城際鐵路地下車站公共區(qū)防火設(shè)計優(yōu)化探討

周 梅

(廣東省鐵路建設(shè)投資集團有限公司，廣州 510645)

引言

城際鐵路地下車站布置形式與地鐵類似，因此，TB10623—2014《城際鐵路設(shè)計規(guī)范》要求地下車站建筑防火按照GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定進行設(shè)計，未再進行專門規(guī)定，GB51298—2018《地鐵設(shè)計防火標準》(以下簡稱“《火標》”)發(fā)布后，一般執(zhí)行《火標》。但城際鐵路地下車站有編組長、公共區(qū)面積大等特點，8編組站臺長度即達到210 m，16編組站臺長度可達450 m，實際設(shè)計過程中在站廳公共區(qū)建筑面積、疏散距離的控制上，《火標》有不適用之處，有必要從建筑消防的基本原理出發(fā)，結(jié)合國內(nèi)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定對城際鐵路地下車站的建筑防火進行深入研究，對現(xiàn)行標準的不適用之處提出建議。城際鐵路采用8編組制式的情況較為普遍，故主要針對8編組城際地下車站的建筑防火進行研究。

1 城際鐵路地下車站公共區(qū)防火設(shè)計的主要問題

1.1 站廳層公共區(qū)面積

《火標》規(guī)定地下車站站廳及站臺公共區(qū)為一個防火分區(qū)，站廳公共區(qū)面積不宜超過5 000 m2，超過時需采取防火分隔措施，此規(guī)定主要是考慮5 000 m2可以滿足一般兩線換乘站的站廳公共區(qū)面積要求，為避免面積無序擴大而增加火災(zāi)和煙氣蔓延的面積，保證人員疏散安全而作出的規(guī)定[1]。

由于城際鐵路站臺較地鐵長，8編組標準地下車站站廳層公共區(qū)建筑面積可達3 000 m2，只要是含有到發(fā)線的車站及換乘站，其站廳層公共區(qū)面積即超過5 000 m2，限制站廳層公共區(qū)面積5 000 m2對車站使用、規(guī)模及投資影響較大，也與《火標》規(guī)定此面積標準的初衷相違背。

1.2 安全疏散

《火標》規(guī)定地下車站站廳及站臺公共區(qū)最大安全疏散距離不應(yīng)大于50 m，城際車站站廳層公共區(qū)長度較長、面積較大，為滿足疏散距離要求，經(jīng)常需要將出入口通道與主體接口擴寬或增加安全出口，會帶來投資增加或運營管理負擔的加重，有必要對相關(guān)規(guī)定進行研究優(yōu)化。

2 城際鐵路地下車站公共區(qū)防火設(shè)計優(yōu)化思路

2.1 建筑防火主要目的及保證措施

2.1.1 建筑防火主要目的及防火體系構(gòu)成

消防工作的主要目的是保證財產(chǎn)安全與生命安全，維護公共安全，并且以減少人員傷亡為主要目標[2]。建筑防火主要由被動防火體系及主動防火體系構(gòu)成。

建筑被動防火體系：主要是根據(jù)燃燒的基本原理，采取措施防止燃燒條件的產(chǎn)生或控制燃燒條件的發(fā)展，阻止火熱蔓延。即控制建筑物內(nèi)的火災(zāi)荷載密度，提高建筑物的耐火等級和材料的燃燒性能，控制和消除點火源，采取分隔措施以阻止火勢蔓延。被動防火措施主要是指建筑防火間距、建筑耐火等級、防火分區(qū)、安全疏散設(shè)施、建筑構(gòu)造等。

建筑主動防火體系：主要采取措施及早探測火災(zāi)，破壞已形成的燃燒條件，終止燃燒的連鎖反應(yīng)，使火熄滅或把火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi)，減少火災(zāi)損失。其主要依靠設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、滅火設(shè)施和防排煙系統(tǒng)來實現(xiàn)。建筑主動防火措施主要是指火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等[3]。

2.1.2 建筑防火主要保證措施

生命安全、財產(chǎn)安全如何保證與主動防火、被動防火所采取的措施息息相關(guān)[4-7]。

確保財產(chǎn)安全，主要是要在火災(zāi)發(fā)生后，將火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi)，不讓其波及建筑其他區(qū)域或其他建筑物，所采取的主要措施有：根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)，合理劃分防火分區(qū)，將火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi)，給救援提供必要時間；重要設(shè)備用房、火災(zāi)危險性大的房屋提高與其相鄰區(qū)域的防火分隔措施；與相鄰建筑物保持合理的防火間距等。

