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随着全国地铁建设的飞速发展，换乘车站逐渐增多，高大、多出入口的换乘厅在满足人们出行方便的同时，存在较大的安全隐患。一般的标准地铁站（不存在换乘），消防只采用消火栓系统，换乘站是否必须及合理设置自动喷水灭火系统（以下简称自喷系统），各地还没有统一明确的规定。结合近几年的工程设计经验，依据新规范，对地铁换乘站自喷系统的设计要求进行研究，以期为相关设计提供依据。

GB 51298—2018《地铁设计防火标准》第4.2.1条规定，站厅公共区的建筑面积不宜大于5 000m²。GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018版）中第5.3.1规定，当设置自动灭火系统时，建筑的最大防火分区面积可以增加1.0倍，根据笔者的理解，这仅适用于民用建筑，并不适用于地铁工程。因此，当地铁换乘站站厅公共区的建筑面积大于5 000m²时，应设置防火卷帘进行防火分隔。为了便于运营管理，防火卷帘通常设置在两个换乘站站厅层的交界处。由于火灾发生时换乘站人员疏散难度较大，易造成严重的人员伤亡和经济损失，而自喷系统对扑救和控制初期火灾作用显著，因此，对于面积大于5 000m²的换乘站站厅公共区，有必要设置自喷系统。

综合考虑室外管井排布和建设成本，地铁站上方一般有3m厚的覆土；考虑荷载和柱截面大小，各个纵梁之间的跨度为9m左右。根据GB 50084—2017《自动喷水灭火系统设计规范》，地铁站厅层的火灾危险等级为中危险级（Ⅱ级），作用面积不小于160m²，喷水强度不小于8L/（min·m²）。站厅吊顶上方净空通常大于1m，配电线路和风管保温材料较多，考虑到地铁运营的安全性，在吊顶上下方均设置洒水喷头。喷头要满足规范要求且结合结构柱网形式布置，如图1所示。

通常市政供水压力不能满足自喷系统的设计要求，地铁自喷系统一般为临时高压给水系统，本文只探讨临时高压给水自喷系统高位消防水箱的设置，相关规范和图集的规定如表1所示。

若用气压给水设备代替高位消防水箱，则气压给水设备按储存10min的消防用水量一般为18m³设置。气压给水设备储存的消防水量大，则所需稳压泵流量大，耗电量大，不利于节能和运营维护。高位消防水箱靠重力自流为系统提供启动初期的用水量，可靠性较高，当水压不能满足要求时，同时设置稳压泵和稳压罐。依据GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》，稳压罐主要用来防止稳压泵频繁启停，而不再强调稳压罐的消防作用。地铁换乘站人员密集、火灾危害性大，属于重要公共建筑，高位消防水箱仍按储存10min的消防用水量设置，水箱的材质要防止水中氯离子的腐蚀，露天设置时应注意防冻隔热和锁住入孔。

系统最不利点处末端喷头（喷头1）压力取0.06MPa，选定的作用面积为矩形，长边平行于配水支管，管材按镀锌钢管考虑，用天正给排水软件进行计算，计算结果如表2所示。

最不利点附近4个喷头（编号分别为1、2、13、14）围合范围内的喷水强度为9.45L/（min·m²）≥8L/（min·m²），满足要求。计算得出系统流量为29.39L/s，作用面积起端（节点10）压力为19.11m高的水柱，即为0.191 1MPa。系统流量采用特性系数法比采用作用面积法计算偏大，且实际灭火时的作用点不一定是系统的最不利作用点，因此，压力和流量计算均偏安全。本次计算，选用的作用面积为矩形，其长边平行于配水支管，作用面积为160.80m²，长边长15.05m，略小于作用面积平方根的1.2倍，若将长边延长，作用面积扩展到临近配水支管上喷头，系统流量为34.33L/s，作用面积起端（节点10）压力为0.215 1MPa，水喷淋泵流量和扬程增大。综合考虑安全可靠和经济适用的原则，所选作用面积的长边不延长，系统设计流量取30L/s。末端喷头压力为0.060MPa时，假定水喷淋泵距离作用面积起端（节点10）的管线路径距离为150m，且结构柱网之间的喷头布置与图1相似，则整个系统起端（水喷淋泵房内）的压力为0.235MPa。当然接入配水干管的配水管不同，沿程和局部水损不同。若站厅层喷头与消防水池最低有效水位之间的高差为3m时，经计算H可得0.396MPa。

水喷淋泵扬程为0.400MPa。若所选水泵扬程较大，则末端喷头（喷头1）压力增大，系统流量将大于30L/s。因此，设计过程中需认真计算，不能为了安全而盲目增大水泵扬程。

当没有管网泄露量数据时，稳压泵的设计流量按消防给水设计流量的1%～3%考虑。本工程按2%考虑为0.6L/s，规范规定不宜小于1L/s，且GB 5135.2—2003《自动喷水灭火系统第2部分：湿式报警阀、延迟器、水力警铃》中第4.10.2条规定，系统侧相应放水流量为60L/min时（适用于额定工作压力不小于1.600MPa的湿式报警阀），压力开关和水力警铃均应发出报警信号，因此稳压泵流量至少为1L/s。

稳压泵通常设置在车站站厅层消防泵房，为下置式，其设计压力应符合《消防给水及消火栓系统技术规范》中第5.3.3条的要求，压力根据具体工程情况，参照国标图集《消防给水稳压设备选用与安装》计算。

当换乘站站厅层面积大于5 000m²时，应设置自喷系统和高位消防水箱。根据结构柱网、吊顶高度及形式合理布置喷头，并结合规范准确计算消防泵、稳压泵的流量和扬程，在充分发挥自喷系统灭火效应的同时，使其更经济合理。