成府初步设计报告-消房

'北京奥林匹克公园成府路隧道消防系统初步设计报告目　录一、引言二、系统涉及范围三、火灾规模分析四、消防系统设计分析五、人员逃生六、其它相关机构的接口要求 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司一.引言成府路隧道是北京奥林匹克公园交通规划的重要建设之一。隧道是双管四车道由东至西与成府路平衡，横越北辰路，湖边东、西路，景观路，景观西路及北西路，全长约1.27公里。成府路隧道其特别之处为在隧道中设有公交车站，并且与国家体育馆的地下车库及其他地下车道相联接。成府路隧道附近整个交通规划规模广大，是服务2008年北京奥林匹克盛事的重要设施。并且对整个奥林匹克公园新发展区的往后发展作出交通舒缓作用。本初步设计报告书把成府路隧道消防系统与逃生设计上作出详细之设计描述，再为初步设计提出总结，最后提出与其他相关系统及单位的接口要求。二.系统涉及范围由于本隧道项目涉及面广范，运用单一种国家设计规范并不合适，因此根据功能性设计报告建议之国家规范及国际标准，对各系统定出初步设计参数及设备定案，以便后阶段施工图之制作。本初步设计报告书主要为成府路隧道的消防系统与逃生设计作出描述，以及提出与其它单位、系统的接口要求，以达至后继施工图纸制作之全面性的考虑。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司本项目的总设计师是北京市市政工程设计研究总院，而栢诚公司则协助市政院负责成府路隧道消防系统以至逃生的设计事宜。一.火灾规模分析于隧道内设置隧道消防系统的功能主要有下列要点：1.保障乘用人员安全。2.提供足够紧急救灾设施给乘用人员及消防人员使用。3.于火灾或事故发生时提供维生坏境及足够逃生通道供乘用人员逃生。4.于火灾或事故发生时提供无烟路径给拯救人员使用。5.保护隧道结构以免被高温严重损坏而导致增加伤亡或事故后的维修时程。一般来说，单向行车隧道发生火灾的机会并不高。但万一发生火灾时，因为汽车可能载满汽油或货物，其火灾规模及释热量会比一般建筑物的设计参数为高。加上北京普遍已采用环保型号的液化气体或压缩天然气体公车，其火灾时的规模及释热量和一辆载满货的大货车相约。根据市政院提供的资料，预计成府路隧道行车类别及分布是：车种所占百份比小客车、中客车合计：92.97%大客车合计：4.57%第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司小货车、中货车合计：1.59%大货车合计：0.87%总和：100%因应隧道安全考虑，载有危险品车辆严禁使用隧道。根据美国全国防火协会502号标准(NFPA502Standard)有关行车隧道、桥梁及高速公路的设计，不同种类的汽车的一般火灾释热量总结如下：车种火灾释热量客车5MW货车及公车20MW运油车（汽油）30~100MW而根据国际道路学会(PIARC，C5，1999)的建议，不同种类的汽车的一般火灾释热量总结如下:车种火灾释热量小型客车2.5MW大型客车5MW二至三辆客车8MW面包车15MW公车20MW货车20~30MW参考以上的不同地区标准之隧道火灾释热量的设计要求，一般的汽车火灾释热量应为20MW至30MW。另由于成府路隧道属于全时间单向行车隧道，国家及国际标准均建议可以考虑单一火场情况，并不需要考虑同时间有多个火场的情况。而且单向行车隧道发生意外而导致第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司火灾的机会远比单管双向行车隧道为低。另外，运油车等危险品车辆禁止使用隧道以减低大型火灾的危险。以最差情况作考虑，成府路隧道的设计火灾释热量为按30MW设计。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司消防系统设计分析在隧道机电系统设计中，除隧道通风系统外，适当的消防系统对隧道的乘用人员安全及其结构是非常重要的。根据现时国内外的行车隧道的一般规范要求，兼且考慮实际的情况，以下的消防系统的应用是可为成府路隧道提供参考：n消防栓、水带箱及其供水系统n雨淋系统，洒水喷头及其供水系统n手提灭火器n消防火灾报警及其联动系统n隧道事故监察器及闭路电视摄影机综合现时的国家规范(JTJ026-90)及国内外公路隧道的设计经验，成府路隧道是需要应用以上的各种消防系统。