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[综合学刊] 中小型铁路站房给排水及消防设计中的系统独立性与接口协同

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中小型铁路站房给排水及消防设计中的系统独立性与接口协同

摘要:中小型铁路站房体量有限,但其给排水及消防系统仍需覆盖给水、排水、雨水、消火栓、自动灭火等多个子系统,设计复杂度并不因站房规模缩小而等比例降低。本文依据中小型铁路站房给排水及消防设计的既有资料,围绕系统独立设置与多单位接口协同两条主线,分析站区统一给水与站房独立消防之间的分工逻辑、设计界面划分不清可能引发的缺项漏项、以及高位消防水箱受建筑造型制约时的协调路径。分析表明,中小型站房给排水及消防设计的核心难点不在单体技术本身,而在于总体院与站房院之间、各专业工种之间的接口管理。设计初期明确分工界面、统一全线设计原则、在建筑造型与消防设施布置之间提前协调,是减少后期变更和运维困难的关键。

关键词:中小型铁路站房;给排水;消防设计;设计界面;接口协同

引言

中小型铁路客站在铁路交通体系中数量众多、分布面广。据资料所引国家铁路局统计,2007年至2018年十余年间,我国已相继建成新型铁路客站1000余座,其中中小型铁路客站多达700余座。这一数据表明,中小型站房虽然单体体量不大,但在构建铁路交通体系中承担着不可忽视的基础性功能。与之对应,中小型站房的给排水及消防系统设计基本涵盖了站房相关设计的各系统,仅系统设计的复杂程度与大型站房有所区别。

从设计组织方式看,铁路客站一般由铁路客站站房、客运服务设施和城市配套设施等组成,由多个单位同时分项设计,铁路院作为总体院牵头协调。这一多主体参与的组织特征,使中小型站房给排水及消防设计面临一个容易被忽视的问题:系统本身的技术难度有限,但设计界面划分、设计原则统一、专业间提资配合等接口问题,往往成为缺项漏项和后期变更的主要来源。

本文的分析范围限定于中小型铁路站房给排水及消防设计的前期准备、给水系统、排水系统和消防系统四个层面,重点讨论系统独立设置与接口协同之间的关系。文中涉及的技术参数和做法均来自本次参考资料,具体工程应用时仍应以现行规章、扩初批复和现场管理要求为准。

一、设计前期准备中的界面划分与原则统一

中小型站房给排水及消防设计的质量,在很大程度上取决于施工图开始之前的前期准备工作是否到位。资料明确指出,正式扩初批复是施工图的重要设计依据,应严格根据扩初批复内的控制指标来进行施工图设计。这意味着设计前期的第一项工作是确认扩初批复中与给排水及消防相关的控制指标,而非在施工图阶段自行调整系统方案。

在此基础上,设计界面划分是前期准备的核心环节。铁路客站由多家单位分项设计,铁路院作为总体院牵头协调。作为站房设计单位,应在设计初期与总体院明确站房设计与其他各单位的分工界面,避免双方因设计界面模糊而导致缺项漏项。在后期设计阶段,还应积极配合,跟进落实各接口的接驳情况。这一要求直接指向中小型站房给排水及消防设计中的一个典型风险:站区统一设置的给水站、室外消防水泵房等设施由总体院统筹,站房院负责站房内部系统,两者之间的水量提资、管道接驳位置和管径衔接如果未在设计初期明确,极易在施工图阶段或现场施工阶段暴露矛盾。

另一项前期工作是设计原则的统一。同一条铁路线一般由多个大、中、小型客站构成,隶属不同设计单位设计。考虑同一条铁路后期多由同个路局单位运行维护,资料建议设计伊始各家设计院共同探讨、达成本条线路的设计统一原则,包括但不限于管材选型、设备参数选择等,以便后期统一运维管理。这一建议对中小型站房具有特殊意义:中小型站房数量多、单体规模小,如果各站管材选型和设备参数各行其是,将给路局运维带来备品备件储备和检修标准统一方面的额外负担。因此,设计原则统一不仅是设计阶段的技术协调问题,也是面向运维管理的可维护性设计问题。

