干式消防栓系統(tǒng)

1、.干式消防栓系統(tǒng)可行性研究中的應用消火栓給水系統(tǒng)作為地鐵火災撲救的主要設施,它的可靠性對控制、消滅火災起著決定性的作用。但現有的濕式消火栓給水系統(tǒng)在實際使用中存在凍結、漏水及由于保溫材料破損而影響運營等問題。文章從干式消火栓系統(tǒng)組成、運行方式及應用分析等方面探討了在寒冷地區(qū)的地鐵設計中采用干式水消防系統(tǒng)的可行性。關鍵詞:地鐵;干式消火栓;滅火系統(tǒng)城市地下鐵路(簡稱地鐵)作為一種快速、環(huán)保、舒適、客運能力大的城市交通工具在世界主要興旺國家及地區(qū)已經得到了廣泛的應用。近十年來隨著我國經濟的快速開展和綜合國力的不斷增強,地鐵建立在我國取得了長足進展,除已經運營的、XX等地鐵外,、XX的地鐵已在建立中

2、。預計到2021年,的地鐵運營線路總長將達150km。 發(fā)生在地鐵中的火災,由于其獨特的地形條件,給人員疏散和消防撲救帶來了極大的困難,極易造成群死群傷和巨大的經濟損失。 消火栓給水系統(tǒng)作為地鐵火災撲救的主要設施,它的可靠性與否對控制、消滅火災起著決定性的作用。但現有的濕式消火栓給水系統(tǒng)在實際使用中存在一些問題。當消防給水管道安裝于有可能結凍的部位時,采取的保溫措施一般為:高架車站室外明裝局部、隧道出入線洞口管道防凍采用的是電伴熱系統(tǒng);隧道內風機房出風口附近管道采用的保溫材料為復合硅酸鎂管殼,保護層為鋁箔,保溫及保護層材料燃燒等級均為A級。在設備聯(lián)檢期間,發(fā)現鋁箔有損壞現象,由于鋁箔為導電材料

3、,且地鐵內電器設備及電力線路較多,存在事故隱患,不適用于地鐵工程。高架站和出入段消防管道大量采用電伴熱保溫措施,需要增加局部工程投資,增加運營本錢,同時也浪費能源。另外在地鐵工程運營中,還出現過區(qū)間消防管道因漏水影響行車的事故。如何最大限度的減少工程投資、節(jié)約能源、杜絕事故隱患是水消防設計中需要進一步解決的問題。而干式水消防系統(tǒng)不需要管道保溫,不存在事故隱患,為解決以上問題提供了思路。 在寒冷地區(qū)的地鐵設計中探討采用干式水消防系統(tǒng)的可行性是非常必要的,尤其是目前XX、XX等城市地鐵正在進展緊X的建立,干式水消防系統(tǒng)的適用研究顯得尤為重要。由此引出一個問題:即地鐵消防給水是否可采用干式系統(tǒng)以解決

4、水管結凍問題。 干式消火栓系統(tǒng)是以手、電動快開閥為界,閥入口側接水源,管道內充滿水;閥出口側接收網,快開閥平時處于關閉狀態(tài),該管網平時為空管。火災發(fā)生時,可通過以下幾種方式翻開閥門:消火栓處按鈕啟動;通過火災探測器報警自動啟動;現場手動應急開啟。這樣可以保證該閥門在任何情況下都能開啟供水滅火。"建筑設計防火規(guī)X"第8.4.2條第九款提出:“嚴寒和寒冷地區(qū)非采暖廠房、庫房及其他建筑的室內消火栓系統(tǒng)可采用干式消火栓系統(tǒng),進水管應設快速啟閉裝置,管道最高處應設自動排氣閥。,此條款提出了干式系統(tǒng)使用的可行性。1 干式消火栓系統(tǒng)的組成、特點及優(yōu)缺點 干式消火栓系統(tǒng)的主要組成局部:遠程