亦因為隧道中火灾的釋放熱量較一般建筑物大,所以建議設置雨淋系统。雨淋系统的洒水喷头需要安装在隧道天花以保持隧道的结构不易受火灾影响而损坏。但有关的雨淋裝置必须为手动控制，建议在人员逃生后才以人手启动，以防止雨淋系统自动撒水时地滑及产生的水蒸气影响逃生。类似的雨淋系统于澳大利亚的所有公路隧道均有安装。4.1設計原則n隧道内消防给水水源采用城市自来水，結合既有市政管网及城市規划，分别由城市自来水管网第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司提供两路水源供水，引入两根DN200给水管，接至隧道消防泵房。在保証不間断供水的前提下，滿足消防用水的水量、水压要求。n消防系統管网采用環狀布置。n本工程同一時間内發生火災数按一处考慮。n隧道消防系統包括：消火栓系统、雨淋系统及手提式灭火器配置。4.2技術標准《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)《建筑設計防火規范》(GRJl6－872001年版)《高层民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140-90)《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001)《消防通信指挥系统设计规范》(GB50313-2000)4.3消防给水消防供水水源直接从市政管网提供两路市政供水，且在给水点安裝电动常关阀门，该阀门在消防用水时可从监控中心遥控打开。打开后消防系统须于5分钟内充水及可供应用。成府路隧道內均設有消火栓及雨淋系統，為保证供水安全，消防管在隧道內連通成環狀。消防水管于隧道中作环型布置及供水，而且消防栓及雨第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司淋系统均共用同一供水管。因北京市自来水公司保证市政供水水压为18米水柱及考虑隧道落差，需设两条200毫米直径供水管连接消防水箱。由于北京冬天气温会低于零度，消防供水管需覆设电伴热及保温外层，而雨淋系统则采用开放式洒水喷头。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司4.4消防水系统消防水系统包括以下系统n消火栓系统n雨淋系统n水泵接合器n灭火器消防水量及水压均由设在地下的消防泵提供，消防水池储水量为520立方米，水源来自隧道周边两路市政供水管（管径不小于200mm)，消防泵房位置于西行车隧道CH2370侧。消火栓及雨淋系统共用一套消防水泵及配水干管（管径DN300），在报警阀前管网分开设置，隧道内的消防充水管道采用电伴热保温，以防止因冰冻导致管网破裂。泵房内共设四台消防水泵（三用一备），单台水泵流量为42L/s，扬程为0.6MPa。4.4.1消防用水量消防系统流量(升/秒)火灾延续时间(小时)耗量(立方米)A.雨淋系统1041375B.消火栓系统2021445204.4.2消火栓系统第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司消火栓将沿隧道行车方向每隔50m设置一组，每个消火栓均配备水带、水枪和方便非消防人员使用的消防卷盘，匀设置于设备箱内。按规范要求，隧道内消火栓用水量不应小于20L/s，隧道洞口外的市政消火栓用水量不应小于30L/s，火灾延续时间为2小时。消火栓与雨淋系统共用消防配水干管，采用临时高压系统，在每个消火栓处设置起泵按钮直接启动消防水泵，保证系统在接到报警后5分钟内即可达到设计水压要求。同时在消防泵房内设有泄压管，可将起泵初期的超压水回流至消防水池。水泵房附近的消火栓为防止动压过大均采用减压稳压消火栓。另每隔300m设一个止阀,以利维修.建议监察阀门开关状态,可透过机电设备监控系统进行.消火栓规格：消防栓出水口直径65毫米，水枪喷嘴口径19毫米，水带长25米，水枪充实水柱不小于10米，每支水枪流量为5升/秒。消防卷盘规格：出水口直径25毫米，胶带内径19毫米，喷嘴口径6毫米。4.4.3雨淋系统依据国家规范的建议，雨淋系统适用于火灾水平迅速蔓延的场所。