確保生命安全，主要是要確?；馂?zāi)發(fā)生后，人員能夠在可用疏散時間內(nèi)疏散完畢，所采取的主要措施有：合理確定建筑內(nèi)的疏散距離、安全出口寬度；根據(jù)建筑情況設(shè)置合理的防排煙措施、自動滅火系統(tǒng)；在滿足使用功能的前提下，合理確定建筑裝修材料的耐火性能等[8-10]。

保證財產(chǎn)安全、生命安全的各種措施并非孤立存在，而是相輔相承的，提高裝修材料耐火性能、加強防排煙措施、設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)等措施可給安全疏散提供更多的時間，疏散距離就可更遠，同時也可以控制煙氣的產(chǎn)生、發(fā)展速度，控制財產(chǎn)損失程度。

2.2 國內(nèi)相關(guān)規(guī)范規(guī)定

軌道交通的類型主要有高速鐵路、普速鐵路、城際鐵路、市域(郊)鐵路、地鐵等，國內(nèi)最早對地下車站的建筑防火作出規(guī)定的是《地鐵設(shè)計規(guī)范》，經(jīng)過多次修訂完善，2018年形成《火標》，其他軌道交通的地下站建筑防火執(zhí)行地鐵標準或者在地鐵標準的基礎(chǔ)上進行了適應(yīng)性調(diào)整。各類軌道交通關(guān)于站廳層公共區(qū)防火分區(qū)面積、疏散距離及其他相關(guān)消防設(shè)施的規(guī)定如下。

2.2.1 地鐵

地鐵車站建筑防火主要執(zhí)行《火標》，其規(guī)定站廳層公共區(qū)建筑面積不宜大于5 000 m2，超過時采取防火分隔措施；站廳公共區(qū)任一點到疏散通道口的最大疏散距離不應(yīng)大于50 m；公共區(qū)設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，未要求設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。個別城市(如上海)的地方標準要求公共區(qū)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。

2.2.2 高速、普速鐵路

高速、普速鐵路主要執(zhí)行TB10063—2016《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》，其規(guī)定地下車站集散廳建筑面積不應(yīng)大于5 000 m2，地下車站公共區(qū)內(nèi)任一點與最近安全出口的疏散距離不得大于50 m，與《火標》基本一致。公共區(qū)設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，未要求設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。

2.2.3 城際鐵路

TB10623—2014《城際鐵路設(shè)計規(guī)范》要求地下車站建筑防火按照現(xiàn)行GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進行設(shè)計，《火標》于2018年發(fā)布后，一般執(zhí)行《火標》。在地方標準中，廣東地標DB44/T 2360—2022《城際鐵路設(shè)計細則》要求站廳公共區(qū)面積超過5 000 m2時設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，在目前的廣東城際鐵路設(shè)計中，多數(shù)地下車站的站廳公共區(qū)設(shè)置了自動噴水滅火系統(tǒng)。

2.2.4 市域(郊)鐵路

2.3 城際地下車站公共區(qū)防火設(shè)計優(yōu)化思路

2.3.1 地下站火災(zāi)工況

地下車站公共區(qū)火災(zāi)工況主要有列車火災(zāi)、站臺火災(zāi)、站廳火災(zāi)。

列車火災(zāi)時，疏散人數(shù)為遠期或客流控制期中，超高峰小時最大客流量時一列進站列車的載客人數(shù)，及站臺上的最大候車乘客人數(shù)，乘客疏散至站廳，站廳作為站臺的火災(zāi)安全區(qū)，設(shè)計時主要控制乘客疏散到站廳的時間，站廳到地面的時間不需進行核算。

站臺火災(zāi)時，疏散人數(shù)為站臺上候車的乘客，其他疏散要求同列車火災(zāi)。

站廳火災(zāi)時，疏散人數(shù)為站內(nèi)的進出站乘客，站臺、站廳乘客均需疏散至地面。

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2.3.2 建筑主要消防設(shè)施的作用

消防設(shè)施系統(tǒng)主要有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)等[11-13]。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，通知消防工作人員處理火情，并聯(lián)動各消防系統(tǒng)按預案啟動各相關(guān)消防系統(tǒng)。

