城市軌道交通車站建筑消防設(shè)計(jì)的技術(shù)難點(diǎn)探討

陳海龍

城市軌道交通車站建筑消防設(shè)計(jì)的技術(shù)難點(diǎn)探討

陳海龍

（上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院，200235，上海//副總工程師）

國內(nèi)越來越多的城市加入到城市軌道交通建設(shè)的行列，而車站建筑消防設(shè)計(jì)始終是城市軌道交通設(shè)計(jì)中關(guān)注的焦點(diǎn)。由于設(shè)計(jì)人員對(duì)現(xiàn)行規(guī)范中未予明確內(nèi)容的理解存在偏差，導(dǎo)致實(shí)際執(zhí)行中做法不統(tǒng)一。故在《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》正式頒布前，結(jié)合多個(gè)車站建筑消防設(shè)計(jì)項(xiàng)目，通過五個(gè)方面的剖析，提出相應(yīng)的建議，以尋求設(shè)計(jì)上的合理完善，規(guī)避事故風(fēng)險(xiǎn)。

城市軌道交通；建筑消防；防火分區(qū)；安全疏散

Author′s addressShanghai Tunnel Engineering&Rail Transit Design and Research Institute，200235，Shanghai，China

隨著我國城市化進(jìn)程的提速，城市聚集效應(yīng)越發(fā)明顯，越來越多的城市發(fā)展軌道交通。截至2016年底，我國累計(jì)30個(gè)城市134條城市軌道交通線路建成投入運(yùn)營，運(yùn)營里程共4 153 km。目前仍有約80個(gè)城市正在抓緊項(xiàng)目前期工作的研究。因此，城市軌道交通車站的建筑消防設(shè)計(jì)顯得越來越重要。

城市軌道交通工程在建筑防火分區(qū)、防煙分區(qū)、疏散距離以及疏散形式等方面不同于一般公建及工業(yè)與民用建筑。目前車站建筑設(shè)計(jì)主要依據(jù)為GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB 50490—2009《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》，《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿）僅作參考。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，由于現(xiàn)行規(guī)范及《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿）里的部分條款和條文解釋未能充分明確，使得每位設(shè)計(jì)師的理解不盡相同，工程設(shè)計(jì)做法得不到統(tǒng)一，車站建筑消防審批時(shí)遇到的問題也無法有效解決。因此，本文在車站站廳公共區(qū)面積大于5 000m2所采取的設(shè)計(jì)對(duì)策、疏散時(shí)間計(jì)算公式的解讀和運(yùn)用、車站消防專用出入口安全疏散與消防救援、擋煙垂壁設(shè)置范圍和設(shè)計(jì)高度的優(yōu)化建議，以及車站站臺(tái)設(shè)備管理區(qū)及人防隔斷門處的安全疏散研究等方面的問題進(jìn)行探討，可為城市軌道交通車站建筑消防設(shè)計(jì)提供參考。

1 車站建筑消防設(shè)計(jì)的技術(shù)難點(diǎn)

1.1車站站廳公共區(qū)面積大于5 000m2所采取的設(shè)計(jì)對(duì)策

GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)?shù)叵聯(lián)Q乘車站共用一個(gè)站廳時(shí)，站廳公共區(qū)面積不應(yīng)大于5 000m2。GB 50490—2009《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：多線換乘車站共用一個(gè)站廳公共區(qū)，且面積超過單線標(biāo)準(zhǔn)站站廳公共區(qū)面積的2.5倍時(shí)，應(yīng)通過消防性能化安全設(shè)計(jì)分析，采取必要的消防措施。在實(shí)際工程案例中，車站站廳公共區(qū)面積大于5 000m2的情況時(shí)有發(fā)生，設(shè)計(jì)師對(duì)現(xiàn)行規(guī)范的理解各執(zhí)一詞，各城市消防主管部門審批意見亦不盡相同，且消防部門通常不主張采取消防性能化安全設(shè)計(jì)分析。因此，針對(duì)站廳公共區(qū)面積大于5 000m2的情況，防火分區(qū)的劃分是問題解決的關(guān)鍵。

（1）兩線及多線換乘車站共用一個(gè)站廳面積可否突破5 000m2。當(dāng)兩線換乘站均采用8A編組時(shí)，多線換乘站及特殊配線換乘站均會(huì)出現(xiàn)站廳公共區(qū)面積大于5 000m2的情況。據(jù)現(xiàn)行規(guī)范可知，車站站廳公共區(qū)面積可大于5 000m2，但每個(gè)防火分區(qū)的最大面積不能大于5 000m2。即當(dāng)站廳公共區(qū)面積大于5 000m2時(shí)，可以劃分為若干個(gè)小于5 000 m2的防火分區(qū)。目前，《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿）中已有相關(guān)的條文說明。

