地鐵車站建筑設(shè)計(jì)中防火安全問(wèn)題的探討

李俊玲，陳成

（1.廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣州 510000；2.中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100000）

1 引言

新發(fā)展環(huán)境下，隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，加上計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的普及，地鐵車站建筑設(shè)計(jì)迎來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)方案，能夠在確保地鐵車站功能的前提下避免火災(zāi)及其他安全事故發(fā)生。但從實(shí)際情況分析，在地鐵車站中誘發(fā)火災(zāi)的因素多種多樣，要對(duì)這些因素進(jìn)行有效防范，需要切實(shí)做好地鐵車站建筑的防火設(shè)計(jì)，防范火災(zāi)發(fā)生。

2 地鐵車站建筑防火設(shè)計(jì)概述

2.1 必要性

隨著城市化進(jìn)程的加快，使城市規(guī)模迅速擴(kuò)大，城市人口不斷增長(zhǎng)，城市地面交通擁堵問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重。以此為背景，地鐵作為一種新的交通設(shè)施在現(xiàn)代城市中得到廣泛應(yīng)用，為城市居民的日常出行提供了很大的便利。但是，隨著地鐵的普及，隨之而來(lái)的還有一些安全問(wèn)題，其中，地鐵車站的消防安全最為關(guān)鍵。地鐵車站處于地下，空間相對(duì)狹小，疏散空間有限，一旦發(fā)生火災(zāi)，不管是人員疏散還是火災(zāi)撲救都十分困難。近幾年，世界各國(guó)地鐵車站火災(zāi)事故頻繁發(fā)生，引發(fā)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。對(duì)此，做好地鐵車站的防火設(shè)計(jì)非常必要[1]。

2.2 設(shè)計(jì)思路

地鐵建筑包含車站、區(qū)間、主變電所、控制中心以及停車場(chǎng)等，其基本構(gòu)成示意圖如圖1 所示。

圖1 地鐵建筑基本構(gòu)成示意圖

地鐵本身的構(gòu)成形式為設(shè)計(jì)人員進(jìn)行地鐵車站設(shè)計(jì)提供了相應(yīng)思路，如標(biāo)準(zhǔn)站形式、換乘車站的基本形式等。從平面布局角度，可以依照GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求做好地鐵出入口、消防安全出口、風(fēng)亭等附屬建筑的設(shè)計(jì)和配置，車站出入口以及風(fēng)亭與周邊建筑的防火間距必須能夠滿足相關(guān)規(guī)范的要求，同時(shí)，應(yīng)依照GB 50156—2012《汽車加油站加氣站的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（2014 年版）的規(guī)定，地鐵與汽車加油站和加氣站的防火間距需符合規(guī)范要求。另外，依照GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，地鐵和燃?xì)庹{(diào)壓站、液化石油氣等防火間距需要符合規(guī)范要求。地鐵車站地面風(fēng)亭口部間距應(yīng)符合規(guī)范要求，例如，當(dāng)采用側(cè)面開設(shè)風(fēng)口的風(fēng)亭時(shí)，進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)、活塞風(fēng)口部之間的水平凈距不應(yīng)小于5 m[2]，且進(jìn)風(fēng)與排風(fēng)、進(jìn)風(fēng)與活塞風(fēng)口部應(yīng)錯(cuò)開方向布置或排風(fēng)、活塞風(fēng)口部高于進(jìn)風(fēng)口部5 m；當(dāng)風(fēng)亭口部方向無(wú)法錯(cuò)開且高度相同時(shí)，進(jìn)風(fēng)與排風(fēng)、進(jìn)風(fēng)與活塞風(fēng)亭口部之間的水平凈距不應(yīng)小于10 m；活塞風(fēng)亭口部之間、活塞風(fēng)亭與排風(fēng)亭口部之間水平凈距不應(yīng)小于5 m。

做好地鐵車站建筑的設(shè)計(jì)管理，是對(duì)火災(zāi)進(jìn)行防范的有效措施，其能夠在保障地鐵車站建筑設(shè)計(jì)規(guī)范性的同時(shí)，提升建筑防火設(shè)計(jì)的完整性和全面性。在建筑中，還應(yīng)對(duì)防火措施進(jìn)行定期檢修維護(hù)，確保其處于良好的待機(jī)狀態(tài)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠正常使用，幫助車站工作人員和消防人員對(duì)火災(zāi)進(jìn)行撲救，將火情控制在一定范圍內(nèi)[3]。

3 地鐵車站建筑防火設(shè)計(jì)策略

3.1 提高耐火等級(jí)

