某高鐵站消防安全疏散特殊防火設(shè)計探討

王序 戴昱 袁焱華

摘要：高鐵站作為人員密集場所，發(fā)生火災(zāi)時的消防安全疏散極其重要。然而，因在設(shè)計時考慮其美觀和候車舒適的需要，通常會導(dǎo)致疏散距離超出防火規(guī)范要求。現(xiàn)通過計算機數(shù)值模擬研究高鐵站的消防安全疏散特殊防火設(shè)計，探討高鐵站的消防安全疏散措施和策略。

關(guān)鍵詞：高鐵站；安全疏散；特殊防火設(shè)計

中圖分類號：TU892? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2023）03-0010-03

1 工程概況

本文研究對象為連云港到徐州高鐵沿線某站房，徐連高鐵是江蘇省北部一條連接徐州市與連云港市的東西向高速鐵路，是中國《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》（2016年版）中“八縱八橫”規(guī)劃高速鐵路網(wǎng)絡(luò)主通道之一。該高鐵站房總建筑面積15654.30m2，建筑高度28.276m。站房車場規(guī)模為2臺4線（含正線2條），島式站臺2座，站臺尺寸均為450m×12m×1.25m，地下出站通道寬12m，進站天橋?qū)?2m。該車站設(shè)計最高聚集人數(shù)1000人，設(shè)計高峰小時發(fā)送量2000人，按TB10100—2018《鐵路旅客車站設(shè)計規(guī)范》分類為中型旅客車站。

站房設(shè)置環(huán)形消防車道，車道凈寬度、高度均為4m，轉(zhuǎn)彎半徑9m，消防撲救場地滿足一個長邊長度且大于1/4周長，消防車道能夠承受消防車30t荷載的要求。室內(nèi)消防用水儲存在首層消防水池內(nèi)，消防水池有效容積為414m3，屋頂設(shè)有效容積18m3組合式水箱一座。站房內(nèi)設(shè)計室內(nèi)消火栓、自動噴水滅火系統(tǒng)，除三層候車廳、二層進站廣廳、通信、信息、電力等設(shè)備機房及配線間、配電間、變電所、管道井、樓梯間以外的其他場所均設(shè)噴淋系統(tǒng)。候車大廳設(shè)計的自動消防炮滅火系統(tǒng)，消防炮系統(tǒng)設(shè)計流量40L/s，火災(zāi)持續(xù)時間1h，單炮流量20L/s，額定工作壓力0.8MPa，射程50m，最大工作壓力1.6MPa。室外設(shè)3套DN150地下式水泵接合器。電氣設(shè)備機房設(shè)計七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。樓梯間、候車廳等采用自然排煙措施，自然排煙窗電動控制。設(shè)計火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，辦公區(qū)、控制室、設(shè)備用房、走廊等部位選用光電感煙探測器；首層候車廳選用紅外光束探測器，二層候車廳選用紅外光束探測器與雙波段圖像火災(zāi)探測器相結(jié)合，探測到火焰后啟動消防水炮噴水滅火。信息系統(tǒng)機房、通訊機械室設(shè)置七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動啟動。應(yīng)急照明疏散指示系統(tǒng)是按GB51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》設(shè)置，在消防控制室安裝集中控制器和集中電源，站房終端應(yīng)急照明燈具和疏散指示燈具電源均由集中控制器和集中電源引出，特殊場所如泵房、變配電室設(shè)置備用照明。消防廣播為客運服務(wù)廣播，發(fā)生火災(zāi)時由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動強制切換成消防廣播。候車廳、售票廳、出站廳滅火器配置按A類火災(zāi)嚴重危險級設(shè)計，配置基準為3A，設(shè)置手提式磷酸銨鹽滅火器（MF/ABC5），保護距離15m；通信、信號、信息等電設(shè)備用房滅火器配置按E類中危險級設(shè)計，配置基準為55B，設(shè)置手提式二氧化碳滅火器（MT7），保護距離12m；其余房間及走道的滅火器配置均按A類中危險級設(shè)計，配置基準為2A，設(shè)置手提式磷酸銨鹽滅火器（MF/ABC4），保護距離20m。

