交通枢纽综合体消防安全问题及解决的方法

漆政昆 李 元

海军蚌埠士官学校兵器系

交通枢纽综合体消防安全问题及解决的方法

漆政昆 李 元

海军蚌埠士官学校兵器系

为了避免交通枢纽综合体内部火灾造成的巨大人员伤亡和财产损失，基于交通枢纽综合体的本身特点，分析其火灾特点，探究综合体内部存在的主要消防问题，并针对存在的问题提出相关解决方法，旨在为交通枢纽综合体的消防设计提供参考。结果表明：综合体内部可以通过设计联系通道作为防火隔离带的方法来进行防火分隔；合理划分防烟分区，控制烟气蔓延，有效的布置排烟通风装置，采用“准安全区”，合理设置楼梯、疏散通道和安全出口，确保疏散诱导系统有效且易辨别，制定消防应急预案和做好人员安全教育是保证人员安全疏散的关键。

交通枢纽综合体；消防安全；安全疏散；防火隔离带

随着社会经济的不断发展，商务、旅游等大量人群穿梭在各个城市之间，传统的客运枢纽功能单一，乘客换乘效率低下，综合化程度较低，已经渐渐成为制约城市化进程的瓶颈。为了满足城市发展的需要，以综合化的功能、多元化的服务、一体化的空间和拓展式的结构为基本特征的交通枢纽综合体日益涌现，如上海虹桥、北京南站、新广州站等等。这些交通枢纽综合体空间巨大，建筑结构特殊，不仅集多种交通方式为一体， 而且还综合了商业、办公、餐饮、娱乐等多种功能。交通枢纽综合体内部人流密集、设备种类很多，起火原因多样，极易发生火灾，而且火灾时容易造成群死群伤的重大事故。例如伦敦皇十字地铁车站的火灾的起因就是由于乘客将带火的火柴梗扔进了自动扶梯内点燃了自动扶梯下面的油脂脏物而造成的，这场大火使32人丧生（其中包括一名消防员），共造成100多人受伤；而广州地铁一号线东山口站降压配电所因电器设备故障引发火灾，由于发现及时，处置得当，未酿成人员伤亡事故，但是火灾却造成直接经济损失20.6万元。因此，交通枢纽综合体安全问题已渐渐成为人们关注的热点问题。

1　交通枢纽综合体的特点

1.1综合化的客运交通

交通枢纽综合体一般以火车站、机场、地铁为依托， 在修建过程中， 以其原有比较发达的轨道交通网络为基础， 将长途汽车站、市内公交车站、出租车站、停车场等场所集中设计，在同一座大型建筑物内形成一个具有多种交通方式的大型换乘枢纽。

1.2多元化的服务功能

综合体内部还修建有商业中心、服务中心和娱乐中心等公共场所， 它既缓解了城市用地紧张的矛盾，又方便了城市人群的生活，还能繁荣地区经济，传播城市文明。它在满足旅客各种交通需求的前提下，使旅客可以把以前单纯的候车时间用来购物或者完成其他日常工作， 促进了客运服务的多元化，增加了公共交通的吸引力和客运量，提高了枢纽空间的立体利用程度。

1.3方便快捷的换乘方式

在交通枢纽综合体内部经过科学设计与合理组织，利用各种垂直、水平连接通道，如：自动扶梯、一般楼梯和连接通道等，实现地下、地面、高架桥多层次同时使用，构成立体的换乘空间，最大限度的实现“零换乘”。而且在换乘过程中，换乘流线清晰，指示清楚，车流和人流分离， 保证乘客的安全，极大的提高了乘客的出行效率。

1.4一体化的空间

相比于传统的封闭、单一的车站候车室，交通枢纽综合体内的换乘空间采用大空间，灵活分隔，空间相对简化并与其他功能空间融为一体，其开放性和综合性非常强。站台空间不仅仅作为乘客上下的通道，也加入了商业、娱乐业等服务内容，乘客在站台就可使用综合体中多种服务设施。

现代交通枢纽综合体的广场空间也已经相对简化，作为一种快速通过的辅助换乘空间，渐渐与综合体内的建筑空间融为一体。在服务交通为主的广场中，乘客将不会过多聚集，为人流提供了安全舒适的周边环境，减少了一些由于人流拥堵而产生的社会问题。

