帶上蓋開發(fā)的地鐵車輛段防排煙方案研究

高吉祥

摘 要：針對(duì)帶上蓋開發(fā)的車輛段防排煙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)無明確依據(jù)的問題，結(jié)合國(guó)內(nèi)類似工程案例，通過性能化設(shè)計(jì)手段，合理確定車輛段內(nèi)高大廠房的防排煙設(shè)計(jì)原則。

關(guān)鍵詞：車輛段；上蓋開發(fā)；性能化研究；防排煙

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

車輛段上蓋開發(fā)是通過一個(gè)蓋板將車輛段在豎向上一分為二，蓋板下作為地鐵功能使用，蓋板以上作為民用建筑功能使用，從而取得“一地兩用”和“一舉兩得”的效果。對(duì)于這種新型的建筑體系，國(guó)家工程建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尚未對(duì)其防排煙的設(shè)計(jì)原則作明確規(guī)定，盡管國(guó)內(nèi)已有不少類似工程案例，但是尚無統(tǒng)一做法，本文以廣州地鐵首個(gè)上蓋物業(yè)開發(fā)的蘿崗車輛段為例，對(duì)其高大廠房的防排煙設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究，通過性能化設(shè)計(jì)論證，提出合理可行的設(shè)計(jì)原則。

1 項(xiàng)目概況

蘿崗車輛段位于六號(hào)線二期線路的東端，蘿崗區(qū)開創(chuàng)大道以南，荔紅一路以東的地塊內(nèi)。段址東面為大公山，東南側(cè)為植樹公園，南側(cè)為南崗河與伴河路。整個(gè)地界呈南北走向，長(zhǎng)度約為1200m，最寬處約為440m，總用地面積約為31.5公頃。由停車列檢庫(kù)庫(kù)、檢修庫(kù)、調(diào)機(jī)及工程車庫(kù)、綜合樓等組成。

車輛段的全部庫(kù)房區(qū)、白地區(qū)、咽喉區(qū)、以及出入段線的部分區(qū)域設(shè)置蓋板，在蓋板上方進(jìn)行居住小區(qū)的綜合開發(fā)建設(shè)。蓋板面積約21萬平方米，蓋下車輛段與蓋上物業(yè)開發(fā)劃分界面是以9米平臺(tái)（局部為15米板）為豎向分隔線，0-9米為車輛段使用空間，9米以上為民用建筑開發(fā)空間。

2 防排煙設(shè)計(jì)相關(guān)依據(jù)及存在的問題

車輛段檢修庫(kù)、停車列檢庫(kù)為高大廠房，層高9m，檢修庫(kù)的火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)為丁類，停車列檢庫(kù)的火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)為戊類。

1）相關(guān)規(guī)范依據(jù)

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2006的9.1.3規(guī)定：建筑面積大于5000㎡的丁類廠房，應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。

根據(jù)未頒布的《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿）的8.4.2規(guī)定：車輛基地的停車庫(kù)等場(chǎng)所的防排煙設(shè)計(jì)，除應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016 的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列要求：

（1）當(dāng)廠房?jī)舾叱^6m時(shí)，可不劃分防煙分區(qū)；

（2）當(dāng)丁類廠房采用機(jī)械排煙時(shí)，排煙量應(yīng)按換氣次數(shù)不小于4 次/h計(jì)算。

2）存在的問題

（1）兩個(gè)規(guī)范對(duì)于丁類廠房均明確要求考慮排煙設(shè)施，《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿）是對(duì)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求的補(bǔ)充和細(xì)化，而都沒有明確是否適用于上蓋開發(fā)的這種建筑體系。

（2）停車列檢庫(kù)存放地鐵車輛，是戊類廠房，兩個(gè)規(guī)范對(duì)于戊類廠房均無明確是否需要考慮排煙設(shè)施。

3 性能化研究方案及計(jì)算結(jié)果

（1）設(shè)計(jì)方案

檢修庫(kù)、停車列檢庫(kù)均設(shè)置機(jī)械排煙，結(jié)合國(guó)內(nèi)類似工程案例的排煙設(shè)計(jì)方案，根據(jù)不同排煙量、有無排煙分區(qū)、不同排煙模式確定三個(gè)排煙設(shè)計(jì)方案，利用FDS軟件對(duì)不同防排煙設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證分析，考察煙氣擴(kuò)散、煙氣高度、溫度變化的情況。

