地鐵車站通風系統(tǒng)設置分析

富彥超，徐少飛，孫嘉續(xù)，趙國慶

（1.沈陽市城鄉(xiāng)建設事務服務中心，遼寧 沈陽 110000；2.沈陽銘利房地產有限公司，遼寧 沈陽 110000；3.沈陽吉天置業(yè)有限公司，遼寧 沈陽 110000；4.沈陽萬科企業(yè)有限公司,遼寧 沈陽110000）

1 工程概括

沈陽地鐵所設置車站一般為雙層地下島式車站，本站所選取車站共兩層，地下一層為站廳層（層高5.1m），地下二層為站臺層（層高4.4m）；站廳層公共區(qū)面積2121㎡，站臺層面積1178㎡。整體結構包括：4個對外出入口和一個設備區(qū)安全出口；站廳站臺公共區(qū)；設備及管理用房區(qū)域；風亭（活塞風亭、排風亭、新風亭）和土建風道（活塞風道、排風道、新風道）。

2 建筑布局及耐火要求

（1）總平面布局特點:地鐵地下車站的建（構）筑物按其功能和劃分的各防火分區(qū)水平排開，兩端依次為隧道、活塞風亭及土建活塞風道、排風亭及土建排風道、新風亭及土建新風道、設備及管理用房區(qū)域、站臺層站廳層公共區(qū)、出入口。總平面布局的特點決定了通風系統(tǒng)的線路組織，從進排風亭到末端風口，根據(jù)土建結構特點，站廳及站臺公共區(qū)域的排煙管道需經過設備區(qū)及土建風道經土建風道內的大型軸流風機從排風亭排出。

（2）設備及管理用房布置特點：設備及管理用房區(qū)域作為功能用房聚集區(qū)是風管穿越的最多的區(qū)域。根據(jù)地鐵設計規(guī)范要求，設備與管理用房按標準化、模塊化、集約化原則集中緊湊布置，主要管理區(qū)內各功能房間多且依次排開，內走道距離長。設備及管理用房需按要求設置通風系統(tǒng)，由于各功能房間多導致其小系統(tǒng)機房的設備多，機房的面積大，風機經土建風道風亭送排風，為方便組織送排風小系統(tǒng)機房需緊靠土建風道布置，因此設備區(qū)送排風管部分穿越排風道及活塞風道。根據(jù)地鐵設計規(guī)范車站主要設備及管理用房區(qū)內站廳與站臺層間，應設置內部樓梯，有車站控制室等主要管理用房的防火分區(qū)內應設置地下車站消防專用通道及樓梯間，并應方便達到地下各層。設備區(qū)樓梯間的加壓送風系統(tǒng)及排煙補風系統(tǒng)管道需經過小系統(tǒng)機房、終端排風道及活塞風道區(qū)域。

（3）建筑耐火等級要求：地鐵的地下車站工程是人流特別密集的封閉空間，地鐵防火設計標準要求地鐵地下的車站、區(qū)間、變電站等主體工程及出入口通道、風道的耐火等級應為一級，地下車站站臺和站廳公共區(qū)應單獨劃為一個防火分區(qū)。因地鐵地下車站通風系統(tǒng)穿越防火分區(qū)位置較多，建筑耐火等級要求也對通風系統(tǒng)的設置提出了防火相關要求，防排煙技術標準中跨越防火分區(qū)的防排煙管道的耐火極限要求1h。

（4）建筑防火分隔特點：兩個防火分區(qū)之間應采用耐火極限不低于3h的防火墻分隔，防火分區(qū)樓板采用耐火極限不低于1.5h的樓板，重要設備用房包括車控室、變配電室、通信及信號機房、水泵房、通風機房、消防泵房、環(huán)控機房、氣滅機房、站臺門控制室、蓄電池室等應以耐火極限不低于2h的隔墻和耐火極限不低于1.5h的樓板與其他部位隔開。地鐵地下車站通風系統(tǒng)穿越的防火分隔較多，要求風管穿越防火分隔是應采取相應措施，以保證防火分隔兩側房間在火災工況下的安全使用。

3 防排煙通風系統(tǒng)設置分析及措施

由于地鐵地下車站工程的空間十分緊張，通風系統(tǒng)的組成、控制模式、服務區(qū)域及承擔的功能較多。本文所選取的地下車站的通風系統(tǒng)包括公共區(qū)通風系統(tǒng)，包含站端土建風道內風機風閥系統(tǒng)、站廳站臺排風兼排煙管道系統(tǒng)、出入口排煙系統(tǒng)；包括設備與管理用房區(qū)域通風系統(tǒng)，包含各房間通風系統(tǒng)、走廊排煙部分系統(tǒng)、樓梯間加壓送風系統(tǒng)。根據(jù)建筑布局，以上通風系統(tǒng)送排風、防排煙的線路組織各有特點，通風系統(tǒng)設備、管道、部件等的設置需要滿足相關的防火要求。下面對防排煙通風系統(tǒng)按風管、風機、防火閥、穿墻套管的設置及采取的相應防火措施分別進行分析，以探討建筑結構布置及其防火要求和相關防火規(guī)范對防排煙布置的要求。