2　交通枢纽综合体火灾特点

2.1火灾诱因多

交通枢纽综合体内部人员集散量大，不光有过往的乘客，还有在内部工作和服务的人员，而且综合体内部设备种类很多，起火原因多样。首先，因为综合体功能多，用电设备自然增多，如办公设备、照明器材、装饰灯具、通风空调系统、广播广告设备等，这些用电设备安装电线一般比较隐蔽，而且线路非常复杂，有的电器存在功率很大，或者长时间使用的问题，很容易造成火灾；其次，枢纽内部的人员流动性大，人群素质高低不一，难免有人不遵守规定私自携带易燃易爆物品或者乱扔烟头、火柴，一旦疏忽也会引起火灾危险；再次，内部业务人员在维修、使用电器设备过程中，也可能存在违反操作规程的情况，这些都有引发火灾的可能［1］。除此之外，有些人为破坏、恐怖活动或者地震等自然灾害引发的次生灾害也都能够引起火灾。

2.2可燃物种类繁多，火灾荷载大

在综合体换乘中心内可燃物主要来自四个方面：可燃物机动车辆中油箱所携带的燃油；旅客携带的各种行李；汽车内座椅、窗帘等各种可燃物；建筑物室内装修材料［2］。而在商业区里，由于餐饮店、食品店、服装店、报亭等服务场所分布密集，经营商品种类繁多，而且其中大部分为可燃物，所以火灾载荷比较大。而在以上这些可燃物中又存在着大量的塑料、橡胶、合成纤维等高分子材料制品，这些材料在燃烧过程中会产生大量的浓烟，使得空间的能见度急剧下降，同时释放出CO、CO2、NOX、Cl2、HCL、NH3、HCN等大量有毒有害气体［3］，能够使人窒息昏迷，严重影响人员安全疏散。

2.3火灾蔓延迅速

交通枢纽综合体建筑内部空间巨大，而且与建筑物内的其它空间相互连通，氧气非常充足，如果发生火灾，就会形成“燃料支配型燃烧”，由于内部可燃物很多，火势容易迅速蔓延造成大规模火灾［4］。综合体内部楼层之间一般用自动扶梯连接，有些也存在一通到顶的中庭空间，火灾在这些竖向通道内会产生烟囱效应，烟气迅猛蔓延，从而威胁到整栋建筑物的安全。实验证明，烟气沿楼梯间、管道井、电缆井等竖向通道的竖直扩散蔓延的速度为3～4m/s，即在半分钟内，烟气就能沿着竖向通道从底层扩散到100m高度处［5］。

2.4建筑多采用钢结构，火灾时易发生坍塌

现在交通枢纽综合体建筑大多采用大跨空间的钢结构，这样可以降低造价，缩短工期，并使内部空间通透宽敞，但是一旦发生火灾，高温烟气和辐射热量将会使建筑空间内的温度迅速上升，黄珏倩［6］等人计算了大空间火灾中火焰辐射对钢构件升温的影响，一般钢结构的临界温度为542℃，所以对于综合体这样的大型建筑来说，在火灾发生时很容易产生钢结构变形，坍塌。例如最近发生的武汉“712”重大火灾事故的起火建筑就是钢结构单体建筑，在火灾过程中屋顶坍塌堵死了两个安全出口，造成了15人被烧死的惨剧。

2.5人员疏散困难

对于交通枢纽综合体这种大型建筑来说，其空间开阔，内部通道纵横交错、错综复杂，在发生火灾时，若标志指示不清，很容易使人迷失方向，不利于人群快速疏散。而且在综合体内的人员密集，成分复杂，在火灾情况下可能会出现部分人员情绪失常的现象，导致人群出现混乱，在疏散时容易发生碰撞、挤压事故引起伤亡。

