地鐵區(qū)間防排煙檢測技術(shù)研究

石鈺楊 楊春利 薛 銘

（中建安裝集團(tuán)有限公司，北京 100089）

0 引言

地鐵是城市可持續(xù)發(fā)展的重要設(shè)施，是一種集約化的交通方式，它占用地面空間少，可有效地節(jié)約土地資源。地鐵挖掘和利用地下空間資源，提供新的交通供給，是促使城市可持續(xù)發(fā)展的必要手段。城市軌道交通線路絕大部分在地下，地下工程空間狹小、封閉，一旦發(fā)生火災(zāi)，產(chǎn)生的濃煙和熱氣很難自然排除，并且會(huì)迅速蔓延整個(gè)地下空間。同時(shí)，由于人流密度高，乘客的疏散和煙氣的排除都較地面建筑困難，如果火災(zāi)不能得到有效的控制，后果將不堪設(shè)想。因此，對于地鐵防排煙檢測工作，必須要做到檢測結(jié)果真實(shí)有效，正確地反映火災(zāi)時(shí)的工況，對廣大人民群眾的生命安全負(fù)責(zé)。

1 地鐵通風(fēng)及排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

工程按照1 條線路、1 座車站、1 座換乘車站及相鄰區(qū)間在同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生1 次火災(zāi)設(shè)計(jì)。車站公共區(qū)劃分防煙分區(qū)，每個(gè)防煙分區(qū)不大于2 000 m2，防煙分區(qū)不跨越防火分區(qū)。車站公共區(qū)的排煙量按60 m2/hm3計(jì)算，排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量按所負(fù)擔(dān)防煙分區(qū)最大一個(gè)的排煙量及相關(guān)系統(tǒng)的漏風(fēng)量之和計(jì)算。站臺(tái)公共區(qū)排煙時(shí)應(yīng)滿足至站廳疏散樓梯口部具有1.5 m/s以上的向下氣流。其他設(shè)置機(jī)械排煙的部位，同一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的地下車站設(shè)備及管理用房的總面積超過200 m2，或面積超過50 m2且經(jīng)常有人停留的單個(gè)房間。最遠(yuǎn)點(diǎn)到地下車站公共區(qū)的直線距離超過20 m 的內(nèi)走道。連續(xù)長度大于60 m 的地下通道或出入口通道。排煙口距最不利排煙點(diǎn)不超過30 m，與安全口距離大于3 m。當(dāng)排煙補(bǔ)風(fēng)口與排煙口位于同一防煙分區(qū)內(nèi)時(shí)，其高度應(yīng)小于空間高度的1/2，水平距離不小于10 m。安全出口樓梯間和防煙樓梯間設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)，防煙樓梯間余壓值為40 Pa～50 Pa，前室、合用前室余壓值為25 Pa～30 Pa。車站排煙設(shè)備及煙氣流經(jīng)的消聲器、軟接等設(shè)備耐高溫要求280 ℃，持續(xù)工作時(shí)間1 h。

2 區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行模式

2.1 區(qū)間隧道夜間通風(fēng)運(yùn)行模式

夜間列車停運(yùn)之后，開啟車站送、排風(fēng)機(jī)通風(fēng)，采用隔站送/排風(fēng)方式，對區(qū)間隧道進(jìn)行縱向機(jī)械通風(fēng)，以達(dá)到通風(fēng)換氣和對隧道蓄冷降溫的目的。

2.2 區(qū)間隧道阻塞通風(fēng)運(yùn)行模式

當(dāng)控制中心確定列車在區(qū)間隧道發(fā)生阻塞事故時(shí)，阻塞區(qū)間兩側(cè)車站的通風(fēng)系統(tǒng)投入阻塞運(yùn)行模式，車站送風(fēng)道內(nèi)的大型可開啟表冷器保持原有狀態(tài)（開啟或關(guān)閉），其余車站通風(fēng)系統(tǒng)保持原有狀態(tài)。列車車頭方向的車站隧道大型軸流風(fēng)機(jī)為排風(fēng)模式，車尾方向的車站隧道大型軸流風(fēng)機(jī)為送風(fēng)模式。阻塞事故所處區(qū)間內(nèi)設(shè)置射流風(fēng)機(jī)時(shí)，射流風(fēng)機(jī)運(yùn)行，其風(fēng)向與本阻塞段內(nèi)氣流方向一致。

