超長換乘通道建筑消防研究

胡慶

（林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司，重慶 401121）

1 研究背景

本文討論的研究方案位于重慶市觀音橋商圈核心區，為在建的九號線觀音橋站與已開通三號線觀音橋站的換乘。由于三號線站為早期商圈改造代建節點，屬于側式站臺跨座式單軌車站，運能不足；車站有效站臺長度為120m，站臺最窄處僅2.5m；并且站廳公共區面積小、樓扶梯容量小、未預留換乘接口條件，并不滿足換乘站功能條件，存在先天不足。為提供換乘的便利性，完善城市軌道交通網絡化功能，該案換乘成為必然。

以初步設計方案研究為基礎，結合九號線客流預測成果、參考三號線兩路口站、紅旗河溝站客流數據，并多次現場踏勘摸排、共同研究；以客流數據、現狀條件為基礎，以客流模擬（仿真）為支撐研究優化設計方案，確保換乘功能需求，保障建設條件，經綜合研究形成推薦方案如下：三號線換乘九號線（臺-通道-臺），上/下行站臺換乘客流通過換乘通道進入九號線站臺換乘；九號線換乘三號線（廳-通道-廳），換乘客流通過換乘通道進入三號線站廳換乘。

2 研究內容、定義及相關規范條例

2.1 研究內容

本次研究主要是在基于初步設計推薦方案的基礎上進行換乘通道消防設計。

2.2 超長換乘通道的定義

超長換乘通道是指走行距離超過100m的軌道換乘通道。

2.3 涉及換乘通道建筑消防的相關規范條例

（1）《城市軌道交通工程項目建設標準》（建標104-2008）第五十六條：“八、出入口地下通道或換乘通道的長度大于100m時，應滿足緊急疏散的消防要求。”[1]

（2）《地鐵設計防火規范》報批稿第4.2.8中通道換乘車站的站間換乘通道兩側應設置耐火極限不低于2.00h的防火隔墻，通道內應采用2道耐火極限均不低于3.00h的防火卷簾等進行分隔[4]。

3 超長換乘通道消防設計

3.1 防火分隔

地鐵規范中除了車站主體可劃分防火分區外，其余出入口通道、換乘通道均未提出防火分區的相關概念。但根據《地鐵設計防火規范》報批稿第4.2.8要求，對換乘通道兩端通過防火墻（耐火極限不低于2.00h）或2道防火卷簾（耐火極限均不低于3.00h）進行分隔[2]。故超長換乘通道防火分隔后，通道內九號線換乘三號線換乘最不利距離為216m（按水平投影計算），三號線換乘九號線最不利距離為231m（按水平投影計算）。

3.2 防火卷簾的控制

換乘通道兩端的防火卷簾分別為三號線站和九號線站。根據《地鐵設計規范》第28.1.4中“一座換乘車站的防火設計應按同一時間發生一次火災計[3]”及《地鐵設計規范》第28.2.2中“地下換乘車站的換乘通道不應作為安全出口”[3]。那么發生火災時，防火卷簾的控制可分以下幾種情況：

（1）當三號線站發生火災時，迅速拉下三號線與換乘通道接口處防火卷簾，阻止火災向換乘通道蔓延；

（2）當九號線站發生火災時，迅速拉下九號線與換乘通道接口處防火卷簾，阻止火災向換乘通道蔓延；

（3）當換乘通道內部著火時，靠近著火點的防火卷簾迅速拉下，遠離著火點的防火卷簾可作為安全疏散通道考慮，疏散人員可跑向就近車站進行疏散。最不利情況下，當需要拉下兩端所有防火卷簾時，就需要借助內部設置的安全出口進行疏散。

3.3 安全出口

此處安全出口是指供換乘乘客安全疏散至室外地面的樓梯間。安全出口的設置取決于換乘通道內任一點至疏散門的距離及疏散樓梯寬度。

3.3.1 疏散距離

換乘通道內安全疏散距離滿足任一點至疏散門的距離不超過50m（按走行距離計算），主要依據及參考如下：

（1）依據《城市軌道交通工程項目建設標準》（建標104-2008）第五十六條，八、出入口地下通道或換乘通道的長度大于100m時，應滿足緊急疏散的消防要求[1]；

（2）參考《地鐵設計規范》GB50517-2013第28.2.7條中“站臺和站廳公共區內任一點，與安全出口疏散距離不得大于50m[3]”進行設置安全出口位置；

（3）參考《地鐵設計規范》GB50517-2013第28.2.10條中“地下出入通道的長度不宜超過100m，當超過時應采取滿足人員消防疏散要求的措施[3]。”

