福州长乐国际机场现有航站楼规模为13.7万m², 地下一层, 地上四层, 能满足年旅客吞吐量1 100万人次的需求。现有地下1层主要为消防泵房、制冷机房等设备用房, 地上1层主要包括国内及国际到达、国内及国际远机位出发、贵宾候机、商业及办公用房等。现有地上2层主要包括国内及国际出发厅、国内及国际换票厅、国际中转厅、国内及国际空侧集散大厅等。现有地上3层主要包括国内及国际头等舱、办公及设备用房等。现有地上4层主要为空调机房等设备用房。

　　 本期航站楼扩建内容包括新增航站楼南、北斜指廊, 现有南北指廊东扩12 m, 现有主楼北扩96 m, 扩建建筑面积共79 548 m²。除新建外, 对现有国际值机厅、国际 (国内) 中转厅、国际候机厅、国内安检厅、国内候机 (到港) 厅、国际 (国内) 远机位候机厅等进行改造, 新装修及改造面积共36 260 m²。本次航站楼扩建将于2019年完成, 总建筑面积达21.97万m², 地下一层, 地上五层, 建筑高度23.95 m, 扩建完成后的效果见图1。

　　 福州机场航站楼建成于1996年, 本次航站楼扩建主要存在新老规范要求内容不一致、现状航站楼设备老化、防火分区和安全疏散突破规范要求和不停航施工等难点。针对上述设计难点, 对航站楼设计方案进行了消防评估, 并提出了针对性的加强措施, 最终于2016年12月完成航站楼施工图设计。以下对航站楼给排水及消防主要设计概况进行介绍。

　　 室外供水压力0.32 MPa, 为满足供水压力要求, 最高层卫生间蹲便器采用低位水箱形式, 航站楼采用直供式给水系统。主要用水需求包括办公用水、旅客用水、绿化用水、餐饮用水和空调冷却补充水, 航站楼最高日用水量为1 400 m³/d。办公区内设置热水器供应热水, 公共区域设置直饮水系统满足旅客用水需求, 卫生间洗脸盆热水采用电热水器集中供应。在每个用水点设置阀门和水表, 便于航站楼用水计量。

　　 航站楼污废水主要包括卫生间污水、餐饮废水、急救室医疗废水和泵房内废水。其中, 餐饮废水需隔油处理, 医疗废水需消毒处理, 消防水池溢流废水和消防电梯底部集水坑废水经潜水泵提升后排出室外。航站楼最高日污水排水量为642.8 m³/d。

　　 为及时排除大面积屋面雨水, 本工程采用虹吸雨水排放方式, 设计降雨历时5 min, 设计重现期20年, 总排水能力为50年一遇设计雨水量。

　　 室内消防系统采用临时高压制系统, 设置消防水泵和高位水箱为系统供水, 消火栓系统和自动喷水灭火系统分别设置一套增压稳压设备 (泵和气压水罐) 。高位水箱有效容积36 m³, 设置在建筑顶部, 高于所服务的用水设施, 满足初期消防用水需求。

　　 消防泵房内设置消火栓泵、自动喷水灭火系统消防泵 (与自动扫描射水高空水炮系统共用, 简称自动喷水泵) 、增压稳压设备、排水设备、消防水池和相关水泵控制柜。消防水池有效容积600 m³, 包括室内消火栓系统和自动喷水灭火系统消防水量。消防泵的启动控制要求详见文献[1], 本工程消防泵启动方式配置见表1。

　　 水枪充实水柱13 m, 最不利点消火栓出口动压0.35 MPa, 消火栓泵流量35 L/s, 扬程0.84 MPa, 功率45 kW。消火栓布置间距不大于30 m, 保证每个火灾点有两股水柱到达。立管顶部设置自动排气阀, 机坪塔台层最不利消火栓设置阀门和压力表, 兼做试验消火栓。消火栓柜采用组合式柜, 柜内放置建筑灭火器、喷枪、水带和软管卷盘, 1层及地下层设置减压稳压消火栓。

