某高铁站消防安全疏散特殊防火设计探讨

王序 戴昱 袁焱华

摘要：高铁站作为人员密集场所，发生火灾时的消防安全疏散极其重要。然而，因在设计时考虑其美观和候车舒适的需要，通常会导致疏散距离超出防火规范要求。现通过计算机数值模拟研究高铁站的消防安全疏散特殊防火设计，探讨高铁站的消防安全疏散措施和策略。

关键词：高铁站；安全疏散；特殊防火设计

中图分类号：TU892       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2023）03-0010-03

1 工程概况

本文研究对象为连云港到徐州高铁沿线某站房，徐连高铁是江苏省北部一条连接徐州市与连云港市的东西向高速铁路，是中国《中长期铁路网规划》（2016年版）中“八纵八横”规划高速铁路网络主通道之一。该高铁站房总建筑面积15654.30m2，建筑高度28.276m。站房车场规模为2台4线（含正线2条），岛式站台2座，站台尺寸均为450m×12m×1.25m，地下出站通道宽12m，进站天桥宽12m。该车站设计最高聚集人数1000人，设计高峰小时发送量2000人，按TB10100—2018《铁路旅客车站设计规范》分类为中型旅客车站。

站房设置环形消防车道，车道净宽度、高度均为4m，转弯半径9m，消防扑救场地满足一个长边长度且大于1/4周长，消防车道能够承受消防车30t荷载的要求。室内消防用水储存在首层消防水池内，消防水池有效容积为414m3，屋顶设有效容积18m3组合式水箱一座。站房内设计室内消火栓、自动喷水灭火系统，除三层候车厅、二层进站广厅、通信、信息、电力等设备机房及配线间、配电间、变电所、管道井、楼梯间以外的其他场所均设喷淋系统。候车大厅设计的自动消防炮灭火系统，消防炮系统设计流量40L/s，火灾持续时间1h，单炮流量20L/s，额定工作压力0.8MPa，射程50m，最大工作壓力1.6MPa。室外设3套DN150地下式水泵接合器。电气设备机房设计七氟丙烷气体灭火系统。楼梯间、候车厅等采用自然排烟措施，自然排烟窗电动控制。设计火灾自动报警系统，办公区、控制室、设备用房、走廊等部位选用光电感烟探测器；首层候车厅选用红外光束探测器，二层候车厅选用红外光束探测器与双波段图像火灾探测器相结合，探测到火焰后启动消防水炮喷水灭火。信息系统机房、通讯机械室设置七氟丙烷气体灭火系统，由火灾自动报警系统联动启动。应急照明疏散指示系统是按GB51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》设置，在消防控制室安装集中控制器和集中电源，站房终端应急照明灯具和疏散指示灯具电源均由集中控制器和集中电源引出，特殊场所如泵房、变配电室设置备用照明。消防广播为客运服务广播，发生火灾时由火灾自动报警系统联动强制切换成消防广播。候车厅、售票厅、出站厅灭火器配置按A类火灾严重危险级设计，配置基准为3A，设置手提式磷酸铵盐灭火器（MF/ABC5），保护距离15m；通信、信号、信息等电设备用房灭火器配置按E类中危险级设计，配置基准为55B，设置手提式二氧化碳灭火器（MT7），保护距离12m；其余房间及走道的灭火器配置均按A类中危险级设计，配置基准为2A，设置手提式磷酸铵盐灭火器（MF/ABC4），保护距离20m。

2 存在问题

本工程防火分区划分为十一个，防火分区一：面积为1222.32m2，主要功能为出站通道、卫生间、补票室；防火分区二：面积为1864.45m2，主要功能为商业、卫生间；防火分区三：面积为899.67m2，主要功能为餐厅、厨房、消防值班室；防火分区四：面积为223.02m2，主要功能为变电所；防火分区五：面积为401.05m2，主要功能为消防水泵房、制冷机房、消防水池、综合控制室；防火分区六：面积为7915.77m2（二三层候车大厅一个防火分区），主要功能为候车大厅、客运值班、间休、公安值班、旅客服务、母婴室、卫生间；防火分区七：面积为649.40m2，主要功能为售票厅、进款室、票据室、售票室、通信机械室、信息机房、商业管理、商业信息、卫生间；防火分区八：面积为865.54m2，主要功能为会议、公共网络、间休、办公、空调机房、卫生间；防火分区九：面积为838.76m2，主要功能为信息备品、信息维修、信息值班、信息办公、安检员休息室、空调机房；防火分区十：面积为415.52m2，主要功能为空调机房。防火分区十一：面积为358.80m2，主要功能为空调机房。

根据现有设计，站房首层（即防火分区一）A轴以北区域为上空覆盖有旅客活动平台和高架桥桥面的空间（该区域以下简称为“盖下区域”，如图1阴影区域所示），A轴处墙体疏散门至高架匝道外部边缘最远距离约为41.0m。由于首层A轴北侧盖下区域的存在，导致首层防火分区一人员疏散的安全出口难以直通室外，且疏散距离也不能满足规范TB10063—2016《铁路工程设计防火规范》第6.1.10条要求。《铁路工程设计防火规范》要求旅客车站集散厅、售票厅和候车厅（室）等，其室内任一点至最近疏散门或安全出口的直线距离不应大于30m；当该场所设置自动喷水系统时，室内任一点至最近安全出口的安全疏散距离可增加25%[1]。即规范要求最大疏散距离为37.5m，而该高铁站首层疏散距离41.0m，超出规范允许范围。

3 特殊设计

对本站房的重点位置采用计算机模拟软件Building EXODUS模拟人员疏散的过程，计算出各个区域疏散所需要的时间，论证现有设计疏散不满足规范要求后，通过加强管理措施和补强消防设施后，能基本符合疏散要求，同时又保持高铁站的高大、舒适的设计感观。

