地铁车站采用自动喷水灭火系统的探讨

慧聪消防网讯摘要：简要探讨了在地铁站厅、站台等公共区设置自动喷水灭火系统进行火灾防护的优缺点和系统选型。

关键词：地铁车站；公共区；自动喷水灭火系统

0引言

随着国内城市经济规模的高速发展，城市区域的快速扩张，城市地铁交通得到了飞速发展。于此同时，地铁灾害也越来越引起人们的重视，在所有的地铁灾害中火灾是不容忽视的问题，在过去的近四十年中，仅在欧洲和北美，地铁火灾就发生了50多起，例如1987年的伦敦国王十字地铁车站发生火灾，致使32人死亡，80多人受伤，经济损失巨大；1995阿塞拜疆巴库地铁火灾，致使588人死亡，269人受伤，经济损失难以估计；2006年美国芝加哥地铁火灾，致使152人受伤，经济损失严重。韩国2003年发生的大邱地铁火灾，致使

126人死亡、146人受伤、318人失踪，以及俄罗斯2010年莫斯科地铁站2个车站爆炸导致的火灾，致使39人死亡，两者均造成巨大的财产损失，我国地铁自1969年投入运营以来，据不完全统计共发生150多次严重程度不同的火灾。

历史的教训是深刻的，地铁火灾事故的预防和应对应引起社会共同的关注，作为地铁消防安全管理人员，更应该从地铁消防相关各系统的设计、运行与日常维护中全面考虑，分析探讨问题，提出新的具有建设性的意见。

1地铁防火重要性及火灾特点

（1）公共交通，人流密集，人员复杂

地铁作为大运能城市公共交通工具，每天的客流量巨大，特别是一些座落于繁华地段的车站和换乘站，人流密集，而且乘车人群的构成复杂，构成潜在的安全风险（据统计分析，由于乘客在车站抽烟等原因引起的地铁火警事件占地铁火警的20%）[1]。因此地铁车站一旦发生火灾事故，极容易造成群死群伤。同时考虑地铁对沿线商业的带动，不少地铁车站与地下商场、商业街和其他各种种类的商业经营场所合建，一些车站上方还建有高层建筑。所以地铁火灾的防范与初期处置极为重要。如果不能及时处置，可能带来重大损失。

（2）专业广，设备多，风险大

地铁是一个系统性工程，涉及的专业广，设备多，技术复杂，特别是电气设备及线缆，广泛分布于车站各个区域。根据统计分析，在地铁范围内发生的大大小小的火警事件中，由于电气设备故障烧毁、设备接触不良打火及电气设备短路等问题引起的火警占火警总数的46%，是发生火警最主要的原因。所以地铁庞大的电器设备数量也同时带来较大的消防安全风险。

（3）地下空间火灾，烟气易积聚，人员疏散困难，危害大

地铁车站大多数处于地下，属于较封闭空间，在发生火灾时烟气大量产生，排风系统不能及时地排出，导致在局部范围内烟气大量积聚，能见度低，人员无法辨识方向。同时烟气的毒性（据统计：火灾烟气的毒性是导致火灾事故中人员死亡的主要原因）、恐怖性等特点也给火灾时疏散人员的生理和心理造成极大危害，给安全疏散带来一定困难。

（4）地下空间火灾，救援与扑救困难

由于地下空间火灾时产生大量热量和烟气聚集，不完全燃烧也伴有大量有毒气体产生，给人员疏散和消防人员进入救援带来极大难度，扑救工作难以展开。

所以，地下空间火灾在第一时间的及时扑救尤为重要，必须采用科学可靠的技术和工艺进行保障。

2地铁设置自动喷淋系统现状

按照《地铁设计规范》，目前国内地铁设计在每个地铁车站、车辆段、主变和集中冷站都配备了成套的FAS系统、水消防系统、防排烟系统、事故照明系统，在重要电气设备房间配备了气体自动灭火系统或者高压细水雾灭火系统进行全方位防控[2]。车辆段部分办公区域还设置了水喷淋系统。但是国家设计标准中未对站厅站台设计自动喷淋系统做强制性要求。