二、站区统一给水与站房用水设计的衔接

中小型铁路站房的给水系统设计,首先需要回答站房用水由谁供给的问题。资料指出,中小型铁路站房由于站房面积较小,考虑尽量减少设备机房对站房面积的侵占,一般由总体院统筹整个站区统一设置给水站。站房院提资所需给水水量、水压及来水管道的位置与管径。这一安排体现了中小型站房给排水设计的一个基本思路:将供水设施集中到站区层面统一解决,避免在每个站房内重复设置给水加压设备,从而释放站房内部有限的建筑面积。

在这一分工模式下,站房院的核心任务是准确计算并提资用水量。资料给出了站房内旅客用水量的计算公式,其中涉及用水不均匀系数、站房最高聚集人数和旅客生活用水定额三个参数,并分别列出了客货共线铁路客站和城际、高速铁路客站的生活用水定额及用水不均匀系数取值范围。饮用水用水量同样按该公式计算,相关参数按旅客饮用水定额及用水不均匀系数表选取。这些参数是站房院向总体院提资的基本依据,参数选取的准确性直接影响站区给水站的能力配置。

除基本给水外,站房直饮水及热水的设计也有明确的边界。资料指出,站房应单独设置旅客用开水间,开水间应与卫生间隔离设置。由于中小型站房饮水点较少,一般不采用集中净水供应系统,多在开水间内设置带净化功能开水器,并配套相应防烫伤措施。卫生热水方面,中、小型站房普遍仅在母婴室、商务候车室内设置卫生热水设施,其余区域卫生间设施不供应热水。严寒、寒冷等特殊区域,热水供应还需按扩初批复及当地路局意见核实确认。这些做法反映了中小型站房在满足基本服务功能的前提下控制系统复杂度和设备机房占用的设计取向。

给水细部设计中有两点值得关注。其一,站房给水计量应设有自动采集、数据远传功能,并注意向电气专业提资。这一要求涉及给排水与电气两个专业的接口,如果提资遗漏,将导致计量数据无法上传至管理系统。其二,站房应采用节水型洁具。资料提到,由于出入车站人员繁多,感应式蹲便器常有自动冲洗不净的情况,近来不少站房采用感应式加脚踏式一体的蹲便器来替代传统的感应式或脚踏式大便器,有利于实现节水又防止冲洗不洁的情况。这一做法来自实际运营反馈,对中小型站房公共卫生间洁具选型具有参考价值。

此外,中小型站房通常会在首层设有几处旅客服务区域。资料给出了商业设施的规模参考:小型站房内以站房建筑面积的2%至4%设置旅服等商业设施,中型站内商业规模一般为站房面积的4%至8%。在前期招商未定的情况下,通俗做法是在各旅服区域单独预留上下水条件,给水管DN40并单独计量,排水管De110排至室外隔油池。后期待运营方完成招商后,再与相关单位核实上下水情况是否满足需求。这一做法实际上是在招商不确定条件下的一种预留策略,其合理性在于避免后期因商业业态调整而重新开凿管线和破坏装修。

三、排水与雨水系统中的自净流速与防倒灌问题

站房排水系统方面,资料明确地上污废水采用重力排水,设置通气管提高排水能力。由于站房公共卫生间同时使用人数较多,生活污水排出管管径应比计算管径加大一级。同时需根据管道管径、坡度复核排水管道流速是否满足自净流速。当通用坡度计算得出的流速不满足自净流速时,应适当放大管道坡度。资料给出了自净流速与管径对照关系,污水管管径小于150mm、等于150mm和等于200mm时分别对应不同的自净流速要求。这一要求的技术逻辑在于:站房公共卫生间排水具有集中、短时、大流量的特点,如果管道流速长期低于自净流速,污物容易在管内沉积,进而引发堵塞。管径加大一级和坡度适当放大,都是为保证实际流速达到自净要求而采取的措施。

