關(guān)于地鐵站臺防排煙設(shè)計方案的研究

范東林

（重慶市軌道交通設(shè)計研究院有限責任公司，重慶 401122）

0 引言

隨著社會的不斷發(fā)展，城市交通也不斷的發(fā)展起來，當前很多城市的交通工具都是以地鐵為主，地鐵也為緩解城市的交通擁堵問題貢獻了一分力量。由于地鐵的空間比較狹小且每天的人員流動性大，所以做好地鐵安全就非常有必要，如果地鐵一旦發(fā)生火災就可以造成非常嚴重的后果，給社會發(fā)展帶來嚴重的影響。據(jù)調(diào)查，火災中的傷員基本都是被煙氣熏倒，然后中毒，最后窒息而亡的，所以做好地鐵站臺的防排煙系統(tǒng)就可以保障人員可以遇到火災時，可以進行安全疏散。由此可見，地鐵站臺的防排煙系統(tǒng)在地鐵火災中對人員的安全救援起到了至關(guān)重要的作用[1]。本文以某地的地鐵站為例，通過設(shè)置火災場景，對其設(shè)計進行分析，并對車站人員的安全疏散條件和消防安全問題進行探討。

1 地鐵車站站臺層火災特點

在地鐵運營的過程中，最怕的就是消防安全出現(xiàn)問題，火災問題是最易發(fā)生的消防安全問題，所以此問題是最不容忽視的。地鐵每天的人流量巨大，人員較為集中，在地鐵中如果發(fā)生火災，就會造成嚴重的災難，從而引起嚴重的社會問題。地鐵火災與建筑火災相比較來講，地鐵火災的危險性是不可估量的，而且引起火災問題的因素具有不確定性，加之地鐵全部都是在地底下，空間的密閉性導致空氣不易流通，因此發(fā)生火災時就很難疏散，導致?lián)渚茸兊梅浅ＦD巨[2]。此外，地鐵火災因自身特點，導致在站臺內(nèi)的煙氣不能及時排除，直接影響了人員疏散。因此，做好車站站臺防排煙設(shè)計，可以在一定程度上對火災隱患進行預防，并加以控制。地鐵車站站臺火災如圖1所示。

圖1 地鐵車站站臺火災

2 某站定概況及難點

某地鐵站為二層站臺，總長是185m，標準段寬為22.7m，站臺寬是14m，總的長度是196m。車站規(guī)劃是5個防火分區(qū)，其中站臺和站廳設(shè)置了一個防火分區(qū)和4個出入口。兩端設(shè)備管理用房區(qū)分別設(shè)置一個防火分區(qū)和一個安全出口，地下車站站廳、站臺公共區(qū)和設(shè)備及管理用房劃分防煙分區(qū)，且防煙分區(qū)不跨越防火分區(qū)。

大型的地鐵站情況復雜，具有空間大、火災荷載大、人員密度大等特點，如果站臺發(fā)生火災后，就會使煙氣迅速蔓延，加之地鐵站臺的空間相對密閉，容易產(chǎn)生有毒氣體，這些氣體就會對人體造成傷害。因此，地鐵車站防排煙系統(tǒng)設(shè)計是非常重要的，但是在設(shè)計的過程中也有很多的難點，那就是要考慮抑制煙氣的蔓延的同時還要降低高溫煙氣對人體的影響[3]。站廳層布置圖如圖2所示。

圖2 站廳層布置

3 地鐵車站站臺防排煙設(shè)計分析

3.1 消防安全設(shè)計目標

在對地鐵車站站臺進行設(shè)計時，在設(shè)置防火分隔時，應運用替代分隔的方式，保證在火災發(fā)生時，可以及時控制火災，并將人員進行安全疏散。設(shè)計防排煙系統(tǒng)時，要確保煙氣的高度不會威脅到人員的生命安全，排煙系統(tǒng)的設(shè)計要盡可能的分散排除，由此來降低高溫對車站結(jié)構(gòu)破壞[4]。為了實現(xiàn)消防安全的設(shè)計目標，通過對地鐵站進行實驗評估來驗證消防安全的合理性，并分析防排煙系統(tǒng)的有效性。

3.2 地鐵車站消防設(shè)計的方案

在地鐵車站關(guān)鍵排風口設(shè)置機械排煙系統(tǒng)并進行聯(lián)動；地鐵車站公共區(qū)域內(nèi)的疏散樓梯、自動扶梯和疏散走道等聯(lián)通空間采用防火墻或防火卷簾做防火分隔，防火墻或防火卷簾的耐火極限不低于3h；地鐵車站頂部設(shè)置耐火極限不低于1.5h的樓板；地鐵車站應設(shè)置自動滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、火災探測報警系統(tǒng)等；在設(shè)備區(qū)的走道區(qū)域設(shè)置自動滅火系統(tǒng)和火災探測報警系統(tǒng)；地鐵車站內(nèi)設(shè)置疏散指示標志和現(xiàn)場廣播系統(tǒng)等，疏散走道的疏散照明不低于規(guī)范要求；在地鐵車站內(nèi)設(shè)置可保證一定人員數(shù)量的臨時避難場所，人員密度考慮5人/m2；地鐵車站設(shè)置符合規(guī)范要求的疏散寬度來保證人員可安全疏散至室外安全地帶[5]。

3.3 實驗設(shè)計方案

為本次設(shè)計設(shè)定火災場景，通過設(shè)定來測試實驗，根據(jù)實驗結(jié)果來判斷其消防設(shè)計是否達到國家的規(guī)定。本文根據(jù)站臺的情況，設(shè)計兩個場景。