2 存在問題

本工程防火分區(qū)劃分為十一個，防火分區(qū)一：面積為1222.32m2，主要功能為出站通道、衛(wèi)生間、補票室；防火分區(qū)二：面積為1864.45m2，主要功能為商業(yè)、衛(wèi)生間；防火分區(qū)三：面積為899.67m2，主要功能為餐廳、廚房、消防值班室；防火分區(qū)四：面積為223.02m2，主要功能為變電所；防火分區(qū)五：面積為401.05m2，主要功能為消防水泵房、制冷機房、消防水池、綜合控制室；防火分區(qū)六：面積為7915.77m2（二三層候車大廳一個防火分區(qū)），主要功能為候車大廳、客運值班、間休、公安值班、旅客服務(wù)、母嬰室、衛(wèi)生間；防火分區(qū)七：面積為649.40m2，主要功能為售票廳、進款室、票據(jù)室、售票室、通信機械室、信息機房、商業(yè)管理、商業(yè)信息、衛(wèi)生間；防火分區(qū)八：面積為865.54m2，主要功能為會議、公共網(wǎng)絡(luò)、間休、辦公、空調(diào)機房、衛(wèi)生間；防火分區(qū)九：面積為838.76m2，主要功能為信息備品、信息維修、信息值班、信息辦公、安檢員休息室、空調(diào)機房；防火分區(qū)十：面積為415.52m2，主要功能為空調(diào)機房。防火分區(qū)十一：面積為358.80m2，主要功能為空調(diào)機房。

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計，站房首層（即防火分區(qū)一）A軸以北區(qū)域為上空覆蓋有旅客活動平臺和高架橋橋面的空間（該區(qū)域以下簡稱為“蓋下區(qū)域”，如圖1陰影區(qū)域所示），A軸處墻體疏散門至高架匝道外部邊緣最遠距離約為41.0m。由于首層A軸北側(cè)蓋下區(qū)域的存在，導(dǎo)致首層防火分區(qū)一人員疏散的安全出口難以直通室外，且疏散距離也不能滿足規(guī)范TB10063—2016《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》第6.1.10條要求?！惰F路工程設(shè)計防火規(guī)范》要求旅客車站集散廳、售票廳和候車廳（室）等，其室內(nèi)任一點至最近疏散門或安全出口的直線距離不應(yīng)大于30m；當該場所設(shè)置自動噴水系統(tǒng)時，室內(nèi)任一點至最近安全出口的安全疏散距離可增加25%[1]。即規(guī)范要求最大疏散距離為37.5m，而該高鐵站首層疏散距離41.0m，超出規(guī)范允許范圍。

3 特殊設(shè)計

對本站房的重點位置采用計算機模擬軟件Building EXODUS模擬人員疏散的過程，計算出各個區(qū)域疏散所需要的時間，論證現(xiàn)有設(shè)計疏散不滿足規(guī)范要求后，通過加強管理措施和補強消防設(shè)施后，能基本符合疏散要求，同時又保持高鐵站的高大、舒適的設(shè)計感觀。

3.1? 疏散路徑

首層標高±0.000m，主要設(shè)置有出站廳、旅客服務(wù)以及辦公設(shè)備用房等。疏散路徑為首層發(fā)生火災(zāi)后，人員可通過出口CC1～CC3、CG1～CG3直接向室外疏散，或通過疏散樓梯DT1、DT2向二層站房廣場平臺疏散。首層疏散出口示意圖如圖2所示，疏散寬度如表1所示。

3.2? 疏散接受準則

可提供的人員安全疏散時間（ASET）應(yīng)為在火災(zāi)時尚未達到人員耐受極限前人員疏散到相對安全的區(qū)域（比如室外等）所需要的時間，即人員所需疏散時間（RSET）的1.2倍，則能認為人員可以安全疏散[2]。該準則即ASET＞1.2RSET，為研究領(lǐng)域普遍認可的人員安全疏散標準。

3.3? 疏散人數(shù)計算

首層主要考慮出站廳出站旅客及整個車站預(yù)留商業(yè)的工作服務(wù)人員和消費的旅客。出站廳人數(shù)，正常情況考慮兩列列車同時到達站臺人數(shù)。圖紙設(shè)計提供數(shù)據(jù)為：預(yù)留商業(yè)需要疏散人數(shù)為931人；餐飲區(qū)450人。兩列列車到達站臺，加上5%接送站人員，具體到站人員數(shù)量見表2。首層最終人數(shù)確定為：2688+931+450=4069人。

考慮我國規(guī)范未明確規(guī)定查證時間，參照美國NFPA72《火災(zāi)報警規(guī)范》中規(guī)定，將本站站房首層區(qū)域感知時間取為3min，即180s。