　　 远机位候机厅、行李提取厅、办公区、到港区域等净空高度小于8 m的地方设置湿式火灾自动喷水系统, 火灾危险性为中危险Ⅰ级, 喷水强度6 L/ (min·m²) , 作用面积160 m²;净空高度8～12 m的公共区域, 喷水强度12 L/ (min·m²) , 作用面积160 m²;行李分拣区、商业用房区域火灾危险性为中危险Ⅱ级, 喷水强度6 L/ (min·m²) , 作用面积160 m²。自动喷水泵流量35 L/s, 扬程1.04 MPa, 功率55 kW。

　　 每个报警阀组控制的系统最不利点喷头处设有末端试水装置, 报警阀组与自动喷水灭火系统供水管之间设置流量及压力测试装置, 每个水流指示器后端设置泄水阀, 压力超过0.4 MPa的配水管设置减压孔板进行减压。

　　 旅客出发和候机区域屋顶钢网架现状采用自动喷水灭火系统进行保护, 局部有净高超过12 m的区域采用自动扫描射水高空水炮灭火系统进行保护, 取消原自动喷水灭火系统。单台高空水炮保护半径30 m, 流量5 L/s, 系统最大同时开启高空水炮个数为6个, 系统设计流量30 L/s, 火灾延续时间1 h。该系统与自动喷水灭火系统共用水泵, 独立设置水流指示器与信号阀, 且在自动喷水灭火系统湿式报警阀前将管道分开, 以满足本系统流量与压力要求。

　　 新建变电站的油机间、油桶间、高低压间以及原有的地下层1#和4#变电站内设高压细水雾闭式预作用系统进行保护, 最不利细水雾喷头最小压力10 MPa, 最不利作用面积140 m², 设计供水时间30 min, 闭式喷头K=1.25, 系统流量330 L/min, 扬程14 MPa, 水泵功率90 kW。

　　 在弱电间、UPS间设计设置预制七氟丙烷全淹没气体灭火系统, 安防机房设1套有管网单元独立全淹没七氟丙烷气体灭火系统, 各房间设置泄压口和事故排风措施。烹饪操作间的排油烟罩及烹饪部位设置自动灭火装置, 且在燃气或燃油管道上设置紧急事故自动切断装置, 自动灭火装置由厨房工艺专业深化设计。

　　 在配电间内设置感温式火探管系统保护配电柜。灭火介质为七氟丙烷, 最大工作压力4.2 MPa, 火探管最大长度25 m, 有效保护容积4 m³, 火探管燃化点温度170 ℃。将火探管容器瓶上的信号反馈装置与感温探测器连接, 火探管动作后能及时反馈到消防控制室。

　　 本建筑候机厅、安检厅及行李分拣区域属严重危险级, 火灾种类为A类, 最低配置级别为3A;检票厅、配电间和行李提取厅区域属中危险级, 火灾种类为A类, 最低配置级别为2A;柴油机房属中危险级, 火灾种类为B类, 最低配置级别为55B, 在上述位置布置磷酸铵盐干粉灭火器。

　　 航站楼设计内容 (如防火分区、疏散距离、水炮设置和安全出口设置等) 突破现行规范的要求, 在消防报审后, 由消防队主导, 对本项目进行了消防评估, 设计院与评审专家进行了充分沟通, 最终形成了评审意见。评审后, 设计单位对航站楼设计内容进行了修改, 于2016年12月完成航站楼施工图设计。在施工过程中, 给排水消防也遇到了诸多难点, 设计院对难点进行了逐一分析并提出了解决对策, 现总结如下。

　　 按照《消防增压稳压设备选用与安装》 (98S205) 对现状增压稳压设备进行了复核, 将原地下1层消防泵房内的增压稳压设备进行了更换。原图集规定增压稳压设备设置在底层从消防水池吸水时, 增压稳压设备的最低工作压力由几何高差、水头损失和设备出水的最低工作压力组成, 由此计算得出消火栓系统稳压泵启泵压力为0.68 MPa。

　　 施工过程中发现, 现状管线漏损严重, 若稳压压力过高, 漏损量将非常大, 甚至会出现稳压泵频繁启动的现象。对此, 设计单位了解现状后, 对漏损严重的管段和阀门进行更换。此外, 按照《〈消防给水与消火栓系统技术规范〉图示》 (15S909) 重新核算增压稳压设备的启动压力, 当增压稳压设备下置时, 启动压力应大于等于几何高差和15 m H₂O之和, 最终将消火栓系统的增压稳压设备启动压力调整为0.35 MPa, 以节省能源。自动喷水系统的增压稳压设备的压力设置值也相应进行了调整。

