超長換乘通道建筑消防研究

胡慶

（林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司，重慶 401121）

1 研究背景

本文討論的研究方案位于重慶市觀音橋商圈核心區(qū)，為在建的九號線觀音橋站與已開通三號線觀音橋站的換乘。由于三號線站為早期商圈改造代建節(jié)點，屬于側(cè)式站臺跨座式單軌車站，運能不足；車站有效站臺長度為120m，站臺最窄處僅2.5m；并且站廳公共區(qū)面積小、樓扶梯容量小、未預(yù)留換乘接口條件，并不滿足換乘站功能條件，存在先天不足。為提供換乘的便利性，完善城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化功能，該案換乘成為必然。

以初步設(shè)計方案研究為基礎(chǔ)，結(jié)合九號線客流預(yù)測成果、參考三號線兩路口站、紅旗河溝站客流數(shù)據(jù)，并多次現(xiàn)場踏勘摸排、共同研究；以客流數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀條件為基礎(chǔ)，以客流模擬（仿真）為支撐研究優(yōu)化設(shè)計方案，確保換乘功能需求，保障建設(shè)條件，經(jīng)綜合研究形成推薦方案如下：三號線換乘九號線（臺-通道-臺），上/下行站臺換乘客流通過換乘通道進入九號線站臺換乘；九號線換乘三號線（廳-通道-廳），換乘客流通過換乘通道進入三號線站廳換乘。

2 研究內(nèi)容、定義及相關(guān)規(guī)范條例

2.1 研究內(nèi)容

本次研究主要是在基于初步設(shè)計推薦方案的基礎(chǔ)上進行換乘通道消防設(shè)計。

2.2 超長換乘通道的定義

超長換乘通道是指走行距離超過100m的軌道換乘通道。

2.3 涉及換乘通道建筑消防的相關(guān)規(guī)范條例

（1）《城市軌道交通工程項目建設(shè)標準》（建標104-2008）第五十六條：“八、出入口地下通道或換乘通道的長度大于100m時，應(yīng)滿足緊急疏散的消防要求?！盵1]

（2）《地鐵設(shè)計防火規(guī)范》報批稿第4.2.8中通道換乘車站的站間換乘通道兩側(cè)應(yīng)設(shè)置耐火極限不低于2.00h的防火隔墻，通道內(nèi)應(yīng)采用2道耐火極限均不低于3.00h的防火卷簾等進行分隔[4]。

3 超長換乘通道消防設(shè)計

3.1 防火分隔

地鐵規(guī)范中除了車站主體可劃分防火分區(qū)外，其余出入口通道、換乘通道均未提出防火分區(qū)的相關(guān)概念。但根據(jù)《地鐵設(shè)計防火規(guī)范》報批稿第4.2.8要求，對換乘通道兩端通過防火墻（耐火極限不低于2.00h）或2道防火卷簾（耐火極限均不低于3.00h）進行分隔[2]。故超長換乘通道防火分隔后，通道內(nèi)九號線換乘三號線換乘最不利距離為216m（按水平投影計算），三號線換乘九號線最不利距離為231m（按水平投影計算）。

3.2 防火卷簾的控制

換乘通道兩端的防火卷簾分別為三號線站和九號線站。根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》第28.1.4中“一座換乘車站的防火設(shè)計應(yīng)按同一時間發(fā)生一次火災(zāi)計[3]”及《地鐵設(shè)計規(guī)范》第28.2.2中“地下?lián)Q乘車站的換乘通道不應(yīng)作為安全出口”[3]。那么發(fā)生火災(zāi)時，防火卷簾的控制可分以下幾種情況：

（1）當三號線站發(fā)生火災(zāi)時，迅速拉下三號線與換乘通道接口處防火卷簾，阻止火災(zāi)向換乘通道蔓延；

（2）當九號線站發(fā)生火災(zāi)時，迅速拉下九號線與換乘通道接口處防火卷簾，阻止火災(zāi)向換乘通道蔓延；

（3）當換乘通道內(nèi)部著火時，靠近著火點的防火卷簾迅速拉下，遠離著火點的防火卷簾可作為安全疏散通道考慮，疏散人員可跑向就近車站進行疏散。最不利情況下，當需要拉下兩端所有防火卷簾時，就需要借助內(nèi)部設(shè)置的安全出口進行疏散。

3.3 安全出口

此處安全出口是指供換乘乘客安全疏散至室外地面的樓梯間。安全出口的設(shè)置取決于換乘通道內(nèi)任一點至疏散門的距離及疏散樓梯寬度。

3.3.1 疏散距離

換乘通道內(nèi)安全疏散距離滿足任一點至疏散門的距離不超過50m（按走行距離計算），主要依據(jù)及參考如下：

（1）依據(jù)《城市軌道交通工程項目建設(shè)標準》（建標104-2008）第五十六條，八、出入口地下通道或換乘通道的長度大于100m時，應(yīng)滿足緊急疏散的消防要求[1]；

（2）參考《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50517-2013第28.2.7條中“站臺和站廳公共區(qū)內(nèi)任一點，與安全出口疏散距離不得大于50m[3]”進行設(shè)置安全出口位置；

（3）參考《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50517-2013第28.2.10條中“地下出入通道的長度不宜超過100m，當超過時應(yīng)采取滿足人員消防疏散要求的措施[3]?！?/p>

3.3.2 疏散樓梯寬度

疏散樓梯寬度一般取決于防火分區(qū)內(nèi)疏散總?cè)藬?shù)及疏散樓梯通過能力。

（1）疏散總?cè)藬?shù)