由于雨淋阀开启后，其阀后连接的所有开式洒水喷头日时喷水，喷水量大、控火率高，而在灭火的同时可以起到冷却降温的作用，保护隧道整体结构不会因为火灾高温而受到破坏。雨淋系统设计要求：n雨淋系统按严生危险I极设计，喷水强度为12L/min/m2。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司n每个雨淋阀控制的喷水面积不宜大于260m2，根据成府路隧道内的实际环境，每个雨淋保护区为16.25m(长)x16m(宽)。整条隧道每管共设69个雨淋保护区，双管共设138个雨淋保护区。n喷头工作压力不少于0.1MPa，喷头流量系数K值为115。n雨淋系统的持续喷水时间为1小时火灾延续时间。n每个雨淋区的用水量为52升/秒。n因火灾点可在雨淋区边缘发生，雨淋系统的最大设计流量应考虑两个雨淋区同时启动的情况，故设计流量为104升/秒。n雨淋系统的配加管道充水时间不宜大于2分钟。雨淋阀紧贴隧道结构墙体设置，通过防火板与行车道分隔，雨淋阀前的防火板做1.5（高）X1.0（宽）对开式检修门，便于对雨淋阀的操作及维护。雨淋阀的控制必须为手动操作，手动操作电括阀组观场应急手动操作和监控中心远距离手动操作。跟据国际道路学会常设委员会(PIARC)建议，为防止雨淋系统自动洒水导致地面湿滑以及产生水蒸气影响逃生，雨淋阀应在乘用人员逃生后才手动开启，其主要目的是保护隧道结构以免被高温严重损坏而导致增加伤亡或事故后的维修时程。4.4.4水泵接合器第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司本项目共设置8套水泵结合器，与隧道内消防配水干管相连，每套水泵接合器的流量为15升/秒。水泵接合器集中设置于成府路隧道洞口两侧，每侧设置2套分别位于隧道两端入口处，水泵接合器间距为5米。4.4.5手提式灭火器手提式灭火器有助于扑救小型火灾或于火灾初發生時扑灭火灾。按规范要求，隧道内设置能扑救ABC类火灾的灭火器，每具灭火器的灭火级别不应低于5A或5B，以便有关人员在发现火灾时采取及时扑救。每个消火栓设备箱处均设2具5kg磷酸铵盐灭火器。4.5消防火灾报警及其联动系统依据有关规范并参照相关资料，本建设项目属三类隧道，考虑设置消防火灾报警控制系统。报警控制系统为控制中心型报警系统。4.5.1消防控制中心消防控制中心设于监控中心内，位于1#变电站一侧，智能型火灾报警及控制主机放置在消防控制中心内，报警主机之间通过网络连接，系统上为同一级别，主机工作站的确定用操作员密码及相应软件的设置来进行。整个系统采用环形总线的回路组成方式，并在总线上采用短路隔离器，有效减少局部线路故障对整个系统的影响。火灾报警器之间通过网络接口实现通讯。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司此外，消防控制中心内设置联动控制系统，负责控制隧道内的消防设备，主要功能组成包括：火灾自动报警及联动控制系统、火灾视频显示屏、火灾应急广播系统、消防电话系统和应急电源配电盘、UPS电源、消防系统，运行记录打印机。4.5.2火灾报警系统地址式手动报警按钮：在隧道内设置地址式手动报警按钮，每个消火栓设备箱处均设一个手动报警按钮，与邻近的的距离不大于50米，可与消火栓起泵按钮一起布置；同时在逃生出口处也设置地址式手动报警按钮。缆式报警：建议设置光纤分布式温度监测系统，沿隧道铺设光纤温度测量系统，可以检测到每隔1米各点的温度变化。连续监测信号，任意温度点报警。通过设置于消防控制中心的检测设备与控制主机联动的方式可以确认隧道内不同位置的火灾报警信号。4.5.3消防设备联动系统通过设于消防控制中心的消防联动控制装置，在火灾时，可手动或自动启动消防泵、启动相关部位的射流风机等相关的消防设备，控制防火卷帘的下降，可切除相关部位与消防无关的电源，打开相关火灾事故广播，接通火灾应急照明和疏散指示灯。在消防控制中心可显示消防泵、消火栓按钮等设施的工作状态。消火栓泵的第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司启动：火灾发生时可通过按下消火栓泵启动按钮启动消火栓泵，消火栓泵启动按钮按不大于50米距离设置；同时，通过监视模块可将起泵信号传至消防控制中心，由消防报警控制主机通过控制模块启动消火栓泵，平时系统还可监视该泵运行状态。