新标准下地铁车站防排烟设计若干问题分析

周振波 宋奇帆

【摘要】自2018年以来，国家相关部门陆续颁布了地铁工程防排烟设计的规范，对实际项目建设起到了科学指导的作用。不同规范标准由于颁布时间、制定社会背景等存在差异，造成设计人员在内涵理解及条文实施时，在思想上形成了很多疑虑。笔者依照国家现行的规范，结合实际工程案例，解读“烟规”的适用性、排烟风机风量的选择、防排烟风口间距等几大常见问题，以供同行参考。

【关键词】地铁车站;通风排烟;防排烟设计;防烟分区【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

地铁为城市现代化发展中形成的一种客运量庞大的快捷式交通工具，地铁车站也是人员高度密集化的公共场所之一。和地面建筑相比较，地铁车站有环境密闭、连通地面的疏散出口数目少、逃生路径较漫长等特点。若发生火灾事故时，高温浓烟将快速蔓延，增加现场人员疏散灭火抢险难度，烟气中毒与窒息是造成人员伤亡的常见原因[1]。故而，在地铁工程建设中，相关部门要科学布置防排烟设施，在事故场景下科学开展防排烟处理工作，这是减少人员伤亡及经济财产损失的一项重要举措。

1、地铁防排烟设计的必要性

国内大部分地铁车站和区间隧道深埋在地下空间，在运营空间封闭化、通道狭窄漫长、通风欠佳、局部电气设备突发故障、日常巡检管理不彻底及人为破坏等诸多因素的作用下，若发生火灾事件，则车站中的氧气会在很短时间内被消耗殆尽，并且会聚集大量高温烟气，自然排除存在着较高的难度，进而酿成十分严重的灾害事故。故而，通风排烟设计为地铁防灾系统建设完善的重要内容之一，是其减少火灾场景下人员伤残及财产损失量的有效途径之一，具有较高的现实价值。

2、新标准下地铁车站防排烟设计相关问题

2.1“烟规”的适用性问题

《烟规》（GB51251-2017）为我国首本内容具体、体系科学、实际可操作性较强的建筑防排烟系统技术标准，其是在归纳我国既往建筑防排烟经验及科研成绩的背景下，有针对性的参照国际层面上推行的有关技术标准，结合国内建筑工程的特性及火灾现场烟气发展规律等制定出的。2018年8月初该规范正式实施，关于其对地铁工程防排烟设计的适用程度，始终是广大设计师面对的共同课题之一[2]。

《烟规》内明确指出，该类标准在新、扩、改建的工民建建筑的防排烟系统规划设计、安装施工、质检及运维管理领域均表现出较好的适用性。面对有特别使用需求或要求的工民建项目，若专业标准内设定了特殊规定准则时，可以遵从。笔者主观的认为，城市地铁车站是具有特殊用途的交通类建筑，除专业规范内设定的条文规定以外，《烟规》中仅做出了有普适性的通用条文，包括防排烟管材、道风速及防火阀布置等。

2.2防烟分区的划分问题

2.2.1最大允许面积

（1）防烟分区的最大允许面积：标准的地下车站站厅、站台公共区域的空间净高是：通常情况下都会<6.0m，结合《烟规》内规定要求，在这样的工况下，要将防烟分区的最大允许面积控制在1000m2内。但是依据《火规》，站厅公共区中各个防烟分区的最大允许建筑面积不可超过2000m2。可以在区域划分成一个防烟分区。由此可见，以上两个标准之间存在着显著差异，具体设计时推荐按照《地铁设计防火标准》做出的要求实施。

（2）地下车站设备及管理用房区与公共区两者的吊顶形式存在差别，通常其空间净高2.5～6.0m。《烟规》依照空间净高差异，明文规定防烟分区的最大允许面积是500m2或1000m2[3]。但《火规》要求将设备管理区中各个防烟分区的最大允许建筑面积控制在750m2内，两者在要求上存在明显的差别。

2.2.2长边最大允许长度

（1）车辆所属类型、编组数目、地面条件等因素均影响地铁车站长度的设计情况，常规标准下地下车站有效站台长度120，140，186m不等，宽度区间20～25m。本文如下以站厅公共区140m×20m（长×宽）的B车站为实例，分别执行《烟规》、《火规》下该区的防烟分区设计情况。若执行《烟规》，需要在站厅公共区内规划出4个防烟分区，其对排烟管道布设、系统调控等均提示较高要求，增加了现场综合管道布置及控制难度。且对于站台公共区而言，防烟分区的最大长边>120m，明显超过了《烟规》内设定的标准要求。综合以上分析内容，结合地铁建筑的结构特征，建议车站公共区在规划防烟分区环节要严格执行《火规》，在条件准许时尽可能减小各个防烟分区面积差值且使其形状方正，冲破防烟分区长边最大允许长度做出的约束。

（2）对于地铁设备管理区，其和常规公共建筑之间保持一致，可以按照《烟规》规定要求执行其相应防烟分区长边的最大允许长度。在这里笔者要特别说明的一点是，地铁设备管理区的走道宽度通常要<2.5m，可以将其防烟分区的长边最大允许长度可以放宽至60m[4]。

（3）排烟口与挡烟垂壁的现场安装高度：在确定好防烟分区后，就要着重考虑排烟口与挡烟垂壁的相对安装高度问题，不管是《烟规》还是《火规》，其均规定要将排烟口布置在储烟仓中。《烟规》内规定，如果吊顶开孔分布不均或开孔率低于25.0%时，要将挡烟垂壁布置在吊顶面之下，应用不燃体在吊顶内局部进行防烟分隔。鉴于地铁车站公共区是庞大空间的实际特征，其吊顶通常是开孔率高于25.0%的镂空吊顶，所以安装挡烟垂壁时应由顶板面开始测算其高度。

