地铁车站建筑防火及安全疏散设计探究

常亮

北京城建设计发展集团股份有限公司 江苏 苏州 215000

城市交通中地铁车站建筑作用巨大，减轻城市交通压力的同时为居民提供便利的交通出行条件，因此要重视地铁车站的建筑设计消除安全隐患。根据目前地铁车站建筑运行情况来看不少地区建筑防火性能有限，一旦发生火灾无法在短时间之内扑灭火源，甚至会造成巨大的安全隐患，疏散工作也相对困难，因此需要从设计方面入手，重视地铁车站建筑防火设计来维护乘客和工作人员的生命安全。因此需要加强地铁车站建筑的防火设计，根据实际情况设计防火方案，强调设计与施工上的防火性能，如此才可以保证地铁运行的质量。

1 地铁车站建筑的防火设计现状

地铁车站建筑施工中防火设计是重要组成部分，对车站施工有重要影响，如果不能保证防火设计的科学性就会降低建筑的防护性能，增加发生火灾的隐患，为城市交通带来压力。近年来城市化发展速度加快，对社会经济起到有效的促进作用，人们出行需求更多，出行方式也越发多样化。地铁是人们出行的重要方式，对人们的日常生活、工作都有重要影响，因此需要保证地铁车站建筑的防火设计来减少安全隐患的出现。尤其是城市化背景下，城轨建设的数量越来越多，地铁车站建筑设计存在不同程度的安全隐患，尤其是火灾隐患、消防问题，为满足实际发展的需要，设计人员需要针对防火问题进行优化，降低发生火灾的概率。但是一旦发生火灾，也要采取最有效的措施及时救援，避免出现危害事故。而地铁车站多处于狭小空间中，如果发生火灾将会面临比地上普通建筑更难扑救的事故。因此在前期设计阶段设计部门需要根据地铁车站的建筑结构，充分考虑各方面因素提升地铁车站的安全性，预防火灾的发生，及时应对火灾事故，保障乘客的出行安全，推行我国地铁行业的可持续健康发展。

目前，我国关于地铁车站建筑的防火与安全疏散设计做出了相关的规定，如《地铁设计防火标准》GB51298-2018，《地铁安全疏散规范》GB/T33668-2017、《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017等，这些规范文件弥补了长期以来城市地铁发展中地铁车站建筑的防火与安全疏散方面的内容，让我国的地铁车站建筑防火设计更规范。结合具体设计工作来看，城市地铁车站建筑防火与安全疏散设计工作需要结合实际情况，综合多方面原因进行设计。安全疏散设计中存在安全出口的问题，加上地铁人流量大，具有分散性、不确定性等问题，在实际的发展中需要提高车站公共区域疏散指标，预示拥堵和踩踏现象的预警。设备管理区域主要是地铁运营部门工作人员使用，这部分人员数量少，掌握一定的专业技能，需根据相关规范来合理布置，保证疏散通道的设计合理[1]。

2 地铁车站火灾事故特征

地铁车站建筑设计期间内出现火灾的原因非常多，具体的设计表现在：如果建造地铁车站的过程中所使用的施工材料是木质材料，这种材料本身具备易燃的特征，因此在使用期间内很容易发生火灾事故，如果在地铁车站建造过程中电气设备存在短路故障或者是线缆碰撞起火现象，也会造成火灾、爆炸情况，导致地铁车站有严重的火灾事故。地铁信号建设中如果地铁信号不稳定，错误指示列车，都会使列车之间相互碰撞，甚至出现严重的脱轨情况，导致地铁出现严重的火灾事故。在施工现场很多地铁建筑并没有设计天然气以及临时预警装置，这都会对建筑的防火带来不利影响。对于地铁车站建筑来讲任何一种原因都会导致地铁车站出现火灾事故，威胁到人们的生命及财产安全，甚至会给国家造成严重的经济损失。地铁车站发生火灾事故的特征有。

（1）排烟效果差，结合项目工程建设现状来看，地铁车站公共区域一般只设计机械排烟，正压补风仅仅依靠出入口来补风，没有专用的补风机，因此一旦发生火灾的时候，如果设施存在故障情况，那么大量烟雾难以通过其他途径排出，烟雾就会在地铁车站内部有限空间内四处扩散，影响到人们的逃生疏散、救援。

（2）逃生条件差，根据现实情况来看，地铁车站早高峰与晚高峰时段内，会出现大量客流，车站工作人员为保证乘客有序进出站，顺利完成安检和刷卡、扫码作业，站内非付费区域设置大量限流栏杆，占用逃生空间，增加火灾发生时候的逃生空间，甚至会引发次生灾害[2]。

（3）氧气供应量不足，地铁平时的通风主要是通过风机补新风、排风来实现，一旦发生火灾，内部所有的装置都会联动报警，除了消防设备以外的所有设备都会停止运转，地铁车站内部新风不足，加上火灾燃烧消耗大量氧气，氧气含量下降人们无法及时逃离危险区域，从而威胁到车站内人员的生命安全。