（1）針對站廳設(shè)置火災場景，當火災發(fā)生垂直電梯的四周時，同時將火災的功率設(shè)計到1.5MW。為全面分析火災排煙情況，關(guān)閉站廳層送風系統(tǒng)、站臺層送風，啟動站廳層排煙系統(tǒng)，站廳層依靠出入口進風。經(jīng)實驗表明，當剛開始發(fā)生火災時，煙氣的蔓延方向時垂直向上的。當在站廳層的出入口進行測試，發(fā)現(xiàn)有自然風進入站廳層，給予站廳足夠的氧氣，但是卻沒有發(fā)現(xiàn)有煙氣蔓延出來。與此同時，在站廳與站臺連接的地方也沒有發(fā)現(xiàn)有煙氣，因為防煙封堵，導致少量的厭惡蔓延至電井的位置。車站站廳出現(xiàn)火災時結(jié)果的統(tǒng)計如表1所示。

表1 車站站廳出現(xiàn)火災時結(jié)果的統(tǒng)計

（2）針對站臺火災進行實驗，將發(fā)生火災的店設(shè)計在樓梯變上，火災功率依舊不變。在做實驗時關(guān)閉排風系統(tǒng)、站廳層、站臺層送風的系統(tǒng)，將站臺的排煙系統(tǒng)和區(qū)間隧道系統(tǒng)開啟，將結(jié)合進行聯(lián)合工作，再把火災煙氣通過風井排到地面。實驗表明，當火災剛發(fā)生的時候，火災產(chǎn)生的煙氣蔓延的方向是垂直向上的，當蔓延到頂部的時候，就會保持一定的煙氣層的高度，但是這個煙氣層的高度沒有達到人體正常高度，不會影響到人員生命安全，可以做到安全疏散。在實驗的過程中，站臺和站廳的連接處是下行風，它會起到一個組織煙的作用，使得站臺的煙氣不會蔓延到站廳。雖然人員可以安全疏散，煙氣不會傷害人的生命安全，但是部分的煙氣會蔓延到站臺層的工具間。車站站廳出現(xiàn)火災時結(jié)果的統(tǒng)計如表2所示。

表2 車站站廳出現(xiàn)火災時結(jié)果的統(tǒng)計

3.4 實驗結(jié)論分析

通過實驗，可以清楚的發(fā)現(xiàn)火災分別是發(fā)生在地鐵站臺層和站廳層的，根據(jù)測試可以得出消防安全設(shè)計中的防排煙系統(tǒng)是否滿足安全的要求。當?shù)罔F站臺出現(xiàn)火災時，機械排煙可以有效將站臺層的煙氣排到室外。因為空氣是流通的，部分的煙氣在上升的過程中會蔓延到地面附近，測試表明，因為煙氣的濃度比較小，所以不會影響人們的視覺，地面及附近物體的溫度都屬于正常范圍，不會影響人員的安全疏散。通過測試，我們可以發(fā)現(xiàn)當火災發(fā)生后，火災的煙氣等火量都沒有快速蔓延的現(xiàn)象，基本都是在火點附近，由此可以發(fā)現(xiàn)，火災的發(fā)生對站臺層造成的危害是很小的[6]。所以，地鐵車站如果規(guī)劃好消防設(shè)計的話就可以滿足安全需求。當站廳層發(fā)生火災的時候，在地鐵站設(shè)計好固定的滅火系統(tǒng)，可以在發(fā)生火災時快速控制火災蔓延，設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，可以及時排出火災的煙氣，以此同時，還能在一定程度上降低煙氣的熱量，嚴格將煙氣控制在站廳的內(nèi)部，避免影響到站臺層和出入口，在進行實驗的過程中，發(fā)現(xiàn)沒有發(fā)現(xiàn)火災蔓延現(xiàn)象，可以讓人員進行安全疏散。安全的消防系統(tǒng)可以為火災中的受難人員進行安全疏散，延長火災危險來臨時間，為消防隊伍開展救援提供更好的環(huán)境和時間，最大程度的降低人員傷亡和財產(chǎn)損失。

3.5 防排煙系統(tǒng)設(shè)計

地鐵站和隧道排煙要遵循人和機進行分流。當?shù)罔F發(fā)生火災時，通過防排煙系統(tǒng)對人員和火災煙氣進行等額。對現(xiàn)在的隧道進行改造，重點要對上下行隧道安裝甲級防火門。完善地鐵站臺的防排煙設(shè)施，在符合標準的情況下設(shè)置排煙分區(qū)。提高地鐵排煙風機及其供電設(shè)施的整體耐火性提高規(guī)范對地鐵排煙風機耐火性能的標準，提高地鐵排煙風機的實際耐火性能。加強在盡可能接近實際火災條件下進行地鐵火災疏散演練，防止突發(fā)事件發(fā)生時產(chǎn)生的慌亂，導致人員不能安全疏散[7]。地鐵站防煙分區(qū)如圖3所示。

圖3 地鐵站防煙分區(qū)

4 結(jié)語

綜上所述，針對復雜的地鐵車站而言，優(yōu)化滅火設(shè)施和防排煙系統(tǒng)，科學合理的來規(guī)劃防煙分區(qū)，可有效的控制火災和煙氣的發(fā)展和蔓延，降低火災造成的危害。其次，對地鐵車站進行合理規(guī)劃，將中心區(qū)域進行防火分隔，嚴格的控制流動人員攜帶可燃物，降低公共區(qū)域的可燃物量。做好疏散通道規(guī)劃，加強地鐵相關(guān)工作人員的安全疏散培訓，設(shè)置火災場景，從而保障地鐵車站內(nèi)的人員可以安全疏散到安全區(qū)域。