城市軌道交通氣體滅火系統(tǒng)泄壓口和噴頭常見設(shè)計問題及其對策

朱偉國

（上海市工程設(shè)備監(jiān)理有限公司，上海 200120）

從國內(nèi)外地鐵所發(fā)生的火災(zāi)情況來看，絕大部分屬于電氣火災(zāi)，發(fā)生在由氣體滅火系統(tǒng)保護的關(guān)鍵電氣設(shè)備用房內(nèi)。氣體滅火保護區(qū)作為車站核心區(qū)域，房間內(nèi)的設(shè)備價值昂貴，一旦發(fā)生意外運轉(zhuǎn)中斷將直接威脅到整個地鐵的安全運營，造成重大人身傷害、經(jīng)濟損失和不良的社會影響。

氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計單位往往僅參考《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50370-2005和《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》GB50263-2007兩本規(guī)范進行設(shè)計工作，忽視了泄壓口和噴頭等設(shè)備與土建結(jié)構(gòu)及裝飾裝修接口的緊密關(guān)系，形成了安全隱患。

本文將根據(jù)作者參與建設(shè)的多條地鐵新線建設(shè)經(jīng)驗，探討氣體自動滅火系統(tǒng)泄壓口、噴頭常見的設(shè)計問題，并針對其在設(shè)計和施工過程中的接口管理重點和質(zhì)量控制要點，提出針對性建議。

1 泄壓口的常見設(shè)計問題

國內(nèi)地鐵氣體滅火系統(tǒng)的承包商在獲得招標設(shè)計文件后，常代替設(shè)計單位負責具體的施工圖深化設(shè)計，最后再提交設(shè)計單位或總體院進行審核，在此過程中普遍存在由于與土建、裝修工點設(shè)計單位溝通脫節(jié)，接口界面的確認不夠深入全面而導(dǎo)致的設(shè)計問題。

縱觀全國地鐵氣體滅火系統(tǒng)工程，在新線建設(shè)中幾乎均存在氣體滅火系統(tǒng)泄壓口的安裝位置不明確，或與土建預(yù)留孔洞圖紙不匹配的情況。

1.1 泄壓口與設(shè)備區(qū)二次砌體結(jié)構(gòu)承重的設(shè)計問題

地鐵常用的泄壓口的規(guī)格在400mm×300mm以上，面積較大的保護區(qū)，泄壓口的預(yù)留洞口甚至超過了單扇防火門的標準洞口寬，其承重問題理應(yīng)受到足夠重視。

根據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50370-2005第3.2.7條規(guī)定，“泄壓口應(yīng)于防護區(qū)凈高的2/3以上”，即泄壓口下沿不低于防護區(qū)凈高的2/3。

普通標準地下車站的站廳層設(shè)備區(qū)層高為5.5m左右，站臺層略低一些，設(shè)備房凈高應(yīng)在4.5m左右，根據(jù)設(shè)計規(guī)范泄壓口下沿應(yīng)不低于靜電地板以上3m。而根據(jù)地鐵車站設(shè)備區(qū)二次機構(gòu)施工工藝，設(shè)備區(qū)的隔墻常于標高2.60m處設(shè)置一道與構(gòu)造柱連接的圈梁。

泄壓口的預(yù)留洞口如設(shè)置在圈梁以下，其高度將正好面向設(shè)備區(qū)運營人員的頭部位置，存在較大安全隱患。若要避免截斷圈梁的情況，就應(yīng)設(shè)置在圈梁以上，但此時泄壓口將獨自承受上方混凝土實心砌塊和水泥砂漿的重量。

地鐵車站弱電、強電等核心關(guān)鍵設(shè)備用房屬于氣體滅火系統(tǒng)保護區(qū)，其隔墻一般采用200mm厚混凝土實心砌塊墻，強度等級MU10，砂漿強度為M7.5，砌塊容重高達 2300kg/m3。武漢軌道交通3號線和南寧軌道交通2號線的35kV變電所泄壓口規(guī)格為800mm×600mm左右，該泄壓口上方砌塊和水泥砂漿重量超過736kg，作為普通的機械設(shè)備，是無法長期承受如此重壓的。

