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摘要：随着社会的进步和国民经济的发展,人们对出行的安全、舒适程度以及效率等方面要求越来越高，而飞机作为现代社会最快速的交通工具,能够为生活、工作提供良好的出行方式。机场航站楼作为民航运输的枢纽,是人员最为密集的大型建筑,其建筑结构复杂,对给排水和消防设计布局的要求也都比较高；机库作为飞机维修及停放功能，不宜扑救，火灾损失严重。本文分析了机场航站区的建筑的特点，针对特点提出了航站区在给排水、消防系统设计方面要与其他建筑物的不同点，并对机场航站区给排水以及消防系统的设计提出了相关建议，为实践提供理论方面的指导。
关键词：航站区 给排水 消防设计
引言：
机场的航站楼是机场人员最为密集的地方，在给水、排水与消防方面都有着较高的要求。为了能够满足旅客的需求、确保旅客的安全，在机场航站楼给排水消防设计的过程中结合航站楼的特点，确保设计方案最优。
机库作为飞机维修及停放场所，结构跨度大，火灾危险性大、难扑救，火灾造成损失严重，在航站区消防中需重点考虑。
一、机场航站楼建筑方面的特点
当前，我国的航空业不断发展，机场的航站楼逐渐从办票、登机、候机等单一功能的建筑发展成为了功能多样的、具有超大空间的建筑集群。现代的航站楼一般都属于超大型的公共建筑，都是两到三层建筑，具有空间超大、体量超大的特点。
1.1航站区给水方面的设计
1.1.1 选择合适的给水系统
一般情况下，机场都距离市中心较远，因此大部分都处于城市给水网管的末端，导致了在给水压力方面不能够满足航站楼使用需求。面对这种情况，机场在总体规划的过程中要充分考虑给水压力问题，为确保机场正常用水，一般会设计动力中心加压供水，满足机场用水压力方面的需求。
1.1.2 饮用水供应方面的设计
旅客在候机楼的过程中会有饮水方面的需求，为了满足该要求，航站楼的候机区必须设置饮水处。由于航站楼属于空间与体量都超大的建筑，如果采用集中式的饮用水净化处理系统，将会面临着管线过长、终端水质难以保证等方面的问题。因此，在引用水供应方面的设计方案选择单元式的饮用水净化系统，对饮用水进行分散设置。
1.2航站楼排水方面的设计
1.2.1 选择合适的排水系统
一般情况下，在机场的整体规划中会设计初级污水处理厂，对机场所产生的污水进行初级的处理之后再排放到城市的排水系统中。
在航站楼的室内排水系统中如果有中水回用的要求，在排水系统的选择方面就要考虑污水与废水实现分流。在排水系统设计的过程中设置中水回用，从而实现水资源节约、运营成本降低等优势。
1.2.2同层排水技术的应用
在航站楼中，不同的楼层的使用功能是不同的，因此卫生间设计的过程中不能实现上下层对齐。在这种情况下传统的隔层排水系统的采用将会出现一定的弊端，例如卫生洁具管道隔层安装之后，上层出现漏水情况需要在下层进行维修，影响下层的正常使用，限制建筑平面功能方面的布置；或者贵宾厅等房间有静音要求等。因此，在航站楼中宜采用同层排水技术，避免出现上述问题。
1.2.3 雨水方面的设计
航站楼的屋面面积较大，屋面造型不规则等，雨水宜按压力流进行设计，其雨水设计重现期一般选用10年，屋面设置溢流口，屋面总排水能力应按不小于50年重现期雨水进行设计，航站楼屋面高于30米时，应对雨水技术方案进行比较分析。
压力雨水的水平管、立管不宜大于DN200，压力雨水出户管流速控制小于1.8米/秒，压力雨水第一个检查井设置消能措施。
缺水地区宜根据雨水降雨情况采取雨水回收与利用技术措施。雨水回收的处理、储存、输配等环节采取的安全防护和检测控制措施应符合《污水再生利用工程设计规范》GB50336的相关规定及要求，以保证雨水使用的安全性，不对人体健康和周围环境产生影响。
航站楼屋面雨水应优先考虑回收，并设置初期雨水弃流装置；雨水回收应配合室外水环境设计；地面雨水宜采取土壤入渗措施。
回收的雨水亦可作为中水水源。
雨水就近排入自然水体或站坪排水系统。
1.3消防设计
现代机场航站楼所采用的结构形式大部分为单一大屋顶形式，这种结构形式的建筑具有空间较大、主入口与比较靠近外侧、空间分割困难、立体空间连通等特点。此外，航站楼的功能又导致了建筑中出入的人员组成比较复杂，大厅中的人员密度较大，对疏散出口与通道等并不熟悉等情况。
