地铁车站建筑设计中防火安全问题的探讨

李俊玲，陈成

（1.广州地铁设计研究院股份有限公司，广州 510000；2.中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100000）

1 引言

新发展环境下，随着现代工业技术的飞速发展，加上计算机技术和通信技术的普及，地铁车站建筑设计迎来了新的机遇和挑战。通过合理的设计方案，能够在确保地铁车站功能的前提下避免火灾及其他安全事故发生。但从实际情况分析，在地铁车站中诱发火灾的因素多种多样，要对这些因素进行有效防范，需要切实做好地铁车站建筑的防火设计，防范火灾发生。

2 地铁车站建筑防火设计概述

2.1 必要性

随着城市化进程的加快，使城市规模迅速扩大，城市人口不断增长，城市地面交通拥堵问题越发严重。以此为背景，地铁作为一种新的交通设施在现代城市中得到广泛应用，为城市居民的日常出行提供了很大的便利。但是，随着地铁的普及，随之而来的还有一些安全问题，其中，地铁车站的消防安全最为关键。地铁车站处于地下，空间相对狭小，疏散空间有限，一旦发生火灾，不管是人员疏散还是火灾扑救都十分困难。近几年，世界各国地铁车站火灾事故频繁发生，引发了巨大的经济损失和人员伤亡。对此，做好地铁车站的防火设计非常必要[1]。

2.2 设计思路

地铁建筑包含车站、区间、主变电所、控制中心以及停车场等，其基本构成示意图如图1 所示。

图1 地铁建筑基本构成示意图

地铁本身的构成形式为设计人员进行地铁车站设计提供了相应思路，如标准站形式、换乘车站的基本形式等。从平面布局角度，可以依照GB 50016—2014《建筑设计防火规范》的要求做好地铁出入口、消防安全出口、风亭等附属建筑的设计和配置，车站出入口以及风亭与周边建筑的防火间距必须能够满足相关规范的要求，同时，应依照GB 50156—2012《汽车加油站加气站的设计与施工规范》（2014 年版）的规定，地铁与汽车加油站和加气站的防火间距需符合规范要求。另外，依照GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》的规定，地铁和燃气调压站、液化石油气等防火间距需要符合规范要求。地铁车站地面风亭口部间距应符合规范要求，例如，当采用侧面开设风口的风亭时，进风、排风、活塞风口部之间的水平净距不应小于5 m[2]，且进风与排风、进风与活塞风口部应错开方向布置或排风、活塞风口部高于进风口部5 m；当风亭口部方向无法错开且高度相同时，进风与排风、进风与活塞风亭口部之间的水平净距不应小于10 m；活塞风亭口部之间、活塞风亭与排风亭口部之间水平净距不应小于5 m。

做好地铁车站建筑的设计管理，是对火灾进行防范的有效措施，其能够在保障地铁车站建筑设计规范性的同时，提升建筑防火设计的完整性和全面性。在建筑中，还应对防火措施进行定期检修维护，确保其处于良好的待机状态，在火灾发生时能够正常使用，帮助车站工作人员和消防人员对火灾进行扑救，将火情控制在一定范围内[3]。

3 地铁车站建筑防火设计策略

3.1 提高耐火等级

耐火等级是衡量建筑物耐火程度的分级标度。换言之，较高的耐火等级能够确保建筑材料在遭遇火灾情况下，于较长时间内保持稳定。依照相关规范，民用建筑耐火等级可分为四级，一级最高，四级最低。基于此，在地铁建筑设计中，地下建筑应满足一级耐火等级要求，采用钢筋混凝土或钢筋混凝土与砖墙混合的形式。同时，在地铁车站防火设计中，应切实提高建筑本身的耐火极限，以此实现对火灾的有效防范。设计人员在设计环节应使用具备较强耐火极限的材料设置隔墙，避免火源烧毁隔墙，引发重大火灾。基于此，在对地铁车站主要建筑，如车控室、变电所、配电室等进行设计时，应选择耐火极限不低于3 h 的隔墙或耐火极限不低于1.5 h 的楼板，将之与建筑的其他部分进行隔离。建筑吊顶应采用不燃材料，设备用房房间门应选择甲级防火门，耐火极限不能低于1.5 h[4]。

3.2 划分防火分区

地铁车站建筑中，防火设备的设置需要将防火分区作为基准，而在划分防火分区的过程中，应关注乘客人群损害较大区域，如站厅、车站出入口、站台等区域，这些区域中聚集的人流相对较多，一旦发生火灾，可能导致大量乘客伤亡。基于此，在设计中可以将上述区域划分为同一防火分区。而实际上车站站台、站厅及出入口处于不同区域，需要在整体防火分区设置的基础上，划分小型防烟分区。

