广州地铁IG541气体灭火系统设计经验浅谈

摘要 地铁中的变配电室、通信及信号设备室等一些电气用房属于重要部位，这些区域不但房间内部的设备价格昂贵，而且一旦发生火灾等意外事故将导致地铁行车中断，影响整个地铁的运营安全，因此，按规范采用自动灭火系统进行保护。本文结合作者多条地铁线路设计经验，就IG541气体灭火系统设计中需注意的问题进行简单论述。

关键词 广州地铁 气体灭火 IG541 设计

1 IG541气体简介

IG541气体为混合气体，其成分一般为52%氮气、40%氩气和8%的二氧化碳，灭火机理为稀释氧气，窒息灭火。IG541三种气体是自然存在于大气中的隋性气体，不会对大气臭氧层产生任何破坏作用，对环境没有影响，是国际上公认的洁净气体。

2广州地铁IG541气体灭火系统应用情况

广州地铁目前已建成开通的线路有9条，在建线路有10条，IG541气体灭火系统应用情况见表1。

3 IG541气体灭火系统充装压力选择

IG541气体灭火系统优点众多，但缺点是充装压力较高，日常运营存在一定的安全隐患。IG541气体灭火系统分一级充压及二级充压，充装压力分别为15.0MPa（20℃，表压） 及20.0MPa（20℃，表压）。考虑安全因素，广州地铁选择的是一级充压系统。目前，国内绝大多数城市都参考广州地铁做法。

4系统的保护范围

（1）全线各地下车站的通信设备室（含电源室）、信号设备室（含电源室）、环控电控室、制动控制柜室、综合控制室（主控制系统设备室）、屏蔽门控制室；变电所的控制室、0.4KV开关柜室、1500V直流开关柜室、与直流开关柜室合建的33KV开关柜室、整流变压器室、PIDS设备室、蓄电池室、应急照明电源室、UPS电源室、集中UPS室（UPS整合室）、回馈变压器室、能量回馈装置室。

（2）地下区间风机房的跟随降压变电所、应急照明电源室。

（3）车辆段及停车场的通信、信号设备用房，地下变电所。

（4）控制中心内的通信、信号、综合监控及AFC等系统的中央级设备用房。

广州地铁对于车辆段、停车场等地面建筑气体灭火系统保护区范围要求高于现行《地铁设计规范》及《建筑设计防火规范》规定。

5 气瓶室的设置要求

气瓶室正确设置对于气体灭火系统设计及后期运营维护至关重要，有几点应引起注意：

（1）受输送距离影响，建议IG541气体灭火系统气瓶室保护半径不宜大于110m，因此气瓶室布置尽量靠近被保护的设备用房，同时设备用房宜集中布置。

（2）气瓶室门向外开启，并应直接通向室外或疏散走道，隔墙的耐火极限不小3h，门采用甲级防火门。

（3）气瓶室应矩形布置，面积须考虑设备摆放及后期维护，车站设备房较多的一端气瓶室宜按25～30m2，较小的一端按15～20m2。气瓶室净空高度不低于3.5m，设备允许荷载为2t/m。

6 防护区建筑、结构及防静电地板开孔率要求

防护区应是一个封闭性良好的防火空间，门朝外开启并能自行关闭；防护区应有能在30s内使该区人员疏散完毕的走道与出口；防护区隔墙的耐火极限不小于3h，楼板不小于2h，构件（门、窗）的耐火极限不小于0.5h，吊顶不小于0.25h；防护区围护结构承受内压的允许压强不低于1.2KPa；防护区不应设置可开启的窗户，玻璃隔墙采用防火防爆玻璃。围护结构上不应暗装如消火栓箱等大型设备，应采用不影响防护区围护结构承压能力的措施。

7 管道走向及标高的确定

笔者在施工配合中发现车站各专业管线“打架”的现象较严重，现场协调的量很大，究其原因主要有：

（1）设计阶段，综合管线施工图没有协调好各专业位置，导致后期现场难以走通。

（2）地铁机电安装工期受前期土建影响往往相当紧张，施工单位各专业为抢工期，在管道安装前，缺乏交流，导致有的专业管线安装后，其他专业没办法正常安装的情况。

8 与火灾自动报警系统（FAS）接口形式

气体灭火系统与火灾自动报警系统接口形式有两种：

（1）采用硬线接口方式。在每个防护区门口设置灭火控制盘，每个灭火控制盘可以向FAS系统发送5个信号，包括：火灾预报警信号，火灾确认信号，故障信号，气体释放信号，自动/手动状态信号，接口位置在每个灭火控制盘接线端子排外侧，所有接口均为无源常开节点。气体灭火系统控制主机（设在车站控制室）通过两个输出模块向FAS系统发送2个信号：包括系统故障信号，自动/手动状态信号。

（2）采用通信接口方式。在每个防护区门口设置灭火控制盘，将所有保护区灭火控制盘火灾预报警信号、火灾确认信号、故障信号、气体释放信号、自动/手动状态信号，气体灭火系统控制主机（设在车站控制室）系统故障信号，自动/手动状态信号，统一由气体灭火系统控制主机通过通信接口方式发送至FAS系统主机（设在车站控制室）。

9 与电动防烟防火阀接口问题

气体灭火系统与电动防烟防火阀接口为：当火灾被确认后，灭火控制盘控制辅助电源箱向防护区内的防火阀输出DC24V有源开关信号将防火阀关闭。接口位置在防火阀接线端子处，每个防火阀的额定电流不大于0.5A，防火阀采用串连滚动方式关闭。

笔者在施工配合当中，发现该接口需要整改的问题很多，主要情况分两种：

（1）气体灭火系统图纸中电动防烟防火阀设置与空调专业图纸不一致，导致现场漏接或多接了手动防烟防火阀。

（2）两个防护区间公共电动防烟防火阀没有实现无论哪个防护区火灾时，均可以关闭的功能，导致串烟。

针对以上情况，建议设计人员对于电动防烟防火阀的输入图纸，必须要用空调专业的终版施工图（含平面图及工艺图），避免错误。关于公共电动防烟防火阀，可考虑两个保护区均与其连接的方式，实现火灾时避免串烟的情况，接线方式见图1。

10结语

气体灭火系统是地铁消防中重点关注的部分，设计中有很多值得探讨的问题及优化的做法，本文仅抛砖引玉，浅谈自己的一点体会，供同行参考及指正。

参考文献：

[1] GB 50157-2013， 地铁设计规范.北京： 中国计划出版社， 2014.

[2] GB 50370-2005， 气体灭火系统设计规范.北京： 中国标准出版社， 2006.

[3] GB 50116-2013， 火灾自动报警系统设计规范. 北京： 中国计划出版社， 2014.

[4] 杨晓冬，李宝，张跃勐.气体灭火系统管道输送距离探讨--IG541混合气体灭火系统. 天津：《消防科学与技术》，2007年1月第26卷第1期.