地铁黄浦路站公共区防排烟设计浅析

曹学明



地铁黄浦路站公共区防排烟设计浅析

曹学明

（湖北省城建设计院股份有限公司 武汉 430051）

以武汉市轨道交通8号线黄浦路站项目为例，针对黄浦路站公共区建筑特点，通过对比分析公共区防烟分区划分、排烟系统配置及控制模式等不同防排烟设计方案对本车站的影响，提出了满足规范并符合实际工程及运营模式下的安全可靠的防排烟设计方案，以供同类型车站防排烟设计提供参考。

地铁车站；公共区；中庭；防排烟；

0 引言

地铁作为现代化城市交通的重要设施具有客运量大、高速快捷、时间准确的特点。近年来武汉市轨道交通建设快速发展，地铁线路长度、客运量和建筑规模不断增长。目前随着武汉地铁建设的发展，规划线路不断增加，换乘车站也逐渐增多，导致各种超大、超高公共区车站不断涌现，增加了地铁车站公共区防排烟设计的难度。地铁车站作为人员高度密集的公共场所，通风条件、照明条件较差，内部环境因素复杂，一旦发生火灾事故，产生的烟气不能及时控制排除就很容易造成较大伤亡事故，因此公共区防排烟系统作为火灾情况下人员疏散的重要辅助手段，其设计合理与否就显得非常重要。本文结合黄浦路车站特点及相关防排烟设计规范，对本站防排烟设计方案及防排烟模式进行分析探讨。

1 车站概况

武汉地铁8号线一期工程线路全长33km，共设12个车站。黄浦路站位于解放大道与卢沟桥路交汇处南侧卢沟桥路上，为地下两层（局部三层）侧式换乘车站，与武汉地铁轻轨1号线黄浦路站通道换乘，承担过江客流，是8号线全线两线换乘站点中换乘客流最大站点。

黄浦路站总建筑面积31398m2，站厅层公共区总建筑面积10384m2，其中站厅层建筑面积7836m2，净空高8.65m（局部5.3m），站厅内设置夹层天桥连通车站两端非付费区，并承担过街及出入口人流疏散功能，夹层天桥总建筑面积2548m2，夹层天桥上方净空高度3.95m，夹层天桥连接换乘夹层，具有连通车站非付费区、过街、换乘、出入口人员疏散等功能。站台层公共区总面积3000m2。

图1 车站公共区装修效果图

2 防排烟设计方案

本站由于站厅层层高较高，站厅层层高达到8.65m，防烟分区划分存在一定的难度。划分防烟分区主要是保证在一定时间内，使火场上产生的高温烟气不致随意扩散，并快速排除，达到有利人员疏散、控制火势蔓延的目的。设置防烟分区时，如果面积过大，会使烟气波及面积扩大，增加受灾面，不利于疏散和扑救；如面积过小，不仅影响使用，还会提高工程造价。《地铁设计规范》（GB 50157-2013）中规定地下车站站厅、站台的每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000m2。该规定建立在标准站站厅和站台的使用面积均不大于2000m2，使站厅层和站台层分别划分为1个防烟分区的基础上。目前各城市为解决当前以及将来日益拥堵的交通问题，设计时均按远期高峰值考虑地铁车站建站规模，已建或在建的大部分车站公共区面积远大于4000m2，其防排烟设计方案的合理性显得尤为重要。

本站为侧式站台，站台层公共区共划分为4个防烟分区，换乘夹层为1个防烟分区，在公共区防排烟设计方案比较中，因站台层和换乘夹层排烟方案较为简单，对其防排烟设计方案本文将不再一一论述，着重探讨和比较站厅层中庭区域内防排烟设计方案，针对本站建筑特点，共提出了四种防排烟设计方案，具体方案如下所述。

2.1 防排烟设计方案一

2.1.1 防烟分区划分

图2 站厅层公共区防烟分区简图1

方案一将站厅层和夹层统一按照公共区考虑，将车站公共区划分为六个防烟分区，其中防烟分区一面积为1792m2，防烟分区二面积为1195m2，防烟分区三面积为1920m2，防烟分区四面积为995m2，防烟分区五面积为977m2，防烟分区六面积为895m2。本站除防烟分区一层高为5.3m，换乘夹层层高为3.45m，其余防烟分区（含夹层天桥）层高8.65m。