地下卫生间排水是另一个容易出现问题的环节。资料指出,地下卫生间压力排水应采用密闭式一体化提升装置,外置铰刀,大通道排水,并设置通气。资料同时提到,早期一些旧站房采用集水坑外加潜污泵形式,运行中排水管道堵塞情况常有发生,设计人员需在图纸中明确相关内容,杜绝此类情况发生。这一对比说明,地下卫生间排水设备形式的选择直接影响后期运维的可靠性,密闭式一体化提升装置在防止堵塞方面优于传统的集水坑加潜污泵形式。

雨水系统方面,资料明确站房按重要公共建筑类别考虑,中小型铁路客站雨水设计重现期应为50年,屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不少于100年重现期。溢流系统尽量采用屋面开溢流口的形式,并与建筑协调,避免设置在站房正立面及靠近站台侧。中小型铁路站房由于屋面面积较小,多采用87型雨水系统。设计时应合理设置排水沟位置,尽量避免旅客换乘大厅上方出现雨水悬吊管,以减小管道漏水检修对乘客的影响。严寒地区的排水天沟处宜设置冰雪融化装置。

设有地下室的站房,还应与建筑专业积极配合,考虑防止室外雨水倒灌入地下室的措施,如控制室内外高差、入口找坡、扶梯设置集水坑等。这一要求涉及给排水与建筑两个专业的协调,属于典型的接口问题:防倒灌措施的有效性取决于建筑标高设计和场地排水组织的整体配合,而非给排水专业单独能够解决。

四、站房独立消防系统与建筑造型的协调

消防系统是中小型站房给排水及消防设计中系统独立性最强的部分。资料明确指出,由于站房聚集人数多、建筑重要性高,室内消防系统一般与站区其余建筑脱开,独立设置消防系统,在站房内独立设置消防水池、消防水泵房、消防水箱等消防设备机房。这构成了与给水系统相反的设置逻辑:给水系统倾向于站区统一以节省站房面积,消防系统则倾向于站房独立以保证可靠性。理解这一差异,是把握中小型站房给排水及消防设计整体思路的关键。

室外消防方面,资料指出一般由总体院统筹考虑,由站区室外消防水泵房统一供给,但需注意与总体院核实室外消防水量。若站区水量无法满足,则需在站房消防水池内增加站房室外消火栓水量。这一要求再次体现了站房院与总体院之间接口核实的重要性。

室内消防方面,资料明确站房室内消防系统按GB50016-2014(2018年版)《建筑设计防火规范》判断室内消火栓、自动灭火等消防设施的设置情况。中小型站房室内消防设计系统普遍同一般民用建筑消防设计遵循国标消防规范。在此基础上,资料重点介绍了站房室内消防中遇到的相关难点。

消火栓箱设置方面,装修要求较高的高架候车室和站台层等高大空间的消火栓箱应尽量沿墙及柱布置,方便后期装饰处理。部分站房柱跨较大,高大空间区域内无结构柱,不便设置消火栓时,可采取与建筑、暖通和电气工种配合、采取合用设备箱形式设置消火栓箱,或采用地下消火栓箱但必须提前征得当地消防部门同意,消火栓现场位置要标注清楚、易于辨识。这两种措施都涉及跨专业配合或外部审批,需要在设计阶段提前启动协调。

