機場航站樓給排水消防設(shè)計

劉寬海

1 機場航站樓建筑特點

隨著航空業(yè)的迅猛發(fā)展，機場航站樓已從過去的單一功能(辦票、登機、候機)，逐步發(fā)展成為功能多樣、超大空間的建筑集合體。航站樓作為超大型公共建筑，一般均為2層～3層，具有超大空間、超大體量的特點。

2 機場航站樓給水設(shè)計

2.1 航站樓給水系統(tǒng)的選擇

一般機場均遠離城市中心，所以多處于城市給水管網(wǎng)的末端，給水壓力難以滿足航站樓的使用要求。一般機場在總體規(guī)劃設(shè)計上均對此有所考慮，設(shè)計中均設(shè)有一座加壓水泵站，以提供整個機場的生活、消防用水，并保證滿足其使用壓力的要求。

2.2 航站樓飲用水供應(yīng)

為滿足旅客在候機過程中的飲水要求，在航站樓離港旅客候機區(qū)應(yīng)設(shè)置飲水處。對航站樓這樣超大體量的建筑來說，設(shè)置集中式的飲用水凈化處理系統(tǒng)存在著管線超長、到達飲水器的水質(zhì)無法保證等弊端，因此一般應(yīng)選擇分散設(shè)置單元式、小型一體化的飲用水凈化消毒設(shè)備的設(shè)計方案。

3 機場航站樓排水設(shè)計

3.1 航站樓排水系統(tǒng)的選擇

一般在機場總體規(guī)劃設(shè)計上均有一座初級污水處理廠(站)，以接納來自機場各區(qū)域的生活、生產(chǎn)排水，污廢水經(jīng)過初級處理后可以直接排入城市污水排水管道。航站樓室內(nèi)排水系統(tǒng)一般遵循有中水回用要求的應(yīng)采用污、廢水分流制排水系統(tǒng)，廚房餐飲含油污水需經(jīng)處理單獨排放，其余生活污、廢水可采用合流制排水系統(tǒng)。從節(jié)約水資源和降低運營成本的角度考慮，設(shè)計時可以考慮設(shè)置中水回用，處理達標后的廢水可用于機場綠化的灌溉、衛(wèi)生間大便器的沖洗，或用作景觀水體的補充水。如韓國仁川新國際機場就設(shè)置了污水再生回用處理廠，其污水主要來源于該機場生活污水、食品加工廢水以及航班客機所排放的廢水。由于仁川地區(qū)水資源短缺，用水費用昂貴，為滿足新機場對供水的需求，要求該污水處理廠60%以上的處理出水必須回用于機場所需。

3.2 同層排水技術(shù)在航站樓內(nèi)的應(yīng)用

由于一般航站樓各樓層的使用功能不一樣，因此各層衛(wèi)生間設(shè)置很難上下對齊，這時若采用傳統(tǒng)的隔層排水系統(tǒng)會存在以下弊端:由于衛(wèi)生潔具的排水支管及匯總管隔層安裝，而航站樓內(nèi)均為大空間，上層衛(wèi)生潔具如果漏水，維修必須在下層進行，勢必嚴重影響下層的正常使用;會對建筑平面功能布置上造成限制;衛(wèi)生間下方不得設(shè)置電器設(shè)備用房、電梯機房、廚房等。而在航站樓內(nèi)應(yīng)用同層排水技術(shù)則可以較好地解決這些問題。

4 機場航站樓雨水設(shè)計

4.1 重力雨水排水系統(tǒng)

重力排水系統(tǒng)為一般的建筑較常采用，該系統(tǒng)有如下特征: 1)雨水管內(nèi)呈氣液兩相流，空氣占據(jù)了大約1/3的管道空間，為滿足要求勢必造成排水管管徑較大。按設(shè)計規(guī)范要求，懸吊管應(yīng)按非滿流設(shè)計，充滿度不大于0.8，排水坡度不小于5%，勢必占據(jù)較多的建筑空間。2)單管連接的雨水斗不宜太多，因此使用的立管數(shù)量較多。3)雨水斗排水量較小，系統(tǒng)使用雨水斗數(shù)量相對較多。正是由于以上這些水力特征，制約了大屋面的工業(yè)及公共建筑選擇重力流屋面雨水排水系統(tǒng)。

