大型地鐵車站火災(zāi)預(yù)警機(jī)制及疏散救援模式

(1.中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,西安 710043； 2.廣西公安消防總隊,南寧 530000； 3.南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司,南寧 530029)

1 引言

隨著社會的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，地鐵成為城市公共交通的一種重要交通方式，由于其大容量、集約用地、快捷舒適的特征已成為緩解城市交通壓力的有效工具，而且地鐵在全球范圍內(nèi)被認(rèn)為具有污染少，低能耗的“綠色交通”，對實現(xiàn)城市建設(shè)中的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義[1-3]。但由于地下工程風(fēng)險高，地鐵安全管理復(fù)雜，將導(dǎo)致災(zāi)難事故的發(fā)生，一旦發(fā)生，將造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，這些災(zāi)難中的大部分都是由火災(zāi)造成的。在這方面，國內(nèi)外都有悲劇性的教訓(xùn)。國際上，自1987年以來，已有6起地鐵死亡事件造成10人死亡， 1 058人死亡。在中國， 1969年11月11日，從萬壽路站到北京地鐵五棵松站，有8人死亡， 300多人因機(jī)動車短路引起的火災(zāi)而中毒。兩輛客車被完全摧毀，地面運輸中斷?；馂?zāi)直接損失超過100萬元。1999年7月29日，廣州地鐵1號線東山口站降壓配電站因電氣設(shè)備故障引發(fā)火災(zāi)。由于及時發(fā)現(xiàn)和妥善處置，未造成人員傷亡，但此火災(zāi)造成了約20.6萬元的損失[4-5]。

如何有效地預(yù)防和減少地鐵火災(zāi)事故中的人員傷亡，尤其是防止大規(guī)模傷亡事故的發(fā)生，已成為國內(nèi)外公共安全工作的重要組成部分。為避免中國大型地鐵車站發(fā)生火災(zāi)等緊急情況，有必要建立和完善地鐵車站火災(zāi)專項消防安全工作預(yù)警機(jī)制，對可能發(fā)生的現(xiàn)場火災(zāi)情形進(jìn)行安全疏散救援模式研究，以獲得切實有效的安全疏散應(yīng)急預(yù)案，并指導(dǎo)安全疏散指揮和管理方法的改進(jìn)，為火災(zāi)后有效疏散乘客提供必要的理論依據(jù)。

2 火災(zāi)預(yù)警機(jī)制

2.1 地鐵火災(zāi)特點

由于地下空間相對封閉的構(gòu)造特點，地鐵站火災(zāi)的危險性主要表現(xiàn)為：

(1)地鐵系統(tǒng)交通量大，人員集中，室內(nèi)空間少，防火性能差。一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易造成大量人員傷亡。

(2)某些地鐵車站的裝飾材料燃燒時會產(chǎn)生有毒氣體。且地下空間內(nèi)供氧不足，燃燒不完全，煙霧大，發(fā)煙速度快。

(3)火場溫度因封閉環(huán)境上升快，峰值高。

(4)濃煙積聚不散。因火災(zāi)通風(fēng)裝置受損，煙霧排放量有限，地下入口的“吸風(fēng)”效應(yīng)使向外擴(kuò)散的煙氣回吸，容易使人窒息。

(5)人員疏散難度大。人員疏散避難所要經(jīng)過的上行過程要比下行耗費體力，且煙和熱氣流的流向與自下而上的疏散路線一致，對人員疏散速度的要求更高。

(6)救援難度大。由于地下空間限制及火災(zāi)影響，救援人員很難實時了解現(xiàn)場情況，且大型的滅火設(shè)備無法入場，使救人和救災(zāi)難度增大。

2.2 火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)

(1)地鐵防災(zāi)報警系統(tǒng)(FAS)由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、隧道光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)組成；

(2)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)負(fù)責(zé)車站內(nèi)除氣體保護(hù)區(qū)外的全部區(qū)域的火災(zāi)探測、報警及消防聯(lián)動控制，隧道區(qū)域的消火栓按鈕及插孔電話；

