地鐵地下車站防排煙系統(tǒng)設(shè)計探討

鄒安飛

摘 要：結(jié)合地鐵地下車站的實際情況，介紹了地鐵防排煙系統(tǒng)的重要性，闡述了地鐵車站防排煙系統(tǒng)的組成、設(shè)計標準和運行模式，同時，對防排煙系統(tǒng)的常見問題進行了分析，并提出了相應(yīng)建議。

關(guān)鍵詞：地鐵；地下車站；火災(zāi)；防排煙系統(tǒng)

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.130

隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和城市化水平的不斷提高，交通壓力已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的重要因素之一。地鐵具有高速、高效和準時等優(yōu)點，可大大緩解當前城市中的交通壓力，在國內(nèi)各大中城市都得到了大力發(fā)展和運用。由于地鐵地下車站處于一個相對封閉、人員高度集中的地下公共空間，因此，防排煙系統(tǒng)是地鐵設(shè)計中必有的一環(huán)。本文就現(xiàn)代地鐵車站防排煙系統(tǒng)進行了簡單探討。

1 地鐵防排煙系統(tǒng)的重要性

由于地鐵車站和區(qū)間隧道基本都深埋于地下，受空間封閉、通道狹長、通風(fēng)不良、電氣設(shè)備故障、日常管理不到位和人為破壞等的影響，一旦發(fā)生火災(zāi)，則車站內(nèi)的氧氣會被快速消耗，且會聚集大量高溫?zé)煔猓茈y自然排除，進而造成重大災(zāi)害事故。因此，有效設(shè)計通風(fēng)排煙系統(tǒng)是地鐵防災(zāi)系統(tǒng)的重要組成部分，對減少人員傷亡和財產(chǎn)損失具有極為重要的意義。

2 地鐵公共車站防排煙系統(tǒng)的運行模式

2.1 區(qū)間隧道防排煙系統(tǒng)

地鐵車站兩端一般各設(shè)有1條活塞風(fēng)道，對應(yīng)的進、出站區(qū)間隧道分別設(shè)置了活塞風(fēng)閥。正常情況下，活塞風(fēng)道和活塞風(fēng)閥常開。同時，在車站兩端分別設(shè)置了2臺區(qū)間隧道事故風(fēng)機、消聲器和風(fēng)閥等設(shè)備，通過風(fēng)閥的開、閉轉(zhuǎn)換，可實現(xiàn)2臺風(fēng)機并聯(lián)向一條區(qū)間隧道送風(fēng)或排風(fēng)。假設(shè)有地鐵A，B兩站，對應(yīng)的上、下行區(qū)間分別編號為A1B1和A2B2，一般情況下，A，B站兩端區(qū)間隧道事故風(fēng)機主要負責(zé)區(qū)間隧道排風(fēng)、調(diào)節(jié)隧道內(nèi)溫度和濕度等空氣指數(shù)。當A1B1區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時，通過關(guān)閉A2B2區(qū)間的事故風(fēng)閥、A1B1區(qū)間活塞風(fēng)閥，可實現(xiàn)A站（B站）2臺事故風(fēng)機同時對A1B1區(qū)間排煙、B站（A站）2臺事故風(fēng)機同時對A1B1區(qū)間排送風(fēng)，從而使區(qū)間內(nèi)的氣流速度達到2～11 m/s，乘客和工作人員可迎著新風(fēng)的方向疏散；當A2B2區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時，則可關(guān)閉A1B1區(qū)間的事故風(fēng)閥和A2B2區(qū)間的活塞風(fēng)閥，風(fēng)機運行方式與A1B1區(qū)間發(fā)生事故時的類似。

2.2 車站軌行區(qū)防排煙系統(tǒng)

車站兩端各設(shè)置有1臺排熱風(fēng)機，負責(zé)排出列車的啟動發(fā)熱量和停站過程中冷凝器所產(chǎn)生的熱量，盡量避免熱量進入?yún)^(qū)間隧道，從而提高排熱效率。該系統(tǒng)可在熱氣尚未擴散到車站空間前，從軌道上收集并排出熱氣，一般由軌頂和軌底排熱風(fēng)道組成。

