地铁车站消防给水倒流防止器设置问题探讨

作者:杜金海 周金忠 范太兴
单位:中铁第六勘察设计院集团有限公司
摘要:倒流防止器是设置在给水管上用于防止水质污染的给水附件, 地铁车站如何正确地设置倒流防止器给广大地铁设计带来了非常大的困惑。结合《消防给水及消火栓系统技术规范》 (GB 50974-2014) 和《建筑给水排水设计规范》 (GB 50015-2003, 2009年版) 设置倒流防止器的规定, 分析了地铁设计中有关倒流防止器设置的常见错误, 并给出了两种正确的设置方法。
关键词:地铁消防给水设计 倒流防止器 防水质污染

 

1 存在问题

   《消防给水及消火栓系统技术规范》 (GB 50974-2014, 以下简称“水消规”) [1]实施前, 因为《地铁设计规范》 (GB 50157-2013) [2]、《建筑设计防火规范》 (GB 50016-2014) [3]等对地铁出入口消火栓的设置没有要求, 所以消火栓设置的数量仅需满足室外消防用水量即可。从优化设计和经济角度出发, 设计一般在和消防泵房同侧的风井处向车站引入2根管道供给车站消防泵用水。该接管方式可以减少进入车站的引入管的长度, 从而减少管材投资, 节约成本;同时也减小了引入管中的水污染市政生活水的可能性。另外, 为了避免消火栓环网内的水倒流污染市政生活水的水质, 设计一般会在消防水泵吸水管上设置倒流防止器, 以满足《建筑给水排水设计规范》 (GB 50015-2003, 2009年版, 以下简称“建水规”) [4]3.2.5条第2款“从城镇生活给水管网上直接抽水的水泵的吸水管上应设置倒流防止器”的要求。但是, 2014年实施的“水消规”对倒流防止器的设置有了新的规定, 其中5.1.12条第2款中规定“消防水泵从市政管网直接抽水时, 应在消防水泵出水管上设置有空气隔断的倒流防止器”。因此很多设计对应地将倒流防止器放置在了消防水泵的出水管上。但是随之而来也出现了如下几种常见的错误。

   错误1:仅在消防水泵出水管上设置倒流防止器, 如图1所示。

图1 仅在消防泵出水管上设置防止器示意

   图1 仅在消防泵出水管上设置防止器示意

   Fig.1 Only setting backflow preventer on fire pump outlet pipe

   此种错误仅注意了“水消规”的条文要求, 却忽略了“建水规”中对水污染的防止要求。“水消规”7.3.4条明确要求“人防工程、地下工程等建筑应在出入口附近设置室外消火栓, 且距出入口的距离不宜小于5米, 并不宜大于40米”。为了更加方便地使车站两侧出入口在消火栓的保护范围内, 设计将给水引入方式由原来的同侧风井引入改为从车站两侧风井引入。但是管道从两侧风井引入后, 会增加进水管的长度, 增加管材投资。另外, 因为消防系统使用或者检修的概率比较低, 吸水管中的水常年静止在管中, 虽然自来水从水厂出水时满足余氯的要求, 但是余氯随着时间的推移会逐渐减少。如果按照错误1的方式进行设计, 仅在水泵出水管上设置倒流防止器, 而引入管与市政管道上没有采取防止水污染的措施, 则容易引起市政管道的水污染。

   错误2:给水引入管和消防水泵出水管上均设置倒流防止器, 但是设置位置错误, 特殊情况时满足不了双路供水的要求, 如图2所示。

图2 引入管和消防水泵出水管上同时设置防止器示意

   图2 引入管和消防水泵出水管上同时设置防止器示意

   Fig.2 Setting of backflow preventers both on the inlet and outlet pipe of fire pump