5、控制的快速啟閉裝置、設置一定坡度的管道、快速排氣裝置以及必備的消火栓及組件。干式消火栓系統(tǒng)的主要特點是在快速啟閉裝置后的管路內無水,可以確保管路在外界氣溫較低時不被凍結。 在發(fā)生火災時,車站或控制中心的火災報警系統(tǒng)接到報警信號,開啟快速啟閉閥,同時向中控室發(fā)出開泵和報警信號,消防泵啟動后管道內空氣迅速排除,管道在短時間內由干式迅速轉變?yōu)闈袷较到y(tǒng),消火栓口接出水龍帶和水槍到達滅火的目的。1.1 與濕式系統(tǒng)相比,干式系統(tǒng)主要優(yōu)點 區(qū)間車站干濕式消火栓系統(tǒng)示意圖見圖1。 (1)平時管道內無水,不存在凍結問題,因此,不需要保溫; (2)因為平時管道內無水,因此,即使個別管道的接口不夠嚴密,也不會因滴漏

6、水而影響生產運營; (3)可以適當減少分段閥門的設置。1.2 與濕式系統(tǒng)相比,干式系統(tǒng)主要缺點 (1)因為平時管道內無水,需要一定的充水時間,使用消火栓的時間滯后于濕式系統(tǒng); (2)如系統(tǒng)內不充氣,定期檢查不力,存在消防管道損壞而不能即時發(fā)現的隱患; (3)快速啟、閉閥門要能實現遠程控制,可靠性略低,排氣閥有可能堵塞,不能有效排除管道內的空氣。2 干式消火栓系統(tǒng)分類2.1 固定式全自動干式系統(tǒng) 主要特點是在報警閥后管路內無水,充滿有壓力的氣體,不怕凍結,不怕環(huán)境溫度高。在發(fā)生火災時,車站或控制中心的火災報警系統(tǒng)接到報警信號,開啟快速啟閉閥,同時向中控室發(fā)出開泵和報警信號,消防泵啟動后管道內空氣

7、迅速排除,管道在短時間內由干式迅速轉變?yōu)闈袷较到y(tǒng),消火栓口接出水龍帶和水槍到達滅火的目的。 該系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度在4以下或70以上、不宜采用濕式消火栓系統(tǒng)的地方。因增加一套充氣設備及聯(lián)動裝置,且要求管網內的氣壓要經常保持在一定X圍內,因此,管理比擬復雜,投資較大。2.2 固定式半自動干式系統(tǒng) 與濕式系統(tǒng)比擬,這種系統(tǒng)在預作用閥以后的管網中平時不充水,而充低壓空氣或氮氣,或是干管。只有在發(fā)生火災時,由消防控制中心或消火栓附近的手動報警按鈕發(fā)出指令,開啟快速啟閉閥,同時向中控室發(fā)出開泵和報警信號,消防泵啟動后管道內空氣迅速排除,管道在短時間內由干式迅速轉變?yōu)闈袷较到y(tǒng),消火栓出水到達滅火的目的。 系

8、統(tǒng)平時管道內無水,不會有凍結問題,與全自動干式系統(tǒng)比擬不需要設置管道氣體增壓設備,管道內可以是空管,相對來說系統(tǒng)的反響速度較快,設備管理簡單,投資少,明顯優(yōu)于全自動干式系統(tǒng),因此在干式系統(tǒng)設計中一般采用半自動干式系統(tǒng)。 適用于環(huán)境溫度在4以下或70以上、不宜采用濕式消火栓系統(tǒng)的地方。2.3 半固定式干式系統(tǒng) 半固定式干式系統(tǒng)管道內為干式,且系統(tǒng)沒有永久的給水水源,系統(tǒng)需要的消防用水來自消防車的消防泵通過消防接合器向系統(tǒng)供水,這種系統(tǒng)對市政水源以及市政救援的消防車的要求較高。綜合分析,固定式半自動干式系統(tǒng)比擬符合我國的國情。3 固定式半自動干式系統(tǒng)應用分析3.1 系統(tǒng)充水時間 系統(tǒng)充水時間決定了

9、采用干式系統(tǒng)的管道長度,管道流速按照最大2.02.5m/s考慮,以下分別以車站和區(qū)間為例進展相應的計算。 (1)車站:以一個有效長度150m的島式車站為例,最不利情況下的消防干管長度約到達600m,這樣的管道長度充水時間約為5min,也就是說車站采用干式系統(tǒng)的情況下,火災的前45min消火栓系統(tǒng)不能保證消防用水。 (2)區(qū)間:以一個長度1.2km的區(qū)間為例,考慮最不利情況,水源從一端車站供水,那么需要的充水時間為10min。也就是說,火災發(fā)生后的10min內不能保證消防用水。3.2消火栓投入使用的時間分析 在車站,當火災發(fā)生后的45min內,主要是乘客疏散的時間。如果由車站工作人員取用消火栓進