2.3 車站公共區(qū)防排煙系統(tǒng)

地鐵車站公共區(qū)由站廳層公共區(qū)和站臺層公共區(qū)組成，是供乘客上、下車的過渡空間，也是車站人員最密集的區(qū)域。因此，公共區(qū)防排煙系統(tǒng)的意義重大。在《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》（GB 50490—2009）中的8.4.17規(guī)定，“地下車站站廳、站臺公共區(qū)和設(shè)備及管理用房應(yīng)劃分防煙分區(qū)，且防煙分區(qū)不應(yīng)跨越防火分區(qū)。站廳、站臺公共區(qū)每個防煙分區(qū)的建筑面積不應(yīng)超過2 000 m2，設(shè)備及管理用房每個防煙分區(qū)的建筑面積不應(yīng)超過750 m2”。標準地下車站站廳的公共區(qū)面積約為1 500 m2，站臺公共區(qū)面積約為1 200 m2。因此，在劃分防煙分區(qū)時，應(yīng)將站廳層公共區(qū)設(shè)為單獨的防煙分區(qū)，站臺層公共區(qū)也設(shè)為單獨的防煙分區(qū)。因地鐵車站的空間有限，且內(nèi)部管路系統(tǒng)復(fù)雜，一般情況下，公共區(qū)防排煙系統(tǒng)與通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)合設(shè)，并由車站兩端排煙風(fēng)機共同負擔(dān)。

當站廳層公共區(qū)發(fā)生火災(zāi)時，由煙感反饋到車站控制系統(tǒng)或工作人員手動切換至站廳火災(zāi)模式，通過風(fēng)閥控制關(guān)閉站廳送風(fēng)和站臺排風(fēng)，開啟防煙分區(qū)的排煙風(fēng)機，將站廳火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣經(jīng)風(fēng)管、風(fēng)井排至地面。同時，打開組合式空氣處理機組對站臺層補風(fēng)，從而使站廳的負壓使煙氣無法擴散到站臺，新風(fēng)由出入口進入站廳，限制了煙氣氣流的方向，以方便人員撤離。

當站臺層發(fā)生火災(zāi)時，由煙感反饋到車站控制系統(tǒng)或工作人員手動切換至站臺火災(zāi)模式，通過風(fēng)閥關(guān)閉站廳排風(fēng)和站臺送風(fēng)，開啟防煙分區(qū)的排煙風(fēng)機，將站臺火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣經(jīng)風(fēng)管、風(fēng)井排至地面。同時，還需開啟組合式空氣處理機組對站廳補風(fēng)，并開啟相應(yīng)的排熱風(fēng)機和常閉排煙口加強對站臺的排煙，以保證樓梯口部達到1.5 m/s的風(fēng)速要求。站臺樓梯口側(cè)面采用電動擋煙垂簾封閉，正面垂至可踏步2.2 m的位置，從而使站臺煙氣無法擴散到站廳、站臺樓梯，站臺人員可通過樓梯疏散到達站廳，再經(jīng)出、入口撤離。

2.4 車站設(shè)備管理用房防排煙系統(tǒng)

車站設(shè)備管理用房主要包括車控室、站長室、站務(wù)室和衛(wèi)生間等運營管理用房和通信機房、信號房、變電所和環(huán)控機房等設(shè)備用房。在具體規(guī)劃中，可簡單劃分為非氣滅房間和氣滅房間。由于設(shè)備管理用房小且復(fù)雜，綜合管線繁多，空間有限，因此，防排煙系統(tǒng)一般與通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)合設(shè)。非氣體滅火房間發(fā)生火災(zāi)時，關(guān)閉部分（或全部）氣體滅火房間回風(fēng)支管上的電動防煙防火閥，開啟排煙風(fēng)機排煙，同時，開啟空調(diào)器，保證非火災(zāi)房間正壓和對火災(zāi)房間補風(fēng)，當煙氣擴散至走道時，煙感會自動報警，也可采用FAS控制或手動開啟走道排煙風(fēng)機和常閉排煙口，打開公共區(qū)自然進風(fēng)口補風(fēng)；走廊發(fā)生火災(zāi)時，開啟走廊排煙風(fēng)機和常閉排煙口排煙，打開公共區(qū)自然進風(fēng)口補風(fēng)。