　　 航站楼消防评估报告建议“配电间宜设置灭火设施”, 设计对此条的答复为设置建筑灭火器满足灭火需求。航站楼远机位区域提前投用, 消防队验收报告中提到配电间应设置自动灭火设施。

　　 设计在考虑消防评估报告的同时, 结合《民用机场航站楼设计防火规范》 (GB 51236—2017) (2018年1月1日实施) 4.2.5条“高低压配电间、变配电室、通信机房、电子计算机机房、UPS间和重要档案资料库房内应设置自动灭火系统, 并宜采用气体灭火系统或细水雾灭火系统”, 在消防局同意的前提下, 考虑安装便利性对航站楼52处配电间增设火探管自动灭火设施, 进行局部全淹没保护。

　　 消防评估专家提到, 行李提取厅防火分区面积多达4.2万m², 若该防火分区内设施一个水流指示器, 自动喷水灭火系统应复核配水管入口压力是否大于0.4 MPa。经复核, 存在两种配水管入口压力大于0.4 MPa的现象, 一种是系统配水管处计算所需压力大于0.4 MPa, 通过放大部分配水支管管径以降低配水管压力或同一防火分区内设置多个水流指示器以降低水头损失得以解决;另一种是水泵供水压力导致部分配水管压力大于0.4 MPa, 通过增加减压孔板得以解决。

　　 此外, 航站楼行李分拣区域为行李车经常穿越的区域, 为通行方便, 开向飞行区一侧的大门经常打开, 导致行李分拣区域保温效果大大降低, 若自动喷水灭火系统采用湿式系统, 寒冷地区应采取电伴热或预作用系统等措施以提高系统的安全可靠性。

　　 航站楼主楼东扩9 m, 原设计是利用现状消火栓对新建区域进行保护。施工过程中发现, 现状消火栓布置按照一股水柱覆盖航站楼的每一个角落, 显然不符合现行规范要求, 此外, 现状消火栓还设置在专用的消防井内, 消防井设置带锁的门, 严重影响消火栓的取用。对此, 对现状消火栓进行核实和改造, 取消消防井, 新增部分消火栓, 满足航站楼双栓保护的要求。

　　 此外, 部分消火栓设置在自动步梯和行李转盘柱子边, 不便于消火栓的取用。图2所示为自动步梯和行李转盘效果, 自动步梯与玻璃隔断的距离为12 cm, 在步梯中间部位的柱子旁设置消火栓, 不便于消火栓的开启和取用;行李转盘柱子旁设置消火栓不仅影响美观, 而且也不便于消火栓的取用。为此, 对消火栓位置进行了复核, 调整消火栓的位置, 使其不影响美观的同时便于取用。

　　 建筑灭火器的布置及选型应根据火灾种类和危险性进行确定, 变配电间火灾类型为A类火灾还是B类火灾存在争议, 原设计变配电间采用碳酸氢钠干粉灭火器, 考虑全楼设置磷酸铵盐干粉灭火器, 为保持统一性将变配电间灭火器类型更改为磷酸铵盐干粉灭火器。

　　 此外, 原设计将灭火器放置在消火栓箱内, 对于变配电间及空调机房等较大面积 (500 m²左右) 的房间, 这样的设置位置显然不尽合理, 施工过程中对这种超大房间进行火灾危险性分析, 确定火灾种类和危险等级, 对灭火器放置地点和数量进行了核实。

　　 为方便远机位旅客候机, 远机位出发摆渡车停放区域设置了雨棚, 原雨水排放模式为散排方式, 采购后的雨棚宽度为3.2 m, 雨棚雨水流量较大, 散排对飞行区服务车道的运行造成较大影响。为此, 雨棚设置天沟, 雨水经立管排至雨水检查井。

　　 除此之外, 施工过程过程中还发现局部扩建的屋面没有设计雨水排水系统, 在相应屋面增加重力流雨水排水系统, 给排水专业应加强与建筑专业的沟通, 合理确定雨水排放方案。