排煙系統(tǒng)主要作用為排除火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣，為人員疏散提供必要的時間[14-15]。

自動噴水滅火系統(tǒng)可大大延緩火災(zāi)發(fā)展速度，消滅初起火災(zāi)，其滅火成功率在95%以上[16-17]。

2.3.3 建筑防火優(yōu)化思路

車站建筑防火設(shè)計最根本的目的是保證乘客安全，其次是結(jié)合投資、使用功能及運營管理等方面考慮財產(chǎn)安全的相關(guān)措施。以此為出發(fā)點，首先車站建筑、裝修材料采用不燃化設(shè)計，從源頭上避免火災(zāi)發(fā)生的可能性、發(fā)生火災(zāi)也可延緩火災(zāi)的擴散速度；其次，萬一發(fā)生火災(zāi)，車站的消防設(shè)施可以將乘客安全疏散至室外，并將財產(chǎn)損失控制在一定范圍內(nèi)。

材料選擇上，城際鐵路地下站地面、墻面、天花、墻體等主要部位均采用不燃材料，導向標識、廣告燈箱等部位可采用難燃材料，在滿足使用功能的前提下，已盡可能提高材料的安全性。

公共區(qū)各區(qū)域建筑面積的控制主要是為在火災(zāi)發(fā)生后，將火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi)，減小財產(chǎn)損失。由于城際車站公共區(qū)面積較地鐵大，一般含有到發(fā)線的車站及換乘站站廳層公共區(qū)建筑面積會大大超過5 000 m2，如設(shè)置防火分隔，將站廳公共區(qū)分為2個不大于5 000 m2的區(qū)域，則對使用功能有較大的不利影響，并且會增加投資及運營管理工作量，有強烈的擴大站廳層公共區(qū)建筑面積而不設(shè)置防火分隔措施的需求。站廳層公共區(qū)建筑面積適當擴大滿足使用功能的要求后，發(fā)生火災(zāi)時的財產(chǎn)損失可能增加但總體可控，方案是可行的。

站廳層公共區(qū)疏散距離與乘客在火災(zāi)工況下的安全性直接相關(guān)，而疏散距離與車站消防設(shè)施的配置有較強的相關(guān)性。排煙系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)是與乘客安全疏散相關(guān)的兩個重要消防設(shè)施系統(tǒng)，排煙系統(tǒng)主要作用為排除火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣，為人員疏散提供必要的時間；自動噴水滅火系統(tǒng)可大大延緩火災(zāi)發(fā)展速度，消滅初起火災(zāi)，延緩火災(zāi)發(fā)展速度，其滅火成功率在95%以上。站廳層公共區(qū)最大安全疏散距離可結(jié)合消防設(shè)施的配置情況進行優(yōu)化。實際工程中，很多多站臺車站的站廳層面積均遠超5 000 m2，通過消防性能化設(shè)計論證后，通過加強消防設(shè)施系統(tǒng)，均將站廳作為一個整體考慮，未進行防火分隔[18-20]。

3 城際鐵路地下車站公共區(qū)防火設(shè)計優(yōu)化建議

3.1 典型車站站廳公共區(qū)布置

3.1.1 典型8編組單島車站站廳層公共區(qū)布置

8編組單島車站站廳公共區(qū)建筑面積約3 000 m2，長度約135 m。最大安全疏散距離按50 m控制時，有兩種方案可供選擇。方案一為車站兩端的兩個出入口進行擴寬，方案二為在車站中部設(shè)置安全出口，見圖1。

圖1 典型8編組單島車站站廳層公共區(qū)布置

3.1.2 典型8編組雙島車站站廳層公共區(qū)布置

典型8編組雙島車站站廳層公共區(qū)布置見圖2，公共區(qū)結(jié)構(gòu)外輪廓寬52.7 m，長約135 m，建筑面積約7 100 m2。按《火標》要求，需要設(shè)置防火分隔，將站廳公共區(qū)分為2個不超過5 000 m2的區(qū)域；同時，車站中部需要設(shè)置安全出口以滿足站廳公共區(qū)內(nèi)任意一點到安全出口的距離不大于50 m的要求。

圖2 典型8編組雙島車站站廳層公共區(qū)布置

3.2 對站廳公共區(qū)建筑面積的優(yōu)化建議[21]