（4）救援难度比较大，地铁站修建在地下空间，火灾发生后消防救援人员只能通过地铁车站的疏散出入口、应急通道等进入火灾现场，但是大型消防车辆和灭火设备无法进入火灾现场，消防人员也难以直观了解现场火灾的火势、位置，只能依靠地铁车站人员提供的信息进行救援，但是火灾现场可提供的信息有限。火灾发生的时候受到高温的影响，车站内的通讯设备无法正常使用，导致现场救援人员无法了解火灾现场的具体情况，这些因素增加了地铁车站的救援难度。

3 地铁车站的防火与安全疏散设计

3.1 防火分区

地铁车站多分层两层，第一层是站厅，第二层是站台，站厅与站台的乘客疏散区域是一个防火分区，站厅有人一端的设备用房是另外一个分区，通过布设安全疏散楼梯直接上升到地面。站厅另一端设备用房被防火墙分为两个防火区域，设置相邻防火分区的甲级防火门。站台层设备用房被防火墙划分为200m2、最多停留三人的防火分区，设置甲级防火门，联通设计。而消防泵房、污水池、污水泵房、卫生间、废水池不属于防火面积。因此在进行公共分区防火设计的时候，不能将乘客集散区域和乘客行走区域分开，确保火灾发生的时候乘客可以顺利完成疏散。将站厅和站台两个公共区域划分为一个防火分区，这两个公共区域之间的扶梯和楼梯洞口较多，因此设计成一个防火区域比较合理。在防火分区的设计上，需按照《建筑设计防火规范》设计标准来有序开展，重视对防火分区的合理设计。

3.2 防火墙与防火门的设计

防火墙的设计目标是减轻建筑、结构、设备遭受到辐射所产生的危害，同时为避免火灾大幅度蔓延，应该设置分隔体。两个不同防火分区要充分利用耐火极限不小于3h的防火墙以及甲级防火门来进行分隔，防火门用平开门，朝着疏散的方向开启，防火墙上设置防火窗，使用甲级防火窗的分区，楼板应该使用耐火极限大于1.5h的楼板。管道与电缆等穿越楼板和防火墙缝隙的时候，应使用防火封堵材料填塞确保密实度。站厅层管理的房间有车站控制室、配电室、设备机房等，这部分房间要使用耐火极限大于2h的隔墙、不低于1.5h的墙板来分隔，墙体砌筑到结构底部，门窗则全部使用甲级防火门和防火窗来设置。

3.3 装修材料

地铁车站建筑设计中，各个乘客疏散位置所使用的材料都应该耐火性难燃的材料与不燃材料，如站厅、站台、疏散通道、设备用房、墙面、地面、顶面等。在装饰装修中不能使用石棉、塑料、玻璃纤维等遇热产生有害气体的材料。地铁车站的站厅、站台位置的装饰设计中，尽量使用创新材料，可使用新时期节能环保型材料提高建筑物的防火性能[3]。

3.4 设置明显的安全疏散标识

地铁车站的疏散标识应设置在底部，距离楼板地面不能超过1m，当前我国科技发展速度加快，因此可使用温度指示标识，任何一侧出现火灾温度上升，指向那一侧灯光标识断电，而疏散指示灯指向可疏散位置，可节省救援现场疏散的时间。系统与报警系统联动控制，不仅仅有利于现场疏散，还有利于及时扑灭火灾。在现场还可以安装烟雾中有指向性箭头标识的设备，明亮而灰尘少的环境下无法判断，如果有烟雾扩散则会变得明亮而清晰，由于光学设备的调整，光束可以折射为弯曲状态，这种设备适合安装在烟雾多而光线暗的地下建筑当中。

3.5 公共扶梯

车站内部扶梯与疏散通道的通过能力应该确保容纳量最大，是高峰期内客流量最大部分，能够在六分钟之内将所有进站乘客以及站台上的乘客疏散到站厅以及其他的位置。站台上公共区的每一点，距离疏散楼梯口不超过50m。国内地铁设计公共区域的扶梯为两组，如果地铁内客流量不大，两层车站的防火设计刚好。但是大型三层车站，扶梯提升高度大，桁架长，此时布置三组扶梯有更好的疏散效果。如果车站的客流量大，两组扶梯布置疏散时间可能会大于等于6min，则要加大楼梯的宽度；三层车站楼梯宽度增加可能会导致站台宽度不够，因此要增加站台宽度解决这一问题，如此车站的投资也会相应增加。布置三组楼梯能够解决三层车站的问题，在设计上考虑三组扶梯可以满足每一种条件，车站防火效益也高。

