南寧市軌道交通青秀山站消防性能化評估

覃　萍

(南寧市消防支隊，廣西 南寧　530022)

?

南寧市軌道交通青秀山站消防性能化評估

覃萍

(南寧市消防支隊，廣西 南寧530022)

以南寧市軌道交通青秀山站為研究對象，有針對性地對深埋地下車站的消防安全進行系統(tǒng)的專項論證。采用消防安全性能評估方法評估設計方案的安全性，對青秀山站安全疏散以及煙控策略等內容進行模擬計算，結果表明，現(xiàn)有的設計方案能夠在火災時保證人員的安全疏散。根據(jù)青秀山站消防現(xiàn)狀提出防排煙和人員疏散等優(yōu)化措施，以提高建筑消防系統(tǒng)可靠性。

軌道交通站；安全疏散；煙控策略；性能化評估

近年來，隨著我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展，以地鐵為代表的城市軌道交通建設飛速推進。地鐵交通作為一種現(xiàn)代化的交通手段，具有方便、快速、平穩(wěn)、運輸量大的優(yōu)點，當前，我國39個城市地鐵建設規(guī)劃獲批，總里程超過7 000 km，預計至“十三五”末，全國城市軌道交通線路將達177條[1-2]。地鐵快速建設的同時，也給地鐵的消防安全帶來了巨大的挑戰(zhàn)，按照現(xiàn)行國家消防技術標準進行防火設計時，存在諸多設計難點，難以滿足其功能要求[3]。

1　工程概況

1.1建筑概況

南寧市軌道交通3號線工程線路長約27.9 km，含23座地下車站，其中青秀山站是自北向南的第17站，青秀山景區(qū)作為國家5A級景區(qū)，青秀山站點的建設將進一步起到便民利民，提升南寧“綠城首府”形象的作用。該站點位于南寧市青山路東側，橫跨鳳嶺南路設置，大致呈南北走向，由于該站區(qū)間需要下穿邕江，無法進一步抬升軌道標高，故青秀山站埋深較深，為3號線全線埋深最大車站(軌面埋深約53 m)，站廳層位于地下4層，站臺層位于地下5層。

1.2消防隱患

青秀山站消防設計中人員疏散和煙控策略等設計超出現(xiàn)行的《地鐵設計規(guī)范》(GB 50157—2013)相關要求。與其他常規(guī)的軌道交通地鐵站相比，青秀山站埋深較深，站廳層位于地下4層，站臺層位于地下5層，一旦發(fā)生火災，排煙阻力大，其煙氣氣流組織相對復雜，加之地鐵環(huán)境相對封閉并且疏散距離較長，其危險性有待通過消防性能化評估方法進行驗證[4]。

2　性能化評估

本文從最不利點角度出發(fā)，設置了多個火災場景，采用FDS量化模擬分析了煙氣流動蔓延情況，并結合疏散模擬軟件STEPS對青秀山站進行了整體疏散模擬，判定當前消防設計的可靠性。

2.1火災場景設定

根據(jù)火災發(fā)生的位置、火災規(guī)模、排煙設施設置等共設定10個火災場景進行模擬計算，不同火災場景的火災增長速率均設定為0.046 9 kW·s-2，具體見表1。

表1　火災場景統(tǒng)計表

2.2煙氣流動模擬分析

本文選取站臺區(qū)公共區(qū)火災場景五為例進行數(shù)值模擬分析，模擬結束1 800 s時的結果如下：(1)站臺層的上層煙氣溫度達到47 ℃左右，下層煙氣溫度達到42 ℃左右，站廳層的煙氣溫度無明顯變化；(2)站臺層距地面上方2 m處的CO2濃度為0.2%，站廳層的CO2濃度無明顯變化；(3)站臺層距地面上方2 m處的CO濃度為140 ppm，站廳層的CO濃度無明顯變化；(4)站臺層距地面上方2 m處的能見度降至13 m，站廳層的能見度無明顯變化；(5)站臺層的兩處樓扶梯通道的風速為3.4 m·s-1。由模擬結果可得達到人體耐受極限的時間，見表2。