2.3 區(qū)間隧道火災(zāi)運(yùn)行模式

當(dāng)列車在區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)盡量將列車?yán)^續(xù)行駛至前方車站站臺(tái)，啟動(dòng)車站站臺(tái)火災(zāi)的排煙模式。當(dāng)列車在區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)事故且不能繼續(xù)行駛時(shí)，該區(qū)間兩側(cè)車站的通風(fēng)系統(tǒng)投入?yún)^(qū)間火災(zāi)運(yùn)行模式，車站送風(fēng)道內(nèi)的大型可開啟表冷器與過濾器同時(shí)開啟，其余車站通風(fēng)系統(tǒng)保持原狀態(tài)，該段區(qū)間內(nèi)的迂回風(fēng)道內(nèi)設(shè)備關(guān)閉，車站公共區(qū)及小系統(tǒng)風(fēng)管上的電動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉，對應(yīng)的小系統(tǒng)設(shè)備關(guān)閉。

通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方向需根據(jù)列車火災(zāi)的部位、列車所處區(qū)間的位置來確定。列車頭部發(fā)生火災(zāi)，由車尾一側(cè)車站送風(fēng)，車頭一側(cè)車站排風(fēng)，人員迎著新風(fēng)方向，向車尾方向撤離。列車尾部發(fā)生火災(zāi)，由車頭一側(cè)車站送風(fēng)，車尾一側(cè)車站排風(fēng)，人員迎著新風(fēng)方向，向車頭方向撤離。列車中部或不明部位發(fā)生火災(zāi)，需在司乘人員、車站工作人員上報(bào)事故發(fā)生情況給中心控制室人工判斷后，由距列車較近一側(cè)車站送風(fēng)，距列車較遠(yuǎn)一側(cè)車站排風(fēng)，部分人員迎著新風(fēng)方向向較近的車站方向撤離[1]。區(qū)間隧道內(nèi)設(shè)有射流風(fēng)機(jī)，射流風(fēng)機(jī)輔助運(yùn)行排煙，運(yùn)轉(zhuǎn)方向同上述原則。

非運(yùn)營時(shí)段通風(fēng)即夜間通風(fēng)模式用于近、遠(yuǎn)期夏季6 月～9 月4 ∶00～5 ∶00，以減少白天運(yùn)營期間的空調(diào)能耗。為保證白天減少的運(yùn)營期間的空調(diào)能耗能夠彌補(bǔ)夜間的風(fēng)機(jī)電耗，應(yīng)結(jié)合運(yùn)營期內(nèi)隧道的實(shí)際情況，以及夏季室外的溫度情況，確認(rèn)是否開啟夜間通風(fēng)模式。夜間通風(fēng)模式中考慮噪聲問題，風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，并可由管理人員設(shè)定。

3 區(qū)間防排煙檢測方案

測試模擬的工況為列車區(qū)間隧道火災(zāi)模式，模擬火災(zāi)部位為垡頭站至雙合村站下行區(qū)間，列車尾部著火。測試地點(diǎn)為車頭至垡頭站方向，距離車頭50 m。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，模擬該工況時(shí)，相鄰的4 個(gè)車站的設(shè)備、風(fēng)閥開啟情況根據(jù)設(shè)計(jì)要求。開啟垡頭站至雙合村站區(qū)間的4 臺(tái)射流風(fēng)機(jī)。