10、展滅火,那么5min后或更短的時間可能需要使用消火栓滅火,如果等待專門的消防人員那么需要更長一些的時間,由于地鐵車站是人員密集場所,消防用水量大于區(qū)間,且"建筑設計防火規(guī)X"要求充水時間應盡可能短,滅火應盡可能早。因此,對于車站而言,如果采用干式系統(tǒng)時,可能會產生翻開消火栓消防用水不能滿足要求的問題,因此地鐵車站宜采用濕式系統(tǒng),以確保在火災第一時間能夠順利使用消火栓。 當列車在區(qū)間發(fā)生火災時,一般情況下,列車應盡可能行駛到下一車站進展滅火,只有當列車在區(qū)間發(fā)生火災又不能牽引到車站時,才需要在區(qū)間實施滅火,區(qū)間隧道的滅火需要專門的消防人員實施,即便是最近的消防隊從接到信號到進

11、入隧道的火災地點可能也需要10min以上,而這10min內,如果干式系統(tǒng)各組件正常運行,系統(tǒng)已經從干式轉變濕式,當消防人員趕到火災地點的地下區(qū)間,翻開消火栓時,其水量水壓是可以滿足消防用水要求的。3.3 消防壓力要求 為確保管道的流速,應加大消防水泵的揚程,如管道直徑DN150,v=1.83m/s時,管道沿程水頭損失43.2m,因此當需要的充水時間短,管道的流速那么要求增加,提供水源的水泵的揚程需要增加;反之,當水泵的揚程降低,管道的充水時間會增加。 從上述的分析可以看出,地鐵消火栓系統(tǒng)可以考慮采用如下的局部干式的方式:地下車站采用濕式系統(tǒng),地面、高架車站及區(qū)間隧道采用干式系統(tǒng),車站設置消防泵

12、組,提供車站及區(qū)間管道的消防用水的壓力和流量。 區(qū)間的干式系統(tǒng)為固定式半自動干式系統(tǒng)。區(qū)間干式系統(tǒng)的快速開啟閥安裝在車站靠近區(qū)間的端部,使每個區(qū)間能夠從相鄰的兩個車站取得水源,按每個車站承當兩相鄰區(qū)間的1/2計算,火災時消火栓管道的充水時間可以進一步縮短。此外,從車站兩端的活塞風井或區(qū)間風井內接出消防結合器,以備消防車從市政取水補給區(qū)間消防管道。 不管是車站或區(qū)間發(fā)生火災,車站或與區(qū)間相鄰的車站的消防泵都要開啟,從室外消防水池或市政管網抽水,從而保證消防水量和水壓。4 運行方式4.1 正常工況下 為保證干式系統(tǒng)的正常運營,對區(qū)間隧道的消防管道進展干濕交替運營的方式,每年的春季翻開各車站的快速開

13、啟閥,使管道內充滿水;當冬季降臨時關閉兩端的快速閥,翻開車站或區(qū)間最低點處的放空閥,將管道內的水放空由泵站排除。 這種交替運營方案一方面盡可能減少區(qū)間管道為干式的時間,另一方面通過交替運營進展維護,確保系統(tǒng)的正常功能。4.2 火災工況下 當火災發(fā)生在冬季,由FAS組件向控制中心和車站發(fā)出信號,FAS系統(tǒng)聯(lián)動翻開該區(qū)段兩端的電動快開閥,也即利用疏散乘客的同時進展管道充水。5 快速排氣閥設置數量和位置 快速排氣閥的作用是在發(fā)生火災時迅速排除消防管道氣體,使水充滿管道,滅火后泄水時能夠補充氣體。由于地鐵設計線路根本是高車站低區(qū)間,區(qū)間隧道兩頭與車站相連,中間低,兩頭高?；馂臅r,區(qū)間管道的系統(tǒng)從兩端車站進水,排氣閥主要依靠系統(tǒng)水壓力驅除管道中的氣體,快速排氣閥除了要在區(qū)間的中部設置,還要在沿程設置,一般約1km長的單線區(qū)間應至少設置5個,每200m一個。高架站、地面站快速排氣閥也按200m一個設置。6 管