由以上按《火標》要求布置的雙島車站站廳公共區(qū)可知，站廳公共區(qū)分隔為兩個區(qū)域后，車站中部除了設(shè)置一道防火卷簾外，還需要增設(shè)安全出口，造成投資、運營管理工作量的增加，同時，也與《火標》要求站廳層公共區(qū)面積超過5 000 m2后需要進行防火分隔的初衷(考慮5 000 m2可以滿足一般兩線換乘站的站廳公共區(qū)面積)相違背。

實際上，站廳層公共區(qū)建筑面積適當擴大滿足使用功能的要求后，發(fā)生火災(zāi)時的財產(chǎn)損失增加是可控的，對車站的整體安全性、乘客疏散的安全性也無本質(zhì)性影響(乘客安全主要取決于安全疏散的時間)。因此，建議站廳層公共區(qū)面積以標準的兩線換乘站站廳層面積進行控制，以滿足一般換乘車站的功能需求，而又對防火分區(qū)規(guī)模進行合理限制，控制火災(zāi)發(fā)生時的影響范圍，站廳公共區(qū)面積控制宜以10 000 m2為宜，與市域(郊)鐵路的規(guī)定保持一致。

3.3 對站廳公共區(qū)疏散距離的優(yōu)化建議

對于單島車站來說，按《火標》布置的兩種方案均需增加投資，同時，方案二還會增加運營管理工作量，而方案一出入口與主體相接處并無防火門等實體分隔，僅設(shè)置擋煙垂壁，雖然滿足了規(guī)范，但實際上對于乘客疏散的安全性來說，與接口處不擴寬并無本質(zhì)區(qū)別。對于雙島車站來說，其車站寬度已達到50 m以上，為滿足50 m的最大安全疏散距離要求，需要在車站中部兩側(cè)各設(shè)置一個安全出口或者將部分出入口設(shè)置于車站中部附近，但出入口設(shè)置于車站中部附近對進出站客流流線不利，不論如何處理，都會引起投資增加或者對使用不利。

通過前面對建筑主要消防設(shè)施的作用分析可知，自動噴水滅火系統(tǒng)滅火成功率高達95%以上，即使沒有滅火成功，其也能夠大大延緩火災(zāi)的蔓延速度，為人員逃生提供更長的時間。基于此考慮，《建規(guī)》規(guī)定設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)的建筑，安全疏散距離可在一般規(guī)定的基礎(chǔ)上增加25%；而《火標》僅規(guī)定了公共區(qū)最大安全疏散距離不大于50 m，但未對設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)的情況作出規(guī)定，國內(nèi)地鐵地下車站一般也不設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，對于一般地鐵車站來說，正常設(shè)置的出入口即可滿足50 m的最大安全疏散距離要求。對于城際鐵路來說，其車站公共區(qū)面積較大，正常設(shè)置的車站出入口難以滿足50 m的最大安全疏散距離要求，考慮自動噴水滅火系統(tǒng)在滅火中的重要作用，建議在站廳公共區(qū)在設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)時，疏散距離可增加25%。

3.4 優(yōu)化后的車站站廳層布置

優(yōu)化后的單島及雙島車站站廳層布置見圖3、圖4，其站廳出入口通道與主體接口處無需做擴寬處理，站廳中部也無需設(shè)置安全出口，節(jié)省了投資，方便了運營管理，也能夠滿足防火要求。

圖3 典型8編組單島車站站廳層公共區(qū)優(yōu)化布置

圖4 典型8編組雙島車站站廳層公共區(qū)優(yōu)化布置

4 結(jié)論及建議

因城際鐵路地下車站與地鐵基本類似，城際鐵路地下車站公共區(qū)防火設(shè)計在城際鐵路剛興起時采用了與地鐵車站基本一致的標準，在后續(xù)實際設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，城際鐵路車站在站臺長度、站廳公共區(qū)面積等諸多方面存在其自身特點，地鐵的防火標準尚不能完全適用于城際地下車站。本文通過對建筑防火的目的、方法進行剖析，結(jié)合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，提出了對地下車站站廳公共區(qū)面積及最大安全疏散距離優(yōu)化建議。建議既能夠體現(xiàn)城際鐵路自身特點，也可以與《建規(guī)》《火標》等其他相關(guān)標準在設(shè)計原則上保持統(tǒng)一，還可以在節(jié)約國家投資的基礎(chǔ)上保證消防安全。建議城際鐵路規(guī)范修編時對此予以考慮。