地铁区间防排烟检测技术研究

石钰杨 杨春利 薛 铭

（中建安装集团有限公司，北京 100089）

0 引言

地铁是城市可持续发展的重要设施，是一种集约化的交通方式，它占用地面空间少，可有效地节约土地资源。地铁挖掘和利用地下空间资源，提供新的交通供给，是促使城市可持续发展的必要手段。城市轨道交通线路绝大部分在地下，地下工程空间狭小、封闭，一旦发生火灾，产生的浓烟和热气很难自然排除，并且会迅速蔓延整个地下空间。同时，由于人流密度高，乘客的疏散和烟气的排除都较地面建筑困难，如果火灾不能得到有效的控制，后果将不堪设想。因此，对于地铁防排烟检测工作，必须要做到检测结果真实有效，正确地反映火灾时的工况，对广大人民群众的生命安全负责。

1 地铁通风及排烟系统设计标准

工程按照1 条线路、1 座车站、1 座换乘车站及相邻区间在同一时间内发生1 次火灾设计。车站公共区划分防烟分区，每个防烟分区不大于2 000 m2，防烟分区不跨越防火分区。车站公共区的排烟量按60 m2/hm3计算，排烟风机风量按所负担防烟分区最大一个的排烟量及相关系统的漏风量之和计算。站台公共区排烟时应满足至站厅疏散楼梯口部具有1.5 m/s以上的向下气流。其他设置机械排烟的部位，同一个防火分区内的地下车站设备及管理用房的总面积超过200 m2，或面积超过50 m2且经常有人停留的单个房间。最远点到地下车站公共区的直线距离超过20 m 的内走道。连续长度大于60 m 的地下通道或出入口通道。排烟口距最不利排烟点不超过30 m，与安全口距离大于3 m。当排烟补风口与排烟口位于同一防烟分区内时，其高度应小于空间高度的1/2，水平距离不小于10 m。安全出口楼梯间和防烟楼梯间设置加压送风系统，防烟楼梯间余压值为40 Pa～50 Pa，前室、合用前室余压值为25 Pa～30 Pa。车站排烟设备及烟气流经的消声器、软接等设备耐高温要求280 ℃，持续工作时间1 h。

2 区间隧道通风系统运行模式

2.1 区间隧道夜间通风运行模式

夜间列车停运之后，开启车站送、排风机通风，采用隔站送/排风方式，对区间隧道进行纵向机械通风，以达到通风换气和对隧道蓄冷降温的目的。

2.2 区间隧道阻塞通风运行模式

当控制中心确定列车在区间隧道发生阻塞事故时，阻塞区间两侧车站的通风系统投入阻塞运行模式，车站送风道内的大型可开启表冷器保持原有状态（开启或关闭），其余车站通风系统保持原有状态。列车车头方向的车站隧道大型轴流风机为排风模式，车尾方向的车站隧道大型轴流风机为送风模式。阻塞事故所处区间内设置射流风机时，射流风机运行，其风向与本阻塞段内气流方向一致。

2.3 区间隧道火灾运行模式

当列车在区间隧道发生火灾时，应尽量将列车继续行驶至前方车站站台，启动车站站台火灾的排烟模式。当列车在区间隧道发生火灾事故且不能继续行驶时，该区间两侧车站的通风系统投入区间火灾运行模式，车站送风道内的大型可开启表冷器与过滤器同时开启，其余车站通风系统保持原状态，该段区间内的迂回风道内设备关闭，车站公共区及小系统风管上的电动风阀关闭，对应的小系统设备关闭。