   注意到“水消规”和“建水规”对倒流防止器设置的要求, 在引入管和消防水泵出水管上同时设置了倒流防止器。其中引入管上的倒流防止器设置在车站的风井处或者是在其他便于设置倒流防止器的位置。这样的设置方式乍一看既满足了“建水规”3.2.5条的规定, 也满足了“水消规”5.1.12条的规定。但是当其中一路水因检修或者其他原因断掉时, 有可能就满足不了“水消规”7.3.4条的规定。因为该方式是引入管经水表井后先设置室外消火栓, 然后再从风井或者出入口进入车站。在其中一路水断掉的情况下, 水表井后的室外消火栓由于在倒流防止器的前面, 故由另一路供给的水根本无法到达该消火栓, 其所保护的出入口面临没有消火栓保护的问题。

2 解决方法

   笔者在分析倒流防止器的工作原理[5]及“建水规”“水消规”等规范要求的基础下, 总结了2种倒流防止器的设置方法以满足规范的要求。

   方法1:设置带倒流防止器的水表井。螺纹连接双止回阀倒流防止器 (室外地下安装, 带水表) 或法兰连接双止回阀倒流防止器 (室外地下安装, 带水表) 。该方法将倒流防止器设置在了室外消火栓前面, 当双路供水中的一路因故障断掉时, 其余室外消火栓均能有满足消防用水量要求的水供给到, 因此可避免错误2中的错误。

   方法2:室外给水引入管在站内成环, 倒流防止器设置在环状管网之前, 如图3所示。

图3 给水引入管在站内成环布置示意

   图3 给水引入管在站内成环布置示意

   Fig.3 Loop layout of intake pipe in station

   错误2的主要原因是, 设置了倒流防止器后, 使得倒流防止器与水表井之间的室外消火栓无法使用, 为解决这种问题, 可以在给水引入管进入车站后, 在车站公共区内设计成环状管网, 然后从该环网上分别向各出入口接出室外消火栓, 对出入口进行保护。

   以上两种解决方法各有优缺点, 从表1中对比, 发现方法1具有适用范围广、施工安装方便、无需增设任何管材设备以及节省投资的优点, 故在用地红线满足水表井安装要求的前提下推荐采用方法1

   表1 2种倒流防止器设置方法比较

   Tab.1 Comparison of two setting methods of backflow preventers

    


项目
方法1 方法2

进站条件制约性
风井、出入口进站均可 由于倒流防止器的安装距离地面距离一般为600 mm[5], 故仅适用于风井进站

是否需要增设管材设备
需要增设管道将市政引入管在站厅公共区成环; 另需增设室外消火栓

对其他专业的影响
无影响 增加了管综专业设计的困难程度, 尤其是带有商业的车站影响更甚

对用地红线的要求
不适用与用地红线紧张的车站 对车站用地红线无要求

工程造价
相对于方法2节省约2.5万元  

    

    

3 小结

   本文从错误的倒流防止器设置方式入手, 分析了设置方式的错误原因, 并针对错误原因结合对规范的理解给出了2种解决方法。得出结论如下, 在满足用地红线的前提下, 优先推荐设置带有倒流防止器的水表井的方法;在用地红线紧张或设置带倒流防止器的水表井困难时再选择室外给水引入管在站内成环, 并在环网之前设置倒流防止器的方法。

    

参考文献参考文献
[1] GB 50974-2014 消防给水及消防栓系统技术规范[S].

[2] GB 50157-2013 地铁设计规范[S].

[3] GB 50016-2014 建筑设计防火规范[S].

[4] GB 50015-2003 (2009年版) 建筑给水排水设计规范[S].

[5] 12S108-1 倒流防止器选用及安装[S].
Discussion on the problem of setting backflow preventer in metro stations
Du Jinhai Zhou Jinzhong Fan Taixing
(China Railway Liuyuan Group Co., Ltd.)
Abstract: The backflow preventer is a water supply accessory which is placed on the water supply pipe to prevent water pollution. How to set up the backflow preventer correctly has brought a lot of confusion to the subway design. This paper combines the “Technical code for fire protection water supply and hydrant systems” (GB 50974-2014) and “Code for design of building water supply and drainage” (GB 50015-2003, 2009 version) to analyze the provisions of the backflow preventer. It also analyzes the common mistakes about the setting of backflow preventer in subway design, and gives two correct setting methods.
Keywords: Design of subway fire water supply; Backflow preventer; Water pollution prevetion;
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