淺析常州奔牛機場空管建筑消防設計

陳俊

（上海民航新時代機場設計研究院有限公司，上海 200335）

1 概述

現代空中交通管制涉及飛行的全過程，從駛出機坪開始，經過起飛爬升，進入航路，通過報告點到目的機場降落位置，飛機始終處于監視和管制之下。在這個過程中，管制分為三級即塔臺管制、進近管制和區域管制。塔臺管制主要是維持機場的飛行秩序，指揮滑行和起降，防止發生碰撞，其核心即為航管樓及塔臺。

常州奔牛機場航管樓為三層框架結構，建筑面積2170m2，設計為一個防火分區。建筑內設有兩部樓梯，其中一部直達屋頂，位于盡端房間的門到樓梯的距離不大于20m，平面布局滿足垂直交通和水平疏散的要求。耐火等級為二級，航管樓底層主要安排有：進線配線室/程控交換機房、UPS室、配電室、鋼瓶間、辦公室、會客室、值班室等；二層主要安排有通信機房、培訓室（預留）、監控室、技術講評室、設備維修室、備件資料室、值班室等；三層主要安排有氣象預報室、氣象機房、氣象資料室、站情室、航行講評室、應急救援指揮中心、值班室等；屋頂布置了衛星云圖接收天線、KU衛星天線、VHF收信天線、GPS時鐘天線等。

塔臺為九層的筒體結構，29.40m以下為鋼筋混凝土筒體結構，設有垂直交通系統：一部樓梯和一部電梯（兼消防電梯）。塔臺29.40～33.90m為設備用房、休息室、衛生間，塔臺33.90m以上為指揮層。

航管樓與塔臺通過三層連廊相連通，構成一個整體建筑，如圖1所示。

圖1 常州航管樓、塔臺立面圖

2 空管建筑特點及分析。航管樓和塔臺為一體建筑，主體建筑航管樓為三層（未超24m），各樓層主要分布空管各工藝設備機房等。塔臺部分為特殊的建構筑物，核心筒建筑面積小，建筑高度較高，29.40m以下由鋼筋混凝土核心筒、樓梯及消防電梯組成，沒有具體的功能用房，無人停留，無可燃物，實質為一交通通道。塔臺29.40m以上為工藝設備用房、休息室及指揮層等，塔臺屋面上為雷達天線等設施。由于本建筑的特殊重要性，塔臺指揮層管制員不能隨意離崗，各工藝設備用房內設施昂貴等原因，對人員及設備安全要求都極嚴格，故對航管樓和塔臺內的各工藝設備用房、指揮層等設置了主動型滅火系統--煙烙盡氣體自動滅火系統。

根據《民用建筑設計通則》中定義，公共建筑為供人們進行各種公共活動的建筑。而航管樓和塔臺是機場正常運作、控制飛機起飛和降落的"心臟"，為空管專業類特殊建筑，受到嚴格管制，不同于公共建筑，現行規范也沒有明確的規定。若按照《高層民用建筑設計防火規范》（以下簡稱"高規"）的要求，可確定室內外消防流量均為20L/s，一次火災延續時間為2小時，自動噴水滅火系統流量為20.8 L/s，一次火災延續時間為1小時，設置12m3屋頂消防水箱。但建筑最高處塔臺屋頂設有雷達天線等，無法設置消防水箱，并且航管樓塔臺內主要設備用房均設置了煙烙盡氣體自動滅火系統等，再按高規設計已無實際意義。

根據建筑防火設計的原則：在建筑防火設計中，必須遵循國家的有關方針政策，從全局出發，針對不同建筑的火災特點，結合具體工程、當地的地理環境條件、經濟技術發展水平和消防施救能力等實際情況進行建筑防火設計。并且要求正確處理好生產與安全的關系、合理設計與消防投入的關系，努力追求和實現建筑消防安全水平與經濟高效的統一。

故本次設計秉著防火設計原則和"預防為主、防消結合"的消防工作方針基礎上，遵循《建筑設計防火規范》，綜合分析考慮對規范作適當突破，靈活運用，做到安全可靠，經濟合理。

3 消防系統

3.1 室外消火栓系統。航管樓及塔臺室內生活及消防用水由航站區環狀供水管網直接供給。為確保供水可靠性，采用二路進水管從航站區給水管網（DN300）引入航管小區，進水管管徑DN100，室外給水管網水壓為0.40MPa。建筑物的室外消防流量為20L/s，航管樓及塔臺在航站區消火栓（共3個）保護范圍內，不再增設。

3.2 室內消火栓系統。室內消火栓用水量：10L/s。航管樓室內消防管道布置成環狀，兩路進水。單出口消火栓布置滿足任一著火點有二股充實水柱到達，消火栓箱下置滅火器。室外供水管網供水壓力0.40MPa，能滿足用水壓力要求。