3　交通枢纽综合体存在的消防问题

3.1防火分区划分

通常情况下，防火墙、甲级防火门或者是防火卷帘是划分防火分区，限制火灾蔓延的有效手段，而在综合体内，为了保证交通换乘的连贯性和通畅性，这些措施就会或多或少的影响到建筑功能的实现，所以通常会出现防火分区面积过大，安全疏散距离过长等问题。在综合体的地下层中，存在着不少楼梯间，电梯井，管道井，电缆井，通风井等竖向井道，这些部位都给防火分区、防烟分隔处理增加了难度，如果处理设置不当就会成为火灾蔓延和烟气流动的通道［7］。

3.2通风和防排烟设计

由于建筑空间大，供氧充足，火灾会持续燃烧蔓延，但是不会发生轰燃。燃烧产生的大量烟气容易扩散弥漫，着火点所在区域的空调系统联动关闭， 但相邻区域的空调系统仍在运行， 造成层化后的烟气加速水平向扩散［8］。所以综合体内的烟气控制系统能否有效排出烟气是直接影响到人员疏散及火灾扑救的关键所在，因此合理地设计烟气控制系统是保证综合体火灾安全的重要条件［9］。

3.3人员安全疏散方面

（1）疏散距离长。

由于综合体内大空间结构的原因，单层平面面积巨大，导致内部人员疏散距离和时间都较长。例如：站台到安全出入口的疏散距离超过50m，换乘通道或进入其他公共场所的通道长度超过60m，有些甚至在100m以上。

（2）楼梯、通道、出入口、检票口等空间节点带来的疏散瓶颈。

交通枢纽综合体内部有多个空间区域，空间与空间的连接通过楼梯、联系通道和出入口等空间节点，在发生火灾的情况下，疏散人群从宽大空间进入这类节点会出现侧面挤入的人群阻碍正面人流的情况，使得人群密度迅速增加，形成人群“成拱现象”［10］，导致人群通过效率大大降低，严重情况下甚至会出现人群拥挤踩踏事故造成大量伤亡。

（3）人员心理因素产生的不利影响。

灾害发生时人员不可避免会产生恐慌情绪，变得焦虑、紧张，有些反应过激的人员甚至会丧失理智。在交通枢纽综合体内，由于人员对环境陌生，会加剧火灾条件下人员的恐慌和心理压力。除此之外，在人员密集场合，从众效应对疏散也会产生不利影响，可能在被误导后人员会失去宝贵的逃生时间［11］。

（4）安全管理方面的漏洞。

安全管理是对人、物和环境因素状态的管理，有效地控制人的不安全行为和物的不安全状态。理想状态是在确认火灾发生后，要统一指挥，由训练有素的安全人员负责引导旅客进行疏散，但是实际火灾发生时却会出现多种状况，比如安全人员自己先逃离现场，安全出口被封锁未开启等等，这些情况都会造成疏散人员的混乱与死亡。

4　交通枢纽综合体消防问题解决方案

4.1以防火隔离带的形式划分防火分区

防火隔离带是在不同的功能大厅之间设置一定宽度的区域，该区域内严格禁止设置任何可燃物，并通过辐射模型来计算隔离带需要的有效宽度以保证火灾时一侧的火焰不会辐射蔓延至另外一侧。通过“防火隔离带”分隔的防火分区亦被称为逻辑上的防火分区。为了在保证综合体内各区域消防安全水平的同时，最大限度的保持各部分建筑的使用功能，上海虹桥交通枢纽综合体内西航站楼、东交通广场、磁悬浮车站、商业区域有较多连通区域运用“防火隔离带”进行分隔［12］。具体做法是在这些不同功能的空间区域中， 区域之间设计联系通道进行连接，这样将联系通道作为防火的隔离带， 通过计算确定通道有效的长度保证火灾不会蔓延到相邻区域，达到分隔的目的。另外，由于防火隔离带平常仅作为交通联系通道， 因此增大了其不被占用的可能性，也保证了防火隔离的有效性［8］。

4.2合理设置防烟分区，布置通风排烟装置

由于交通枢纽综合体较地铁单站结构复杂，因此要按照火灾烟气毒害特性和流动规律，结合换乘空间的防排烟运行模式，制定合理的通风排烟方式。杨君涛［13］等人在上海中山北路车站，搭建了一个地铁站台与站厅的实体模型，进行火灾实验，测量了站台与站厅之间的楼梯处烟气蔓延速度和温度等火灾参数，为有效控制烟气蔓延以及合理设置通风排烟提供了理论依据。但是，对于交通枢纽综合体这种多站台，多站厅的大型建筑，内部的火灾烟气运动规律仍然是亟待研究的问题，目前可以通过小尺寸实验或者是火灾模拟软件来对此进行模拟计算分析。

