浅谈地铁车站防火设计

浅谈地铁车站防火设计

摘要：为了完善现有地铁车站防火系统，根据目前地铁车站防火设计，从烟气控制、安全疏散和应急处置等地铁火灾防灾减灾的三方面，论述了地铁车站防火的应急处置流程和地铁火灾应急预案性能化设计思想。

关键词：地铁火灾；烟气控制；安全疏散；应急预案

地铁车站是乘客停留和向地面安全疏散的重要场所，其防灾减灾是地铁安全控制的首要问题。目前，北京地铁车站主要有岛式车站、双层车站、侧式车站和换乘车站等形式。根据火源位置的不同，车站火灾可分为站台火灾、站厅火灾、设备间火灾等，并按照同一时刻仅一处发生火灾考虑。根据车站的结构形式、防火分区、有无列车着火及列车着火部位(头部、尾部和中部)等的不同，可以组合多种火灾工况，相应的通风排烟模式、人员疏散方式和应急预案也不尽相同。这就提高了对火灾时烟气控制、人员疏散和应急处置等防灾减灾的关键环节的要求。 1 地铁火灾烟气控制

地铁车站的正常通风系统与火灾通风排烟系统共用同一系统，二者之间可通过风机反转或组合风阀的开关实现转换，主风机一般是大型轴流式风机。站台 着火时，隧道和车站的排烟系统会实现联动，以便更快更好地排除火灾烟气和留出疏散路线。由于烟气流动受到很多因素特别是建筑结构和通风系统的影响，所 以不同车站在不同火灾条件下的最佳通风排烟模式不尽相同，需要进行优化。

车站通风排烟应保证站台发生火灾时楼梯处的新风气流由站厅流向站台，且风速不低于1.5m/s；在疏散时间内烟气层底面下降到1.5m、离火源10m以外的疏散路线上的空气温度低于65℃，烟气浓度低于O．002 5(C0体积分数)。岛式车站火灾在上述各种通风排烟模式下的数值模拟及现场试验结果表明通风排烟主要靠车站通风排烟系统完成。车站排风、两端区间风机停止的通风排烟模式为最佳。车站风机排风运行时，将烟气从顶部风口排出车站，区间风机对车站排烟的贡献较小。因此，区间通风系统是否向车站送风需根据情况而定。一般地，区间通风排烟系统不开启时对车站排烟比较有利，烟气流向稳定，楼梯口能保持较大的下降风速，能保证两端疏散通道的安全。

当车站不同位置发生火灾时，车站风机排风、区间风机排风运行模式也十分有效，可使疏散通道上的烟气温度不超过60℃，烟气相对浓度不到5％，人员疏散通道的断面迎面风速满足大于2 m/s的要求，对火灾烟气的扩散起到很好的压制作用。此模式下，东站厅火灾时，选择由站台通过西站厅从A、C出入口到达地面为疏散路线。西侧站厅火灾时，选择由站台通过东站厅从B出入口到达地面为疏散路线；西楼梯口火灾时，选择由站台通过东站厅从B出入口到达地面为疏散路线；东楼梯口火灾时，选择由站台通过西站厅从A、C出人口到达地面为疏散路线；站台中部火灾时，选择由站台分别通过东、西站厅从A、B、C出入口到达地面为疏散路线。

2 安全疏散

车站站台是地铁车站中人员最密集的区域，也是乘客到达地下的最深场所，同时也是跟区间隧道相通的部位。因此决定了它的火灾危险性和安全疏散的重要

性

通常地铁车站站台层到站厅层都设有2组或2组以上的楼、扶梯，设楼、扶梯的数量和宽度是由下站的远期高峰小时上下午客流和车站的超高峰系数计算得来的。然而，还应该根据车站的具体位置，用列午经过该车站的高峰小时断而客 流来核算，同时楼、扶梯的数罩和宽度必须满足发生火灾的情况下，6min内将一列列下额定载客数量的乘客和站台上候午的乘客及丁作人员全部撤离站台。地铁车站站台上的人行楼梯和门动扶梯宜沿车站纵向均匀设置，l同时应满足站台有效长度内任一点距最近梯口或通道口的距离不得大丁50m。乘客使用的人行楼梯其宽度单向通行不小于1.8m，双向通行不小于2.4m当宽度大于3.6m时，应设置中 间扶手，楼梯应符合建筑模数。地铁车站设备、管理用房区安全出口及楼梯宽度为1.0m；单面布置房间的疏散通道宽度为1.2m；双面布置房间的疏散通道宽度为

