差异或与基准值进行比较的方式，找出或者预测已劣化的蓄电池。一旦蓄电池内阻超标，应查明原因，确定为蓄电池劣化的原因后应考虑在下一个窗口更换蓄电池。
4.4日常例行维修和检查
当使用铅酸蓄电池的时候，还应定期检查电池的工作状态，一般以周、月、季、年为单位，进行检查。每周主要对工作现场的温度以及电池的电压状态进行检查，并对铅酸蓄电池接头处的腐蚀、污染以及灰尘问题加以处理，同时需要仔细确认电池的电能状态、连接线和螺栓的损耗程度；每月主要维修内容包括工作现场的温度以及电池的电压状态的查验与分析；每季的检查内容为对开路电压进行测试；每年的检查内容为对铅酸蓄电池的容量进行测试，并进行记录，对发生过异常状况的电池加以维修养护。
结语
蓄电池远程维护技术能够实现规范化的全自动远程核容放电，解决蓄电池无有效维护手段的问题，及时预警电池故障隐患并给出合理的维护建议。同时实现定期的放电、充电活化可以提升电池容量，具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]吴海霞.变电站蓄电池在线维护技术研究[J].中国科技纵横，2019（3）：130-131.
[2]孙改革.汽车免维护蓄电池的使用方法[J].时代农机，2017，44（09）：56-57.
论文作者:李献航
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/12
标签：消火栓论文; 系统论文; 蓄电池论文; 水泵论文; 电池论文; 软管论文; 水池论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;