（2）車站站廳公共區(qū)面積大于5 000m2時(shí)防火分區(qū)的合理劃分。當(dāng)站廳公共區(qū)面積大于5 000m2時(shí)，應(yīng)劃分若干個(gè)防火分區(qū)，且每一個(gè)防火分區(qū)面積應(yīng)小于5 000m2；同時(shí)應(yīng)滿足每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)有兩個(gè)不同方向直通地面的出入口；防火分區(qū)內(nèi)任意一點(diǎn)至出入口部距離不應(yīng)大于50m，出入口寬度應(yīng)滿足計(jì)算客流所需的疏散寬度要求；防火分區(qū)間應(yīng)采用實(shí)體墻或特殊防火卷簾進(jìn)行分隔，并盡可能減少防火卷簾設(shè)置數(shù)量，以確保防火分隔措施的安全可靠性。車站站廳公共區(qū)防火分區(qū)示意圖如圖1所示。

圖1 車站站廳公共區(qū)防火分區(qū)示意圖

（3）特殊情況下，車站共用站廳公共區(qū)單個(gè)防火分區(qū)面積大于5 000m2的處理方案。當(dāng)8A編組兩線采用“十”字相交換乘時(shí)，由于很難劃分成兩個(gè)防火分區(qū)，因而存在著單個(gè)防火分區(qū)面積超限的可能。依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，應(yīng)通過消防性能化安全設(shè)計(jì)分析，采取必要的消防措施：如增設(shè)直出地面的出入口數(shù)量，加強(qiáng)乘客疏散能力；增設(shè)全自動(dòng)水噴淋系統(tǒng)，加強(qiáng)滅火措施；增強(qiáng)防排煙系統(tǒng)能力，改善乘客逃生環(huán)境等。同時(shí)在方案選擇上，建議盡可能控制站廳公共區(qū)面積規(guī)模小于5 000 m2；當(dāng)兩線均為8A編組相交換乘時(shí)，應(yīng)盡可能避免“十”字相交換乘型式。

1.2疏散時(shí)間計(jì)算公式的解讀和運(yùn)用

GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，提升高度不超過三層的車站，乘客從站臺(tái)層疏散至站廳公共區(qū)或其它安全區(qū)域的時(shí)間為：

式中：

A1——1臺(tái)自動(dòng)扶梯的通過能力，人/（min·m）；

N——自動(dòng)扶梯數(shù)量，臺(tái)；

A2——疏散樓梯的通過能力，人/（min·m）；

B——疏散樓梯的總寬度，m；

Q1——遠(yuǎn)期或客流控制期中超高峰小時(shí)1列進(jìn)站列車的最大客流斷面流量，人；

Q2——遠(yuǎn)期或客流控制期中超高峰小時(shí)站臺(tái)上的最大候車乘客，人。

由于現(xiàn)行規(guī)范未對(duì)上、下行自動(dòng)扶梯是否均參與疏散作出相應(yīng)的規(guī)定及條文解釋，在具體設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員一般采用自動(dòng)扶梯總數(shù)量減去1臺(tái)扶梯的做法，即（N-1）。該做法存在明顯誤區(qū)。首先，火災(zāi)工況下，地下車站下行自動(dòng)扶梯參與疏散是極不合理的，因?yàn)橄滦凶詣?dòng)扶梯與乘客疏散方向是相反的；其次，如果自動(dòng)扶梯逆向運(yùn)行，必先就地清客，再反向運(yùn)行，疏散時(shí)間上不允許（疏散時(shí)間通常為（5+1）m in），若急停、逆向運(yùn)行則易發(fā)生次生災(zāi)害。因此式（1）中N應(yīng)為上行自動(dòng)扶梯總量，不含下行扶梯數(shù)量。較為合理的解釋為：①當(dāng)采取上、下行自動(dòng)扶梯組合時(shí)，保證始終有一臺(tái)上行自動(dòng)扶梯處在工作狀態(tài)下，此時(shí)（N-1）建議取N；②當(dāng)采取一樓一扶組合、且僅設(shè)置1臺(tái)上行自動(dòng)扶梯時(shí)，建議取（N-1），即所有上行自動(dòng)扶梯總量減去1臺(tái)（考慮到自動(dòng)扶梯臨時(shí)故障因素）。