1.5m。站台有效长度外两侧均需设楼梯至轨道面，通向区间，便于区间发生火灾时人员疏散。

防灾疏散计算公式如下

T=1+(Q1+Q2)/{0.9[A1⨯(N-1)+A2⨯(B-0.2)]}≤6min

式中：

Q1—远期高峰断面客流和列车额定载客数量(1440人)；

Q2—远期站台上候车的乘客及工作人员（人）；

A1—自动扶梯通过能力[人/(min · m)]；

A2—人行楼梯通过能力[人/(min · m)]；

N—自动扶梯台数；

B—人行楼梯总宽度（m）；

式中的“1”为人的反应时间，（N-1）为考虑1台自动扶梯损坏小能运行的机率。

由于自动扶梯采用的越来越多，故必须考虑自动扶梯计入事故疏散用，供人员疏散时使用的楼梯及自动扶梯，其疏散能力均按正常情况下的90%计算。发生火灾的情况下，车站内和出入口处的自动扶梯均朝疏散方向运转。这样自动扶梯的供电必须按一级负荷，自动扶梯必须具有双向运行的功能。

地下车站防火分区（有人区）安全出口的设置应符合下列规定：

车站站台和站厅防火分区，其安全出口的数量不应少于两个，并应直通车站外部空间，其他各防火分区安全出口的数量也小应少于两个，并应有一个安全出口直通车站外部空间。与相邻防火分区连通的防火门可作为第二个安全出口。房间建筑面积小于5㎡，且经常停留人数不超过I5人时，可设置1个疏散门 ，竖井爬梯出入口和垂直电梯不得作为安全出口。

附设于设备及管理用房的门至最近安全出口的距离小得超过35m，位丁尽端封闭的通道两侧或尽端的房间，其最大距离不得超过上述距离的1/2。

地下出入通道长度小宜超过100m，如超过时应采取措施满足人员疏散的消防要求。

为确保发生灾害或出现故障时能顺利的疏散旅客，在站厅、站台、出入通道、

楼梯、重要值班室及重要设备机房、区间隧道等均设置应急照明。

除在站厅、站台、楼梯、通道、人行通道拐弯处等均设置疏散标志外，还应沿主要疏散方向按防火规范要求间距设置自发光疏散标志。

在运营管理方而，车厢之间应连通，有利于事故情况下人员的疏散，乘客可在车厢内流动选择站台的下车位置，从而节省时间。车厢山应增加安全乘车知识和紧急疏散路线、措施的宣传广告。

地铁车站还设有防灾自动报警与监控系统，通常设在车站控制室、通信机房、信号机房、变电所、配电室、电缆间等。对于发生火灾后影响全局的重要部位和火灾危险大的部位，还应增设手动报警按钮。

另外，目前地铁车站在设备用房较集中的一端设置一部安全疏散楼梯直达地面，从安全的角度考虑在车站站台层另一端也应设置一部安全疏散楼梯直达地面，这样即有利于区间与车站的安全疏散，又有利于发生火灾时消防人员进入车站、区间。

3 地铁车站火灾的应急处置

3.1 地铁车站火灾应急处置的一般流程

事故应急处置包括预防、预备、响应和恢复4个阶段，一般按照事先编制的应急预案实施。围绕该4个阶段研究和编制了较为详细的北京地铁车站火灾应急预案。该预案制订车站火灾的报警流程、应急组织流程、设备动作流程、通风排烟模式、人员疏散流程和疏散路线，明确地铁各职能部门和现场工作人员的职责和任务以及应急指挥救援的体系。针对地铁车站内可能出现的各种火灾工况提出相应应急预案，并建立应急预案数据库。