由于观念上的局限性，国内地铁车站设置自动喷水灭火系统的还不多，多在经济发达的美国、日本、西欧等国使用。随着经济的发展和公众对安全要求的提高，尤其近年来地铁火灾产生的严重后果，地铁车站设置自动喷水灭火系统已经引起人们高度重视。2003年韩国大邱市地铁火灾发生后，上海市消防局要求所有的地铁车站均设置自动喷水灭火系统，天津地铁和大连地铁在换乘车站的站厅层也要求设置自动喷水灭火系统。目前在全国范围内，地铁公共区设置水喷淋系统虽暂未普及，但已得到很多地铁公司和消防部门的重视。

3自动喷水灭火系统的优点

（1）有效扑救人员无法控制的火灾

一般情况下，地铁发生轻微火灾时，由于有先进的防灾报警系统能够早期给予报警和联动处理，经过培训训练的车站人员能够第一时间进行反应，将火灾扑救于初期阶段，避免了较大地铁火灾事故的发生。但是如果遇到初期阶段人员无法扑灭的火灾，或不法人员刻意纵火，在消防队到达以前，火灾就有全面发展的可能，带来极大安全风险。如此时现场设置有自动喷淋灭火系统，经触发后可自动进行有效的扑救，遏制火灾的发展。

（2）自动扑灭初期火灾，降低不确定性风险

自动喷淋系统为自动控制，具有自动探火报警和自动喷水控灭火的优良性能，不需要工作人员现场操作启动[3]。根据国内大部分地铁对车站人员的应急处置要求，在车站发生火灾时，现场工作人员要进行灭火、组织人员疏散、救援受伤乘客、向上通报和控制相关设备等一系列操作，对工作人员的处置能力要求较高。但是现实情况下，工作人员的消防安全技能存在差异，给有效处理和遏制火灾发展带来较大不确定性。所以，采用自动喷淋系统可降低车站工作人员在紧急情况下的应急处置负担和由于处置不当导致火势扩大的不确定性风险，提高车站安全性。

（3）火灾时起降温作用，防止温度对结构产生较大影响

如地铁车站火灾在初期未得到及时控制而扩大，喷淋系统在被触发后，一方面可以有效地进行喷水灭火，另一方面，通过喷水有效降低火场温度，可以防止火灾温度对车站结构造成较大影响[4]，对车站灾后修复及快速恢复交通有重要作用。

（4）吸收烟气，降低烟气对人员影响

火灾时会产生大量有毒烟气，特别是地下车站容易造成烟气聚集，由于热烟气流具有减光性、毒害性和恐怖性等特点，给乘客疏散带来很大影响。自动喷淋系统可以在火灾初期有效地吸收部分烟气，降低对人员疏散的影响。

（5）技术成熟，可靠性强，造价低廉

自动喷淋技术产生1723年的英国，至今已有近300年的发展历史，引入我国也已有70年。是当今国际上应用范围最广、用量最多、灭火效果最好的自动灭火系统，且造价低廉。其技术条件相当成熟，故障少、灭火及时、可靠性高，据发达国家的统计数字表明其灭火成功率在95%以上，能够最大程度地保护逃生人员的生命和财产安全。

4地铁公共区设置自动喷水灭火系统的风险分析

有一些学者反对在地铁车站的公共区设置自动喷水灭火系统，主要意见集中在以下方面。

（1）增加车站建设和日常维护费用

在车站公共区增设自动喷淋系统在基建成本和消防设备后期维护的成本上都会有一定的增加。经日本政府对地铁车站建设费用提高的原因进行分析得到：由于环境、防灾，安全对策要求而提高的费用占所有费用的9%，而自动喷水灭火系统主要设备为泵组、管网、阀门和喷头，其费用只是9%中很小的一部分，相对整个地铁车站的建设费用微乎其微[5]。后期维护方面主要为泵组及控制设备检测和管网检查，维护成本不大。

（2）喷淋系统会扰乱火灾烟气，不利人员疏散

在启动喷淋系统灭火后，喷头喷水除可以吸收部分烟气以外，还会对车站上层烟气层产生扰动，妨碍烟气的正常上涌流动排出，使下层清洁空气和上层高温烟气混合，增加对人员的危害，不利于人员逃生。所以，从人员疏散时间、火灾发展与系统启动时间进行考虑。根据相关研究，通常火灾发生，自动喷淋系统喷水灭火120s后，才会导致火灾烟气发生较大的扰动。即火灾发生后至少2分钟后才会产生有此不理因素产生。以人员疏散速度1.3m/s计算，此时，人员早已离开火灾位置。

