地鐵車站建筑改造消防設計研究

2019-08-06 10:28:26顏海峰合肥城市軌道交通有限公司安徽合肥230000

安徽建筑 2019年7期

關鍵詞：煙氣

顏海峰（合肥城市軌道交通有限公司，安徽合肥 230000）

1 引言

地鐵作為城市交通的重要工具，在許多國家和城市得到廣泛應用。地鐵系統整體位于地下，是一個相對封閉的場所。其內部空間（包括隧道、站臺和站廳等）較大，與外界連通的開口相對較少，只有少量的通風井和車站的出入口與外界直接連通。因此，地鐵一旦發生火災事故，損失往往十分嚴重。例如，1972年德國東柏林地鐵火災，車站和4輛車被燒毀；1973年3月27日巴黎地鐵大火，2名乘客死亡；1985年4月12日，巴黎地鐵的垃圾引發大火，1名官員和5名乘客受傷；1987年，倫敦地鐵售票處大火，死亡31人；2003年的韓國大邱地鐵火災，有毒煙氣導致大量人員傷亡[1]。因此，如何合理進行車站消防設計，是一個十分重要的研究課題。

目前國內地鐵發展迅速，未來幾年內地鐵將成為許多大城市的重要公共交通工具。本文以某地鐵車站為例，根據其實際工程建造情況，對車站建筑提出了消防改造方案，進行了科學的消防安全評估，并開展了相應研究，對類似工程有較大的工程實用參考意義。

2 工程概況

2.1 車站規模及建筑布置

車站有效站臺寬度11 m，長度120 m，車站總長249.7 m。南側小里程端設區間人防隔斷門。本站為降壓變電所，共設有4個出入口。

車站總建筑面積12580.22 m2，其中主體建筑面積為10546.82 m2，附屬建筑面積為2033.40 m2。

本站為一般標準站（非換乘車站），車站為地下二層明挖島式車站。為降壓變電所標準站。車站主體采用0.2%坡度由大里程坡向車站小里程端。車站兩端區間右線均為明挖區間，左線均為盾構區間。本站無超過60 m出入口。

2.2 車站客流情況

本站遠期2045年早高峰上行上車人數為16人/小時，上行下車人數為4348人/小時，下行上車人數為599人/小時，下行下車人數為32人/小時。

2.3 風亭、冷卻塔設計

1號風亭（南）。設置在車站南端，兩條道路交叉口東南象限地塊內，貼路邊設置，為2 m高敞口低風亭。

2號風亭（北）。設置在車站北端，兩條道路交叉口東北象限地塊內，為1 m高敞口低風亭，周邊做3 m綠籬。

冷卻塔設置在車站北端2號風亭東側，距道路紅線23 m。

安全出口。安全出口設在車站設備大端，結合2號風亭組布置。

2.4 車站建筑防火分區

車站分為6個防火分區，車站公共區為1號防火分區總面積為2750.69 m2，設置4個直通地面的出入口，其中站廳層面積1573.81 m2，站臺層面積1176.88 m2。站廳層小里程端風道、風機房和部分設備用房為2號防火分區，面積為1329.94 m2，設2個通往1號防火分區的安全出口。站廳層大里程端設備用房部分為3號防火分區，面積1074.17 m2，設2個直通1號防火分區的安全出口和一個直通地面的安全疏散樓梯。站廳層大里程端風道、風機房設為防火分區4，面積1474.96 m2，設2個安全出口通往隔壁防火分區。站臺層小里程端設備用房設為5號防火分區，面積386.72 m2，設有2個通向1號防火分區的安全出口。站臺層大里程端設備用房設為6號防火分區，面積為738.22 m2，設置2個通向I號防火分區安全出口。

3 消防改造方案研究

針對站廳層功能區的布置，擬取消原車控室，將車控室與現有位置處的客服中心合建，設置為綜合控制室，該綜合控制室即設置于站廳層大廳中央位置原有的客服中心處。

將消防控制室單獨設置于公共區的綜合控制室旁邊，消防控制室面積為6.4 m2，設置防火門、防火墻及周圍的防火分隔（人員可與客服中心人員共用)。

圖1 原方案

圖2 改造方案

公共區原T型樓梯取消，改為L型樓梯。客服中心樓面板下沉300 mm，中縱梁在L型樓梯位置截斷，懸挑3.25 m，為保證結構安全，需將圖示位置的中縱梁由原先1000 mm×1200 mm增加到1000 mm×1500 mm。

圖3 改造方案中樓梯的改造

綜上所述，改造前后的方案均有優缺點，改造后的方案較原方案較有優越性。主要集中以下兩點。

①消防控制室值班人員可選疏散方向較多、且不需要跨越相鄰防火分區進行疏散；

②消防救援人員可快速找到并進入消防控制室內，了解控制災情。

但是，改造后的方案仍存在如下隱患。消防控制室內值班人員安全問題。如若站廳層發生火災，在消防救援人員抵達災情單位之前，目前的主、被動消防措施能否保證消防控制室值班人員的安全，需要在本項目進行火災模擬分析進行驗證。

4 火災模擬分析

4.1 模擬分析設置

地鐵站系統結構復雜，并且人員流動性較大，為了充分比較方案對于火災影響范圍和人員疏散情況的影響，在改造前后的兩個模型中相同的位置分別設置了三組不同的火災場景進行對比。

站廳內安檢通道以及樓梯口處人員流動比較密集，尤其是安檢處有電氣設備，行李擺放密集，容易引燃行李箱造成火災。同時考慮到發生火災時，位于站臺層的乘客及站務人員首先需要通過樓扶梯疏散至站廳層，再經由站廳層的閘機通道以及安全出口疏散至站外。因此站廳層主要模擬部分疏散路徑關鍵節點被火災封堵的場景，考慮到最為不利的情況，分別在站廳層的安檢閘機通道處（記為火源位置Ⅰ）和距離安全通道處較遠的中部自動扶梯口處設置起火點（記為火源位置Ⅱ）。具體位置如圖4、圖5。

圖4 火源位置Ⅰ

圖5 火源位置Ⅱ

地鐵站臺位于地下二層，主要通過樓扶梯站廳層相連通，一旦站臺區域發生火災，煙氣容易受煙囪效應影響向站廳層蔓延，且人流高峰期時站臺候車區域人員擁擠，一旦在疏散關鍵節點發生火災會對人員疏散造成較大的影響。調查發現，站臺層樓梯口下方設有垃圾間，房間內堆積有大量廢紙、塑料廢棄物等易燃物品，其中紙制品居多。因此，在站臺層火源位置設計中，考慮較為不利的情況，將火源設置在站臺一側的樓梯扶梯底部垃圾間（記為火源位置），模擬部分人員疏散路徑被火災封堵的環境。具體火災位置如圖6。