关于地铁站台防排烟设计方案的研究

范东林

（重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司，重庆 401122）

0 引言

随着社会的不断发展，城市交通也不断的发展起来，当前很多城市的交通工具都是以地铁为主，地铁也为缓解城市的交通拥堵问题贡献了一分力量。由于地铁的空间比较狭小且每天的人员流动性大，所以做好地铁安全就非常有必要，如果地铁一旦发生火灾就可以造成非常严重的后果，给社会发展带来严重的影响。据调查，火灾中的伤员基本都是被烟气熏倒，然后中毒，最后窒息而亡的，所以做好地铁站台的防排烟系统就可以保障人员可以遇到火灾时，可以进行安全疏散。由此可见，地铁站台的防排烟系统在地铁火灾中对人员的安全救援起到了至关重要的作用[1]。本文以某地的地铁站为例，通过设置火灾场景，对其设计进行分析，并对车站人员的安全疏散条件和消防安全问题进行探讨。

1 地铁车站站台层火灾特点

在地铁运营的过程中，最怕的就是消防安全出现问题，火灾问题是最易发生的消防安全问题，所以此问题是最不容忽视的。地铁每天的人流量巨大，人员较为集中，在地铁中如果发生火灾，就会造成严重的灾难，从而引起严重的社会问题。地铁火灾与建筑火灾相比较来讲，地铁火灾的危险性是不可估量的，而且引起火灾问题的因素具有不确定性，加之地铁全部都是在地底下，空间的密闭性导致空气不易流通，因此发生火灾时就很难疏散，导致扑救变得非常艰巨[2]。此外，地铁火灾因自身特点，导致在站台内的烟气不能及时排除，直接影响了人员疏散。因此，做好车站站台防排烟设计，可以在一定程度上对火灾隐患进行预防，并加以控制。地铁车站站台火灾如图1所示。

图1 地铁车站站台火灾

2 某站定概况及难点

某地铁站为二层站台，总长是185m，标准段宽为22.7m，站台宽是14m，总的长度是196m。车站规划是5个防火分区，其中站台和站厅设置了一个防火分区和4个出入口。两端设备管理用房区分别设置一个防火分区和一个安全出口，地下车站站厅、站台公共区和设备及管理用房划分防烟分区，且防烟分区不跨越防火分区。

大型的地铁站情况复杂，具有空间大、火灾荷载大、人员密度大等特点，如果站台发生火灾后，就会使烟气迅速蔓延，加之地铁站台的空间相对密闭，容易产生有毒气体，这些气体就会对人体造成伤害。因此，地铁车站防排烟系统设计是非常重要的，但是在设计的过程中也有很多的难点，那就是要考虑抑制烟气的蔓延的同时还要降低高温烟气对人体的影响[3]。站厅层布置图如图2所示。

图2 站厅层布置

3 地铁车站站台防排烟设计分析

3.1 消防安全设计目标

在对地铁车站站台进行设计时，在设置防火分隔时，应运用替代分隔的方式，保证在火灾发生时，可以及时控制火灾，并将人员进行安全疏散。设计防排烟系统时，要确保烟气的高度不会威胁到人员的生命安全，排烟系统的设计要尽可能的分散排除，由此来降低高温对车站结构破坏[4]。为了实现消防安全的设计目标，通过对地铁站进行实验评估来验证消防安全的合理性，并分析防排烟系统的有效性。

3.2 地铁车站消防设计的方案

在地铁车站关键排风口设置机械排烟系统并进行联动；地铁车站公共区域内的疏散楼梯、自动扶梯和疏散走道等联通空间采用防火墙或防火卷帘做防火分隔，防火墙或防火卷帘的耐火极限不低于3h；地铁车站顶部设置耐火极限不低于1.5h的楼板；地铁车站应设置自动灭火系统、防排烟系统、火灾探测报警系统等；在设备区的走道区域设置自动灭火系统和火灾探测报警系统；地铁车站内设置疏散指示标志和现场广播系统等，疏散走道的疏散照明不低于规范要求；在地铁车站内设置可保证一定人员数量的临时避难场所，人员密度考虑5人/m2；地铁车站设置符合规范要求的疏散宽度来保证人员可安全疏散至室外安全地带[5]。