3.6 消防车道

建筑消防规范中明确了地铁地上车站消防通道的设计。如果建筑物总长度大于220m，或者是靠近街道的建筑物长度大于150m的时候，消防通道应设置在建筑物的中央。如果建筑物中间消防通道设计受建筑物空间布局所限制，特殊情况下可设置为环形车道。铁路工程设计防火规范中，还明确规定的消防线路设计，客运车站需要设置防火线，较大的列车客运站需要设置环形防火线。地铁车站与上述两个车站的消防通道设置都不一样，地铁站常用6辆车，平台的长度基本在120m之内，即便在特殊时候也用8辆车，平台长度范围为160m，环形消防通道设计不适合地铁地上站的长度与施工规模，加上地铁轨道的屏障功能，因此地铁车站的消防通道可以设置在车站的两册，既不会影响地铁交通的正常运行，也符合消防通道防火设计的规定。

3.7 防烟设计

地铁车站是一个相比封闭的空间，一般情况下车站自然通风条件不好，如果发生火灾事故难以实现良好的排气与散热效果。如果车站建筑防烟设计不合理，一旦发生火灾将会导致车站内能见度降低，旅客疏散不及时，从而产生负面的影响。如果车站内烟气不能及时排放，车站内能见度有限，加上氧气的缘故，这个空间内人很容易窒息，烟雾甚至会威胁着的人们生命安全。烟雾会阻碍消防救援工作的顺利进行，导致消防人员无法接近现场，增加了救援和消防的难度。因此建筑车站的排烟设计中，需要充分重视地铁站内的通风，根据车站实际情况，设计人员要合理划分烟气管制区域，将不同的烟气管制区域划分为防烟墙，高度不能小于顶棚到地面的距离。

4 地铁车站火灾疏散模型

4.1 疏散流动模式化

在设计上，可采用空间模式化，使用网络型控制方式，将各个车厢、站台、站台到站厅的疏散楼梯、通道出入口、 地面安全点作为网络结点，这些网络结点直接通过连接，形成各个空间结点相互联系的假象空间，无具体的面积、距离、移动时间。在空间模式化中，人则采用集团型处理，将进入地铁的乘客按照行为能力的不同，划分为正常人、活动不便的人、携带儿童的家长三个集团，按照构成比例的不同，综合确定人员的疏散特征以及整体的疏散能力。其次是人的流动以单向型人流对待，比如在地铁车站口、站台、站厅的楼梯口、出入口等位置，很可能由于高峰瓶颈出现人流滞留现象，如果遇到这种情况则按照排队理论来处理。

4.2 区间隧道的安全疏散设计

列车前进的过程中，在区间内发生火灾，在发生火灾之后，隧道与车厢内的温度会快速上升，烟雾量快速增加，此时应该在第一时间内实现乘客的紧急疏散，在一个区间隧道的轨道区域位置，设置直达站台的疏散楼梯，宽度不能小于1.1m。两条单线区间隧道中布置联通通道，间距不能超过600m，并且在联通通道中设置并列方向上开启的防火门，满足甲级防火的要求，紧急疏散通道的床面必须连续、平整、无障碍物，如此才可以方便人员的快速疏散和撤离，也可以设置纵向连续疏散平台，辅助人员快速完成疏散和撤离。

4.3 站厅层的安全疏散

站厅无论在任何时候，都是容纳人数最多的场合，站厅层公共区域任何一点到出入口的距离应保持在50m之内。公共区域的付费区与非付费区域之间设置栏栅门，宽度不能低于1.4m，栏栅门和检票口的通过能力应该与站台疏散能力相一致，如此能够有效疏散人员。房门疏散门正好处于两个安全出口之间的时候，疏散门与最近的安全门距离不能超过4m，这种设计有利于在发生火灾的时候乘客以最快的速度脱离现场，如果各种设备用房正好处于廊道两侧或者是尽头的时候，疏散门与最近的安全出口位置应小于22m。

4.4 消防模拟装置

地铁站整体结构十分复杂，加上人流量比较大，选择合理的地铁车站消防设计方案，需要对火灾的影响范畴和人员的疏通能力进行充分考虑，尤其是站厅内安全出入口、楼梯处人员流动密集的场合。安全检查处电气设备多，如果行李排放紧密则会存在火灾事故隐患，因此需要在闸机的出入口以及安全距离通道较远的扶梯位置安装消防设备。扶梯与站台层相互连接位置也要进行消防设计。在模拟消防设计的过程中，按站台层的火源点考虑进行，通过模拟很多人员的疏散路径，有利于消防设备的安装，以及发生火灾之后的人员疏散。

5 结语

综上，地铁车站建筑设计人员在进行地铁站建筑防火设计的过程中需要有全面的认识，了解到建筑防火的重要性，分析地铁建筑可能存在的隐患，通过前期的设计及时加强、优化和完善设计方案，消除地铁车站中存在的不利因素，为乘客的出行提供优质的保证。