4.2 虹吸排水系統(tǒng)

屋面雨水虹吸排水系統(tǒng)的工作原理是利用屋面專用虹吸雨水漏斗實現(xiàn)氣水分離，使系統(tǒng)呈負壓狀態(tài)形成壓力排水。虹吸排水系統(tǒng)相對于重力排水系統(tǒng)，具有如下特征:1)雨水管內(nèi)為滿流狀態(tài)。2)由于連續(xù)不斷的虹吸作用，整個系統(tǒng)得以快速排放屋面雨水。3)虹吸排水系統(tǒng)管道均按滿流有壓狀態(tài)設(shè)計，雨水懸吊管可做到無坡度敷設(shè)，當產(chǎn)生虹吸作用時，水流流速極高，管道有較強的自凈能力。4)虹吸雨水斗在額定流量范圍內(nèi)具有氣水分離、防渦流等功能，單個最大排水能力可達100 L/s以上。

通過比較，虹吸排水系統(tǒng)的優(yōu)勢是顯而易見的，尤其在大屋面排水中其優(yōu)勢更加明顯。目前多數(shù)機場航站樓的大屋面排水都采用虹吸排水系統(tǒng)。如首都國際機場的T3A航站樓、廣州白云國際機場航站樓、上海浦東國際機場航站樓都采用了屋面雨水虹吸排水系統(tǒng)。虹吸排水系統(tǒng)不具有重力流雨水排水系統(tǒng)超重現(xiàn)期的排水能力，因此對應(yīng)于建筑結(jié)構(gòu)的100年設(shè)計使用年限，航站樓虹吸式雨水排水系統(tǒng)采用重現(xiàn)期不應(yīng)小于50年。根據(jù)航站樓的重要性，為保證航站樓的有效正常全天候的使用功能，航站樓屋面必須設(shè)置溢流口或溢流系統(tǒng)，該系統(tǒng)與航站樓虹吸式雨水排水系統(tǒng)總排水能力不宜小于設(shè)計重現(xiàn)期為100年、降雨歷時為5 min的設(shè)計雨水量。

5 機場航站樓消防設(shè)計

現(xiàn)代化的機場航站樓多采用單一大屋頂結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)形式的建筑通常表現(xiàn)為空間巨大、主入口靠外側(cè)、大空間難以分隔、幾層空間相互連通等特點，且其使用功能和建筑特點又決定了進出人員組成復(fù)雜、大廳的人員密度大、人員對疏散出口和疏散通道不熟悉。

一般認為，機場航站樓建筑火災(zāi)荷載相對較低，管理水平相對較高，火災(zāi)較少發(fā)生。但同時由于機場航站樓的體量大、周邊長，限制了火災(zāi)救援的撲救面，不可分隔的巨大空間易造成煙氣和火災(zāi)的迅速蔓延;另外航站樓人員密度大，人員疏散距離長，加上航站樓與充滿油料的飛機緊鄰，墻體及玻璃區(qū)域以及建筑其他部分可能受到飛機氣流的影響，存在較大的火災(zāi)隱患。

目前大部分的機場航站樓采用基于性能化的方法進行防火安全設(shè)計。航站樓的消防系統(tǒng)有室外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)、水幕分隔系統(tǒng)、水幕保護系統(tǒng)、潔凈氣體滅火系統(tǒng)等。

5.1 消火栓滅火系統(tǒng)

機場航站樓可采取室內(nèi)、室外消防共用給水管網(wǎng)的形式。考慮到航站樓建筑的特點，不宜設(shè)置屋頂高位消防水箱，另外整個系統(tǒng)敷設(shè)的管道較長(大型機場航站樓內(nèi)的長廊長度大多超過1 000 m)，導(dǎo)致出現(xiàn)由于電壓壓降的原因造成消火栓箱水泵啟動按鈕無法正常工作的問題。基于以上原因，建議航站樓室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)。

