淺談城軌上蓋開發車輛段火災報警系統的設計

劉浩愷

0 引言

城市軌道交通車輛段是一個綜合工業建筑群，用于軌道交通車輛的停放、檢修，占地面積較大。隨著城市規模的擴大，為了充分利用稀缺的土地資源，越來越多的車輛段采用上蓋開發的模式，即在車輛段的主要工業建筑之上建造一個巨大的混凝土頂蓋，平臺下為車輛段，平臺上為住宅項目。目前，在北京、深圳、上海、蘇州等城市已有建成項目。工業建筑與民用建筑的混合方案給火災自動報警系統的設計帶來了挑戰，包括系統的功能定位、消防控制室的位置、探測器的選型以及聯動功能的實現。

1 系統的功能定位

火災自動報警系統能夠在火災初期探測到燃燒產生的煙霧、熱光輻射等，并在火災報警控制器及圖形顯示裝置上發出報警信號并顯示出火災位置。消防聯動控制系統則根據火災確認的位置將配電、通風、給水、電扶梯、廣播等轉換到對應的模式。上蓋車輛段設置有先進的疏散和消防設施，火災自動報警系統同時兼顧報警和消防聯動的功能。

車輛段是一個復雜的建筑群（圖1），有用于列車檢修的工業廠房，也有配套的辦公和住宿用房，這些建筑又都位于混凝土頂蓋之下，為了保證疏散和救災的協調，應該集中設置消防控制室，用于監控整個車輛段范圍內的各類建筑。由于建筑規模較大，采用區域火災報警控制器與集中的聯動型火災報警控制器相結合的方案，在主要的建筑內設置區域型火災報警控制器，通過光纖接入設置在消防控制室的集中型火災報警控制器，實現火災的集中報警。此外消防控制室還設置了火災報警圖形顯示裝置、消防廣播主機、消防電話主機、消防聯動手動控制裝置等，提供集中的報警和聯動功能。

車輛段是軌道交通線網中的重要設施，一旦發生災害將對整個線網列車的運行造成影響，因此線網控制中心必須及時掌握車輛段的火警信息，車輛段火災自動報警系統通過光纖接入軌道交通2 號線全線的FAS 主干網，實現火警信息的上送。車輛段火災自動報警系統的構成見圖2。

此外，消防控制室除了作為火災監視以外，還集成了安防監控室的功能，即在消防控制室內設置閉路電視監控系統的終端，平時用于安防管理，有火災報警后可通過閉路電視確認火警的位置，及時掌握火災信息，指導疏散和救援。

圖1 蘇州市軌道交通2 號線太平車輛段平面布置圖

圖2 車輛段火災自動報警系統構成圖

2 消防控制室的位置

車輛段的消防控制室設置在綜合樓，這是因為綜合樓靠近車輛段的中心位置，便于開展消防指揮工作，同時綜合樓內集中了通信、信號、消防設施，是整個車輛段控制管理的心臟。

《高層建筑設計防火規范》規定：消防控制室宜設在高層建筑的首層或地下一層，并應設直通室外的安全出口。由于蘇州太平車輛段工程采用上蓋方案，受到用地規劃和工藝布局限制，從車輛段的主出入口到綜合樓需要經過平臺下的長約800 m的道路，不利于消防人員及時進入，而平臺上設置有消防車道，并與周邊道路設有多個出入口，便于消防人員及時進入，因此消防控制室設置在綜合樓的三層，正好位于上蓋平臺之上的位置。

3 探測器的選型

車輛段的功能復雜，建筑形式多種，火災報警系統探測器的選型應根據具體的建筑形式確定。

3.1 高大空間的探測器設置

該工程的高大空間主要包括停車列檢庫、聯合車庫、工程車庫、洗車璇輪庫，高度為8.7～14.2 m，總面積為550～37 210 m2，由于采用混凝土頂蓋，天花梁的高度為1.5～1.8 m，設置了通風兼排煙系統，沿軌道方向貫穿建筑的排風排煙管道，整個風管位于梁之下，因此對于探測器的布置影響很大。

《火災自動報警系統設計規范》規定超過12 m的高大空間不能設置傳統的點式探測器。上述探測器的最大保護面積為80 m2，如果高度為8.7 m 的庫房設置點式探測器，則探測器的數量將過多，而且安裝在天花頂部的探測器之下有大量的風管、接觸網、管線等設施，不利于日后檢修。

基于上述因素，高大空間可以考慮采用的火災探測器為紅外光束感煙探測器、吸氣式感煙探測器、圖像火災報警系統，集中探測器的對比如表1。

通過比選，該工程高大空間的火災探測器采用紅外光束感煙探測器。

表1 車輛段高大空間內探測器選型對比表

3.2 平臺下半開放空間設置探測器的必要性

平臺下半開放空間區域的高度為9 m，平臺下開放空間分工作區、軌行區和試車線。試車線延澄陽路方向位于車輛段東側，處在平臺的邊緣。軌行區位于車輛段西側，將正線引入車輛段并通過道岔分配至各庫房。工作區位于軌行區與試車線之間，設有車輛段工藝所需的各種建筑以及道路。

平臺下半開放空間內設置了通風兼排煙系統，約3 000 m2劃分為1 個防煙分區，風管位于梁底，梁的高度在1.2～1.8 m 不等。

由于該區域面積很大，并且可能作為設備材料的臨時存放場所，因此考慮設置火災探測設備。

3.3 廚房的探測器設置

車輛段綜合樓內有附屬生活設施，設有廚房、餐廳。火災自動報警系統在廚房內設置感溫探測器，以免日常作業產生的煙氣導致感煙探測器誤報。廚房內同時設置可燃氣體探測器，以監視燃氣的意外泄漏。

