文/史聪灵 胥旋 何理 石杰红
随着我国城市地铁建设的高速发展,地铁建设无论在结构类型、换乘形式都出现了一些新的变化,新概念设计需求也越来越多。为了全面指导地铁安全疏散设计和运营,GB/T 33668-2017《地铁安全疏散规范》应运而生。
地铁多属于地下封闭空间,是典型的人员密集场所,一旦发生火灾等突发事件,由于烟气排放困难、疏散和救援困难等原因,极易导致群死群伤,产生恶劣的政治影响和社会影响。如2003 年的韩国大邱地铁列车火灾和1995 年的阿塞拜疆巴库地铁隧道火灾,伤亡人数均超过300 人。因此保障突发事件中地铁乘客疏散安全是地铁设计、建设及运营过程中需重点关注的安全问题。
2013 年,GB/T 33668-2017《地铁安全疏散规范》立项时,我国涉及地铁疏散相关内容的国家标准及规范主要包括《建筑设计防火规范》《地铁设计规范》《地铁设计防火标准》(报批稿)。但这些规范条文在地铁疏散方面提出的多是总体性或原则性要求,在规划、设计、建设、运营中亟需明确的具体内容方面不够详细,如对地铁站厅层、区间、换乘车站的疏散要求不够明确,对停运状态下的自动扶梯的疏散能力缺乏数据支撑等。特别是随着我国地铁建设的高速发展,地铁在结构类型、换乘形式等方面日趋复杂,新的设计概念层出不穷。为了全面指导地铁安全疏散设计和运营,保障乘客安全,迫切需要制订地铁安全疏散方面的规范。
在国家标准化管理技术委员会下设的全国公共安全基础标准化技术委员会(SAC/TC351)领导下,中国安全生产科学研究院、中国标准化研究院等单位成立了标准起草组,经历3 年多的制定工作,2017年5 月12 日,GB/T 33668-2017《地铁安全疏散规范》(以下简称《规范》)发布,2017 年11 月1 日起实施。
客流聚集在楼梯入口
《规范》的内容大致可分为3 个部分。
第一部分包括“1范围”“2 规范性引用文件”“3 术语和定义”“4总则”4 个章节,主要界定了本标准的适用范围、规范性引用文件、适用于本标准的术语定义以及总则。
本规范定义了19 个术语,其中 “安全区”定义为火灾或其他灾害情况下,灾害后果得到有效控制、可确保人员安全的室内或室外安全区域。该定义明确回答了在地铁疏散过程中哪些区域可以认为是安全的,这也是疏散计算中的人员运动目标区,对地铁设计及运营都具有指导意义。
在总则中,明确了地铁安全疏散的相关要求是以火灾事故下的安全疏散预防为主,其他灾害可参照本规范。另外,指出了地铁安全疏散应按一条线路、一座换乘车站及其相邻区间同一时间只发生一处火灾及其他灾害事故原则,和6 min的安全疏散原则。
第二部分包括“5 车站安全疏散总体要求”“6 区间安全疏散总体要求”“7 土建设施的疏散技术要求”“8 设备系统的疏散技术要求”4个章节,是本规范的主体内容之一,主要针对地铁安全疏散设计,规定了两个空间区域的疏散总体要求,即车站和区间,明确了两个层面的技术要求,即土建设施和设备系统。
在“5 车站安全疏散总体要求”部分,明确了车站发生站台列车火灾/站台公共区火灾、站厅公共区火灾等不同火灾场景、不同车站形式下的必须疏散人员、疏散时间要求、疏散安全区、疏散路径。其中站台公共区火灾、站厅公共区火灾工况下的人员安全疏散计算要求,填补了GB 50157-2013《地铁设计规范》在这方面的空白。并且本规范结合运营实际,提出站台公共区发生火灾时,必须疏散人员为起火站台上的候车乘客,进站列车应过站不停车;站厅公共区发生火灾时,通风排烟系统、供电系统、信号系统、车辆系统、应急调度指挥等具备防灾安全条件及站台有工作人员进行有效疏散引导措施下,站台乘客的疏散可采用运行车辆向相邻车站进行疏散。该条款解答了设计中对于此种工况下必须疏散人员的计算困惑。此外,在列车火灾工况下,相对于《地铁设计规范》,对必须疏散人员的数量计算给出了更加明确的公式定义,同时在疏散时间方面,除考虑人员的预反应时间和通过楼扶梯的时间之外,考虑了人员疏散至楼扶梯入口的时间,人员在楼扶梯上的平均滞留时间,以及通道非均匀性偏差时间,使得疏散时间的计算过程更加完整。
根据长期的客流测量结果,在疏散时间计算公式中,《规范》给出了不同年龄、性别人员的水平行走速度、楼梯上行速度和下行速度,这为计算人员的疏散运动时间提供了重要参考。同时,考虑到在紧急疏散过程中,乘客使用可作为疏散用途的停运扶梯进行疏散的实际,本规范也明确给出了停运状态下扶梯作为楼梯使用时的通行能力,这对于设计及运营单位核算车站疏散能力提供了重要参考。
此外,这部分还对安全出口、出入口通道、疏散通道、换乘通道、设备与管理用房等车站疏散要求进行了规定。