高位消防水箱设置是中小型站房消防设计中受建筑造型制约最明显的环节。按GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》,高位消防水箱最低水位需高于建筑物内最高消防设施。由于站房建筑往往结合当地区域特色,造型各有特色,高位消防水箱常无法设在建筑物的最高点(一般是高大净空候车厅屋面)。为兼顾独特的建筑造型,通常将高位消防水箱设置在略低于候车厅屋面的左右两侧设备屋面。候车厅内采用消防炮保护,消防炮设置高度低于高位消防水箱的最低水位,候车厅区域的吊顶内不设喷淋。为满足此条件,在设计伊始需与建筑、装修、电气、暖通核实以下问题:候车厅格栅的通透率需小于30%;吊顶高度大于800mm的闷顶内,配电线路采用不燃材料套管,风管保温采用难燃材料,不设其他可燃物;屋顶的钢结构外涂耐火极限大于1h的耐火层保护,屋面采用不燃烧材料。这一组条件说明,高位消防水箱位置的下移并非简单的设备布置调整,而是需要建筑、装修、电气、暖通多专业同步满足一系列防火条件才能成立,属于典型的系统性协调问题。

资料还提到,中小型站房常因为造型原因,建筑仅设置钢爬梯替代楼梯通往设有水箱间的屋面。各条线路设计回访时,都收到钢爬梯攀爬不易、导致高位消防水箱间巡检不便的反馈。设计人员应尽量与建筑沟通,创造便利通往屋面的路由;当设置楼梯等确有困难时,建议可以将钢爬梯设置成斜梯,方便工作人员攀爬。这一反馈来自设计回访,反映了运维便利性在设计阶段容易被忽视的问题。

其它灭火系统方面,站房内信息系统机房、通信机械室设置气体灭火房间;站房通信、信息按E类火灾、中危险级配置手提式二氧化碳灭火器,注意需配套设置防毒面具、空气呼吸器。这些要求涉及消防与通信、信息专业的接口,同样需要在设计阶段明确。

结论与建议

综合以上分析,中小型铁路站房给排水及消防设计可以得出以下结论。第一,中小型站房给排水及消防系统在技术内容上基本涵盖各子系统,其设计难点不在单体技术本身,而在系统独立设置与多单位、多专业接口之间的协同。给水系统倾向于站区统一以节省站房面积,消防系统倾向于站房独立以保证可靠性,两种设置逻辑并存,要求设计人员在前期准备阶段就明确分工界面。第二,设计界面模糊是缺项漏项的主要来源,站房院应在设计初期与总体院明确分工界面,并在后期积极配合跟进各接口接驳情况。第三,同一条线路的设计原则统一,包括管材选型和设备参数选择,对后期路局统一运维管理具有直接影响。第四,高位消防水箱设置、消火栓箱布置、地下卫生间排水设备选型等具体环节,均涉及跨专业协调或运营反馈,需要在设计阶段提前考虑运维便利性。

基于上述结论,提出以下建议。设计初期应完成三项工作:确认扩初批复中的控制指标,与总体院明确站房设计与其他各单位的分工界面,与同线路各设计院共同探讨并达成设计统一原则。给水系统设计应准确计算旅客用水量和饮用水用水量并向总体院提资,给水计量应具备自动采集和数据远传功能并向电气专业提资,旅服区域在招商未定时按资料做法预留上下水条件。排水系统设计应复核排水管道流速是否满足自净流速,地下卫生间压力排水应采用密闭式一体化提升装置并在图纸中明确。消防系统设计应在建筑造型确定阶段即介入高位消防水箱位置协调,同步核实候车厅格栅通透率、闷顶内材料、钢结构耐火保护等条件,并在屋面检修通道设计上充分考虑运维人员攀爬便利性。以上建议均来自资料所载设计经验和回访反馈,具体工程应用时,应以现行规章、扩初批复、当地消防部门意见和现场管理要求为准。

参考资料

1 浅谈中小型铁路站房给排水及消防设计
2 TB10100-2018 铁路旅客车站设计规范
3 TB 10010-2016 铁路给水排水设计规范
4 TB10063-2016 铁路工程设计防火规范
5 GB50016-2014

引用依据:
《浅谈中小型铁路站房给排水及消防设计要点》

资料使用说明:本文依据已抽取铁路专业原始文本整理,仅供学习参考。涉及规章、技术参数和作业要求时,请以现行有效文件为准。
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