3.1  疏散路径

首层标高±0.000m，主要设置有出站厅、旅客服务以及办公设备用房等。疏散路径为首层发生火灾后，人员可通过出口CC1～CC3、CG1～CG3直接向室外疏散，或通过疏散楼梯DT1、DT2向二层站房广场平台疏散。首层疏散出口示意图如图2所示，疏散宽度如表1所示。

3.2  疏散接受准则

可提供的人员安全疏散时间（ASET）应为在火灾时尚未达到人员耐受极限前人员疏散到相对安全的区域（比如室外等）所需要的时间，即人员所需疏散时间（RSET）的1.2倍，则能认为人员可以安全疏散[2]。该准则即ASET＞1.2RSET，为研究领域普遍认可的人员安全疏散标准。

3.3  疏散人数计算

首层主要考虑出站厅出站旅客及整个车站预留商业的工作服务人员和消费的旅客。出站厅人数，正常情况考虑两列列车同时到达站台人数。图纸设计提供数据为：预留商业需要疏散人数为931人；餐饮区450人。两列列车到达站台，加上5%接送站人员，具体到站人员数量见表2。首层最终人数确定为：2688+931+450=4069人。

考虑我国规范未明确规定查证时间，参照美国NFPA72《火灾报警规范》中规定，将本站站房首层区域感知时间取为3min，即180s。

人员响应时间包含确认时间和反应时间。本站房为人员密集场所建筑，场所内人员不熟悉周围环境、逃生通道、警报措施等，只能通过高铁站客服广播系统和车站值班员的引导进行疏散；而且高铁站高大空间的候车大厅，具有其鲜明的建筑特点即高大、通透、疏散流线组织通畅等，一旦发生火灾，人员可以立即发现，可以迅速感知火灾发生的危险性，确认火灾的时间也会很短，此时间取为30s[3]。根据有关资料，人员的反应时间基本上在90s之内。加上前面30s的确认时间，因此本站房的人员响应时间取为120s。

移动时间由到达出口所需的行走时间和通过楼梯出口所需的排队或人员流动时间组成。两部分时间中较长者决定该空间全部撤离所需时间[2]。考虑保守因素，将人员的移动速度定为1m/s。人员进入楼梯后移动速度为0.5m/s，按经验公式计算移动时间为255s。

综上，RSET（需要的疏散时间）为感知时间180s、响应时间120s和移动时间255s之和555s。ASET有效疏散时间1200s，大于2倍RSET。

4 疏散方案

針对站房内人员疏散距离过长的问题，建议引入“准安全区”概念采用分阶段疏散策略。首先疏散火灾现场附近的旅客，将旅客疏散到“准安全区”，远离火灾现场。然后，疏散至“准安全区”的人员与该区域人员继续向最终安全出口疏散。

本站房疏散重点是保持安全出口的有效畅通，不能在候车大厅的疏散门附近设置围栏，也不能堆放可燃物，更不可在疏散门上加挂锁链等阻碍通行的物品，且疏散门要朝外开启。考虑候车大厅视线比较开阔，在疏散口上方设置尺寸为800mm×300mm以上的大型“安全出口”标志灯，方便旅客在火灾烟雾较大的紧急情况下仍然能够快速准确发现安全出口。每层的检票闸机应在发生火灾时由火灾自动报警系统自动联动释放打开，或者在检票口设置释放闸机一键操作按钮，让旅客能够通过检票闸机顺利疏散。制定一套紧急疏散预案，并需培养一批训练有素的管理人员，定期进行消防安全知识培训及演练，使其在火灾发生时，能组织旅客有效地疏散，以降低人员阻塞的发生概率，进而减少人员的疏散时间[4]。

5 结语

基于上述分析，通过“可信且最不利”的原则设计的典型火灾场景，重点分析本站房首层人员疏散情况，特殊设计结果表明，在设定的消防疏散方案条件下，通过计算机模拟计算得出人员疏散需要时间符合要求，并有一定的安全余量。将首层A轴北侧盖下区域作为准安全区，准安全区应严格进行可燃物控制，其内不应设置可燃物及阻碍人员通行物品，应保证该区域仅作为人员通行使用。

参考文献：

[1]TB 10063—2016.铁路工程设计防火规范[S].

[2]沈亦斌.铁路枢纽客站火灾烟气扩散的数值模拟与人员安全疏散研究——以上海虹桥铁路枢纽客站为例[D].上海：同济大学，2009.

[3]姚沁，韩新.世博大型展馆性能化防火设计研究[J].消防技术与产品信息，2011（3）：3-10.

[4]戴晓莹.性能化防火设计在特殊工程中的应用[J].消防科学与技术，2013，32（6）：623-625.

Discussion on the special fire protection design of

fire safety evacuation in a high-speed railway station

Wang Xu1，Dai Yu2，Yuan Yanhua2， 3

（1. Fengxian Fire and Rescue Section of Xuzhou， Jiangsu Xuzhou 221700; 2. Shanghai Fire Research Institute of Ministry of Emergency Management， Shanghai 200032; 3. Shanghai Beian Industrial Co.， Ltd.， Shanghai 200032）

Abstract：As an assembly occupancy in high-speed railway station， fire safety evacuation in case of fire is extremely important. However， due to the need for beauty and waiting comfort in the design， the evacuation distance usually exceeds the requirements of the fire code. Through computer numerical simulation， the special fire protection design of fire safety evacuation in high-speed railway stations is studied， and the fire safety evacuation measures and strategies in high-speed railway stations are discussed.

Keywords：high-speed railway station; safety evacuation; special fire protection design