塔臺總高39.65m，體積較小可燃物少，已設置滅火器消防系統，并且重要設備部位已設置煙烙盡氣體消防系統。綜合考慮本建筑的重要性，根據現行《建筑設計防火規范》設置手動干式消火栓滅火系統。

3.3 消防排水。在塔臺外墻與消防電梯井外墻處設置消防集水坑，有效容積不小于2m3，設置二臺潛污泵（一用一備），每臺流量>10L/s。

3.4 建筑滅火器系統。航管樓及塔臺均按嚴重危險級設計，滅火器采用5kg磷酸銨鹽干粉型滅火器，布置于消火栓下室或專用的滅火器箱內。

3.5 煙烙盡氣體自動滅火系統。由于通信、導航、氣象等設備機房貴重場所，不能有水漬損失。因此，航管樓及塔臺內的重要和貴重設備間采用統一的氣體自動滅火組合分配系統，既可方便管理又可節省費用。

煙烙盡氣體為52%氮氣、40%氬氣、8%二氧化碳的混合氣體，當它依一定的設計滅火濃度釋放于保護區域時，在1分鐘以內將氧氣濃度降至12.5%，從而使燃燒無法繼續。

3.5.1 煙烙盡氣體消防特點

煙烙盡氣體的成分為自然存在于空氣中的三種氣體，其狀態穩定，在滅火過程中，不發生化學變化，無毒副產品，是無污染產品。同時滅火效果可延長浸潤時間，防止復燃。由于煙烙盡氣體組分始終存在于大氣環境中，故在運用時間上更具長期應用價值。當環保要求提高或人類生存環境進一步惡化時，也不會被禁用，可避免系統更換而引起的投資浪費。并且煙烙盡氣體滅火系統設置時，系統管道阻力小，輸送距離長，可保護多個保護區。煙烙盡氣體滅火系統可解決消防設施提供安全保障時的缺陷和負面因素，對于始終有人員活動的場所，采用該氣體可避免氣體滅火系統事故時對現場人員的傷害。航管樓及塔臺被保護區域分散，距離較遠。對于其他氣體消防系統很難做到，而煙烙盡系統可將鋼瓶集中布置，設置在距離保護區150m范圍之內，形成一個鋼瓶間，既可有利于工藝、建筑專業的布置，又可對鋼瓶集中管理，有利于操作、維修等。

3.5.2 煙烙盡系統布置

航管樓塔臺采用一套氣體消防滅火系統，保護范圍為：航管樓二層培訓室、通信機房；航管樓三層氣象機房；塔臺設備間，塔臺指揮層。設計采用組合分配系統，設一個鋼瓶間。最大容積（556.50m3）為通信機房，鋼瓶數23（瓶），每瓶80升。

控制：鋼瓶間設有緊急機械啟動按鈕，保護區外設有手動啟動按鈕，通過報警探頭和消防控制中心實現火災認定和自動控制。

3.6 火探管式自動探火滅火系統

3.6.1 火探管式自動探火滅火系統特點

火探管式自動探火滅火裝置是一套簡單、低成本且可靠的獨立自動滅火系統，不需要電源，無需專門的煙、溫感探測器，無需復雜的設備及管線，利用自身儲壓，能快速、準確、有效的探測及撲滅火源，集報警和滅火于一體，將火災撲滅在最初階段。火探管式自動探火滅火裝置是由裝有滅火劑的壓力容器、容器閥及能釋放滅火劑的火探管和（或）釋放管等組成。將火探管置于靠近或在火源最可能發生處的上方，同時，依靠沿火探管的諸多探測點進行探測。一旦著火時，火探管在受熱溫度最高處被軟化并爆破，將滅火介質通過火探管本身或噴嘴釋放到被保護區域。航管樓的配電室及UPS室空間較大，里面只有部分設備是主要的危險源，需要滅火保護，故對這些局部危險性大的設備采用小型自動滅火裝置--火探管式自動探火滅火裝置進行保護，以節約造價。

3.6.2 火探管式自動探火滅火系統布置

火探自動探火及滅火裝置采用局部全淹沒式滅火方式，要求所保護的設備相對封閉或空間相對封閉。采用組合分配原則對系統進行保護，共設置三套直接式CO2火探管自動探火滅火裝置，滅火控制方式為自動。

4 結語。本次消防設計理念在圖紙審查及消防審查中，得到了專家、業主及消防主管部門認可，并付諸于實施。隨著經濟的發展，機場建設高潮興起，此類空管建筑還有一二次雷達、氣象雷達、場監雷達建筑等不斷出現，現行規范均沒有對此類行業特殊建筑作出詳細或原則規定。如果設計人員生搬硬套規范，從嚴執行，則不符合現行基建、消防方針及節能減排政策，造成浪費，故相關規范亟需發展與完善。

[1]張媛媛.太原武宿機場改擴建空管工程--塔臺工程消防設計.科技情報開發與經濟，2008,14(18):195-196.

[2]談至明等編著.機場規劃與設計.北京：人民交通出版社，2010.1.