1.3車站消防專用出入口安全疏散與消防救援

現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：地下車站的設(shè)備與管理用房區(qū)域安全出入口的數(shù)量不應(yīng)少于2個(gè)，其中有人值守的防火分區(qū)應(yīng)有一個(gè)安全出入口直通地面。同時(shí)又規(guī)定：消防專用通道不應(yīng)作為安全出入口。該條文與上一條文存在明顯分歧，應(yīng)修改為：消防專用通道不應(yīng)作為乘客安全出口，僅用于工作人員疏散及消防救援（《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿）中已增加此條文說明）。同時(shí)，現(xiàn)行規(guī)范對(duì)消防專用通道、樓梯間的防火門的開啟方向亦沒有明確。目前防火門存在內(nèi)開與外開兩種截然不同的開啟方向。《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿）中明確，地下車站應(yīng)設(shè)置消防專用通道（樓梯間），據(jù)此，消防專用通道（樓梯間）防火門的開啟方向應(yīng)為消防人員進(jìn)入車站的方向，即內(nèi)開式；但有人值守設(shè)備管理用房區(qū)域的防火區(qū)應(yīng)該有一個(gè)安全出入口直通地面，其防火門的開啟方向應(yīng)為工作人員向地面疏散的方向，即外開式。按照規(guī)范內(nèi)容理解，此處應(yīng)設(shè)置兩個(gè)不同功能的出入口，但在具體的工程設(shè)計(jì)中，車站在主要設(shè)備管理區(qū)域設(shè)計(jì)兩個(gè)直通地面的出入口不現(xiàn)實(shí)，往往是兩者合一。因?yàn)榛馂?zāi)工況下，乘客安全疏散時(shí)間約為（5+1）min，且消防人員從接警、出警至火災(zāi)現(xiàn)場均需要一定時(shí)間，通常消防人員到達(dá)火災(zāi)事故現(xiàn)場時(shí)，車站內(nèi)大部分乘客已疏散至安全區(qū)域。由于消防人員具有較強(qiáng)的專業(yè)能力和設(shè)備，消防人員進(jìn)入車站的途徑和手段會(huì)很多，故建議消防安全出入口防火門的開啟方向?yàn)槭枭⒎较颍聪腊踩鋈肟谝匀藛T安全疏散為主，兼顧消防救援。

1.4擋煙垂壁設(shè)置范圍和設(shè)計(jì)高度的優(yōu)化建議

擋煙垂壁是指安裝在吊頂或樓板下或隱藏在吊頂內(nèi)、火災(zāi)時(shí)能夠阻止煙和熱氣體水平流動(dòng)的垂直分隔物。目前車站設(shè)計(jì)中，站臺(tái)至站廳樓扶梯洞口處擋煙垂壁的做法不盡合理，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）擋煙垂壁設(shè)置范圍。目前，設(shè)計(jì)的普遍做法為：站臺(tái)樓扶梯起步點(diǎn)附近設(shè)置擋煙垂壁（離地高度不應(yīng)小于2.3m），其周邊圍合至自動(dòng)扶梯上擱置點(diǎn)處。盡管該做法符合現(xiàn)行規(guī)范要求，但不合理之處在于其設(shè)置范圍過大、不經(jīng)濟(jì)，且防排煙效果亦不理想，甚至影響美觀。基于車站建筑設(shè)計(jì)的特殊性，《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿）條文說明中提出了關(guān)于扶梯背面的防火要求。即自動(dòng)扶梯作為疏散條件，其背面外露部分應(yīng)采取防火分隔措施，并在樓扶梯洞口邊縫隙處采取防火封堵措施，故擋煙垂壁的設(shè)計(jì)范圍可優(yōu)化縮小至合理范圍。擋煙垂壁設(shè)置范圍如圖2所示。

圖2 擋煙垂壁設(shè)置范圍

（2）擋煙垂壁設(shè)計(jì)高度。車站作為城市公共型交通建筑，其裝修風(fēng)格推崇簡潔、明快、易安裝、易維護(hù)的設(shè)計(jì)理念。目前，車站普遍采用鏤空型的吊頂形式，鏤空率一般達(dá)到70%以上，且考慮到裝修美觀的效果，采用固定式且隱蔽的擋煙垂壁是合理的選擇。現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：擋煙垂壁設(shè)置高度為吊頂下不小于500mm。該規(guī)定主要針對(duì)實(shí)板吊頂。當(dāng)車站裝修采用鏤空型吊頂形式時(shí)，只要能滿足不小于500 mm的儲(chǔ)煙高度，且火災(zāi)時(shí)能有效阻止煙和熱氣體水平流動(dòng)即可。其中，不小于500mm的儲(chǔ)煙高度是相對(duì)于排煙風(fēng)管排風(fēng)口垂直距離而言的。因此，當(dāng)車站裝修采用鏤空型吊頂形式時(shí)，建議選用固定式且隱蔽的擋煙垂壁，其設(shè)計(jì)高度應(yīng)以排煙風(fēng)管底面不小于500mm高度計(jì)算。擋煙垂壁設(shè)計(jì)高度如圖3所示。