2.1.2 防排烟系统设备配置

方案一各防烟分区分别单独设置独立的排烟风机，根据防烟分区划分情况，车站左右两端空调机房分别设置2台、3台排烟风机，每台排烟风机负责一个防烟分区的排烟。当排烟风机数量及排烟管道设置有困难时，各防烟分区可合用排烟风机，但根据地铁设计规范，排烟设备负担多个防烟分区时，其设备能力应按负担最大的两个防烟分区烟量配置，如此左端排烟设备排烟容量达到215000m3/h，右端排烟设备排烟容量达到210000m3/h。换乘夹层与右端公共区共用排烟风机，车站两端空调机房需分别设置2台排烟风机。

2.1.3 防排烟系统控制模式

当公共区任一防烟分区着火时，开启与该排烟分区对应的排烟风机；当公共区右端换乘夹层着火时，开启公共区排烟风机，并关闭其他排烟分支管道。

2.2 防排烟设计方案二

2.2.1 防烟分区划分

图3 站厅层公共区防烟分区简图2

方案二在方案一的基础上，利用顶板结构纵梁将防烟分区进行纵向分隔，车站站厅层共划分为8个防烟分区，其中防烟分区一、二面积为750m2，防烟分区三、四面积为860m2，防烟分区五面积为1328m2，防烟分区六面积为1227m2，防烟分区七面积为995m2，防烟分区八为895m2。

2.2.2 防排烟系统设备配置

方案二公共区左端排烟设备排烟容量为123840m3/h，右端排烟设备排烟容量为183960m3/h，公共区各防烟分区合用1台排烟风机，右端换乘厅与公共区右端共用排烟风机，车站左右两端空调机房分别设置1台排烟风机。

2.2.3 防排烟系统控制模式

当车站左端防烟分区一、二任一区域着火，开启车站左端排烟设备排烟，同时关闭其它排烟分支管道；当防烟分区三、四任一区域着火，开启车站左端排烟设备排烟，同时关闭其它排烟分支管道。当车站右端防烟分区五、六任意区域着火，开启车站右端排烟设备排烟，同时关闭其它排烟分支管道；当防烟分区七区域着火，开启右端车站排烟设备，同时打开相邻防烟分区六排烟管道，关闭其它排烟分支管道；当车站换乘厅防烟分区八着火时，开启右端车站排烟设备，同时关闭其它排烟分支管道。

2.3 防排烟设计方案三

2.3.1 防烟分区划分

图4 站厅层公共区防烟分区简图3

方案三将站厅层和夹层分开考虑，围绕中庭区域划分防烟分区，夹层作为中庭回廊考虑，中庭四周设置电动挡烟垂帘与夹层回廊分隔。车站公共区共划分七个防烟分区，其中防烟分区一、二面积为750m2，防烟分区三体积为10156m3，防烟分区四面积为1024m2，防烟分区五28175m3，防烟分区六面积1200m2，防烟分区七面积为895m3。

2.3.2 防排烟系统设备配置

方案三站厅夹层区域，各中庭设置专用排烟风管，夹层回廊区域内设置回排风兼排烟风管，中庭与夹层之间设有电动挡烟垂帘分隔，站厅中庭排烟量按换气次数计算，夹层回廊排烟量每平米60m3/h计算。公共区左端排烟设备容量为146850m3/h，右端排烟设备容量为221640m3/h。车站左右两端空调机房各需设置2台排烟风机。

2.3.3 防排烟系统控制模式

当火灾发生在防烟分区一、二时，开启左端排烟风机，同时关闭其他防烟分区排烟管道分支。当火灾发生中庭区域时，开启中庭专用排烟风机对中庭进行排烟，电动挡烟垂帘降至夹层回廊地面，避免中庭烟气向回廊扩散，保证人员疏散安全。

2.4 防排烟设计方案四

2.4.1 防烟分区划分

图5 站厅层公共区防烟分区简图4

方案四将站厅层及夹层回廊统一按中庭考虑，中庭四周设置挡烟垂壁。车站公共区共划分5个防烟分区，其中防烟分区一、二面积为750m2，防烟分区三体积为14560m3，防烟分区四体积为31012m3，防烟分区五面积为895m2。