但此問題的解決辦法在《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50203-2011）中可以尋得依據(jù)。該規(guī)范第3.0.11條：“寬度超過300mm的洞口上部，應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土過梁”。因此建議由二次結(jié)構(gòu)施工單位在泄壓口預(yù)留洞口開鑿前，在洞口上方增設(shè)過梁，過梁在洞口的兩側(cè)還應(yīng)各延伸300mm。此外，在預(yù)留洞口兩側(cè)還應(yīng)增加混凝土抱框，其寬度不小于100mm。上述事項及泄壓口預(yù)留洞口圖紙的確認，應(yīng)在設(shè)計階段予以明確，避免后期施工時相關(guān)各方產(chǎn)生爭議和矛盾。

1.2 泄壓口與弱電設(shè)備房天花吊頂標高的設(shè)計接口問題

地鐵的通信信號、綜合監(jiān)控和AFC設(shè)備室等弱電設(shè)備用房均設(shè)置天花吊頂和靜電地板。部分城市地鐵天花吊頂以上的空間較大。導(dǎo)致在氣體滅火保護區(qū)內(nèi)，往往出現(xiàn)泄壓口開口位置開在吊頂以上，噴頭設(shè)置在吊頂以下的情況。

這是總體設(shè)計把關(guān)不嚴造成的后果，例如南寧軌道交通2號線工程在試運營基本條件專家預(yù)評審時，發(fā)現(xiàn)有一個車站的通信設(shè)備室泄壓口開在吊頂以上。究其原因，首先，是在設(shè)計階段，氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)計單位未與土建及裝飾裝修設(shè)計單位針對每個保護區(qū)來協(xié)調(diào)確定施工基準線和吊頂標高；其次，預(yù)留孔洞圖在設(shè)計交底和施工圖會審階段又未仔細核對；再則，施工階段二次結(jié)構(gòu)的施工單位未按照氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范中要求凈高度2/3處的要求施工，而氣體滅火施工單位也缺乏對設(shè)備房吊頂?shù)臉烁吆途唧w位置的了解和掌握。相關(guān)單位事先對泄壓口的預(yù)留洞口由哪方施工以及對層高、吊頂標高均未進行各方確認，導(dǎo)致了泄壓口位置不當?shù)那闆r發(fā)生。

因此針對性避錯措施：氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)計單位在設(shè)計階段就應(yīng)該與相關(guān)土建及結(jié)構(gòu)設(shè)計單位加強協(xié)調(diào)，確保互提資料的準確性，嚴格復(fù)核車站的站廳、站臺層設(shè)備區(qū)的層高，包括保護區(qū)是否有天花吊頂及其準確的標高信息，并反饋給土建及結(jié)構(gòu)設(shè)計單位，以便其在預(yù)留孔洞圖上標出正確的位置；其次，由于氣體滅火系統(tǒng)承包商較二次結(jié)構(gòu)施工單位晚進場，故氣體滅火系統(tǒng)的監(jiān)理單位應(yīng)組織本專業(yè)進行圖紙會審，重點核對建筑結(jié)構(gòu)圖、預(yù)留孔洞圖和氣體滅火系統(tǒng)專業(yè)施工圖的一致性，并提醒相關(guān)專業(yè)保證相關(guān)預(yù)留預(yù)埋位置和規(guī)格參數(shù)的正確性，嚴格按核對過的施工圖紙施工，并對預(yù)留預(yù)埋施工過程質(zhì)量加以充分關(guān)注。

1.3 泄壓口的防火封堵設(shè)計問題

泄壓口作為氣體滅火劑噴放后確保浸漬時間的裝置，除了在前序章節(jié)提到的增設(shè)過梁外，其施工工藝還可以參照通風與空調(diào)風管的相關(guān)標準。根據(jù)《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50243-2016第6.2.2條強制性條款規(guī)定，“當風管穿過需要封閉的防火、防爆的墻體或樓板時，必須設(shè)鋼制的預(yù)埋管或防護套管，且厚度不應(yīng)小于1.6mm；風管與防護套管之間，應(yīng)用不燃柔性材料封堵嚴密”。

無論采用增設(shè)過梁還是設(shè)置鋼制防護套管，氣體滅火系統(tǒng)施工單位在泄壓口安裝完成后，為確保氣體保護區(qū)的全淹沒式滅火功能得以實現(xiàn)，都必須使用規(guī)定的不燃柔性材料，對泄壓口與預(yù)留洞口、套管的空隙進行防火封堵。氣體滅火系統(tǒng)的監(jiān)理單位應(yīng)將此作為關(guān)鍵的質(zhì)量控制點進行把控。