方案一：排煙量按60m3/（h.m2）計(jì)算，設(shè)置一萬平方米防煙分區(qū)，分區(qū)排煙。

方案二：排煙量按30m3/（h.m2）計(jì)算，設(shè)置一萬平方米防煙分區(qū)，分區(qū)排煙。

方案三：排煙量按12m3/（h.m2）計(jì)算，不劃分防煙分區(qū)，動(dòng)態(tài)排煙。

（2）目標(biāo)設(shè)定

火災(zāi)對(duì)人員的危害主要是火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣，表現(xiàn)為煙氣的熱作用和毒性，另外對(duì)于疏散而言煙氣的能見度也是一個(gè)重要的影響因素。所以在分析火災(zāi)對(duì)疏散的影響時(shí)，一般從煙層高度、溫度、毒性氣體的濃度、能見度等方面進(jìn)行討論。在本項(xiàng)目中將采用以下的性能指標(biāo)：

1）煙氣層的安全高度確定：空間凈空高度大于6m的大空間場(chǎng)所，安全高度按以下公式計(jì)算，Z=1.6+0.1H；因此蘿崗車輛段的安全高度取值為2.5m。

2）最保守判據(jù)：煙氣層高度控制在安全高度以上。

（3）計(jì)算結(jié)果

1）煙氣擴(kuò)散結(jié)果

2）空間煙氣溫度結(jié)果

（4）結(jié)果分析

1）方案一基本能將煙氣控制在防煙分區(qū)范圍之內(nèi)，僅有少量煙氣翻過擋煙垂壁下檐，蔓延至相鄰防煙分區(qū)，防煙分區(qū)內(nèi)煙氣沉降高度約為5.5m，大于2.5m的安全高度，防煙分區(qū)內(nèi)溫度約為33～42度，熱輻射不會(huì)對(duì)人員和結(jié)構(gòu)造成影響。需要說明的是，本方案起火點(diǎn)設(shè)在防煙分區(qū)的中部，若起火點(diǎn)靠近防煙分區(qū)邊緣，則煙氣蔓延至相鄰防煙分區(qū)的范圍更大，還需要啟動(dòng)相鄰防煙分區(qū)內(nèi)的排煙設(shè)備。

2）方案二與方案一的區(qū)別在于排煙量減為一半，防煙分區(qū)基本失效，大量煙氣翻過擋煙垂壁下檐，蔓延至相鄰防煙分區(qū)，需啟動(dòng)相鄰防煙分區(qū)內(nèi)的排煙設(shè)備同時(shí)排煙，防煙分區(qū)內(nèi)煙氣沉降高度約為5m，大于2.5m的安全高度，防煙分區(qū)內(nèi)溫度約為35～45度，熱輻射不會(huì)對(duì)人員和結(jié)構(gòu)造成影響。本方案采用擋煙垂壁無法有效控制煙氣擴(kuò)散，但是各項(xiàng)指標(biāo)均滿足計(jì)算目標(biāo)設(shè)定值，對(duì)人員疏散沒有影響。

3）方案三取消擋煙垂壁，根據(jù)FAS探測(cè)情況，動(dòng)態(tài)啟動(dòng)相應(yīng)排煙設(shè)備，在模擬的1200s內(nèi)，無法有效控制煙氣擴(kuò)散，但煙氣隨著時(shí)間擴(kuò)散的速度在逐漸下降，煙氣在到達(dá)邊緣后，自然排出室外，煙氣高度在2.5m以上，穩(wěn)定后起火區(qū)域頂棚的溫度大約在75℃～110℃，煙氣層的溫度由起火位置向外逐漸減小為環(huán)境溫度，熱輻射不會(huì)對(duì)人員和結(jié)構(gòu)造成影響。本方案各項(xiàng)指標(biāo)均滿足計(jì)算目標(biāo)設(shè)定值，對(duì)人員疏散沒有影響。

4）從安全疏散來看，三個(gè)方案都滿足要求，方案一的設(shè)備規(guī)模最大，方案三的規(guī)模最小，建議本項(xiàng)目排煙方案采用方案三。

4 結(jié)論及建議

（1）車輛段進(jìn)行上蓋開發(fā)后，蓋下車輛段的防排煙應(yīng)從嚴(yán)設(shè)計(jì)，丁類、戊類廠家均按機(jī)械排煙考慮。

（2）高大廠房的層高為9m，排煙設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮這一巨大儲(chǔ)煙倉(cāng)的影響，借助性能化設(shè)計(jì)手段，通過多方案比較，合理確定排煙方案。

（3）隨著車輛段上蓋開發(fā)的案例增多，不斷積累工程經(jīng)驗(yàn)，相信有關(guān)消防規(guī)范會(huì)逐步得以完善，為工程設(shè)計(jì)提供更確切依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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