2.4.2 防排烟系统设备配置

方案四计算中庭排烟量时，中庭体积取中庭以及中庭相连通的各层的全部空间的体积。公共区左端排烟设备容量为110000m3/h，右端排烟设备容量为148858m3/h。车站左右端空调机房分别设置1台排烟风机。为保障夹层回廊在火灾中能起到有效疏散人群的作用，避免中庭烟气和火焰蔓延到夹层回廊空间，在中庭边缘设置挡烟垂壁。

2.4.3 防排烟系统控制模式

当火灾发生在防烟分区一、二时，排烟控制模式同方案三；当火灾发生在中庭区域时，开启对应端的排烟风机，通过布置在中庭四周的排烟风口进行强制排烟，同时开启夹层回廊上方的排烟风口排除回廊区域的烟气，保证夹层回廊这一重要疏散通道的安全。

3 防排烟系统设计方案比较

方案一的优点是系统运行可靠，易于控制，运行维护管理方便，在地下机房及管道空间允许情况下较有优势；缺点是排烟系统规模太大，风机功率增加，受灾面积大，不利于人员安全疏散且占用较多地下有限空间，增加工程造价。

方案二的优点是排烟系统规模较方案一相对减小，但排烟系统构成比较复杂，系统运行的有效性难以保证，在高大空间设置挡烟设施存在一定的困难，同时也给公共区装修带来一定的麻烦。

方案三将中庭空间与夹层回廊进行独立分隔，优点是运行可靠，便于人员安全疏散，烟气控制简单，中庭着火时的烟气及中庭四周区域着火时蔓延到中庭的烟气由中庭排烟系统排除，中庭夹层回廊着火时的烟气由夹层回廊排烟系统排除，便于集中控制和管理，缺点是设计和控制较为复杂，占用空间较大，初投资较高，中庭四周设置挡烟垂帘对站厅层中部通风空调管道安装空间有一定影响。

方案四将中庭和夹层天桥统一按中庭空间考虑，优点是排烟系统规模小，控制简单，占用空间小，系统初投资小，实施比较容易，因此经综合考虑，本站选用方案四作为本站防排烟设计方案。

4 结语

因中庭区域空间大，使用功能复杂、火灾荷载大、乘客密度大，火灾烟气一旦进入，高温有毒的烟气将迅速扩散，充满整个空间，并很快蔓延到与中庭相通的其他区域，加快火灾的扩展，影响安全疏散，因此中庭更容易形成巨大的火灾隐患。

由于建筑中庭的特殊性和复杂性，加上地铁车站这种特殊的地下建筑形式，公共区防排烟设计方案优劣，直接影响到该形式车站设计的可行性与普及性，针对这种特殊的大空间车站新形式，地铁设计规范又未做相关明确规定，导致设计人员进行防排烟设计时存在一定的困惑。同常规的地下两层地铁车站设计比较而言，中庭式的设计形式实际上加大了夹层的火灾危险性，所以应在肯定此种设计形式的基础上，需进一步研究可靠的烟控方案，避免有毒热烟到处蔓延，造成火灾规模的扩大并威胁人员和财产安全。

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Analysis of Smoke Control Design in Huangpu Road Metro Station

Cao Xueming

( Hubei Urban Construction Design Institute Co., Ltd, Wuhan, 430051 )

Taking Wuhan Metro Line 8 Huangpu Road station project as an example,According to the Huangpu Road station building architectural features, Comparative of smoke exhaust system partition,Exhaust system configuration and control mode to analysis the influence of different smoke control design schemes on the station, it put forward to meet the specifications and in accordance with the design of smoke control scheme in practical engineering which the operation mode is safe and reliable, in order to provide reference for the same type of station smoke control design.

Metro Station; Public Area; Atrium; Smoke Management

1671-6612（2017）05-482-05

UTQ453.5/TU834

A

2017-01-10

作者（通讯作者）简介：曹学明（1983.8-），男，硕士研究生，高级工程师，E-mail：109976789@qq.com