　　 航站楼扩建区域将部分办公用房改造为卫生间, 而现状屋顶为钢屋面, 如卫生间设置伸顶通气管将直接影响屋面雨水排水效果和航站楼屋顶造型。经过现场踏勘, 将2层卫生间通气管延伸到1层实墙上开设通气孔, 采用侧通气的方式解决局部2层卫生间通气。

　　 现行《建筑给水排水设计规范》 (GB 50015—2003, 2009年版) 对2层及以上的卫生间, 均要求设置通气管道, 在某些特殊工程中实施起来的确存在难度, 建议相关部门着手研究并确定2层卫生间不设通气管时的排水量限值。

　　 航站楼2层增设了卫生间, 其下方为现状UPS间, 卫生间排水将直接穿越电器房间。由于功能布局的要求, 卫生间位置不易移位, 卫生间排水会直接威胁电器设备。而现状航站楼也不可能采用降板的方式满足卫生间同层排水, 为此, 在1层UPS间上方做了局部结构板, 对其进行防水保护。

　　 近年来, 火灾报警系统和消防规范不断更新, 对消防泵控制提出新要求, 给排水专业应将消防泵的启动方式作为互提资料给电气控制专业。该项目在实施过程中发现, 给排水专业和电气控制专业对消防泵控制方式配置上存在一定的偏差。例如, 电气控制专业会把压力开关和流量开关都作为消防泵启动方式, 不受其他因素影响, 两者直接启动消防主泵, 而给排水专业会选择其中一种作为消防泵启动方式。

　　 在总结《消防给水及消火栓系统技术规范》 (GB 50974—2014) 和《火灾自动报警系统设计规范》 (GB 50116—2013) 相关条文的基础上, 提出了表1所示的消防泵启动配置方式。

　　 如前所述, 本工程所采用的的单台自动扫描射水高空水炮设计流量为5 L/s, 保护半径为30 m, 消防评审时提出, 设计应按照2台高空水炮覆盖所保护的每一个区域来布置水炮。。

　　 参照《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程》 (CECS 263∶2009) , 笔者认为双炮保护的要求过于严格, 技术规程将高空水炮类比为自动喷水灭火系统, 在条文中也明确了全覆盖的概念, 由此确定系统的设计流量。

　　 《建筑设计防火规范》 (GB 50016—2014) 8.3.5条规定“根据本规范要求难以设置自动喷水灭火系统的展览厅、观众厅等人员密集的场所和丙类生产车间、库房等高大空间场所, 应设置其他自动灭火系统, 并宜采用固定消防炮等灭火系统”, 而很多工程采用大空间智能型主动喷水灭火系统代替固定消防炮系统, 在水炮布置、管网是否成环和增压稳压设置等方面存在诸多争议, 建议政府主管部门着手研究出台大空间智能型主动喷水灭火系统的国家标准。

　　 该航站楼在保证正常使用的前提下, 对航站楼进行扩建, 建设单位充分调研各使用部门的意见, 制定不停航施工方案, 成立不停航施工协调部门。设计在保证使用功能需求的前提下, 要照顾不停航施工的一些特殊需求。

　　 在施工作业区和营业区设置防火隔离设施, 加强消防巡查, 及时消除火灾隐患。此外, 对消防泵房进行改造前, 设置临时消防泵房, 确保消火栓系统和自动喷水灭火系统处于正常工作状态。扩建部分设置室内消火栓接口, 接口前端设置截止阀, 消火栓接口布置间距不大于30 m, 为确保及时扑灭初起火灾, 结构施工完毕后应及时设置消防水带和水枪。

　　 航站楼设计往往突破现行规范, 设计方案应经过消防局认可后方可实施, 本文在概述福州机场航站楼给排水消防设计内容的基础上, 结合消防评估建议和施工过程中遇到的问题, 提出针对性的解决方法。为针对性的指导工程实施, 建议政府等相关部门及时修编现行《建筑给水排水设计规范》以明确2层卫生间不设通气管排水能力限值, 组织编制大空间智能型主动喷水灭火系统的国家标准, 明确供水设备、布置方式、管网布置和增压稳压系统配置等技术要求。