非空調(diào)房間設(shè)有機械排風(fēng)系統(tǒng)，通過設(shè)置在墻上的防火閥自然進風(fēng)；廁所、污水泵房設(shè)有獨立的機械排風(fēng)系統(tǒng)，通過設(shè)置在墻上的防火閥自然進風(fēng)；氣滅房間發(fā)生火災(zāi)時，關(guān)閉該房間送、回風(fēng)支管上的電動防煙防火閥，并關(guān)閉送排風(fēng)機使房間密閉，待滅火后，開啟該房間風(fēng)管上電動防煙防火閥，通過排風(fēng)系統(tǒng)將有害氣體排出。

車站設(shè)備管理區(qū)域的一端較狹長且房間較多，為了便于在發(fā)生火災(zāi)時疏散該區(qū)域的工作人員，在此端設(shè)置了緊急疏散通道，樓梯間設(shè)置了加壓送風(fēng)系統(tǒng)，以防止煙氣進入，保證人員安全撤離。部分車站的出、入口也設(shè)置了緊急疏散樓梯間。

2.5 出入口及換乘通道防排煙系統(tǒng)

對于連續(xù)長度超過60 m的出入口通道需設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，非空調(diào)季節(jié)排煙系統(tǒng)兼作通風(fēng)系統(tǒng)，補風(fēng)由出入口口部與車站公共區(qū)自然引入。其設(shè)置方式如表1所示。

3 地鐵防排煙系統(tǒng)中存在的問題

地鐵防排煙系統(tǒng)中存在的問題主要分為以下2方面：①區(qū)間隧道內(nèi)的排煙原則為背向乘客安全疏散方向排煙，迎著疏散方向送風(fēng)。發(fā)生火災(zāi)時，起火位置與列車有3種位置關(guān)系，即起火位置位于車頭、車中間或車尾部。當起火位置位于車頭或車尾部時，隧道內(nèi)的煙氣流向與乘客疏散方向相反；當火災(zāi)發(fā)生在客車中部時，起火處前部車廂的乘客將向前方車站疏通；當起火位置位于后部車廂時，乘客將向后部疏散。無論客車停留在區(qū)間隧道中的任何位置，乘客都會向隧道兩端疏散。在此情況下，隧道內(nèi)煙氣的流向與部分乘客的逃生方向相同，威脅了同向逃生乘客的安全。②地鐵車站防火閥的數(shù)量眾多，而部分設(shè)計人員只考慮了理論尺寸，特別是在設(shè)計風(fēng)井穿越樓板時，常因空間過于狹小而影響施工、調(diào)試和維修，導(dǎo)致此部位成為整個防排煙系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。當火災(zāi)發(fā)生時，可能因個別風(fēng)閥開關(guān)轉(zhuǎn)換失效或開啟、關(guān)閉不嚴導(dǎo)致達不到設(shè)計排煙的效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，優(yōu)秀的防排煙設(shè)計可降低事故的發(fā)生率，即使事故發(fā)生，也會大大降低現(xiàn)場火災(zāi)煙氣濃度的80%以上。防排煙設(shè)計是車站消防中較為復(fù)雜的環(huán)節(jié)，也是交通生命安全系統(tǒng)的重點。近年來，有許多研究者不斷深入探究防排煙系統(tǒng)，而設(shè)計人員除了應(yīng)掌握基本的規(guī)范要求外，還要對防排煙技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀有所了解，從客觀的角度分析設(shè)計中的問題并改進，從而達到交通消防立足自救安全、可靠的設(shè)計目的。

參考文獻

[1]孫有望，李云清.城市軌道交通概論[M].北京：中國鐵道出版社，2000.

[2]熊忠暉，胡樹花.地鐵車站與隧道防排煙模式之探討[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2013（10）.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： Based on the actual situation of the underground subway station， introduces the importance of the subway smoke control system， described the composition， design criteria and operating mode metro station smoke control system， while the smoke control system for common issues analysis and made recommendations accordingly.

Key words： Metro； underground stations； fires； smoke control system