耐火等級(jí)是衡量建筑物耐火程度的分級(jí)標(biāo)度。換言之，較高的耐火等級(jí)能夠確保建筑材料在遭遇火災(zāi)情況下，于較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。依照相關(guān)規(guī)范，民用建筑耐火等級(jí)可分為四級(jí)，一級(jí)最高，四級(jí)最低?；诖?，在地鐵建筑設(shè)計(jì)中，地下建筑應(yīng)滿足一級(jí)耐火等級(jí)要求，采用鋼筋混凝土或鋼筋混凝土與磚墻混合的形式。同時(shí)，在地鐵車站防火設(shè)計(jì)中，應(yīng)切實(shí)提高建筑本身的耐火極限，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的有效防范。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)使用具備較強(qiáng)耐火極限的材料設(shè)置隔墻，避免火源燒毀隔墻，引發(fā)重大火災(zāi)?；诖耍趯?duì)地鐵車站主要建筑，如車控室、變電所、配電室等進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇耐火極限不低于3 h 的隔墻或耐火極限不低于1.5 h 的樓板，將之與建筑的其他部分進(jìn)行隔離。建筑吊頂應(yīng)采用不燃材料，設(shè)備用房房間門應(yīng)選擇甲級(jí)防火門，耐火極限不能低于1.5 h[4]。

3.2 劃分防火分區(qū)

地鐵車站建筑中，防火設(shè)備的設(shè)置需要將防火分區(qū)作為基準(zhǔn)，而在劃分防火分區(qū)的過(guò)程中，應(yīng)關(guān)注乘客人群損害較大區(qū)域，如站廳、車站出入口、站臺(tái)等區(qū)域，這些區(qū)域中聚集的人流相對(duì)較多，一旦發(fā)生火災(zāi)，可能導(dǎo)致大量乘客傷亡?；诖?，在設(shè)計(jì)中可以將上述區(qū)域劃分為同一防火分區(qū)。而實(shí)際上車站站臺(tái)、站廳及出入口處于不同區(qū)域，需要在整體防火分區(qū)設(shè)置的基礎(chǔ)上，劃分小型防煙分區(qū)。

要將防火分區(qū)的防火作用充分發(fā)揮出來(lái)，應(yīng)做好以下幾方面工作：（1）應(yīng)做好防火分隔材料的選擇，2 個(gè)防火分區(qū)分隔處需要使用耐火極限不小于3 h 的防火墻及甲級(jí)防火門；（2）車控室玻璃應(yīng)選擇C 類甲級(jí)防火玻璃，裝修材料選擇不燃材料；（3）對(duì)于一些消防相關(guān)電氣管線，需要在外部涂抹防火涂料，在設(shè)備管線需要穿越房間墻、樓板或防火墻時(shí)，應(yīng)使用防火泥來(lái)對(duì)間隙進(jìn)行封堵。通過(guò)這樣的方式，能夠有效避免火情擴(kuò)大。防火分區(qū)主要通過(guò)在建筑內(nèi)部使用耐火樓板、防火墻等進(jìn)行分隔，實(shí)現(xiàn)對(duì)于火勢(shì)的有效控制，減少火災(zāi)造成的損失[5]。

3.3 設(shè)置防煙區(qū)域

現(xiàn)階段，在多數(shù)地鐵車站中，大多使用自動(dòng)控制啟動(dòng)的火災(zāi)排煙系統(tǒng)，在必要情況下，可以由值班人員進(jìn)行手動(dòng)啟動(dòng)。防煙區(qū)域的設(shè)置是地鐵車站建筑防火設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，其能夠在發(fā)生火災(zāi)的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧的有效抵擋，避免有毒有害煙霧對(duì)人群造成傷害。在針對(duì)防煙區(qū)域進(jìn)行設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)將區(qū)域大小控制在750 m2以內(nèi)，在車站站廳和出入口通道連接位置，或者2 個(gè)防煙分區(qū)連接位置，需要設(shè)置擋煙垂壁，垂壁頂板高度不能小于風(fēng)口下500 mm。在結(jié)構(gòu)梁底低于排煙口超過(guò)500 mm 的情況下，可以使用梁體作為擋煙垂壁。站廳和站臺(tái)連接位置，需要設(shè)置相應(yīng)的擋煙垂壁，其與站臺(tái)層排煙口距離不能低于500 mm，具體如圖2 所示。

圖2 防煙分區(qū)設(shè)計(jì)

3.4 緊急疏散設(shè)計(jì)