3.1 通風系統(tǒng)風管的設置分析及措施

（1）公共區(qū)通風系統(tǒng)風管設置：公共區(qū)通風系統(tǒng)的設置最能體現(xiàn)地鐵工程通風管路的設置特點，即風管線路特別長、穿越防火分區(qū)、穿越的設備房間特別多，以下是有代表性的兩條公共區(qū)域排風兼排煙管道線路，線路一：站廳防火分區(qū)-公安安全室-AFC服務室-更衣室-通號電纜間-站長室-消防泵房-設備區(qū)走廊-設備機房-排風道；線路二：站廳防火分區(qū)-公安通信設備室-通號電纜間-通信設備間-通信電池室-風機監(jiān)控室-排風道。根據(jù)土建結構耐火要求，防火分區(qū)隔墻耐火極限要求3h，重要設備房間的隔墻耐火極限要求2h，同時防排煙技術標準中跨越防火分區(qū)的防排煙管道的耐火極限要求1h。本站要求以上通風管道采用防火包裹的形式實現(xiàn)風管的防火要求，采用50mm巖棉外加12mm后防火板包覆形式，耐火極限3h。

（2）設備及管理用房區(qū)通風系統(tǒng)風管設置：專用排煙系統(tǒng)的風管需穿越樓梯間和設備及管理用房區(qū)域的部分房間。本站專用排煙系統(tǒng)主要為設備區(qū)域走廊及非氣滅管理用房的排煙系統(tǒng)，其風管需從土建排風道穿越小系統(tǒng)機房進入設備區(qū)。加壓和補風系統(tǒng)管道線路本站主要指設備區(qū)站臺至站廳封閉樓梯間加壓送風，因風機在活塞風道內，通風管道依次穿越了活塞風道、排風道和小系統(tǒng)機房。其他設置在排風道、活塞風道內的設備區(qū)送風總管由新風廳進入經新風道、排風道進入小系統(tǒng)機房，設備區(qū)排風總管從小系統(tǒng)機房經排風道、活塞風道由活塞風亭排出。因以上通風管道設置在設備區(qū)外的土建風道內，該通風系統(tǒng)的設置也許滿足相應的防火。通風管道耐火等級要求的實現(xiàn)同公共區(qū)域穿越防火分區(qū)和設備房間的做法和要求相同。

（3）防排煙風管耐火極限要求的實現(xiàn)方式：第一種是本站所采用的防火板加隔熱棉加鍍鋅鋼板的方式，通過防火板及隔熱棉的厚度變化實現(xiàn)不同的耐火需求；第二種采用風管外包高溫玻璃棉，雖然省去了防火板，但是耐火極限一般只能達到0.5~1h，也有廠家生產的一體化防火包覆，耐火極限能達到要求，與第一種比較雖然減少了部分施工工序但沒有減少鍍鋅鐵皮風管的安裝量；第三種是單面彩鋼板復合風管，如采用玻鎂板或硅酸鹽纖維板的復合風管。根據(jù)各廠家的工藝不同也能達到不同耐火等級要求，使用時應注意部分材料的強度以及耐水性后期的脆性容易達不到要求；第四種是雙面鋼板或者彩鋼板的成品復合風管，中間夾心層為玻璃棉或者硅酸鋁纖維棉，還有部分廠家中間夾心采用各種類型的無機耐火層和隔熱層，內側采用0.5~1.5厚的鍍鋅鋼板，耐火極限最長可達3h，應注意不同尺寸的用于排煙系統(tǒng)的彩鋼板復合風管其內壁鋼板的厚度應按通風與空調施工質量驗收規(guī)范中關于排煙系統(tǒng)風管的厚度要求選用；第四種是裝配式的防火風管，一般采用符合耐火極限要求的復合風管，在工廠直接加工成完整的風管管道和管件，解決了部分復合風管施工工藝不規(guī)范、現(xiàn)場管道部件加工難度大、組裝易產生損壞的問題。算用防排煙復合風管時應注意，其本體及耐火隔熱材料應能達到防火設計標準等規(guī)范的要求，耐火極限的判定必須滿足通風管道實驗方法關于耐火完整性和隔熱性的要求，對應非金屬管道技術規(guī)程復合風管所采用的鋼板、芯材、粘接材料、法蘭、法蘭墊片等應有合格的質量證明文件，應具有國家權威部分的風管整體性能檢測報告，檢測內容需符合技術規(guī)程的各項要求。風管的壁厚、風管制作及現(xiàn)場安裝，應復合通風與空調工程施工規(guī)范、質量驗收規(guī)范及通風管道技術規(guī)程的相關要求。

3.2 通風系統(tǒng)風機的設置分析及措施

地鐵地下車站的通風系統(tǒng)風機主要包括：參與公共區(qū)及隧道通風排煙的土建風道內的公共區(qū)大型軸流風機及隧道大型軸流風機，風機采用落地安裝；參與設備區(qū)通風及防排煙的位于土建風道以及設備機房內的小風機，一般采取吊裝。