一般情况下，机场的航站楼在火灾负荷方面比较低，在加上机场管理较为严格，火灾发生的几率较小。但是一旦发生火灾，在救援的过程中汇由于航站楼体量大、周边长等特点对扑救面造成限制；空间方面的难以分隔会造成火势的快速蔓延；人员密度较大、疏散距离较长、临近载满燃料的飞机、建筑易受飞机气流影响等情况都造成了较大的火灾隐患。
当前，在机场航站楼防火安全设计的过程中，所采用的方法为以性能化为基础。在航站楼的消防系统中包括室内外消火栓系统、室内自动喷水系统、防护冷却分隔与保护系统、洁净气体灭火系统等。
1.3.1消火栓灭火系统
消火栓灭火系统包括室内消火栓灭火系统与室外消火栓灭火系统两个部分。
机场给水加压泵站压力一般较高，可满足室外消火栓系统设计流量及压力要求。室内消火栓系统则结合航站楼建筑的特点，采用临时高压系统，在动力中心设置消防水泵加压，在屋顶设置高位水箱，以满足火灾初期消防用水量需求并通过水箱出水管上的流量开关及水泵出水管上的压力开关自动启动消防泵。
1.3.2自动喷水灭火系统
机场航站楼的设计结构一般采用钢结构，在屋面方面多采用型钢压板。在巨大的空间之内，人员流动频繁、可燃物较少，不会对建筑物的钢结构构成较大的威胁，因此在净空高度大于12米的区域设置自动扫描喷水灭火系统保护地面火灾；屋顶的钢结构采用了相应的高温保护措施，不需要设置屋架自动喷水灭火保护。航站楼中的其他区域都需要根据实际情况设置自动喷水灭火系统；此外，大空间中的岛式建筑同样需要设置自动喷水灭火系统，但是为了防止出现误喷的情况，宜采用预作用喷水灭火系统。
1.3.3洁净气体灭火系统
在机场的航站楼中存在着不能够设置自动喷水灭火系统的区域，例如弱电机房、中央控制机房等，在这区域中需要设置洁净气体灭火系统，气体可以选择七氟丙烷或者IG-541等。这两种洁净气体灭火系统具有各自的优点与缺点，七氟丙烷灭火系统具有灭火效率高、灭火剂用量少、存在安全性高、占地面积与质量较小等优点。具有灭火剂输送距离短、成本高等缺点。因此，七氟丙烷灭火系统适用于200m2以上、550m2以下的区域。IG-541混合气体灭火系统对人体没有伤害、保护半径较大、维护成本较低等优点，但是有储存危险性高、占地面积大、管道施工成本与难度较大等缺点。
1.3.4建筑灭火器
电气机房按E类严重危险等级设置建筑灭火器，其他位置按A类严重危险等级设置建筑灭火器
二、机库实例的消防分析
2.1项目概况
以某机场新建工程之维修机库部分，其中建筑占地面积10351.95㎡，建筑面积12856.9㎡，其中：机库大厅建筑面积6869.48㎡，西侧附房建筑面积953.16㎡，北侧附楼建筑面积5034.26m2。本工程为二期工程，包括维修机库、航材库、地服楼、特车库、危险品库等，总建筑面积27271m2。
2.2市政给水状况
机场拥有两个常备水源和两座供水站，本项目分别从西侧市政路接入两根给水干管，供水压力最低为0.30MPa。
2.3设计范围
用地红线内除停机坪外的陆侧室外给排水及消防管网，各建筑室内给排水及消防工程设计。
2.4消防用水量
各建筑的消防统一考虑，同一时间内的火灾次数为1次。室内消防一次消防用水量最大的建筑为维修机库的维修大厅，建筑物属于I类飞机库，设置室内外消火栓给水系统、泡沫－水雨淋系统，翼下泡沫灭火系统及泡沫枪。一期工程新建动力中心，供应本项目一期二期全部消防用水。
室内消防一次最大用水量为2412.6m3，室内外消防一次最大用水量为2898.6m3。室内消防用水量储存在消防水池内，水池补水时间按48h计。
2.5室外消火栓系统
本工程各建筑的消防统一考虑，室外消防采用低压制，发生火灾时由消防车加压灭火。室外消防用水量45L/s，火灾延续时间3h。室外消火栓用水由市政给水管网直接供给，给水压力0.30MPa，在项目室外DN200的环状给水管上设置地下式室外消火栓，间距不超过120m，管网设置检修阀门，每段消火栓数量不超过5个。
2.3.3区域消防给水系统
本工程设置区域消防给水系统，各建筑的室内消防用水，包括室内消火栓系统用水、自动喷水灭火系统用水、泡沫－水雨淋系统用水及翼下泡沫炮灭火系统用水，均由区域消防给水系统供给。
本工程室外设置区域消防供水管道，管道在项目内连接成为环状，并由阀门分隔成若干独立段，各建筑的各类室内消防用水分别从管网上接入。在航站楼屋顶水箱间内设置屋顶水箱，供给火灾初期的消防用水并维持管网平时的压力。