4 消防聯動功能的實現

車輛段設有完善的防災救災設施，主要有消防廣播系統、消防電話系統、通風排煙系統、消防給水系統、自動噴水系統、氣體自動滅火系統、應急照明系統。同時，動力照明系統、電梯設備也必須在火災發生時執行相應的操作，以便開展人員疏散和救災工作。上述設備的聯動都需要火災自動報警系統的參與。

4.1 消防聯動的觸發

消防聯動的觸發取決于火災的確認，火災的確認有自動確認和人工確認2 種方式，為了防止誤報，自動確認條件較為嚴格，通常需要2 個火災報警探測器同時報警。具體的火警確認方式見表2。

表2 火警確認方式一覽表

4.2 消防廣播系統

車輛段的停車列檢庫、聯合車庫、工程車庫、物資倉庫設置了公務廣播系統，平時公務廣播根據系統的設置進行日常廣播。一旦發生火災，火災自動報警系統發送信號給公務廣播系統，將其強制切換到應急模式，實現火警信息的廣播。

在綜合樓、平臺下的半開放空間，由FAS 設置專用消防廣播系統，通過消防控制室的消防廣播主機，可以對上述區域進行整體或分區廣播，廣播可通過自動或人工觸發。

4.3 消防電話系統

車輛段設有專門的消防電話系統，消防控制室設有消防電話主機，可與各區域的消防電話、消防電話插孔進行通話。

在車輛段主要建筑的出入口、綜合樓各樓層、庫房控制室內設置消防電話分機。在設置手動報警按鈕處設置消防電話插孔，該工程采用的是自帶消防電話插孔的手動報警按鈕。

4.4 通風排煙系統

車輛段的停車列檢庫、聯合車庫設置了通風兼排煙系統，平臺下半開放區域設置排風兼排煙系統，約3 000 m2劃分為1 個防煙分區。上述區域的風機均采用雙速風機，通過環境與設備監控系統（BAS）進行監控，平時可根據環境溫度啟動或停止運行，火災時接受FAS 的命令強制切換到排煙模式，消防控制室同時設有BAS 的操作工作站。

車輛段綜合樓內和物資總庫辦公區內均設置了走道排煙系統，這些專門的排煙系統，其風機通過FAS 直接控制，火災時通過FAS 直接聯動啟動。消防控制室同時設有多線聯動控制盤，用于實現對專用排煙風機的手動控制功能。

4.5 消防給水系統與自動噴水系統

在車輛段，火災自動報警系統設置與消火栓系統、自動噴水系統的接口，實現對消防泵進行監控，對自動噴水系統進行監視。

車輛段消火栓旁邊設有消火栓啟泵按鈕，按下消火栓按鈕后可以直接啟動消防泵保證消防水管的壓力，同時消防控制室通過火災自動報警系統可以得知是哪個消火栓按鈕被按下。

自動噴水系統以濕式報警閥壓力開關的動作信號為觸發信號，直接控制啟動噴淋消防泵，同時壓力開關將觸發信號提供給火災自動報警系統。

在消防控制室，通過多線聯動控制盤，值班人員在消防控制中心可以通過手動方式啟動消防泵或噴淋泵。

4.6 氣體自動滅火系統

車輛段在變電所、密集檔案室設置了氣體自動滅火系統。

根據《消防聯動控制系統》的規定：氣體滅火控制器不應直接接收火災報警觸發器件的火災報警信號，因此該工程氣體滅火保護區的火災探測器直接接入火災報警控制器。

火災報警控制器與氣體滅火控制器設置通信接口，當火警確認后向氣體滅火控制器發出滅火命令，氣體滅火控制器控制滅火管網實現滅火動作，并且將執行情況反饋給火災報警控制器。

4.7 應急照明系統

車輛段的主要建筑內設有應急照明系統（EPS），應急照明平時為關閉，當火警發生后必須自動點亮，FAS 與應急照明系統（EPS）設置接口，火警確認后根據火災發生的位置，FAS 啟動相應區域的EPS。

4.8 非消防電源的切除以及電梯的聯動

為防止火災引起電氣線路短路和其他設備事故造成火災蔓延擴大，或因漏電造成的人員傷亡，故火災確認后應先切斷火災區域內與救災工作無關設備的工作電源，以減少救災工作中的風險。

動力照明系統在各個建筑的總配電箱設有分勵脫扣器，火災確認后FAS 通過輸出模塊直接驅動分勵脫扣器，將非消防電源回路切除。

對于垂直電梯，火災時FAS 向垂直電梯發出消防聯動命令，垂直電梯停止在疏散層并保持門開狀態，同時向FAS 反饋消防動作執行完成信號，FAS 再切除垂直電梯的電源。

5 工程實施及開通情況

蘇州軌道交通2 號線工程于2013 年12 月28日開通試運營，太平車輛段也同時開通運營，從工程調試和驗收的情況看，各系統接口功能完善、設計合理，順利通過了竣工驗收和消防驗收，證明了該系統設計的合理性。

[1] GB50116-98 火災自動報警系統設計規范[S].

[2] GB16806-2006 消防聯動控制系統[S].

[3] GB50016-2006 建筑設計防火規范[S].

[4] GB50045-1995 高層民用建筑設計防火規范[S].2005.

[5] JGJ-16-2008 民用建筑電氣設計規范[S].