3.2 火灾自动报警系统

安装火灾自动报警系统，是要在火灾发生的早期，能提供准确的探测信号，以便相关人员能作出适当和有效的救灾和疏散行动，同时启动火灾联动控制，以防止火灾曼延，组织烟气流排放。

根据地铁车站的特质、火灾危险性、疏散和补救难度，地下车站的火灾自动报警系统将按一级设置，而地面和地上车站则按二级设置。火灾探测器将采用光电感烟探测器和手动火灾报警器为主，电缆夹层则采用缆式线型定温探测器，

而

安装有气体自动灭火装置的重要设备房间则同时采用光电感烟探测器和感温探测器。

3.3 消防给水系统

地铁的消防给水水源采用城市自来水，每座车站（包括地上、地面及高架车站）由城市两路自来水管各引一根消防给水管与车站环状网供水系统相接，以增加供水的可靠性。

3.4 消防灭火装置

3.4.1 消火栓系统

地下车站站厅、站台、设备及管理用房区域、人行通道设室内消火栓，其用水量不小于20L/s，地面及高架车站则按《建筑设计防规范》的要求，设室内消火栓，其用水量不小于10L/s。

消火栓的布置保证有两只水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。水枪的充实水柱不应小于10m。消火栓的间距决定于所采用的消火栓是单口单阀或是双口双阀。单口单阀消火栓不应超过30m；双口双阀消火栓则不应超过50m。地下站厅层、地面和高架车站均采用单口单阀消火栓，而站台层则可采用单口单阀或双口双阀消火栓。

3.4.2 气体自动灭火装置

地下车站的计算机房、通信及信号机房、地下变电所，由于灭火难度较大，均设置气体自动灭火装置，但当这些重要设备房间设于地面和地上车站内时，则不须要设气体自动灭火装置。

3.4.3 自动喷水灭火系统

《地铁设计规范》及《高层民用建筑设计防火规范》对各种形式地铁车站设置自动喷水灭火系统并无规定，这与香港地铁运营中的五条地铁线路均不设置自动喷水灭火系统的设计概念一致，所以车站也不设自动喷水灭火系统。

除了规范没有规定外，不设自动喷水灭火系统主要原因是如果在站台层内设置自动喷水系统，发生火灾后自动喷水系统启动，除对人员疏散造成影响亦可能令乘客恐慌。另一方面，由于喷水导致地面湿滑，人员疏散速度下降，甚至导致人员摔倒产生践踏，而引至人员伤亡；再者，自动喷水系统导致烟气中水分增加和烟气温度下降，二者均会令烟雾下降影响排烟效果和对人员疏散造成障碍。 鉴于上述主要原因，建议在车站内的公共区域不设置自动喷水灭火系统。

3.4 应急照明和指示标志

确保在紧急情况下，乘客能有充足之指示及照明安全离开车站。

消防用电设备按一级负荷供电，并应在末级配电箱处设置自动切换装置，当发生火灾切断三级用电时，应能保证消防设备正常工作。

下列部位应设置疏散应急照明：

（1） 站厅、站台、自动扶梯、自动人行道及楼梯口；

（2）疏散通道及安全出口；

（3） 管理设备房。

下列部位应设置醒目的疏散指示标志：

（1）站厅、站台、自动扶梯、自动人行道及楼梯口；

（2）人行疏散通道转弯处、交叉口及安全出口；沿通道长向每隔不大于20m处；

（3）疏散通道和疏散门均应设置灯光疏散指示标志，并设有玻璃或其它不燃烧材料制作的保护罩；

（4） 指示标志距地面小于1m。

4 结论

地铁火灾是地铁运营的安全隐患之一，必须予以有效控制。本文从烟气流动规律、通风排烟模式、人员疏散策略、应急预案等方面，分析和阐述烟气控制、人员疏散和应急处置等3项关键技术的核心内容和分析方法。介绍地铁车站火灾的应急处置流程和地铁火灾应急预案性能化设计思想。

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北京市地铁运营有限公司，北京交通大学，2006．

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