新標準下站臺公共區火災排煙方式探討

許攀

（北京城建設計發展集團股份有限公司，北京100037）

1 站臺火災防排煙要求

《煙標》[1]和《火標》[2]，以及GB 50157—2013《地鐵設計規范》[3]第28.4.10條和GB 51298—2018《地鐵設計防火標準》第8.2.4 條第3款均明確提出，當車站站臺發生火災時，應保證站廳到站臺的樓梯或扶梯口處具有不小于1.5 m/s的向下氣流，以阻止煙氣向上蔓延，保證站臺人員疏散。

在《煙標》和《火標》未頒布實施前，站臺公共區火災時，為滿足車站站臺樓、扶梯口形成1.5 m/s下拉風速，全國各地站臺排煙方案主要采用開啟大系統排煙風機，同時由站務人員在確認相鄰區間列車已越行本站后，在IBP盤上操作打開站臺門首尾兩端滑動門，并開啟隧道通風系統輔助排煙，煙氣試驗效果較好。

《煙標》和《火標》頒布實施后，由于對部分條文理解不同，地下車站站臺火災輔助排煙系統的設置，各地及相關項目關于站臺火災輔助排煙方案存在差異。表1列出了關于《火標》和《煙標》中理解存在差異的相關條文。

表1 相關規范及條文

本文將結合規范要求，從實際應用出發分別解釋對以上條文的理解，供同行參考。

2 站臺火災相關標準解讀

2.1 關于地下區間范圍的理解

對于站臺排煙時，“應能防止進入地下區間”的理解，筆者認為“地下區間”不應機械地理解為站臺門之外的區域。《火標》中8.4.8條規定，軌行區域包括車站軌行區域和區間隧道軌行區域。站臺火災時，軌行區列車應駛離本站或者打開站臺門讓乘客下車。如果列車已駛離，煙氣進入軌行區并無影響；如果打開站臺門，則軌行區與站臺公共區就是一個完全連通的空間。因此，以車站兩端的區間事故風閥為界，區分車站與相鄰地下區間才是合理的。如圖1所示，由于隧道風閥位于隧道與車站軌行區之間，若站臺火災排煙時有煙氣蔓延至軌行區，煙氣可由隧道風閥經隧道風機、風井排至室外，不會蔓延進區間隧道。

圖1 軌行區及地下區間分界

另外，GB/T 50833—2012《城市軌道交通工程基本術語標準》[4]和GB/T 33668—2017《地鐵安全疏散規范》[5]明確區間隧道的定義為：車站之間形成行車所需空間的地下構筑物。

2.2 關于列車越站問題的理解

關于列車越站行駛，目前大多數項目執行的方案為列車越站后，經車站工作人員確認后，打開站臺首尾、中間滑動門，開啟隧道通風系統輔助站臺排煙。但是，如圖2所示，當車站公共區發生火災時，對即將到站的列車越行過站這一做法，筆者認為并不妥當，理由如下：

圖2 車站火災越行過站示意圖

1）如果車站火災時，列車已經停留在站臺上且沒有起火，為避免被火災波及，應迅速駛離著火車站。

2）如果前方車站火災而列車尚未到站，應該盡快減速停車、逆向退離。不應該讓列車穿過火場，以免在穿越過程中，車輛被引燃，引起二次災害。

2.3 排煙口設置問題的理解

對于排煙口的設置，站臺公共區排煙系統的排煙口位置及距離擋煙垂壁的間距，均滿足規范要求。

但是有觀點認為，開啟站臺門利用隧道通風系統輔助排煙，形成事實上的排煙口落地、人為致使煙氣下沉，影響乘客疏散。筆者認為，排煙口落地、煙氣下沉影響人員疏散的說法并不成立。

首先，開啟的站臺門門洞不能機械地理解為排煙口。因為根據現場熱煙實驗，洞口處的空氣中含有的一氧化碳、二氧化碳、氟化氫、氯化氫等有毒有害成分，并未達到煙氣的標準。因此，站臺門的洞口不能認為是排煙口。