4.3安全疏散的对策

（1）可将综合体内的换乘大厅等大空间场所设计成“准安全区”［14］。

由于交通枢纽综合体内部空间巨大，通常防火分区面积过大，在人员疏散过程中会遇到安全疏散距离过长的问题。所以针对交通枢纽存在的疏散问题，可以采用设置“准安全区”的方法来解决。“准安全区”是吴凤等人在研究大型地下商场人员疏散问题提出来的，这种方法专门针对大型建筑中防火分区面积过大超出现有规范要求的建筑部位［15］。 “准安全区”是指在大型建筑内部的某个区域，该区域本身没有火灾隐患，也不存在较大火灾疏散危险，在火灾时可以让疏散人员在此区域短暂安全停留，为人员实现“分阶段疏散策略”提供有利条件。肖春花等人根据综合交通枢纽内人员疏散特点，参考现有大多数性能化防火论证的实际工程，将“准安全区”的安全时间界定为30min，即在火灾发生30min内能保证火灾烟气不影响人员安全疏散的场所即可按照“准安全区”概念进行设计，建筑空间能否作为“准安全区”可按照如下流程设计评估，如下图。

图　准安全区评估流程［25］

（2）合理设置楼梯、疏散通道和安全出口。

用于疏散的楼梯应为不燃材料，上升高度不应超过3m，若超过此高度应增加楼段平台，楼梯踏板和楼段平台应具有良好的防滑性能，楼梯两侧应设置方便抓握的扶手［16］。疏散通道的设置要简洁、通达，平时要禁止堆放杂物或挪作他用，通道的宽度要严格以饱和流量来计算。每个防火分区的安全出口不应少于两个，保证出口数量和每个出口的宽度，出口要分散布置，两个出口之间的距离不应小于5m。

（3）设置简明易识别且有效的疏散诱导系统。

应急出口标志必须设于所有建筑中对公众敞开的地方，保证时刻照明，而且亮度必须充足，要在最不利的情况下能被识别。对应急照明的线路要严格区别于正常照明线路，保证安全可靠，应急照明灯必须能瞬时点亮。疏散指示灯在火灾烟雾中的可见度和清晰度必须要足够，能够引导被困人员疏散。

（4）制定消防应急预案。

应急预案应成立专门的编制小组，认真编写，保证内容详细系统，可操作性要强，编制完成后必须经过实地演练，检验合理性，并进行修订，保证人员密度、楼梯的形式、疏散通道和安全出口的设置满足要求。

（5）做好人员防火安全教育。

对综合体内从事消防安全的人员必须进行专业的安全教育，使其具备良好的素质，能够指挥应对突发灾害。对内部的工作服务人员进行安全教育和安全疏散的学习，在建筑场所内放置醒目的警示标语，通过广播和厅内电子大屏幕进行消防安全知识教育，提高全体人员的消防安全意识和自救能力。

5　结论

通过对交通枢纽综合体的火灾特点，消防安全问题和解决方法进行分析，可以得出如下结论：

（1）交通枢纽综合体是一个大型化、综合化、立体化的并具有多种服务功能的建筑，内部火灾诱因很多，火灾载荷大，蔓延速度快，会产生大量有毒有害气体，给人员安全疏散造成了巨大困难。

（2）由于综合体内部空间巨大，为了满足使用功能致使防火分区划分困难，可以通过设计联系通道作为防火隔离带的方法来进行防火分隔。

（3）综合体内发生火灾会产生大量的烟气，合理划分防烟分区，控制烟气蔓延，有效的布置排烟通风装置是保证人员安全疏散的关键。

（4）对综合体内人员疏散会遇到的问题进行了分析，采用“准安全区”，合理设置楼梯、疏散通道和安全出口，确保疏散诱导系统有效且易辨别，制定消防应急预案和做好人员安全教育等相应对策。

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