中铁上海设计院集团有限公司，上海 200040
摘要：近些年来我国铁路工程取得突飞猛进的发展，中国高铁，作为一张亮丽的“国家名片”，其建设速度更是刷新世界纪录,被誉为中国经济发展的奇迹。结合工程经验，笔者就站房给排水及消防系统设计中存在的若干问题进行浅析，为类似项目开展设计提供思路参考。
关键词：站房、给排水及消防、用水量、防火分隔、防护冷却、大跨度候车厅消火栓
一、用水量计算
根据现行规范，铁路旅客车站站房用水量有两种计算方法：⑴按高峰小时发送量计算。根据《建筑给水排水设计规范》表3.1.10，最高日生活用水定额qd为3~6L/（人·次）（取5L/（人·次）），使用时数T为8~16h（取16h），小时变化系数Kh为1.5~1.2（取1.5）。计算公式为：
Qd（m3/d）=M×qd×T/kh
⑵按最高聚集人数计算。根据《铁路给水排水设计规范》表5.1.3，对于高速、城际铁路旅客车站，用水不均匀系数α为1.0~2.0（取2.0），用水量指标qg为3.0~4.0L/（人·d）（取4.0L/（人·d））。计算公式为：
Qd（m3/d）=α×H×qg×10-3
以某在建高铁站房为例，其远期高峰小时发送量M为1726人，旅客最高聚集人数H为5200人。两种方法计算结果分别为92.05m3/d和41.6m3/d。高铁站房列车到发频率高、旅客日发送量大，笔者认为，第一种站房用水量计算方法更为合适。对于高峰小时发送旅客量或日发送旅客量大的站房，用水定额建议取下限，小时变化系数Kh建议取上限。
二、防火分隔
根据《建筑设计防火规范》第5.3.1条规定，耐火等级为一、二级的高层民用建筑和单、多层民用建筑，防火分区的最大允许建筑面积分别为1500m2和2500m2，当设置自动灭火系统时，可增加1倍；根据《铁路工程设计防火规范》第6.1.2条规定，铁路旅客车站的候车区及集散厅符合条件时，其每个防火分区建筑面积不应大于10000m2。部分站房尤其是大型铁路旅客客运站，建筑设计上候车大厅是开阔的、开放性的大空间。为加强视觉引导和保证旅客的高效通行性，候车大厅难以按常规要求设置防火分隔，使得防火分区面积远超规范规定。
参考广州新白云国际机场肮站楼消防设计［1］，有人提出候车大厅设置防火分隔水幕系统，利用防火分隔水幕将防火分区控制在规范允许范围内。笔者认为，是否设置防火分隔水幕系统应根据建筑特点具体分析。以青岛火车站为例［2］，其地下候车室的防火分隔水幕为39m×10m的开口, 由此计算防火分隔水幕系统的设计用水量为158L/s，消防水池总有效容积达到了2000m3，使得建设投资大大增加，且不利于节水节能。此外，储存的大量消防用水用于被动防火，不符合积极主动灭火的原则。
目前，在大型铁路旅客站房中多采用设置防火隔离带的方法进行分区，即在建筑内根据可能的火灾荷载及火灾规模设置相应宽度的通道，该通道内不设可燃物，以防止火灾向大面积范围内蔓延。采用这种方法划分的防火分隔区域虽然没有采用实际的防火分隔构件，但仍然能够满足阻止火势蔓延的安全目的。
三、防护冷却系统
站房候车厅、集散厅等高大空间多采用空间桁架结构体系，钢结构外涂覆耐火极限满足规范要求的防火涂料。屋面板采用不燃材料，如铝镁锰合金屋面板。屋面防水层和保温层均采用不燃、难燃材料。且同时考虑到钢屋盖内的电线采取了防火阻燃措施（如金属管外套），并且未有其它可燃物，故不需设置保护室内钢屋架的湿式自喷系统。