其次，并非視覺上看到站臺空間充滿煙氣，就會影響人員安全。防排煙設計的主要目標是在設計時長內，保證人員疏散路徑上的安全逃生條件。參考澳大利亞消防性能化設計評估方法的人員生命安全評估準則[6]，如表2所示，在站臺火災時，只要在煙氣下降到對疏散活動有妨礙的高度即2.0 m前，人員疏散至站廳即可。

表2 澳大利亞人員生命安全評估準則

同時，幾個國家關于安全疏散的指標如表3所示，一般火災的情況下，應根據站臺層的煙濃度，以保證疏散者能獲得必要的直視距離，一般為15~20 m[7]。

表3 幾個國家關于安全疏散的指標

最后，根據原國家安全生產監督管理總局發布AQ 8007—2013《城市軌道交通試運營前安全評價規范》[8]給出了地下車站熱煙測試的實驗方法和評估標準。目前根據此實驗方法進行的站臺層熱煙測試已有很多，如圖3所示，表明站臺層火災時開啟部分站臺門、啟動隧道通風系統進行輔助排煙的實際效果良好，完全滿足人員安全疏散要求。

圖3 站臺公共區火災熱煙實驗

3 站臺火災不開站臺門排煙方案比選

3.1 加大公共區排煙風機排煙量

以6A編組車站為例，根據車站及樓扶梯口設置情況，若站臺樓扶梯口處達到1.5 m/s，則所需風量約220 000~440 000 m3/h，此時對應站臺排煙風管尺寸高度從800 mm到1 600 mm不等，如表4所示。

表4 所需風量及對應風管尺寸

按照《火標》8.2.4條第一款排煙量按照防煙分區的建筑面積不小于60 m3/（m2·h）計算，站臺排煙風管尺寸為1 250 mm×800 mm或1 250 mm×1 000 mm。因此，若采用加大排煙風機風量來滿足1.5 m/s的下拉風速要求，則車站站臺吊頂上方凈空需求增大300~600 mm，影響管線綜合排布（特別是中板孔洞位置開在端門外時）。同時，風閥設置空間緊張，增加現場施工及后期檢修難度。

3.2 公共區回排風機兼排煙風機

在不增加原公共區排煙風機容量的前提下，將回排風機兼作排煙風機，站臺火災時同時開啟回排風機和排煙風機可滿足站臺樓扶梯口1.5 m/s下拉風速的風量要求。但是根據《煙標》要求，該方案需將回排風機移至排煙機房，同時需增加噴淋措施。另外，該方案同樣需要加大站臺公共區回排風管尺寸，影響車站綜合管線布置及車站層高。

3.3 排熱風機接專用排煙管輔助排煙

該方案的實施方法為利用車站兩端排熱小室接風管至站臺公共區，對于沒有設置排熱小室的車站，則需要設置轉換風室，以保證公共區排煙管接至排熱風道。

但是，在實施過程和實際驗收時發現，該方案存在以下問題：

1）集中排煙風管穿越變電所用房需增設土建夾層，部分車站需要加高站臺層層高。如圖4所示。

圖4 風管穿越設備房間示意圖

2）影響車站規模及站臺房間布局。對于長大配線車站，排熱風機接風管至公共區需穿越配線區及重要設備用房，此時需要設置至少2個轉換風室布置管線，避免穿越設備區。

3）存在無法滿足樓扶梯口下拉風速的風險。公共區樓扶梯數量較多且多為雙柱車站，車站排熱風機接入站臺公共區的風管僅在車站端部而未敷設至中部區域，如圖5所示。車站中部樓扶梯存在下拉風速小于1.5 m/s的風險。

圖5 站臺集中排煙氣流組織示意圖

3.4 可調通風型站臺門輔助排煙

可調通風型站臺門輔助排煙，顧名思義，該方案在站臺門上方設置電動風閥。站臺火災時，開啟車站隧道通風系統和站臺門上方的電動風閥輔助排煙，不必開啟站臺門。

由于此方案最早提出的目的是為了過渡季節通風用，以減少運行能耗[9]。若采用此方案輔助排煙，必須保證站臺門上方的電動風閥位于蓄煙倉內。同時，樓扶梯口部的擋煙垂壁下沿高度，使其位于電動風閥最低點以下500 mm。