在“6 区间安全疏散总体要求”部分,规定了区间安全疏散采用应急疏散平台疏散和道床疏散两种方式下的安全区、安全出口、疏散通道、疏散方向、通风排烟组织流向等技术要求。明确了必须疏散人员以及区间事故安全疏散时间的计算公式,填补了《规范》方面的空白,可为设计单位、运营单位进行疏散能力核实提供依据。
区间事故安全疏散时间包括了预反应时间、人员疏散出列车以及人员疏散至车站和区间中间的安全出口处三部分时间,其中提出预反应时间包括报警、调度、接触轨断电时间及人员预动作时间,总计2 min;人员疏散出列车以及人员疏散至车站和区间中间的安全出口处的疏散时间计算思路,与站台及站厅公共区火灾疏散类似,由必须疏散人员数量、疏散距离、列车端门下行楼梯(道床疏散)或疏散平台(平台疏散)的通行能力决定;由于区间疏散路径比较复杂,考虑到安全余量,在人员疏散至车站和区间中间的安全出口处的时间计算方面,提出对所有形成的疏散路径的疏散时间取最大值的要求。
“7 土建设施的疏散技术要求”主要规定了站台端部疏散楼梯、联络通道(防火门)、区间中间风井处的防烟楼梯间、应急疏散平台和道床、车站和区间建(构)筑物的耐火等级、防火分区和防火分隔、各出入口等疏散要求。
考虑到疏散平台在平台疏散中的重要性,对疏散平台的耐火极限提出了不应低于1 h,并不应少于区间事故疏散时间的要求;由于地铁车站车控室一般设有观察窗,同时设备区与公共区属于两个独立的防火分区,在提出两个防火分区之间应采用耐火极限不低于3 h 的防火墙和甲级防火门分隔之外,强调了在防火墙设有观察窗时,应采用甲级防火窗。
“8 设备系统的疏散技术要求”部分主要规定了站台门、车辆、自动检票机和栅栏门、门禁、防火卷帘、电动挡烟垂帘、导向标志、应急疏散标志、乘客信息系统(PIS)、视频监视系统、广播系统、自动扶梯、人行楼梯、通风排烟系统、车站控制室、控制中心、公务电话、地铁用电设备的负荷分级(含消防负荷)、应急疏散照明、疏散指示标志等保障疏散方面的防灾技术措施。
鉴于地铁疏散的重要性,《规范》明确了当站台至站厅以及站厅至地面的楼扶梯上、下行均采用自动扶梯时,应增设人行楼梯或备用自动扶梯;为保障人员安全疏散,火灾时烟气层应高于人眼的特征高度(1.2 ~1.8 m),《规范》明确了地下车站火灾时启动通风排烟系统应能在6 min 内控制火灾烟气在起火楼层、不进入安全区,疏散路径内烟气层应不沉降到1.5 m 高度;基于《规范》主编单位——中国安全生产科学研究院在全国30 多个城市上百条线路开展地铁车站全尺寸热烟测试的结果,在站台公共区发生火灾时,为了快速排解烟气,需利用隧道通风排烟系统辅助排烟,且一般标准车站的站台中部属于烟气排解的最不利位置。因此,《规范》提出了安装封闭式站台门的车站,在站台火灾时,宜开启一侧的全部或多组滑动门,或两端的端门,利用隧道通风排烟系统进行辅助排烟。站台两端楼扶梯中间的区域宜设计有充足的通风排烟量,封闭式站台门设计时,火灾时宜开启中间站台门的一组滑动门,对中间区域烟气有效排放。这为地铁设计单位进行通风排烟设计提供了参考依据。
换乘通道内的客流
第三部分包括“9安全疏散运营管理要求”,主要从运营管理方面,规范了保障安全疏散的运营管理要求。明确规定了地铁内商铺的管理、疏散通道的维护、地铁疏散的应急预案及疏散保障的应急物资物品等要求,对地铁运营单位开展安全管理具有一定的指导意义。
此前,对地铁内部能否设置商业场所或商铺没有明确的要求。鉴于地铁发生火灾的危害性,《规范》明确提出了站台层、站厅付费区和站厅非付费区、出入口通道的乘客疏散区内,不得设置商业场所。同时对站厅非付费区内设置零星商铺作出了具体要求;鉴于疏散安全的重要性,明确要求车站及区间疏散专项应急预案应至少2 个月演练1次;考虑到我国部分城市地铁建设年代较早,当时的建设标准和技术标准已不适应现在的安全要求,且随着我国城市人口的大规模增长,部分车站当前的客流强度远远超过了当时车站的设计能力,为了保障乘客的安全,规范也明确提出当车站客流超过远期超高峰预测客流且事故安全疏散时间超过6 min 时,地铁运营企业应立即进行车站疏散能力提升改造。
《规范》给出了地铁安全疏散设计的疏散策略和要求、事故疏散时间计算方法、疏散相关设施设备的技术要求和运营管理的疏散要求,并提供了可供参考的计算模型,为全国地铁安全疏散设计、建设和运营管理提供了重要参考。[本文作者单位系中国安全生产科学研究院交通安全研究所。本文得到国家自然科学基金项目(71774148),中国安全生产科学研究院基本科研业务费专 项(2019JBKY12、2019JBKY02),中国安全生产科学研究院“万人计划”入选人才特殊支持经费项目(WRJH201801)等项目资助,作者在此表示感谢。]