此外，该消防设备在消防控制中心设硬线直起控制。控制防火卷帘的下降：当接到火灾报警信号并确认后，消防报警控制主机通过控制模块可控制防火卷帘的下降。并监视控制防火卷帘的位置。逃生门状态监控：系统配置监视模块用以监视逃生门的状态。联通道状态监控：系统配置监视模块用以监视联通道的状态。消防广播的启动：发生火情时，消防报警控制主机将强切至播放紧急广播。隧道排烟控制：当火灾报警控制信号传入位于隧道东西两端入口处的管理控制中心内的火灾报警控制主机并确认隧道内有火灾发生时，火灾报警控制主机将发出相应控制信号，由控制模块控制马达控制中心（MCC）启动相关的风机。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司4.5.4火灾紧急广播系统有线广播系统提供火灾事故广播及平时广播服务。广播设备设于消防控制中心内。系统设备包括多碟式鐳射唱机、固态录音播放机、功率放大器、话筒、紧急切换、分区及音量控制器等。根据有关规范要求，本系统设计时背景噪声按80db考虑，扬声器功率按照在播放范围内最远点的播放声压级按高于背景噪声15db设计。依据计算结果，扬声器之间的距离按不大于25米计算，扬声器功率为20W。设置紧急广播备用扩音机，其容量不小于火灾同时广播的范围内应急广播扬声器最大容量综合的1.5倍。本系统平时用于隧道管理用广播，广播用扬声器平时分组运行；火灾发生时强切换至消防紧急广播，用于全隧道的紧急广播。4.5.5紧急对讲电话系统隧道设置机紧急对讲电话系统，用于隧道内人员与控制中心人员进行通话，系统的设备由电话中央交换主机、对讲主机、操作键盘、话筒、对讲分机及扬声器等组成。并配置实时录音设备。中央交换机位于管理控制中心，管理人员通过对讲主机与分机联系。同时，系统配有对外的通讯接口，可与交通系统管理网络相连接。电话分机沿隧道布置，每个消火栓设备箱处均设一个，距离按不大于50米考虑。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司电话交换主机为全电子微处理器控制的双向交换功能的交换机，系统通过添置卡板的方式可以进行扩展。系统容量考虑至少具有两个语音通道，共设70门对讲分机。4.6消防设备供电本项目之消防设备均为一级负荷，要求双电源供电，具体设计详见通风系统电气一节。本节仅就消防泵房和消防控制中心的供电电源进行简述。消防泵房电源：电源为双路电源，分别来自西变电站风机马达控制中心的两段不同的母线，采用低烟无卤YJE电缆供电之消防泵房，在末端通过ATS进行切换。每路电源均可带全部消防负荷。消防控制中心：电源为双路电源，分别来自西变电站风机马达控制中心的两段不同的母线，采用低烟无卤YJE电缆供电之消防控制中心，在末端具有ATS进行切换。每路电源均可带全部消防负荷。4.7隧道排烟系统成府路隧道采用射流风机进行纵向通风，这种通风方式是适合单向行车隧道。当火灾发生时,通风系统会达至临介风速而避免烟雾逆流而影向上游车辆,而下游车辆可继续向前驶出隧道.从以上之火灾风险分析,通风系统要应付不少于30MW火灾释热量。现时成府路隧道的通风设施可满足30MW第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司火灾释热量时的临介风速（给3m/s）要求。而所配备的射流风机,均需要满足在高温250°C之环境下运作至少一小时。详细的通风系统的运作及配备可参阅通风系统初步设计报告。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司4.8交通监控系统交通监控是交通管理系统的主要骨干,在事故发生时有效地控制隧道内外的交通,让救援人员尽快到达事故现场。交通监控系统包括以下的设备:n自动事故侦测系统n闭路电视n车道讯号n可变讯号n交通标志n交通计划详细的交通监控系统的运作及配备在另一份报告内详述。4.9紧急照明系统以下设备建议要有不間断电或自设电池支持于火灾时运作n隧道基础照明n逃生通道,连通道照明n逃生标志照明建议逃生标志及指示设置在隧道的低位置,以利于浓烟环境逃生下,可以清楚看见指示。详细的紧急照明系统的设计及配备在另一份报告内详述。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司人员逃生在现代隧道设计中，人员逃生已是防灾计划中的设计重点之一。