3.3 实验设计方案

为本次设计设定火灾场景，通过设定来测试实验，根据实验结果来判断其消防设计是否达到国家的规定。本文根据站台的情况，设计两个场景。

（1）针对站厅设置火灾场景，当火灾发生垂直电梯的四周时，同时将火灾的功率设计到1.5MW。为全面分析火灾排烟情况，关闭站厅层送风系统、站台层送风，启动站厅层排烟系统，站厅层依靠出入口进风。经实验表明，当刚开始发生火灾时，烟气的蔓延方向时垂直向上的。当在站厅层的出入口进行测试，发现有自然风进入站厅层，给予站厅足够的氧气，但是却没有发现有烟气蔓延出来。与此同时，在站厅与站台连接的地方也没有发现有烟气，因为防烟封堵，导致少量的厌恶蔓延至电井的位置。车站站厅出现火灾时结果的统计如表1所示。

表1 车站站厅出现火灾时结果的统计

（2）针对站台火灾进行实验，将发生火灾的店设计在楼梯变上，火灾功率依旧不变。在做实验时关闭排风系统、站厅层、站台层送风的系统，将站台的排烟系统和区间隧道系统开启，将结合进行联合工作，再把火灾烟气通过风井排到地面。实验表明，当火灾刚发生的时候，火灾产生的烟气蔓延的方向是垂直向上的，当蔓延到顶部的时候，就会保持一定的烟气层的高度，但是这个烟气层的高度没有达到人体正常高度，不会影响到人员生命安全，可以做到安全疏散。在实验的过程中，站台和站厅的连接处是下行风，它会起到一个组织烟的作用，使得站台的烟气不会蔓延到站厅。虽然人员可以安全疏散，烟气不会伤害人的生命安全，但是部分的烟气会蔓延到站台层的工具间。车站站厅出现火灾时结果的统计如表2所示。

表2 车站站厅出现火灾时结果的统计

3.4 实验结论分析

通过实验，可以清楚的发现火灾分别是发生在地铁站台层和站厅层的，根据测试可以得出消防安全设计中的防排烟系统是否满足安全的要求。当地铁站台出现火灾时，机械排烟可以有效将站台层的烟气排到室外。因为空气是流通的，部分的烟气在上升的过程中会蔓延到地面附近，测试表明，因为烟气的浓度比较小，所以不会影响人们的视觉，地面及附近物体的温度都属于正常范围，不会影响人员的安全疏散。通过测试，我们可以发现当火灾发生后，火灾的烟气等火量都没有快速蔓延的现象，基本都是在火点附近，由此可以发现，火灾的发生对站台层造成的危害是很小的[6]。所以，地铁车站如果规划好消防设计的话就可以满足安全需求。当站厅层发生火灾的时候，在地铁站设计好固定的灭火系统，可以在发生火灾时快速控制火灾蔓延，设置机械排烟系统，可以及时排出火灾的烟气，以此同时，还能在一定程度上降低烟气的热量，严格将烟气控制在站厅的内部，避免影响到站台层和出入口，在进行实验的过程中，发现没有发现火灾蔓延现象，可以让人员进行安全疏散。安全的消防系统可以为火灾中的受难人员进行安全疏散，延长火灾危险来临时间，为消防队伍开展救援提供更好的环境和时间，最大程度的降低人员伤亡和财产损失。

3.5 防排烟系统设计

地铁站和隧道排烟要遵循人和机进行分流。当地铁发生火灾时，通过防排烟系统对人员和火灾烟气进行等额。对现在的隧道进行改造，重点要对上下行隧道安装甲级防火门。完善地铁站台的防排烟设施，在符合标准的情况下设置排烟分区。提高地铁排烟风机及其供电设施的整体耐火性提高规范对地铁排烟风机耐火性能的标准，提高地铁排烟风机的实际耐火性能。加强在尽可能接近实际火灾条件下进行地铁火灾疏散演练，防止突发事件发生时产生的慌乱，导致人员不能安全疏散[7]。地铁站防烟分区如图3所示。

图3 地铁站防烟分区

4 结语

综上所述，针对复杂的地铁车站而言，优化灭火设施和防排烟系统，科学合理的来规划防烟分区，可有效的控制火灾和烟气的发展和蔓延，降低火灾造成的危害。其次，对地铁车站进行合理规划，将中心区域进行防火分隔，严格的控制流动人员携带可燃物，降低公共区域的可燃物量。做好疏散通道规划，加强地铁相关工作人员的安全疏散培训，设置火灾场景，从而保障地铁车站内的人员可以安全疏散到安全区域。