多标准体系下的国外机场飞行区消防设计
机场飞行区指机场内用于飞机起飞、着陆和滑行的区域,包含机场内跑道、滑行道、联络道、停机坪、维修机坪、服务车道等,是机场的核心区域,也是飞机火灾主要事故区。据统计,机场内飞机火灾事故中有80%以上是发生在机场飞行区内主跑道及其两侧各150m和跑道两端各1 000 m以内的区域,由此可见,飞行区消防设计对于扑灭飞机火灾、消防救援和解救乘客性命至关重要。
1 工程概况
国外某机场跑道仅有2 270m(7 500ft),不能满足如波音B747-400等大型航班起降要求,严重制约当地经济和旅游业发展,为此当地政府决定对机场跑道进行延伸。该设计方案为机场跑道向两侧延伸,其中东北段延伸400m,西南端延伸690m,延伸后总长度3 360m,满足波音B747-400大型客机起降的要求,同时新建E类和D类远机位各一个,并对旧停机坪和航站楼进行局部改造和装修。该飞行区消防改扩建工程根据国际民航组织ICAO和美标NFPA相关规范进行了设计,同时对于上述规范未明确的部分,采用了国内民航MH规范。
2 飞行区消防设计
2.1 停机坪消火栓设计
根据NFPA415要求
根据国内民航MH要求
该机场停机坪设计室外消火栓设计流量为750gpm(2 840L/min),供给时间1.5h,管网由航站楼消防管网两路引入,管网呈环状布置,管径为DN200,室外消火栓采用地上式消火栓,Class B消火栓,每个栓出水流量为500~999gpm,并根据NFPA24要求
2.2 停机坪消防排水
根据NFPA415要求,停机坪设计时应背向放坡,排水方向远离航站楼、停机库和人行通道,要求距离上述目标的50ft(15.2 m)范围内,坡度采用1%,50ft(15.2m)范围以外采用0.5%的,其主要目的防止停机坪的含油污水在排水系统内发生火灾蔓延,对航站楼等建筑物产生影响。规范中推荐了明沟和雨水口2种常见雨水收集方式,但无论何种方式都应当考虑设置隔油池,对停机坪发生冲洗油污水和初期含油雨污水进行隔油处理,并要求采用明沟收集的排水系统,应当设置消防收集沟和防火阻断,消防收集沟的长度不大于38m,每2个消防收集沟之间设置不小于1.8m的消防阻断,消防收集沟和主沟之间通过独立的管渠连接。
国内民航规范
本工程停机坪消防排水见图1。已建停机坪排水方向已经形成,停机坪排水朝向航站楼,由于本次改造仅对服务车道进行改建,停机坪地坪标高体系无法调整,因此设计中维持了现有停机坪排水方向,在已建停机坪的服务车道两侧分别布置了排水主沟和消防收集沟,均采用钢筋混凝土盖板。消防收集沟分段设置,中间设置了2 m的消防阻断,每个分段与排水主沟设置了独立的连接管渠,为了更好收集停机坪的滴漏油,防止火灾发生,消防收集沟均设置了300 mm的下沉,用于收集滴漏油。此外,NFPA规范要求,排水主沟下游应当设置隔油池,鉴于本工程排水下游直接排入沙坑,排水主沟下游无合适位置隔油池,为此设计人员根据隔油池的隔油原理,在与排水主沟连接的独立管渠内设置了隔油功能,以防止油类物质进入排水主沟,连接沟渠的断面情况见图2,该设计与规范推荐的方法相比,能提前将浮油清除,有效阻止止火灾蔓延。
对于新建的停机坪排水,严格按照规范要求进行放坡,同样在停机坪服务车道两侧设置了消防收集沟和排水主沟,消防收集沟采用了收油井的方式进行了滴漏油的收集。为了更好去除冲洗含油污水和初期雨水中的油类,防止火灾在排水系统蔓延,连接沟渠设置与上述相同(见图2)。
2.3 跑道和滑行道消防
机场跑道和滑行道消防灭火均依托消防车进行灭火,迅速且大量向飞机不断喷射中倍数或高倍数的泡沫,在飞机上形成较好的泡沫覆盖,达到控制或灭火作用,同时对飞机喷水进行降温灭火,为此消防站的配备是机场跑道和滑行道消防设计的重点。
根据ICAO规范
本项目机场准备停靠的最大飞机为波音B747-400,机长70.7m,消防救援等级为9级,消防站为已建消防站,位于新建停机坪西南侧,鉴于投资成本考虑不进行改扩建,但设计对其应答时间进行核算,满足3min应答要求,同时消防车配备情况也根据机场消防救援等级逐步完善。对于泡沫液用量,ICAO规范
消防用水量应为车载泡沫补充水量、储备泡沫用水量和冷却航空器用水量之和,关于消防水源,ICAO规定可以考虑利用天然水源如湖泊、池塘和海洋作为消防水源,并对水质、水位及消防车辆配备自吸设备提出了要求,但对总消防储水量未做明确要求,仅推荐了一次消防泡沫用水水量为82.8m3,冷却水量未给出推荐值,为此设计参考停机坪,采用了停机坪设计流量750gpm(2 840L/min),冷却时间1.5h,消防水量合计为338m3。国内民航规范规定在跑道一侧或两端适当位置设有消防车辆取水点,取水点可以采用天然水源、人工水池和消防供水管网等方式,但要求机场消防保障等级为8级以上(含8级)的机场,应沿跑道两侧设消防供水管线及地下式消火栓,消防供水管网且应为环状。
本项目已建跑道未设置供水管网,消防车从航站楼东侧的消防水池取水,改建后此消防水池废除,为此机场跑道需要重新规划消防水源。机场消防等级为9级,参考国内民航规范,应采用环状供水管网和消火栓,但鉴于现场已建跑道未设置消防管网,重新敷设供水管网工程量较大,因此为了节省造价采用消防水池供水方案,但为了保障供水的可靠性,在机场跑道两端各建造一个消防水池,消防水池采用钢筋混凝土结构,有效容积均为400 m3,每个池子容积均满足ICAO规范一次消防用水量,利用国内民航规范进行核算,也满足9级机场飞行区消防供水量500m3要求。消防水池平时利用消防车进行补水,发生火灾时消防车取水灭火。
3 结语
该机场作为一带一路工程,消防设计中即遵守了ICAO和NFPA相关规范,也适当的输出了国内民航MH规范,同时作为改扩建工程,鉴于当地经济状况,在设计中将节约造价作为一个重要准则来推进工作。本文对飞行区消防的几个关键问题对比了国内外规范要求,并根据现场情况给出了合理的设计方案。
[2]MH/T 7015-2007民用航空运输机场飞行区消防设施[S].
[3]NFPA 24-2016 Standard for the installation of private fire service mains and their appurtenances[S].
[4] MH5001-2013民用机场飞行区技术标准[S].
[5]MH5002-1999民用机场总体规划规范[S].
[6]ICAO ANNEX 14VOL I-2016 International Civil Aviation Organization Annex 14.
[7]ICAO-9137-part1-2015 Airport Services Manual[S].