(3)氣體滅火系統(tǒng)負(fù)責(zé)通信設(shè)備室、信號設(shè)備室、環(huán)控電控室、高低壓變、配電室等重點設(shè)備區(qū)的火災(zāi)探測、報警、滅火控制；

(4)隧道光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)負(fù)責(zé)隧道區(qū)間的火災(zāi)探測；

(5)地鐵防災(zāi)報警系統(tǒng)(FAS)與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(EMCS)結(jié)合，防火報警系統(tǒng)完成火災(zāi)探測、報警，將火災(zāi)模式信號發(fā)送給環(huán)境設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，由設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)完成火災(zāi)工況下環(huán)控及通風(fēng)排煙等設(shè)備的聯(lián)動控制。

2.3 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

(1)地鐵設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)稱為EMCS，它主要對車站的環(huán)控、電扶梯、給排水、屏蔽門、照明及人防門等系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控，分布在各個車站和OCC大樓。

(2)監(jiān)控工作站監(jiān)控和記錄車站各系統(tǒng)運行狀態(tài)和報警，接受車站FAS系統(tǒng)的火災(zāi)報警信號，控制車站通風(fēng)空調(diào)及相關(guān)防排煙設(shè)備轉(zhuǎn)入災(zāi)害模式運行并反饋執(zhí)行信息。

(3)對火災(zāi)報警，監(jiān)控工作站具有三級報警、報警畫面自動彈出、報警確認(rèn)和處理等功能。

(4)MCP是車站EMCS系統(tǒng)的后備監(jiān)控裝置，能夠接收車站FAS系統(tǒng)的報警信息，發(fā)出聲光報警，并在緊急情況下用來啟動車站及隧道的火災(zāi)模式或阻塞模式

(5)監(jiān)控工作站監(jiān)控和記錄車站各系統(tǒng)運行狀態(tài)和報警，接受車站FAS系統(tǒng)的火災(zāi)報警信號，控制車站通風(fēng)空調(diào)及相關(guān)防排煙設(shè)備轉(zhuǎn)入災(zāi)害模式運行并反饋執(zhí)行信息。對火災(zāi)報警，監(jiān)控工作站具有三級報警、報警畫面自動彈出、報警確認(rèn)和處理等功能。

(7)MCP是車站EMCS系統(tǒng)的后備監(jiān)控裝置，能夠接收車站FAS系統(tǒng)的報警信息，發(fā)出聲光報警，并在緊急情況下用來啟動車站及隧道的火災(zāi)模式或阻塞模式。

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(EMCS)具體如圖1所示：

圖1 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(EMCS)構(gòu)成圖

2.4 消防安全預(yù)警制度

預(yù)警機(jī)制按照火災(zāi)防控風(fēng)險、緊急程度、發(fā)展態(tài)勢和可能造成的危害程度分為一級、二級和三級，分別用紅色、橙色、黃色標(biāo)示，且一級為最高等級[6]。

預(yù)警階段由綜控室傳輸視頻信息，設(shè)備信息等到EMCS平臺，在由平臺反饋信號給119指揮中心， 119指揮中心掌握應(yīng)急廣播送風(fēng)排煙、應(yīng)急廣播等固定消費設(shè)施開啟情況，查明分區(qū)受傷乘客數(shù)量以及分布位置，實時通過平臺與綜控室互傳遞信息采取相應(yīng)的措施。

3 疏散救援模式

當(dāng)?shù)罔F站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，CO等有毒氣體、高溫烘烤和火燒、缺氧窒息，以及建筑物的倒塌會致使大量人員傷亡。而安全疏散的目的就是使人員在火災(zāi)對人構(gòu)成危害以前從火場撤離。允許疏散的時間取決于火災(zāi)強度、煙霧濃度、和對人體的危害、建筑物的耐火能力及防排煙設(shè)施等因素。據(jù)相關(guān)研究報道[7-8]，在地鐵事故中， 6min內(nèi)如果人們不能迅速有效逃生，就基本沒有可能性生還。所以在大型地鐵站中，配置良好的應(yīng)急處理設(shè)施和保證安全疏散通道暢通無阻是十分重要的。由不同的火災(zāi)發(fā)生地點，可分為車站內(nèi)本身發(fā)生火災(zāi)，列車在車站發(fā)生火災(zāi)和列車在區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)。地鐵站消防應(yīng)急機(jī)制如圖2所示。