全線按同一時(shí)間內(nèi)僅有一處發(fā)生火災(zāi)設(shè)計(jì)，測試模擬火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)為垡頭站至雙合村站下行區(qū)間車尾著火，該模式啟動(dòng)后，即對下行區(qū)間進(jìn)行防排煙，關(guān)閉了各站上行、下行區(qū)間之間的迂回風(fēng)道組合風(fēng)閥[2]。為防止火勢蔓延，風(fēng)向應(yīng)為車頭至車尾方向，即由垡頭站方向吹向雙合村站方向。

因此，相鄰4 個(gè)車站的16 臺(tái)大型軸流風(fēng)機(jī)同時(shí)開啟，各站通過調(diào)節(jié)土建結(jié)構(gòu)風(fēng)道內(nèi)的各個(gè)風(fēng)閥，關(guān)閉各車站內(nèi)大系統(tǒng)、小系統(tǒng)的路由，只開啟通往發(fā)生火災(zāi)的區(qū)間，即下行區(qū)間的路由。位于火災(zāi)地點(diǎn)前方的歡樂谷景區(qū)站、垡頭站對該區(qū)間進(jìn)行送風(fēng)，位于火災(zāi)地點(diǎn)后方的雙合村站、焦化廠站對該區(qū)間進(jìn)行排風(fēng)。同時(shí)，各站打開大型表冷器及過濾器，以減少風(fēng)道對空氣的阻力。逐一檢查每1 臺(tái)設(shè)備的開啟情況，確認(rèn)完成后，方可開始測試工作。

4 區(qū)間防排煙檢測

相應(yīng)設(shè)備全部開啟后，即進(jìn)入測試階段。首先確認(rèn)該次測試所用的實(shí)驗(yàn)列車已停在指定位置，根據(jù)列車車頭位置，選取列車至垡頭站方向并距列車車頭50 m 為測試地點(diǎn)?，F(xiàn)場使用自制的測試探針可旋轉(zhuǎn)固定支架，分別對設(shè)計(jì)要求的40個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行測試，點(diǎn)位布置圖如圖1 所示。

測試共分為三組進(jìn)行，將測試探針固定支架設(shè)置好后，將測試探針固定在指定位置，并用數(shù)據(jù)線將各個(gè)探針與設(shè)備主機(jī)相連接，設(shè)備啟動(dòng)后，持續(xù)測試15 min。測試結(jié)束后設(shè)備主機(jī)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出各個(gè)點(diǎn)位在15 min 內(nèi)的平均數(shù)值。

第一組測試結(jié)束后，轉(zhuǎn)動(dòng)測試探針固定支架，調(diào)整探針位置，進(jìn)行第二組測試，完成后，進(jìn)行第三組測試。測試完成后，自動(dòng)計(jì)算出40 個(gè)點(diǎn)位在三組測試中的平均數(shù)值，并與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較。根據(jù)測試點(diǎn)位布置圖，固定好測試探針，轉(zhuǎn)動(dòng)支架進(jìn)行測試，共進(jìn)行3 次轉(zhuǎn)動(dòng)，位置如圖2 所示。

經(jīng)過3組測試，計(jì)算出40個(gè)點(diǎn)位的平均風(fēng)速為2.0 m/s。測試結(jié)果符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。測試時(shí)間為22 ∶00～23 ∶30，共計(jì)1.5 h。

圖1 橫斷面測試點(diǎn)位布置圖

圖2 測試點(diǎn)位

5 結(jié)語

北京地鐵七號線區(qū)間防排煙檢測所使用的測試方法，除了提高了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性外，測試時(shí)間僅為1 h 左右。與原有的測試方法相比較，使工作效率提高了約10 倍以上，從而節(jié)省了人工費(fèi)用[3]。該技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

新技術(shù)采用的固定式探針式電子風(fēng)速儀，與傳統(tǒng)的手持式風(fēng)速儀相比，提高了測試的穩(wěn)定性，使測試結(jié)果更加精確，更準(zhǔn)確地反映現(xiàn)場實(shí)際情況。隨著中國軌道交通建設(shè)的大力發(fā)展，北京地鐵七號線區(qū)間防排煙檢測技術(shù)可以給其他防排煙檢測技術(shù)提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。