要将防火分区的防火作用充分发挥出来，应做好以下几方面工作：（1）应做好防火分隔材料的选择，2 个防火分区分隔处需要使用耐火极限不小于3 h 的防火墙及甲级防火门；（2）车控室玻璃应选择C 类甲级防火玻璃，装修材料选择不燃材料；（3）对于一些消防相关电气管线，需要在外部涂抹防火涂料，在设备管线需要穿越房间墙、楼板或防火墙时，应使用防火泥来对间隙进行封堵。通过这样的方式，能够有效避免火情扩大。防火分区主要通过在建筑内部使用耐火楼板、防火墙等进行分隔，实现对于火势的有效控制，减少火灾造成的损失[5]。

3.3 设置防烟区域

现阶段，在多数地铁车站中，大多使用自动控制启动的火灾排烟系统，在必要情况下，可以由值班人员进行手动启动。防烟区域的设置是地铁车站建筑防火设计的关键内容，其能够在发生火灾的情况下实现对烟雾的有效抵挡，避免有毒有害烟雾对人群造成伤害。在针对防烟区域进行设置过程中，应将区域大小控制在750 m2以内，在车站站厅和出入口通道连接位置，或者2 个防烟分区连接位置，需要设置挡烟垂壁，垂壁顶板高度不能小于风口下500 mm。在结构梁底低于排烟口超过500 mm 的情况下，可以使用梁体作为挡烟垂壁。站厅和站台连接位置，需要设置相应的挡烟垂壁，其与站台层排烟口距离不能低于500 mm，具体如图2 所示。

图2 防烟分区设计

3.4 紧急疏散设计

从地铁车站实际情况分析，在进行车站建筑防火设计过程中，应明确相应紧急疏散标准，即在发生火灾的情况下，每个地铁车站需要具备至少2 个直通地面的出入口，站台到站厅的自动扶梯以及步梯总宽度应设计合理，必须能够确保站台内和列车中的乘客能够在6 min 内安全疏散到站厅层安全区域内，同时，确保扶梯能够正常运行[6]。另外，火灾发生时，车站自动检票机和轧机应处于开放状态，方便人员疏散。在紧急疏散设计中，应保证地铁车站蓄电池室供电的连续性，确保其能够在断电的情况下，为照明设施等提供至少60 m in 的电源，保证应急照明设施正常运转，实际操作中，可以借助逆变器确保车站内部灯具电源在发生火灾时实现自动切换。紧急疏散通道旁边需要设置必要的疏散指示，为人员疏散提供指引。需要在车站出入口、站厅、站台和楼梯口等位置设置紧急疏散标志，将标志与地面保持一定距离，出入口和门口与地面距离为2.2～2.5 m，其余地方距离地面约0.3～0.5 m。对于列车而言，最佳紧急疏散方式是维持列车进站，将火灾情况提前报备，确保列车在进站停车后，能够立即开门疏散，如果在列车无法正常行驶，火灾极端危急的情况下，需要组织乘客在隧道内疏散。区间采用的应急疏散方式是，当列车停留在区间内时，组织乘客从列车两端或相应疏散平台进行疏散，对于长度超过600 m的区间，则通过区间联络通道进行临线疏散。隧道通风系统需要依照多数乘客疏散方向相反的方向送风，通过设置区间风亭隧道风机的方式来满足排烟需求，避免火灾引发隧道内部烟气污染问题[7]。

3.5 做好消防设计

1）应保证消防设施设备的健全和完善。一般来讲，在地铁车站建筑中，使用的消防设施包括消火栓、灭火器、气体灭火设施等，在设计过程中，需要充分考虑车站实际情况，例如，消火栓应在相应区间隧道中，水龙头和水龙带等相关消防器材则应被设置在车站站台端以及隧道联络通道位置，每个放置点需放置2 套设备。在选择消火栓的过程中，应确保其用水量不低于20 L/s。原则上，地铁车站中应设置单头DN65 mm 消火栓，设置间距控制在30 m 以内，在必要情况下，可选择双头DN65 mm 消火栓，设置间距控制在50 m 以内。地铁车站中的灭火器如果没有特殊要求，可以采用磷酸铵盐干粉灭火器，每个灭火器配置范围不超过15 m。车站消防气体灭火系统管理中可以采用FAS 系统（火灾报警系统），通过对防火分隔结构的合理设置，搭配墙体和防火门，保证最佳防火效果。消防系统设计如图3 所示。

图3 地铁建筑消防系统设计

2）应设置消防专用通道，为消防人员扑救火灾提供便利，避免火势蔓延。在隧道开挖环节，应做好消防通道设置，这样才能真正保障地铁车站消防安全[8]。

4 结语

地铁是现代城市的一个重要标志，能够为人们的日常出行提供便利，而在地铁车站运行过程中，可能遇到突发火灾事故，威胁乘客生命财产安全。对此，在地铁车站建筑设计中，应高度重视防火安全问题的研究，提升建筑耐火等级，做好防火灭火设备配置，设置好相应的防火分区和防烟区域，尽可能降低火灾造成的建筑损耗和人员伤亡。同时，需要在区间隧道内设置疏散通道以及消防专用通道，确保在火灾发生时人们能够及时疏散，保障地铁运行安全。