根据《铁路工程设计防火规范》第6.1.4条规定，设置在旅客车站站房公共区的餐饮、商品零售点，隔墙两侧沿走道门洞之间应设置宽度不小于2.0m的实体墙或A类防火玻璃。考虑到A类防火玻璃通透性低、可加工性能差等缺点，目前站房建筑设计中多采用只满足耐火完整性要求的C类防火玻璃。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此时，为防止旅服内的热传导和热辐射效应影响外侧人员疏散，应在旅服侧设置防护冷却系统。防护冷却系统主要有防护冷却水幕系统和防护冷却湿式系统两种。前者为开式系统，采用开式洒水喷头或水幕喷头；后者为闭式系统，采用侧墙喷头或标准喷头，工程实践中多以加密喷头的形式出现。从冷却效果来看，防护冷却水幕系统比防护冷却湿式系统更具优势，但是前者消防用水量大。为保证系统动作后不受其他系统干扰，防护冷却系统应独立设置。对于局部设置的防护冷却湿式系统，在征得铁路消防部门同意的情况下，系统可接自站房湿式自动喷水灭火系统。
四、大跨度候车厅消火栓布置
铁路旅客站房为体现其高大、通透、疏散流线组织通畅等特点，候车厅多设计为通高的大跨度空间。且为保证客流高峰时的旅客人身安全，铁路总公司建议在候车厅范围内不得设置固定设施。以某在建高铁站房为例，其高架候车厅南北向最大跨度达78m，且中间未设置风柱，消火栓箱只能设置于候车厅两侧的辅助用房，不能满足高架候车厅任何部位均有两股充实水柱到达的要求。《上海虹桥铁路客运站候车厅消火栓设计》［3］文中提出，为增加候车厅消火栓保护半径，水枪充实水柱长度在平面上的投影长度只需考虑水平方向，即充实水柱长度不需要考虑水平方向的折减。笔者认为不妥，因为高架候车厅钢结构主梁上通常悬挂有LED信息显示屏、广告灯箱等用电设备，且这些设备通常疏于维保，火灾危险性大，故需考虑消防队员45°角持水枪灭火作业的可能，也就是说消火栓保护半径应考虑充实水柱长度在水平投影方向上的折减。为补强候车厅消火栓保护范围，有两种方法：⑴适当增加栓口压力，使得水枪的充实水柱长度适当增加。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》，消火栓栓口所需水压计算公式为：
Hxh=Hg+hd+Hk=qxh2/B+AdLdqxh2
室内消火栓保护半径计算公式为：
R0=k3Ld+Ls
式中：Hxh-消火栓栓口的压力（MPa）
Hg-水枪喷嘴处的压力（MPa）
Hd-水带的水头损失（MPa）
Hk-消火栓栓口水头损失，取值0.02MPa
K3-消防水带弯曲折减系数，取值0.9
Ld-消防水带长度（m），取值25
Ls-水枪充实水柱长度在平面上的投影长度。取值0.71Sk（m）
Sk-水枪充实水柱长度（m）
Ad-水带的比阻，取值0.0172
B-水枪水流特性系数，取值0.1577
qxh-水枪喷嘴射流量（L/s）
当qxh=8.22L/s时，实际充实水柱长度约为22m，栓口压力约为0.48MPa。此时消火栓保护半径为38.12m。若充实水柱长度继续增大，栓口水压相应增加，水枪反作用力不利于消防队员灭火作业，且此时消火栓流量过大，储存消防用水短时间内被用完，不利于控火。⑵在候车厅适当位置预留消防给水管道，结合后期问询台、商业铺位等设施增设消火栓箱。同时设置高压细水雾等移动消防设施予以补救。第二种方法目前应用较多，如南京南站。
结束语：随着铁路站房建筑型态的不断发展，站房室内给排水及消防设计也面临着诸多挑战。如何科学合理地进行站房室内给排水及消防设计，是摆在每一名铁路设计工作者前的重要课题。
参考文献：
［1］符培勇.广州新白云国际机场肮站楼消防设计.给水排水.2003,29（11）:52-55
［2］刘海玉,尚美彦.青岛火车站地下候车室的消防设计.中国给水排水.2008,24（14）:64-65
［3］潘群.上海虹桥铁路客运站候车厅消火栓设计.上海建设科技.2012,2:4-5
论文作者:徐晓凯
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/8/26
标签：消火栓论文; 旅客论文; 系统论文; 铁路论文; 水柱论文; 水幕论文; 水枪论文; 《城镇建设》2019年第12期论文;