從地鐵車站實(shí)際情況分析，在進(jìn)行車站建筑防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)明確相應(yīng)緊急疏散標(biāo)準(zhǔn)，即在發(fā)生火災(zāi)的情況下，每個(gè)地鐵車站需要具備至少2 個(gè)直通地面的出入口，站臺(tái)到站廳的自動(dòng)扶梯以及步梯總寬度應(yīng)設(shè)計(jì)合理，必須能夠確保站臺(tái)內(nèi)和列車中的乘客能夠在6 min 內(nèi)安全疏散到站廳層安全區(qū)域內(nèi)，同時(shí)，確保扶梯能夠正常運(yùn)行[6]。另外，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，車站自動(dòng)檢票機(jī)和軋機(jī)應(yīng)處于開放狀態(tài)，方便人員疏散。在緊急疏散設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證地鐵車站蓄電池室供電的連續(xù)性，確保其能夠在斷電的情況下，為照明設(shè)施等提供至少60 m in 的電源，保證應(yīng)急照明設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)際操作中，可以借助逆變器確保車站內(nèi)部燈具電源在發(fā)生火災(zāi)時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。緊急疏散通道旁邊需要設(shè)置必要的疏散指示，為人員疏散提供指引。需要在車站出入口、站廳、站臺(tái)和樓梯口等位置設(shè)置緊急疏散標(biāo)志，將標(biāo)志與地面保持一定距離，出入口和門口與地面距離為2.2～2.5 m，其余地方距離地面約0.3～0.5 m。對(duì)于列車而言，最佳緊急疏散方式是維持列車進(jìn)站，將火災(zāi)情況提前報(bào)備，確保列車在進(jìn)站停車后，能夠立即開門疏散，如果在列車無(wú)法正常行駛，火災(zāi)極端危急的情況下，需要組織乘客在隧道內(nèi)疏散。區(qū)間采用的應(yīng)急疏散方式是，當(dāng)列車停留在區(qū)間內(nèi)時(shí)，組織乘客從列車兩端或相應(yīng)疏散平臺(tái)進(jìn)行疏散，對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)600 m的區(qū)間，則通過(guò)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行臨線疏散。隧道通風(fēng)系統(tǒng)需要依照多數(shù)乘客疏散方向相反的方向送風(fēng)，通過(guò)設(shè)置區(qū)間風(fēng)亭隧道風(fēng)機(jī)的方式來(lái)滿足排煙需求，避免火災(zāi)引發(fā)隧道內(nèi)部煙氣污染問(wèn)題[7]。

3.5 做好消防設(shè)計(jì)

1）應(yīng)保證消防設(shè)施設(shè)備的健全和完善。一般來(lái)講，在地鐵車站建筑中，使用的消防設(shè)施包括消火栓、滅火器、氣體滅火設(shè)施等，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮車站實(shí)際情況，例如，消火栓應(yīng)在相應(yīng)區(qū)間隧道中，水龍頭和水龍帶等相關(guān)消防器材則應(yīng)被設(shè)置在車站站臺(tái)端以及隧道聯(lián)絡(luò)通道位置，每個(gè)放置點(diǎn)需放置2 套設(shè)備。在選擇消火栓的過(guò)程中，應(yīng)確保其用水量不低于20 L/s。原則上，地鐵車站中應(yīng)設(shè)置單頭DN65 mm 消火栓，設(shè)置間距控制在30 m 以內(nèi)，在必要情況下，可選擇雙頭DN65 mm 消火栓，設(shè)置間距控制在50 m 以內(nèi)。地鐵車站中的滅火器如果沒(méi)有特殊要求，可以采用磷酸銨鹽干粉滅火器，每個(gè)滅火器配置范圍不超過(guò)15 m。車站消防氣體滅火系統(tǒng)管理中可以采用FAS 系統(tǒng)（火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)），通過(guò)對(duì)防火分隔結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置，搭配墻體和防火門，保證最佳防火效果。消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3 所示。

圖3 地鐵建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2）應(yīng)設(shè)置消防專用通道，為消防人員撲救火災(zāi)提供便利，避免火勢(shì)蔓延。在隧道開挖環(huán)節(jié)，應(yīng)做好消防通道設(shè)置，這樣才能真正保障地鐵車站消防安全[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

地鐵是現(xiàn)代城市的一個(gè)重要標(biāo)志，能夠?yàn)槿藗兊娜粘３鲂刑峁┍憷?，而在地鐵車站運(yùn)行過(guò)程中，可能遇到突發(fā)火災(zāi)事故，威脅乘客生命財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)此，在地鐵車站建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)高度重視防火安全問(wèn)題的研究，提升建筑耐火等級(jí)，做好防火滅火設(shè)備配置，設(shè)置好相應(yīng)的防火分區(qū)和防煙區(qū)域，盡可能降低火災(zāi)造成的建筑損耗和人員傷亡。同時(shí)，需要在區(qū)間隧道內(nèi)設(shè)置疏散通道以及消防專用通道，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)人們能夠及時(shí)疏散，保障地鐵運(yùn)行安全。