表2　火災場景五模擬結果統(tǒng)計表

由模擬結果可知，在開啟站臺公共區(qū)域的排煙系統(tǒng)，同時開啟起火側軌行區(qū)的隧道及軌頂排煙系統(tǒng)，利用車站站廳公共區(qū)的新風系統(tǒng)通過連接站廳和站臺公共區(qū)的樓扶梯口補風的情況下，煙氣能夠控制在起火站臺公共區(qū)，沒有蔓延至站廳公共區(qū)，站臺層的兩處樓扶梯通道形成的下行風速，能夠阻止煙氣通過樓扶梯通道蔓延。

2.3疏散人數(shù)確定

南寧市軌道交通青秀山站疏散人數(shù)及分布，可根據(jù)設計單位提供的南寧市軌道交通青秀山站人流預測資料，利用“人流量法”計算得出，并考慮一列地鐵的滿載人數(shù)。青秀山站車輛初、近、遠期均采用6輛編組，每列定員1 460人，遠期2043年列車發(fā)車每小時取30對。對于地鐵車站這類交通工程而言，其主要功能是運送乘客，乘客僅將地鐵車站作為一個臨時過渡的空間，不會長時間在車站內停留，地鐵車站內的人數(shù)與人流量和停留時間密切相關。根據(jù)乘客在地鐵車站停留時間和車站客流情況，通過停留時間與小時高峰客流的關系可計算得出站廳、站臺的人員數(shù)量分布，站臺需要疏散人員數(shù)量70人，站廳需要疏散97人。

2.4人員疏散消防性能化分析計算

采用STEPS人員疏散軟件模擬建筑內人員疏散情況，并確定人員疏散行動時間，由表3可見，所有人員均可以在危險來臨之前疏散至安全區(qū)域。

表3　人員疏散總時間統(tǒng)計表

3　強化措施

通過消防性能化評估可以看出當前的消防設計滿足人員疏散需求，在危險來臨之前乘客可以疏散至安全區(qū)域。在此基礎上，為更好地保證南寧市軌道交通青秀山站的消防安全，擬采取以下強化措施。

3.1控制火災荷載

控制車站內的可燃物數(shù)量，降低車站火災危險性，是保證車站消防安全的根本。根據(jù)火災危險性的分析，確定了車站內的可燃物分布狀況，針對其分布狀況，對可燃物的控制措施如下：(1)地下車站的站臺、站廳疏散區(qū)和通道內不得設置任何商業(yè)設施；(2)加強車站內的消防安檢，禁止地鐵乘客攜帶易燃易爆物品進入車站內；(3)布置在車站站廳和站臺公共區(qū)的電氣線路均要求使用低煙無鹵阻燃型電纜并設置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)；(4)裝修方面要求頂棚、墻面、地面的裝飾應采用A級材料，車站公共區(qū)內的廣告燈箱、休息椅、電話亭、售(檢)票機等固定服務設施的材料應采用低煙、無鹵的阻燃材料。

3.2強化防火分隔

車站公共區(qū)和周圍設備區(qū)采用防火墻和甲級防火門進行嚴格分隔，防止火災在車站公共區(qū)和設備區(qū)之間蔓延。

3.3加強防排煙系統(tǒng)

為提高軌頂排煙系統(tǒng)作為輔助排煙措施的有效性，車站應采用半封閉的站臺門系統(tǒng)，與軌行區(qū)進行分隔；否則軌頂排煙系統(tǒng)應增設排煙支管通向站臺公共區(qū)。完善疏散通道上的防煙排煙設施；且防煙排煙風機應分別設置在單獨的風機房內?？紤]青秀山站埋深較深導致排煙阻力增大，可采用合理的補風策略，作為降低補風環(huán)路阻力的加強措施。鑒于車站埋深較深，建議排煙設備的壓頭及功率在計算值的基礎之上，考慮一定的安全系數(shù)。