2.6动力中心消防水池及泵房
本项目在动力中心集中设置消防泵房及消防水池，供整个项目内各建筑的消防用水。消防水池：消防水池储存一次火灾最大用水量（泡沫－水雨淋系统、翼下泡沫炮系统、泡沫枪系统及室内消火栓系统同时开启），消防水池有效容积2500m3，水池分为2座。消防水池为地式，靠近消防泵房。
消防泵房：消防泵房设在地下层，保证各消防泵自灌吸水。
消防泵控制：泡沫－水雨淋系统作用时启动4套泵中的3套
泵房内设集水坑1个，坑内设潜污泵2台，高液位启泵，低液位停泵，超高液位2台泵同时启动。每台泵参数：Q=40m3/h，H=15m，N=4kW。
2.7室内消防系统
2.7.1室内消火栓系统
项目内各新建建筑均设置室内消火栓。
室内消火栓用水量25L/s，火灾延续时间3h。
室内消火栓给水系统采用临时高压制，系统由区域消防供水系统供水，各建筑的室内消火栓给水管道分别从区域消防供水管网上接入。
2.7.2泡沫水雨淋系统
泡沫水雨淋系统应用于维修机库，为I类飞机库，泡沫水雨淋系统最大用水量760L/s，延续时间45min。
泡沫水雨淋系统采用临时高压制，系统由区域消防供水系统供水，在设置泡沫水雨淋系统的机库内设置雨淋阀、贮罐压力式泡沫比例混合装置、开式喷头、管网、水泵接合器等。
维修大厅雨淋分区以宽度10m划分为8个雨淋保护区，每个分区的保护面积均不大于1400m2，泡沫水雨淋系统的用水量满足以火源点为中心，30m半径水平范围内所有分区系统的雨淋阀组同时启动时的最大用水量，最多同时启动6个保护区。
本系统设6套室外地下式消防水泵接合器。
2.7.3翼下泡沫灭火系统
翼下泡沫灭火系统应用于维修机库，为I类飞机库，翼下泡沫炮灭火系统是泡沫水雨淋系统的辅助灭火设施，向飞机机翼和机身下部喷洒泡沫混合液，弥补泡沫水雨淋系统被大面积机翼遮挡的部位，控制和扑灭飞机初期火灾和地面燃油流散火。按照规范要求，机翼面积超过279m2的飞机机翼下应设翼下泡沫灭火系统。
翼下泡沫灭火系统最大用水量45L/s，延续时间30min。
本机库设4门翼下泡沫炮，最多同时使用2门炮。
在室外设3套地下式消防水泵接合器。
2.7.4泡沫枪
在维修大厅内设有泡沫枪用于扑灭初期火灾。
泡沫枪采用移动式泡沫灭火装置，射程22m，额定压力0.6MPa，每支泡沫枪泡沫混合液流量4L/s，大厅内任意一点发生火灾时同时使用2支泡沫枪灭火，总的泡沫混合液流量8L/s，延续时间20min。
泡沫枪的供水采用室内消火栓接口。
2.7.5建筑灭火器
维修大厅按严重危险级B类火灾设置推车式和手提式建筑灭火器；辅助房间按中危险级A类火灾设置推车式和手提式建筑灭火器。消防泵房、污水处理站按中危险级A类火灾设置推车式和手提式建筑灭火器。变配电间按中危险级E类火灾设置推车式和手提式建筑灭火器。
2.8近年消防变化
近年来，由于泡沫-水雨淋系统机房占用空间大、管理不便等原因，一类机库一般设置远控消防炮灭火系统加屋架内自动喷水灭火系统，而不采用泡沫-水雨淋系统加翼下泡沫灭火系统；屋顶金属承重构件采取外包敷防火隔热板或喷涂防火隔热涂料等措施进行防火保护时，不设置屋架内自动喷水灭火。
结束语：
机场航站楼在建筑、人流功能等方面都具有特殊的特点，因此机场航站楼给排水消防设计过程中，应根据航站楼内不同功能分区、不同火灾危险性、建筑体量等情况综合考虑。在坚持国家规范基本原则的情况下，达到既安全可靠，又经济合理的目的。
随着互联网技术的高速发展，智慧机场的建设，大数据与物联网的应用，消防模拟及消防性能化分析也将更多的用于给排水消防；防火、控火将是未来的主题，作为水专业的工程师，我们需要结合实际，多角度进行考虑，大胆采用消防新技术、新产品，尽可能地减少火灾对人类造成的危害。
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论文作者:陈福曦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/26
标签：泡沫论文; 消火栓论文; 建筑论文; 系统论文; 航站楼论文; 火灾论文; 灭火系统论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;