1.4 泄壓口的其他設(shè)計問題

國內(nèi)常見的氣體滅火系統(tǒng)泄壓口設(shè)計形式有常開口、活動百葉式和壓力控制式，但前兩者的設(shè)計方式不能滿足氣體噴放后的浸漬時間要求，城市軌道交通項目建議采用帶彈簧結(jié)構(gòu)的機械壓力控制泄壓口，其在達到設(shè)定壓力時泄壓口開啟，低于設(shè)定壓力時自動關(guān)閉。

此外，泄壓口與噴頭氣嘴之間還應(yīng)保持至少一米的距離，以避免最初從泄壓口排放出來的氣體不是空氣而是滅火藥劑。

2 噴頭的常見設(shè)計問題

2.1 噴頭、煙感和溫感與設(shè)備房吊頂?shù)脑O(shè)計接口問題

地下車站的弱電設(shè)備用房設(shè)有天花吊頂，氣體滅火的噴頭與感煙探測器和感溫探測器類似，是否需要在吊頂上、下層設(shè)置兩道探測器和噴頭，行業(yè)內(nèi)至今尚未形成統(tǒng)一意見。

《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50370-2005第3.1.12條規(guī)定，“噴頭的最大保護高度不宜大于6.5m，最小保護高度不應(yīng)小于0.3m”，第3.1.13條規(guī)定“噴頭宜貼近防護區(qū)頂面安裝，距頂面的最大距離不宜大于0.5m”。

當噴頭至吊頂板的垂直距離不超過0.3m時，可以不用設(shè)置兩道噴頭和探測器，而如果超過0.3m，則可以考慮在吊頂上下分別設(shè)置噴頭與探測器，由于被保護設(shè)備以及設(shè)備房二次結(jié)構(gòu)所承受的壓力更多來自于吊頂以下，因此，在設(shè)置兩道噴頭和探測器的情況下，泄壓口的開孔位置仍應(yīng)在吊頂以下。還需要注意的是，噴頭應(yīng)避開龍骨吊桿，以避免噴頭動作時使棚面變形，影響吊頂?shù)钠秸烙^。

氣體滅火噴頭的設(shè)計與接口管理控制重點同樣是主動核對建筑結(jié)構(gòu)圖和氣體滅火系統(tǒng)施工圖，加強各專業(yè)的溝通與協(xié)調(diào)。

2.2 噴頭與靜電地板夾層的接口問題

武漢軌道交通6號線等部分線路考慮到弱電設(shè)備房靜電地板下，管槽、線纜眾多，易發(fā)生電氣火災(zāi)，而靜電地板阻隔了報警探測器的火警觸發(fā)和滅火劑全淹沒速度。因此，在靜電地板下也設(shè)置了噴頭和感煙、感溫探測器。

與天花吊頂上的設(shè)計和接口問題類似。同樣是噴頭距靜電地板標高不超過0.3m時，可以不再設(shè)置一道地板下噴頭和探測器。如超過0.3m，則建議綜合考慮靜電地板的密封性、通透性等情況，決定是否增設(shè)噴頭和探測器。如南寧軌道交通2號線采用的是帶孔通風防靜電地板，也可不再設(shè)置。

當代地鐵工程的一大特點是專業(yè)化程度越來越高，工作劃分越來越細且側(cè)重點各有不同。氣體自動滅火系統(tǒng)等消防工程在實施過程中，往往更多關(guān)注系統(tǒng)本身的問題而忽視一些接口專業(yè)的設(shè)計與接口問題，常出現(xiàn)各專業(yè)配合不到位的現(xiàn)象。

本文針對泄壓口、噴頭與設(shè)備區(qū)裝修專業(yè)的設(shè)計和接口管理的現(xiàn)狀缺陷分析，著重從設(shè)計和規(guī)范角度闡述了土建、裝修與機電設(shè)備系統(tǒng)間的接口界面管理，以免一般預(yù)留預(yù)埋等前置條件不滿足，為后續(xù)專業(yè)施工質(zhì)量、施工進度乃至調(diào)試帶來的嚴重影響。要建成百年大計的地鐵精品工程，需從各個專業(yè)做起，在此僅就氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)計和接口管理提供一些新的思路的建議。

[1]GB50370-2005，氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB50263-2007，氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范[S].

[3]GB50203-2011，砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[4]GB50243-2016，通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[5]香港特別行政區(qū)機電工程署（EMSD）《建筑物能源效益條例》..