風機的設置應首先滿足防火規(guī)范的要求，地鐵防火設計規(guī)范要求地鐵地下車站的排煙風機在280℃時應能連續(xù)工作不小于1h。按建筑防排煙技術標準的要求，排煙風機應設置在專用機房內，且風機兩側應有600mm以上的空間。本站的排煙風機位于小系統(tǒng)機房內，對于排煙系統(tǒng)與通風空氣調節(jié)系統(tǒng)共用的系統(tǒng)，其排煙風機與排風風機的合用機房應設置自動噴水滅火系統(tǒng)且機房內不得設置用于機械加壓送風的風機與管道，排煙風機還應采取防火包覆等措施保證風機的耐火極限要求。由于排煙時風機轉速較高，風機應注意其安裝基礎及支吊架的設置和減震裝置的合理設置，例如落地安裝的大型軸流風機底座應采取的減震裝置最好由風機廠家供貨，風機基礎應設置防止水平方向位移的限位裝置，底座的垂直方向上的運動不得受限制；小風機的吊裝應采用后擴孔錨栓，支吊架的緊固螺栓應采取防松動措施等。

3.3 通風系統(tǒng)防火閥的設置分析及措施

地鐵地下車站的通風系統(tǒng)防火閥門包括土建風道內設置的電動組合風閥和落地防火閥，用于實現(xiàn)與大型風機連鎖及土建風道內的通風排煙氣流組織；包括設備與管理用房區(qū)域設置的實現(xiàn)小系統(tǒng)功能和設備房間防護與小風機連鎖的吊裝防火閥；公共區(qū)排風兼排煙系統(tǒng)穿越設備及管理用房區(qū)域防火隔墻設置的吊裝防火閥。

防火閥具體設置如下：公共區(qū)域通風系統(tǒng)的線路一和線路二除風機處外，在穿越站廳與設備區(qū)及設備區(qū)與排風道的防火分區(qū)隔墻處、穿越小系統(tǒng)機房隔墻處、穿越設備區(qū)走廊處和部分重要或危險性較大的場所如風機監(jiān)控室和公安通信設備室等房間隔墻處設置了防火閥。設備區(qū)樓梯間的加壓系統(tǒng)風口為常開風口、風機處設置止回閥和電動閥防止倒灌，為保證樓梯間余壓，設置了余壓閥，余壓閥前設70℃防火閥。防火閥安裝應單獨設置支吊架，以避免風管在高溫下變形影響閥門性能；防火閥距離墻體墻體距離不應大于100mm，防火閥至墻體之間的風管耐火性能應不低于該墻體的耐火性能?；钊L道、排風道、新風道內設置的落地式電動組合風閥由于體積較大，安裝過程中應注意避免閥體變形、安裝后的手動啟閉電動連鎖應靈活、閥體與四周的基礎和構造梁柱等之間應密封良好堅固密實，避免送排風及排煙達不到規(guī)定排風排煙量。風系統(tǒng)閥門安轉后應在正式通電前進行單體通電模擬動作試驗，系統(tǒng)無生產復合調試時應結合設備監(jiān)控及防災報警專業(yè)進行不同通風模式、火災模式下風閥連鎖及調節(jié)功能的試驗。

3.4 通風系統(tǒng)穿墻套管的設置分析及措施

防火、防爆的墻體或樓板是建筑物防止火災擴散的安全防護結構，當風管穿越時不得破壞其相應的性能。這就要求風管穿越以上圍護結構時應按規(guī)范要求設置穿墻套管，且應做好套管的防火封堵。穿墻套管的設置在圖紙設計時具體設置部位有時不夠明確，尤其是防排煙系統(tǒng)，部分單位在施工過程中只在防火分區(qū)的隔墻處和樓板處設置了穿墻套管，忽視了防火分區(qū)內部部分設備用房等的墻體和樓板的防火要求，風管穿越有耐火要求的墻體時都應進行設置穿墻套管，為保證通風尤其是排煙系統(tǒng)的運行效果，穿墻套管應該應設盡設。

《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》規(guī)定當風管穿過需要封閉的防火、防爆的墻體或樓板時，必須設置厚度不小于1.6mm的鋼制防護套管；風管與防護套管之間應采用不燃柔性材料封堵嚴密。本站防排煙風管需穿越設備區(qū)重要設備用房及其他管理有防火要求的管理用房及走廊和小系統(tǒng)機房隔墻，公共區(qū)與設備區(qū)防火分區(qū)、設備區(qū)與土建風道、土建風道之間隔墻及樓板，均應設置穿墻或者穿樓板套管。

地下車站的站廳和站臺是人員集中區(qū)域，合理的設置防排煙系統(tǒng)，嚴格遵守相關防火控制要求，有效的防煙排煙對地鐵安全運營保證乘客生命財產安全具有重要作用。