（3）喷淋系统管网可能漏水导致电器设备损坏

在地铁车站公共区顶棚上，通常都布有众多电气线路和设备，如在顶棚设置自动喷水灭火系统，管网发生漏水的情况下，会对电气线路和设备造成严重影响，甚至可能引发设备烧毁引发火灾等危害。从漏水原因分析，主要是由于管网在安装验收过程中没有做好气密性测试，或者运行时间过长及震动变形的原因导致管道腐锈破损。但是从车辆段及其他项目自动喷淋系统的运行状况来看，如在管网安装施工和验收过程中严格把关，严格进行管网压力测试，保证系统的气密性，在后期管网使用寿命期限内出现管网破损漏水的情况非常少。

5系统选型与配置方式

目前国内主要采用的自动喷淋系统主要有三种形式：湿式、干湿和预作用式[6]。

湿式系统适合在温度不低于4℃并不高于70℃的环境中使用，系统结构相对简单，在处于警戒状态时，由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持管道内充水的压力。发生火灾时，由闭式喷头探测火灾．水流指示器报告起火区域，报警阀组或稳压泵的压力开关输出启动水泵信号，完成系统的启动实施灭火。

干式系统采用干式报警阀组，在警戒状态下配水管道内无水，而是充压缩空气，较适用于一年中部分时间段气温会低于零度的部分地区。为保持系统管网气压，需要配套设置稳压补气设施。火灾时，闭式喷头被触发后，配水管道有一个排气充水过程。系统开始喷水的时间，将因排气充水过程而产生滞后。因此削弱了系统的灭火能力。

预作用系统则介于干式和湿式系统之间，其采用预作用报警阀组，并由配套使用的火灾自动报警系统启动。系统处于戒备状态时，配水管道为不充水的空管。利用火灾探测器的热敏性能优于闭式喷头的特点，由火灾报警系统开启雨淋阀后为管道充水，使系统在闭式喷头动作前转换为湿式系统，其后与湿式系统运行机制相同。规范中明确规定：系统处于准工作状态时，严禁管道漏水和严禁系统误喷的场所应该使用预作用系统。

综合考虑三种系统的不同特点，湿式系统简单，可靠性强；干式系统增加了充气稳压设备，系统复杂、成本高、系统动作要首先进行排气，延长动作时间，稳定性降低；预作用系统用于具有特殊要求的场所，且系统启动要经过FAS系统，并进行排气冲水，增加了启动环节和设备的不确定性因素。考虑地铁车站为消防安全严重危险级建筑，人流密集，火灾危险性高，系统要求具有较高的可靠性；同时要结构简单，维护方便，所以采用湿式系统较为合理。

系统水源、消防水池可与车站消防栓系统共用，系统由不同的市政给水管段引入两路DN200的进水管，经水表井后接入设在车站内的消防泵房，消防泵房内设喷淋泵组、稳压泵组、气压罐和湿式报警阀组，泵组均为一用一备。在车站地面设置两套地上式消防水泵接合器。车站吊顶高度一般都在1m以上，为了对吊顶内也进行火灾防护，系统可设置上下双向喷头。向上采用普通喷头，向下采用吊顶型喷头，吊顶型喷头的集热挡水罩可有效收集火灾热量，使系统尽快启动。

6结语

均衡利弊，在地铁车站站厅、站台等公共区设置自动喷水灭火系统，能够使车站公共区火灾在发生初期得到有效遏制，使车站水消防系统更加完善，增强地铁车站火灾控制的主动性和成功率，且在技术上是可行的。

参考文献：

［1］林海泉，袁育君.地铁消防安全风险分析及应用对策［J］.地铁科技，2011（2）：49-53.

［2］GB50157-2003.地铁设计规范［S］.

［3］王颖.自动灭火系统在地铁防灾中的应用前景［J］.城市轨道交通研究，2008（6）：65-68.

［4］方正，邓艳丽.自动喷水灭火系统在地铁隧道工程应用的可能性［J］.消防科学与技术，2005，24（2）：192-195.

［5］张泉艳.地铁车站给排水消防探讨［J］.给水排水，2007，33（12）：88-89.

［6］GB50084-2001.自动喷水灭火系统设计规范［S］.