成府路隧道为一高流量隧道，双管四行车道。管道间以防火墙分隔，将两个方向的行车隧道分隔成不同的防火区。但成府路隧道与地下连车道及商业区连接，比较复杂，其安全性要求比一般的公路隧道为高。5.1逃生设备综合国内外的相关设计规范，性能需求及本项目特性等，成府路隧道设置以下逃生设备供乘用人员逃生之用：n于隧道防火墙每隔约100米设置联通道，并设置滑行式自动关闭防烟门。联通道防烟门为2m(宽)x2.2m(高)，整段隧道共设11个联通道。n在适当地方设置通往地面的逃生出口。根据国家消防规范，建筑每隔约300米设置一个逃生出口，并设自动关闭防烟门，逃生出口防烟门为1m(宽)x2.2m(高)，整段隧道共设6个逃生出口。而且逃生出口因应地面用地限制适当地增加。n在通往连接至国家体育馆的地下车库及商业区的地下车库出入口设置的防火卷帘，并在旁边加上逃生出口及自动关闭防烟门。东行及西行车线分别设2组及5组防火卷帘。当紧急事故发生时，隧道事故监察器及闭路电视摄影机应能有效指出事故位置，以便监控中心第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司人员作出相应行动。如确定需要逃生，两边隧道将要立刻停止运作，禁止车辆再进入。无事故的隧道将成一逃生通道。事故隧道中乘用人员应能从各逃生出口或联通道通往安全地方或无事故的隧道。5.2逃生策略逃生策略要考虑下游之交通情况和隧道排煙系統之操作。下游交通畅顺当火灾发生时,隧道通风以纵向通风方式运,以达至临界风速而避免烟雾逆流而影向上游车辆,而下游车辆可继续向前驶出隧道，乘用人员可向上游无烟区逃生。下游交通堵塞当火灾发生时,若果下游交通堵塞,乘用人员可向最近之联通道或逃生出口逃生及等待救援。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司其他相关机构的接口要求成府路隧道由于与地下车库、地下联通道连接，要从整体规划来考虑,对接口处提出要求，以配合其他单位之设计及运作，从而达至安全及可靠的交通运系统。隧道設备佔地面的用地及規劃安排n变电机房及配电室分别设于隧道西行线侧CH2370及CH2100的位置,以提供两路电源。n通往地面的逃生通道，应与地面设施及用地配合。n监控中心设于隧道西行线侧CH2430的位置。n提供联通管道由隧道配电室连接至监控中心,供监控系统行走电缆.隧道结构n东、西行车管道设中央防火墙，分隔不同方向行车之车辆，每隔100米设联通道，共设11个联通道。n隧道东、西洞口各設大約30米長之分隔墻,以減少隧道內之廢气由隧道出口短路回流至另一方向管道之入口。n隧道顶部预留1.1米设备位置，安装射流风机。n隧道墙边两旁预留0.8米给设备、电缆、消防水管。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司n隧道两旁行人道下预留1.2米给设备、电缆、消防水管。n公交车站站台顶部打开。n每隔300米设逃生通道往地面，每管设3个，双管共设6个，需按实际情况适当地增加。配电n于隧道西行线侧CH2370及CH2100的位置设置变电机房及配电室，提供两路电源，变压器及低压配电屏由市政院负责。n环控系统配电室设在变电机房旁，配电室约15米(长)x6米(宽)x3.5米(高)。n整所变电机房尺寸大小由市政院负责。消防供水n于隧道消防泵房接入两路市政用水，消防入水管的接点在消防泵房内离墙身300mm的位置。n于隧道东、西洞口设消防接合器，合共8组，以供消防人员使用。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27 成府路隧道消防系统初步设计报告柏诚工程技术（北京）有限公司防火防火卷帘n与地下车库，地下联通道连接的行车道的接口处、安装防火防火卷帘，与隧道的紧急通风系统联动。此系统由其他单位负责。地下车库、地下联通道机械排烟n地下车库、地下联通道的机械排烟系统由其他单位负责。排烟系统与防火卷帘联动。隧道监控中心n监控中心设交通监控设备，由其他单位負責。监控中心需预留空间给消防系统操作台、环控系统操作台、火灾訉号接受盘、隧道环控操作盘及相关伺服器等等。第22页P:2901503A/GN/0942’052005/05/27'