3.3.2 疏散樓梯寬度

疏散樓梯寬度一般取決于防火分區內疏散總人數及疏散樓梯通過能力。

（1）疏散總人數

如何確定換乘通道內部疏散人數是本次研究的難點。根據換乘通道的乘客的行走特點，理論上換乘通道內部乘客任一時段內具有多向性、流動性、間隔性的特點。所謂多向性是指多站換乘乘客換乘方向不一，在計算疏散人數時需對每個換乘方向的路徑及長度進行分析。流動性是指換乘通道內部乘客不停留，在計算疏散人數時需對換乘速度進行分析，特別需要考慮通過扶梯、樓梯、通道對換乘速度的不同影響。間隔性主要取決于每個站的發車時間間距，但值得注意的是，即使發車間距為2min，不代表2min無乘客換乘，而是2min內有一列車的乘客換乘。比如換乘通道超長且發車間距較短時，當一列車換乘乘客還未完全通過防火分隔內的換乘通道時，另外一列車換乘乘客已經進入同一防火分隔的換乘通道中。

那么，發生火災時，防火分隔內的超長換乘人數即為多個不同方向換乘的人數之和，即Hz=H1+H2+…Hn。那么換乘通道單向疏散人數H1=單向超高峰小時換乘人數Q1x通過換乘通道的時間T1；然而通過換乘通道內一般包含水平通道、上下行樓梯、上下行扶梯等，故分別計算通過不同部位的時間之和，即T1=TT1+TL1+TF1。以此類推，T2=TT2+TL3+TF3…Tn=TTn+TLn+TFn。

（2）疏散樓梯通過能力

在《地鐵安全疏散規范》GBT33668-2017已明確車站各疏散通道的最大疏散通過能力，見第5.12中表2[4]，該表與《地鐵設計規范》GB50517-2013中9.3.14中的車站各部位的最大通過能力表[4]一致。

（3）疏散樓梯寬度

根據《地鐵安全疏散規范》GBT33668-2017第4.3條中“地鐵車站安全疏散設計應按6min內將必須疏散乘客全部疏散到安全區為原則”[4]。1min為反應時間。人員到達前室為安全區，不停留繼續通過疏散樓梯回到地面。其中，樓梯的疏散能為3700人/h，即有6/60≥1/60+Hz/0.9(3700×Bz)（為方便計算，時間單位為小時）。

那么疏散寬度的計算公式為：

Bz≥ Hz/277.5=（Q1T1+Q2T2+…QNTN）/277.5

4 案例分析與運用

以觀音橋換乘通道為例（表1）。

表1 遠期早高峰換乘客流表

根據《地鐵安全疏散規范》GBT33668-2017第5.9中“人員平均運動速度，單位為米每分（m/min），對于新建地鐵，無實際客流觀測數據城市，可取值為水平走速度66m/min，樓梯下行速度47m/min，樓梯上行速度37m/min[4]”，此外自動扶梯輸送速度一般分為0.5m/s、0.65m/s。

（1）疏散寬度計算

九號線換乘三號線：

防火分隔后換乘最不利長度為216m（按水平投影計算），其中樓梯長13m（按水平投影計算），扶梯長26m（按水平投影計算）。

通過計算可知通過樓梯為0.35min；通過扶梯時間為0.67min；通過通道時間為2.68min。此時，換乘總時間為3.70min。即九號線換乘三號線乘客最不利疏散總人數為8954×1.4×3.70/60=773.03人。

三號線換乘九號線：

防火分隔后換乘最不利長度為231m（按水平投影計算），其中樓梯長0m，扶梯長26m（按水平投影計算）。

通過計算可知通過樓梯為0min；通過扶梯時間為0.67min，通過通道時間為3.11min。此時，換乘總時間為3.78min。即三號線換乘九號線乘客最不利疏散總人數為8724×1.4/3.78/60=769.46人。

故在最不利緊急情況下，通道內部需疏散乘客數量為773.03+769.46=1542.49人。

那么疏散寬度需不小于1542.49/277.5=5.56m。

（2）疏散時間的驗算

根據地鐵疏散時間計算公式T=1+（Q1+Q2）/0.9[A1（N-1）+A2B][3]，即1+1543/(0.9×61.67×10.4)=3.68min,滿足6min內將必須疏散乘客全部疏散至安全區。

5 結論

本次研究主要明確了超長換乘通道的防火分隔措施，防火卷簾控制與客流疏散的意義及安全出口各要素 （疏散距離、疏散寬度、疏散總人數）的確定，特別是總結出了如何計算換乘通道內疏散總人數，對軌道交通換乘站間超長換乘通道的建筑消防設計有一定參考價值。

[1]JB 104-2008城市軌道交通工程項目建設標準[S].北京：中國計劃出版社,2008.

[2]地鐵設計防火規范編寫組.地鐵設計防火規范（報批稿）[R].2016.

[3]GB 50517-2013地鐵設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2014.

[4]GBT 33668-2017地鐵安全疏散規范[S].北京：中國標準出版社，2017.