如何確定換乘通道內(nèi)部疏散人數(shù)是本次研究的難點。根據(jù)換乘通道的乘客的行走特點，理論上換乘通道內(nèi)部乘客任一時段內(nèi)具有多向性、流動性、間隔性的特點。所謂多向性是指多站換乘乘客換乘方向不一，在計算疏散人數(shù)時需對每個換乘方向的路徑及長度進行分析。流動性是指換乘通道內(nèi)部乘客不停留，在計算疏散人數(shù)時需對換乘速度進行分析，特別需要考慮通過扶梯、樓梯、通道對換乘速度的不同影響。間隔性主要取決于每個站的發(fā)車時間間距，但值得注意的是，即使發(fā)車間距為2min，不代表2min無乘客換乘，而是2min內(nèi)有一列車的乘客換乘。比如換乘通道超長且發(fā)車間距較短時，當一列車換乘乘客還未完全通過防火分隔內(nèi)的換乘通道時，另外一列車換乘乘客已經(jīng)進入同一防火分隔的換乘通道中。

那么，發(fā)生火災(zāi)時，防火分隔內(nèi)的超長換乘人數(shù)即為多個不同方向換乘的人數(shù)之和，即Hz=H1+H2+…Hn。那么換乘通道單向疏散人數(shù)H1=單向超高峰小時換乘人數(shù)Q1x通過換乘通道的時間T1；然而通過換乘通道內(nèi)一般包含水平通道、上下行樓梯、上下行扶梯等，故分別計算通過不同部位的時間之和，即T1=TT1+TL1+TF1。以此類推，T2=TT2+TL3+TF3…Tn=TTn+TLn+TFn。

（2）疏散樓梯通過能力

在《地鐵安全疏散規(guī)范》GBT33668-2017已明確車站各疏散通道的最大疏散通過能力，見第5.12中表2[4]，該表與《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50517-2013中9.3.14中的車站各部位的最大通過能力表[4]一致。

（3）疏散樓梯寬度

根據(jù)《地鐵安全疏散規(guī)范》GBT33668-2017第4.3條中“地鐵車站安全疏散設(shè)計應(yīng)按6min內(nèi)將必須疏散乘客全部疏散到安全區(qū)為原則”[4]。1min為反應(yīng)時間。人員到達前室為安全區(qū)，不停留繼續(xù)通過疏散樓梯回到地面。其中，樓梯的疏散能為3700人/h，即有6/60≥1/60+Hz/0.9(3700×Bz)（為方便計算，時間單位為小時）。

那么疏散寬度的計算公式為：

Bz≥ Hz/277.5=（Q1T1+Q2T2+…QNTN）/277.5

4 案例分析與運用

以觀音橋換乘通道為例（表1）。

表1 遠期早高峰換乘客流表

根據(jù)《地鐵安全疏散規(guī)范》GBT33668-2017第5.9中“人員平均運動速度，單位為米每分（m/min），對于新建地鐵，無實際客流觀測數(shù)據(jù)城市，可取值為水平走速度66m/min，樓梯下行速度47m/min，樓梯上行速度37m/min[4]”，此外自動扶梯輸送速度一般分為0.5m/s、0.65m/s。

（1）疏散寬度計算

九號線換乘三號線：

防火分隔后換乘最不利長度為216m（按水平投影計算），其中樓梯長13m（按水平投影計算），扶梯長26m（按水平投影計算）。

通過計算可知通過樓梯為0.35min；通過扶梯時間為0.67min；通過通道時間為2.68min。此時，換乘總時間為3.70min。即九號線換乘三號線乘客最不利疏散總?cè)藬?shù)為8954×1.4×3.70/60=773.03人。

三號線換乘九號線：

防火分隔后換乘最不利長度為231m（按水平投影計算），其中樓梯長0m，扶梯長26m（按水平投影計算）。

通過計算可知通過樓梯為0min；通過扶梯時間為0.67min，通過通道時間為3.11min。此時，換乘總時間為3.78min。即三號線換乘九號線乘客最不利疏散總?cè)藬?shù)為8724×1.4/3.78/60=769.46人。

故在最不利緊急情況下，通道內(nèi)部需疏散乘客數(shù)量為773.03+769.46=1542.49人。

那么疏散寬度需不小于1542.49/277.5=5.56m。

（2）疏散時間的驗算

根據(jù)地鐵疏散時間計算公式T=1+（Q1+Q2）/0.9[A1（N-1）+A2B][3]，即1+1543/(0.9×61.67×10.4)=3.68min,滿足6min內(nèi)將必須疏散乘客全部疏散至安全區(qū)。

5 結(jié)論

本次研究主要明確了超長換乘通道的防火分隔措施，防火卷簾控制與客流疏散的意義及安全出口各要素 （疏散距離、疏散寬度、疏散總?cè)藬?shù)）的確定，特別是總結(jié)出了如何計算換乘通道內(nèi)疏散總?cè)藬?shù)，對軌道交通換乘站間超長換乘通道的建筑消防設(shè)計有一定參考價值。

[1]JB 104-2008城市軌道交通工程項目建設(shè)標準[S].北京：中國計劃出版社,2008.

[2]地鐵設(shè)計防火規(guī)范編寫組.地鐵設(shè)計防火規(guī)范（報批稿）[R].2016.

[3]GB 50517-2013地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[4]GBT 33668-2017地鐵安全疏散規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2017.