圖2 地鐵站消防應(yīng)急機(jī)制圖

3.1 車站內(nèi)火災(zāi)的安全疏散

車站發(fā)生的火災(zāi)分為站廳火災(zāi)和站臺火災(zāi)，都應(yīng)采取應(yīng)急措施，并通知乘客第一時間內(nèi)安全撤離。與此同時，應(yīng)當(dāng)停止車站的空調(diào)水系統(tǒng)，地鐵車站的普通通風(fēng)空調(diào)模式在火災(zāi)情況下轉(zhuǎn)變?yōu)橥L(fēng)模式。地鐵車站的火災(zāi)情況與地下建筑的情況類似，可以依此制定相應(yīng)的防火措施和站臺和站廳緊急疏散方案，但由于地鐵站是高度集中的地區(qū)，出入口不多，因此疏散程序的制定應(yīng)結(jié)合以下幾個方面：

(1)實施工作人員責(zé)任承擔(dān)制，將火災(zāi)的預(yù)警和疏散乘客措施的實施與工作人員的職責(zé)掛鉤，以明確責(zé)任，提高效率。

(2)地鐵站的值班站長應(yīng)當(dāng)在火災(zāi)現(xiàn)場擔(dān)任事故處理主任，發(fā)布火災(zāi)緊急疏散計劃并報告至控制中心。

(3)關(guān)閉廣告燈箱的電源，并啟動火場通風(fēng)系統(tǒng)模式。

3.2 列車在車站發(fā)生火災(zāi)的安全疏散

列車在車站發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)立即執(zhí)行消防應(yīng)急疏散方案，阻止乘客及其他路線列車進(jìn)入火場，并將乘客從樓梯和車站出入口撤離。具體的疏散程序基本上與車站內(nèi)火災(zāi)的安全疏散相同。

3.3 列車在區(qū)間隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)的安全疏散

在列車運行過程中，當(dāng)隧道的一段發(fā)生火災(zāi)時，建議盡可能進(jìn)入前方車站，使用前方車站疏散乘客。如果列車不能進(jìn)入前站并停止在隧道內(nèi)，必須立即疏散乘客。當(dāng)列車頭部著火時，乘客必須從車尾快速走到后站； 當(dāng)列車中部著火時，乘客必須分別從兩端走到前臺和后站； 當(dāng)列車的尾部著火時，乘客必須快速從列車頭部下車并快速撤離至前臺。此時，隧道通風(fēng)系統(tǒng)迅速啟動，排散部分煙霧，為乘客提供必要的新鮮空氣，形成一定的迎風(fēng)風(fēng)速，促使站內(nèi)乘客安全疏散。

4 結(jié)論

本文通過對大型地鐵站火災(zāi)的特性分析、地鐵站火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的闡述、地鐵站所應(yīng)采取的防范措施以及地鐵火災(zāi)疏散問題的討論，得出如下結(jié)論：

(1)大型地鐵車站因火災(zāi)起因情形復(fù)雜，配備性能良好且先進(jìn)齊全的火災(zāi)預(yù)警設(shè)備，并提前做好消防安全預(yù)警規(guī)劃顯得尤為重要。

(2)地鐵火災(zāi)造成的煙霧、有毒氣體、疏散通道的數(shù)量、障礙物以及缺乏合理和明顯的疏散通道等是地鐵大火造成重大人員傷亡的主要原因。

(3)除了安裝防煙設(shè)施、必要的消防設(shè)施、合理的疏散路線，以及有效的應(yīng)急預(yù)案外，選擇合理的人員疏散救援模式也是十分必要的。當(dāng)在列車運行時發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)盡量使列車向前方車站行駛，利用車站站臺疏散乘客，并利用車站隧道煙氣排放控制系統(tǒng)排煙。如果列車停在路段中間，需嚴(yán)格控制送風(fēng)時間和送風(fēng)強度，且隧道通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)方向應(yīng)與大多數(shù)乘客疏散方向相反的方向一致。