人員響應(yīng)時間包含確認時間和反應(yīng)時間。本站房為人員密集場所建筑，場所內(nèi)人員不熟悉周圍環(huán)境、逃生通道、警報措施等，只能通過高鐵站客服廣播系統(tǒng)和車站值班員的引導(dǎo)進行疏散；而且高鐵站高大空間的候車大廳，具有其鮮明的建筑特點即高大、通透、疏散流線組織通暢等，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員可以立即發(fā)現(xiàn)，可以迅速感知火災(zāi)發(fā)生的危險性，確認火災(zāi)的時間也會很短，此時間取為30s[3]。根據(jù)有關(guān)資料，人員的反應(yīng)時間基本上在90s之內(nèi)。加上前面30s的確認時間，因此本站房的人員響應(yīng)時間取為120s。

移動時間由到達出口所需的行走時間和通過樓梯出口所需的排隊或人員流動時間組成。兩部分時間中較長者決定該空間全部撤離所需時間[2]。考慮保守因素，將人員的移動速度定為1m/s。人員進入樓梯后移動速度為0.5m/s，按經(jīng)驗公式計算移動時間為255s。

綜上，RSET（需要的疏散時間）為感知時間180s、響應(yīng)時間120s和移動時間255s之和555s。ASET有效疏散時間1200s，大于2倍RSET。

4 疏散方案

針對站房內(nèi)人員疏散距離過長的問題，建議引入“準安全區(qū)”概念采用分階段疏散策略。首先疏散火災(zāi)現(xiàn)場附近的旅客，將旅客疏散到“準安全區(qū)”，遠離火災(zāi)現(xiàn)場。然后，疏散至“準安全區(qū)”的人員與該區(qū)域人員繼續(xù)向最終安全出口疏散。

本站房疏散重點是保持安全出口的有效暢通，不能在候車大廳的疏散門附近設(shè)置圍欄，也不能堆放可燃物，更不可在疏散門上加掛鎖鏈等阻礙通行的物品，且疏散門要朝外開啟?？紤]候車大廳視線比較開闊，在疏散口上方設(shè)置尺寸為800mm×300mm以上的大型“安全出口”標志燈，方便旅客在火災(zāi)煙霧較大的緊急情況下仍然能夠快速準確發(fā)現(xiàn)安全出口。每層的檢票閘機應(yīng)在發(fā)生火災(zāi)時由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)自動聯(lián)動釋放打開，或者在檢票口設(shè)置釋放閘機一鍵操作按鈕，讓旅客能夠通過檢票閘機順利疏散。制定一套緊急疏散預(yù)案，并需培養(yǎng)一批訓(xùn)練有素的管理人員，定期進行消防安全知識培訓(xùn)及演練，使其在火災(zāi)發(fā)生時，能組織旅客有效地疏散，以降低人員阻塞的發(fā)生概率，進而減少人員的疏散時間[4]。

5 結(jié)語

基于上述分析，通過“可信且最不利”的原則設(shè)計的典型火災(zāi)場景，重點分析本站房首層人員疏散情況，特殊設(shè)計結(jié)果表明，在設(shè)定的消防疏散方案條件下，通過計算機模擬計算得出人員疏散需要時間符合要求，并有一定的安全余量。將首層A軸北側(cè)蓋下區(qū)域作為準安全區(qū)，準安全區(qū)應(yīng)嚴格進行可燃物控制，其內(nèi)不應(yīng)設(shè)置可燃物及阻礙人員通行物品，應(yīng)保證該區(qū)域僅作為人員通行使用。

參考文獻：

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[3]姚沁，韓新.世博大型展館性能化防火設(shè)計研究[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2011（3）：3-10.

[4]戴曉瑩.性能化防火設(shè)計在特殊工程中的應(yīng)用[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2013，32（6）：623-625.

Discussion on the special fire protection design of

fire safety evacuation in a high-speed railway station

Wang Xu1，Dai Yu2，Yuan Yanhua2， 3

（1. Fengxian Fire and Rescue Section of Xuzhou， Jiangsu Xuzhou 221700; 2. Shanghai Fire Research Institute of Ministry of Emergency Management， Shanghai 200032; 3. Shanghai Beian Industrial Co.， Ltd.， Shanghai 200032）

Abstract：As an assembly occupancy in high-speed railway station， fire safety evacuation in case of fire is extremely important. However， due to the need for beauty and waiting comfort in the design， the evacuation distance usually exceeds the requirements of the fire code. Through computer numerical simulation， the special fire protection design of fire safety evacuation in high-speed railway stations is studied， and the fire safety evacuation measures and strategies in high-speed railway stations are discussed.

Keywords：high-speed railway station; safety evacuation; special fire protection design