通风设备的运转方向需根据列车火灾的部位、列车所处区间的位置来确定。列车头部发生火灾，由车尾一侧车站送风，车头一侧车站排风，人员迎着新风方向，向车尾方向撤离。列车尾部发生火灾，由车头一侧车站送风，车尾一侧车站排风，人员迎着新风方向，向车头方向撤离。列车中部或不明部位发生火灾，需在司乘人员、车站工作人员上报事故发生情况给中心控制室人工判断后，由距列车较近一侧车站送风，距列车较远一侧车站排风，部分人员迎着新风方向向较近的车站方向撤离[1]。区间隧道内设有射流风机，射流风机辅助运行排烟，运转方向同上述原则。

非运营时段通风即夜间通风模式用于近、远期夏季6 月～9 月4 ∶00～5 ∶00，以减少白天运营期间的空调能耗。为保证白天减少的运营期间的空调能耗能够弥补夜间的风机电耗，应结合运营期内隧道的实际情况，以及夏季室外的温度情况，确认是否开启夜间通风模式。夜间通风模式中考虑噪声问题，风机变频运行，并可由管理人员设定。

3 区间防排烟检测方案

测试模拟的工况为列车区间隧道火灾模式，模拟火灾部位为垡头站至双合村站下行区间，列车尾部着火。测试地点为车头至垡头站方向，距离车头50 m。根据设计要求，模拟该工况时，相邻的4 个车站的设备、风阀开启情况根据设计要求。开启垡头站至双合村站区间的4 台射流风机。

全线按同一时间内仅有一处发生火灾设计，测试模拟火灾发生地点为垡头站至双合村站下行区间车尾着火，该模式启动后，即对下行区间进行防排烟，关闭了各站上行、下行区间之间的迂回风道组合风阀[2]。为防止火势蔓延，风向应为车头至车尾方向，即由垡头站方向吹向双合村站方向。

因此，相邻4 个车站的16 台大型轴流风机同时开启，各站通过调节土建结构风道内的各个风阀，关闭各车站内大系统、小系统的路由，只开启通往发生火灾的区间，即下行区间的路由。位于火灾地点前方的欢乐谷景区站、垡头站对该区间进行送风，位于火灾地点后方的双合村站、焦化厂站对该区间进行排风。同时，各站打开大型表冷器及过滤器，以减少风道对空气的阻力。逐一检查每1 台设备的开启情况，确认完成后，方可开始测试工作。

4 区间防排烟检测

相应设备全部开启后，即进入测试阶段。首先确认该次测试所用的实验列车已停在指定位置，根据列车车头位置，选取列车至垡头站方向并距列车车头50 m 为测试地点。现场使用自制的测试探针可旋转固定支架，分别对设计要求的40个点位进行测试，点位布置图如图1 所示。

测试共分为三组进行，将测试探针固定支架设置好后，将测试探针固定在指定位置，并用数据线将各个探针与设备主机相连接，设备启动后，持续测试15 min。测试结束后设备主机会自动计算出各个点位在15 min 内的平均数值。

第一组测试结束后，转动测试探针固定支架，调整探针位置，进行第二组测试，完成后，进行第三组测试。测试完成后，自动计算出40 个点位在三组测试中的平均数值，并与设计要求进行比较。根据测试点位布置图，固定好测试探针，转动支架进行测试，共进行3 次转动，位置如图2 所示。

经过3组测试，计算出40个点位的平均风速为2.0 m/s。测试结果符合规范及设计要求。测试时间为22 ∶00～23 ∶30，共计1.5 h。

图1 横断面测试点位布置图

图2 测试点位

5 结语

北京地铁七号线区间防排烟检测所使用的测试方法，除了提高了测试结果的准确性外，测试时间仅为1 h 左右。与原有的测试方法相比较，使工作效率提高了约10 倍以上，从而节省了人工费用[3]。该技术具有良好的经济及社会效益。

新技术采用的固定式探针式电子风速仪，与传统的手持式风速仪相比，提高了测试的稳定性，使测试结果更加精确，更准确地反映现场实际情况。随着中国轨道交通建设的大力发展，北京地铁七号线区间防排烟检测技术可以给其他防排烟检测技术提供可借鉴的经验。