2.3排烟风机风量的选择问题

2.3.1车站公共区

针对层高低于6m的公共区，既有规范計算其排烟量的方法大体一致;若排烟设备同时负担数个防烟分区时，则要按照同时提出2个最大防烟分区的烟量测算出系统的总排烟量，而各个防烟分区的实际排烟量严格依照建筑面积60m3/（h·m2）逐一计算。

2.3.2设备管理区

（1）选择排烟量的计算标准：《烟规》中指出，若某场所的空间净高未超过6.0m，按照60m3/（h·m2）测算出其排烟量，和《火规》内的计算方法保持一致。而如果空间净高在6.0m之上，则依照热释放速率及规范设定计算方法确定各个防烟分区的排烟量，比如某通风空调机房（没有配置喷淋装置）的空间净高7.0m、面积285㎡，《烟规》、《火规》要求的排烟量分别是168000m3/h、17100m3/h。可见，两种标准下计算所得的排烟量相差10倍左右，对管道等设备布置、动力配电等均提出更多更高要求，很难确保项目的合理性。故而，笔者推荐在规划设计车站设备管理区的排烟量时，要严格执行地铁类专业规范要求[5]。

（2）确定风机选型风量：针对风机的最小排烟量这项指标，《烟规》内有确切规定，除走道排烟风机的风量13000m3/h，其他区域都15000m3/h。而《火规》内规定风机的风量要≥7200m3/h，可见两者之间存在着显著的不同。笔者结合既往工程实践历程，总结相关经验，站在系统设计的可执行性视角，为提升消防系统运营的安全性，推荐在设计车站排烟风机的风量指标时严格执行《烟规》要求。身为一名优秀的设计人员，在执行《烟规》前，要综合分析风管、设备各自的漏风情况，依照既有规范设计风机的选型风量附加系数，取值范围1.1～1.2。《烟规》明文规定该选型系数<1.2，实际设计时要认真执行。

2.4补风口与排烟口两者间距的问题

结合现行规范内做出的要求，有排烟系统存在的场所内要有补风装置，当下业内常用的补风形式以自然补风、机械补风为主。

2.4.1室外進风口与排烟出口

《烟规》要求，若竖向布置机械进风口与排烟口，两者边界的垂直距离最小值要≥6.0m，并且排烟口要处于进风口上方;沿着水平方向布置时，最短水平距离要≥20.0m。《火规》内指出，若应用高风亭，进风口一定要低于排风口，且两者的最短水平距离≥5.0m，且不建议布置在同个方向;若应用的是敞口式低风井，两者的最短水平距离要≥10.0m[5]。

通过比较发现，关于进风口与排烟口两者距离设计要求，《烟规》做出的要求明显高于《火规》，因地铁项目是用途特殊的建筑，并且其专业规范内规定了以上两类风口距离设计标准，故而为简化设计过程执行《火规》要求即可。

2.4.2室内补风口与排烟口

《烟规》内指出，如果这两个风口被布置在同个防烟分区中时，要在储烟仓下沿之下布置补风口，并将其和排烟口的水平间距控制在5.0m以上。面对以上两类风口的设置形式，《火规》规定要在室内空间净高1/2之下布置补风口，和排烟口水平相距不能超过10.0m。从中可见，针对室内补风口与排烟口两者的设计，《火规》提出的要求在《烟规》之上，且《火规》属于地铁防火类专业规范的范畴，设计时要以此为基准。

2.5防排烟风机布置专用机房的问题

为了防止地铁车站火灾场景下排风机和送风机、补风机运行状态的相互干扰，既有国家规范都要求在专用机房中布置排风机。

《烟规》内强制性要求安装排烟机的机房中不可以布置以上其他两种风机，若排风机机房中配置了自动喷水灭火系统，则要将其和火灾场景下进行消防作业的通风空调机房合并设置。而《火规》内指出[6]，要结合地铁项目的工程特征，若没有条件把以上三类风机布置在不同机房中时，可以适当放宽标准，准许三类风机装置共同机房，但要着重增加机房中排烟管道及相应连接件的耐火极限，具体要在1.5h之上。综合以上做出的分析内容，在设计地铁工程时，先考虑在独立的专用机房中布置排烟机，其他风机可以共用机房。

结语：

总之，城市地铁工程属于有特殊用途的交通建筑类型，在设计防排烟系统时，若专业规范内有明文规定，则要严格执行，否则参照执行《烟规》内通用条文。在具体设计时一定要结合项目特点，灵活使用规范要求，不断完善防排烟系统，提升系统设计技术，站在客观角度分析设计中存在的问题，及时改进，进而最大限度的提升设计水平。

参考文献：

[1]商红松，周德治，李经明.贵阳某地铁站防排烟系统设计[J].消防科学与技术，2019，38（01）：104-106.

[2]田浩，邵頔，林震.地铁车站的火灾烟气控制设计[J].消防科学与技术，2020，74（6）：451-453.

[3]钟茂华，刘畅，史聪灵.地铁火灾全尺寸实验研究进展综述[J].中国安全科学学报，2019，10（10）：124-126.

[4]罗娜，高乐，刘向伟.基于挡烟垂壁和通风的地铁站烟气控制[J].消防科学与技术，2019，78（8）：1084-1086.

[5]范乐乐.地铁车站站厅排烟口位置对乘客安全疏散的影响[J].城市轨道交通研究，2020，v.23;No.212（05）：191-196.

[6]Lin Dongan.超大型电子洁净厂房防排烟系统设计[J].暖通空调，2019，049（002）：87-91，48.