但是，根據目前各地設計和建設情況，可調通風型站臺門上方的電動風閥（排煙口）底邊距離樓扶梯口部擋煙垂壁的下沿的垂直距離不足500 mm。若要保證電動風閥（排煙口）與擋煙垂壁下沿的距離，則需要進一步降低樓扶梯口部擋煙垂壁高度。另外，為了保證站臺公共區空氣品質不受區間環境的影響，可調通風型站臺門上方的電動風閥密閉性需要進一步提高。

3.5 站臺門頂梁上方設排煙口輔助排煙

站臺門頂梁上方開設排煙口輔助排煙方案，即在軌頂排風道同站臺門安裝頂梁之間預留約1 000 mm空間，此處設置混凝土橫板滿足接觸網支撐結構受力，混凝土橫板以有效站臺中心線為基點向兩側間隔布置，板底標高滿足限界要求。同時，在每側站臺門頂梁上開孔（排煙口），在開孔處設置電動風閥，正常工況常閉，站臺公共區火災工況聯動打開，開啟隧道通風系統輔助排煙。為避免站臺公共區綜合管線遮擋開孔面積，開孔面向公共區側1 m范圍內采用虛吊頂且盡量不布置管線和懸掛監控設備及導向牌。

針對該方案實際排煙效果，筆者分別對該方案進行了冷、熱煙測試。測試結果為站臺樓扶梯口部可以產生大于1.5 m/s下拉風速，站臺煙氣可以通過頂梁排煙口（電動風閥）順利排出，能較快排除站臺煙氣。現場排煙情況如圖6所示。

圖6 頂梁開孔排煙效果圖

4 結語

通過以上分析，主要結論如下：

1）《火標》中“當對站臺公共區進行排煙時，應能防止煙氣進入站廳、地下區間、換乘通道等鄰近區域”中的“地下區間”應不包括車站內部的軌行區。該定義不應因車站是否設置站臺門而不同。

2）為了減少火災危害，保護人身和財產安全，如果前方車站火災而列車尚未到站，應該盡快減速停車、逆向退離。

3）站臺火災時開啟全封閉站臺門，運行車站隧道排熱風機與隧道風機輔助排煙，整體排煙量大大增加，可以有效稀釋煙氣濃度，即使存在下沉現象，其清晰高度并不影響乘客的疏散。

4）目前，全國普遍采用的開啟全封閉站臺門輔助排煙模式，熱煙測試效果良好，各項指標均滿足要求。站臺火災時應以快速排除煙氣、防止煙氣上串、方便乘客疏散作為根本目標，不宜局限于標準要求的單一方式。允許開啟站臺門輔助排煙，利用既有的隧道通風系統參與排煙，既快速又高效，可作備選方式。

5）如果站臺火災排煙時不允許開啟全封閉站臺門，若采用單純增大排煙量的排煙方案，則站臺需增加1.0×105~2.0×105m3/h（樓扶梯多時風量更高）的排煙管路系統，較大幅度地增加土建規模和系統投資，而且樓梯口風速較低（略大于1.5 m/s），此方案排煙量小，考慮到站臺門漏風等因素，煙氣向站廳蔓延的風險加大。因此，從工程經濟合理性出發，筆者不推薦單純加大排煙風機和回排風機兼用排煙風機方案。

6）如果站臺火災排煙時不允許開啟全封閉站臺門，則可以考慮在站臺公共區范圍布置集中排煙管道，利用排熱系統輔助排煙。該方案在部分城市軌道交通工程中得到應用，排煙時采用聯動控制，可不開啟站臺門。但是因排熱風機風量及排煙管道布置受限，對于樓扶梯較多的車站，特別是換乘站，尚需采取措施減小樓扶梯開孔面積或增加排煙風量措施滿足控煙風速要求。

7）如果站臺火災排煙時不允許開啟全封閉站臺門，筆者建議采用站臺門頂梁設置排煙口，利用隧道通風系統輔助排煙的方案。該方案在近期部分新線工程中有所應用，可利用隧道通風設備等隧道通風系統輔助排煙。該方案排煙量大，排煙時采用聯動控制，可不開啟站臺門。同時，該方案需要針對不同的站臺型式及車輛編組情況，合理確定頂梁開設排煙口的具體方案和參數，確保站臺排煙效果。