車站站臺或軌行區(qū)發(fā)生火災時，車站站廳公共區(qū)開啟新風系統(tǒng)，為車站站臺公共區(qū)排煙系統(tǒng)、軌頂排煙系統(tǒng)、隧道排煙系統(tǒng)補風。為防止火災工況下，地面新風井和排風井、活塞風井之間發(fā)生煙流短路現(xiàn)象，新風井和排風井、活塞風井之間的間距不小于20 m，且新風井不應位于當?shù)爻Ｄ曛鲗эL向的下游，新風井和排風井、活塞風井之間宜設置擋煙措施。

3.4強化疏散策略

新增設的消防電梯、疏散樓梯應直通室外，如確有困難，應分別采用長度不大于30 m(消防電梯)和15 m(疏散樓梯)的通道到達室外地坪。消防電梯應靠近車站控制室或分控室，車站所有樓扶梯均可用于疏散。車站內設置應急疏散照明系統(tǒng)，消防應急照明的應急工作時間應滿足《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)》(GB 17945—2010)的規(guī)定，且不應小于1.5 h?？紤]到車站的規(guī)模較大，公共區(qū)的人流復雜，車站公共區(qū)內應設置連續(xù)可視的發(fā)光疏散指示標志，對人員的疏散起到疏導作用。

3.5完善滅火系統(tǒng)

地下一層、電纜夾層及風亭各層走道等相關部位均應按規(guī)范要求設消火栓和滅火器。車站內設置室內消火栓系統(tǒng)，消火栓間距應保證車站內任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達，且不應大于30 m。鑒于青秀山站的車站站臺和站廳公共區(qū)域采用鏤空吊頂?shù)男问剑浠馂淖詣訄缶到y(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)應根據(jù)其吊頂形式和鏤空率，明確合理的布置方式和設計參數(shù)。站廳層和站臺層的自動扶梯應設自動噴水滅火系統(tǒng)保護?？紤]到站臺層設自動噴水滅火系統(tǒng)，應考慮在疏散路徑中采取防滑措施。

4　結論

不同火災場景的消防性能化分析表明，雖然青秀山站相較于其他軌道交通站存在明顯的差別，但是當前消防設計方案是可行和有效的。站臺層(或站廳層)火災的煙氣不會蔓延到站廳層(或站臺層)；疏散樓扶梯和出入口不受煙氣侵襲，且下行風速不低于1.50 m·s-1；車站內人員能夠在煙氣發(fā)展到人體耐受極限條件之前疏散至安全區(qū)域，確保人員的生命安全。

[1] 賴克光.地鐵消防安全評估模型及應用研究[D].廣州：華南理工大學,2013.

[2] 張子龍.我國地鐵消防安全問題及對策[J].武警學院學報,2015,31(12):51-54.

[3] 龔澤宇,陳利斌.現(xiàn)代地鐵消防安全狀況調查與思考[J].消防技術與產(chǎn)品信息,2008(4):16-18.

[4] 翁小雄,黃德劍.地鐵消防安全性能化評估[J].消防科學與技術,2012,31(1):19-22.

(責任編輯李蕾)

A Performance-based Fire Evaluation of Qingxiushan Rail Transit Station

QIN Ping

(NanningMunicipalFireBrigade,GuangxiAutonomousRegion530022,China)

Taking Qingxiushan Station as the target for the research, this paper intends to make a study of the fire safety with a deep underground fire station. A focus is on the prevention of smoke and personnel evacuation, and a performance-based evaluation method of the fire safety is used. The strategy of the safety evacuation and smoke control are simulated and calculated. The results show that the existing design can ensure a safe evacuation in case of a fire.

rail transit station; safety evacuation; smoke control strategy; performance-based evaluation

2016-06-06

覃萍(1981—)，女，廣西河池人，工程師。

X932

A

1008-2077(2016)08-0073-03