由于航站樓室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的給水管道較長，在校核水泵揚程時，沿程損失往往比較大，造成消防泵揚程也相應(yīng)加大。為避免上述情況發(fā)生，可采取適當增加連通環(huán)管的方式，分區(qū)域設(shè)置消防環(huán)管，各區(qū)域環(huán)管互相連通，以降低管道水頭損失。

5.2 自動噴水滅火系統(tǒng)

航站樓往往采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，屋面采用型鋼壓板。高大空間的地方，均是人員流動頻繁的區(qū)域，可燃物較少。有限的可燃物不易蔓延，也不會對建筑物鋼結(jié)構(gòu)造成較大威脅，所以在凈空高度超過12 m的高大空間區(qū)可不設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。若屋頂鋼屋架結(jié)構(gòu)采取了高溫保護措施，可不必另外設(shè)置水噴淋保護措施。當然，上述區(qū)域是否設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，最終還應(yīng)當根據(jù)整體建筑消防性能化分析報告中的結(jié)論確定。

除凈空高度超過12 m以上的高大空間外，航站樓內(nèi)的辦公室、倉庫、餐廳、廚房、行李分揀區(qū)、地下室貨運裝卸區(qū)、各類候機室、商店以及其他公共部位均應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范的要求設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。而對大空間內(nèi)的島式建筑如辦票島、商業(yè)中心等處，同樣也需設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，且該處所有噴頭均應(yīng)采用快速響應(yīng)噴頭。行李分揀區(qū)應(yīng)盡量避免水漬的影響，為防止系統(tǒng)誤動作，該處的自動噴水滅火系統(tǒng)形式宜選擇預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)，行李分揀區(qū)內(nèi)機械較多，為防止損壞噴頭的玻璃泡，該處噴頭可采用74℃易熔金屬噴頭。

5.3 自動噴水—泡沫聯(lián)用滅火系統(tǒng)或水噴霧滅火系統(tǒng)

在航站樓的應(yīng)急柴油發(fā)電機房內(nèi)可采用自動噴水—泡沫聯(lián)用滅火系統(tǒng)或水噴霧滅火系統(tǒng)。

5.4 潔凈氣體滅火系統(tǒng)

按照消防性能化分析的要求，航站樓里的中央控制機房、弱電機房、變配電房等不宜設(shè)置水噴淋滅火的區(qū)域可考慮設(shè)置七氟丙烷或IG-541等形式的潔凈氣體滅火系統(tǒng)，下面簡單介紹兩種系統(tǒng)各自的優(yōu)缺點。七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火效率較高，對單一的保護空間而言滅火劑用量少，滅火劑存放的安全性好，單一系統(tǒng)相對占地面積小、質(zhì)量輕。主要缺點是:滅火劑輸送距離短，不適用于保護區(qū)之間高差大或輸送距離遠的區(qū)域，滅火劑成本高、滅火劑存在較大的溫室效應(yīng)。一般適用于500 m2以下、2 000 m以內(nèi)的保護區(qū)域。IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)噴放過程不會對人體造成傷害，高壓儲存及氣態(tài)輸送使之成為保護半徑最大的氣體滅火系統(tǒng)。對于防護區(qū)數(shù)量多的工程可組合成較為簡單的系統(tǒng)，日常維護成本低。主要缺點是:高壓氣態(tài)儲存增加了儲存的危險性，鋼瓶數(shù)量多，占地面積大，高壓管網(wǎng)會增加管網(wǎng)成本和施工難度，對深位火災(zāi)的滅火性能較差。

兩種氣體滅火系統(tǒng)的綜合評估接近，可根據(jù)具體工程選用。如保護區(qū)域較少且集中宜采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)，反之宜采用IG-541滅火系統(tǒng)。

［1］ GB 50015-2003，建筑給水排水設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］ GB 50084-2001，自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］ GB 50016-2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.

［4］ 黃曉姜，善文源.自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.