圖3 擋煙垂壁設(shè)計(jì)高度

1.5車站站臺(tái)設(shè)備管理區(qū)及人防隔斷門處的安全疏散研究

地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范是為預(yù)防地鐵火災(zāi)、減少地鐵火災(zāi)危害、保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)的安全而制定的。目前現(xiàn)行規(guī)范以及《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿）中，針對(duì)于站臺(tái)設(shè)備區(qū)及人防隔斷門處的安全疏散問題亦未予研究和制定相應(yīng)的條文規(guī)定。

一般區(qū)間火災(zāi)模式下，當(dāng)列車無法到達(dá)車站、停駛在區(qū)間內(nèi)時(shí)，乘客通過列車廣播以及司機(jī)指揮引導(dǎo)，利用區(qū)間縱向疏散平臺(tái)和道床到達(dá)車站（安全區(qū)），實(shí)現(xiàn)安全疏散。但存在一種特殊情況，即當(dāng)列車停駛在區(qū)間和車站之間，此時(shí)無法保證乘客安全疏散。主要是由以下三方面的原因引起的：

（1）人防隔斷門。當(dāng)列車停駛在區(qū)間和車站之間時(shí)，人防隔斷門阻隔了區(qū)間縱向疏散平臺(tái)與車站間的連通。此時(shí)區(qū)間內(nèi)列車側(cè)門打開作為疏散的作用已不存在，乘客只能通過車廂間縱向連通。

（2）站臺(tái)設(shè)備管理區(qū)。一般站臺(tái)為設(shè)有混合變電所的車站，設(shè)計(jì)的普遍做法是于設(shè)備用房一側(cè)留有外走道；設(shè)備用房另一側(cè)在滿足限界的前提下，貼臨軌行區(qū)布設(shè)設(shè)備用房外墻，外墻長度約50～60m，即列車在此處打開車廂側(cè)門亦無法滿足安全疏散的要求。

（3）B型車。由于B型車車輛寬度受限，車頭無法實(shí)現(xiàn)從司機(jī)室開門疏散的條件。

由以上三方面的原因得知，當(dāng)區(qū)間發(fā)生火災(zāi)、列車被迫停駛在區(qū)間和車站之間時(shí)，乘客無法實(shí)現(xiàn)安全疏散，因此有必要解決此安全隱患。本文建議：在車站端部設(shè)有人防隔斷門處側(cè)向增設(shè)一道人防門，使區(qū)間縱向疏散平臺(tái)與站臺(tái)層設(shè)備用房區(qū)走道貫通；站臺(tái)設(shè)備用房鄰軌行區(qū)外墻應(yīng)留出走道寬度（不小于1 100mm）；取消走道鄰軌行區(qū)欄桿，增設(shè)靠墻扶手。消防改善后的站臺(tái)層平面圖如圖4所示。

圖4 消防改善后的站臺(tái)層平面圖

2 結(jié)語

通過以上所有涉及到車站建筑消防設(shè)計(jì)問題的分析研究，希望在城市軌道交通專業(yè)上對(duì)規(guī)范的執(zhí)行能有一個(gè)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。本文對(duì)規(guī)范未涉及部分提出了相應(yīng)的建議，意在避免不合理設(shè)計(jì)，并有利于消防部門對(duì)項(xiàng)目的審批，使設(shè)計(jì)更完善、更安全、更高效便捷。

［1］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50157—2013［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013：1.

［2］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.城市軌道交通技術(shù)規(guī)范：GB 50490—2009［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009：1-26.

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范：GB 50016—2014［S］.北京：中國計(jì)劃出版社，2015：1.

On Fire Control Design for Urban Rail Transit Station

CHEN Hailong

Today，more and more cities in China join in the construction of urban rail transit，at the same time，fire control design for rail transit station has become the focus of most concerns.Due to the deviation of understating among designers who are confused by the blank areas of current standards and codes related to fire control，the implementation of them varies greatly.Considering the practical building fire control projects and interpretation of the design specification before the official promulgation of“Fire Prevention Code in Subway Design”，corresponding suggestions are put forward from five aspects，in order to improve the design and prevent accidents.

urban rail transit；building fire control；fire compartment；safe evacuation

U231.96∶U231.4

10.16037/j.1007-869x.2017.07.002

2017-02-20）