地下站臺層公共區不開站臺門條件下的輔助排煙設計研究

賴永進

中鐵第六勘察設計院集團有限公司 廣東 深圳 518000

隨著地鐵建設的快速發展，國家也在逐步完善地鐵防火設計相關的規范、標準，并在2018年頒布實施了《火標》[1]，較之前的《地鐵設計規范》GB 50157-2013[2]提出了更高的執行要求。如《火標》第8.1.3條第2款“當對站臺公共區進行排煙時，應能防止煙氣煙氣進入站廳、地下區間、換乘通道等鄰近區域”及第8.2.3條第3款“車站公共區發生火災，駛向該站的列車需要越站時，應聯動關閉全封閉站臺門”。學者們根據各自對以上新標準的理解，同時為了保證站廳到站臺的樓梯間或者扶梯口處有不小于1.5m/s的向下氣流，對輔助站臺火災排煙的方案進行了研究和探討，并應用在了實際的工程建設中。邱少輝[3]以武漢某個設置5組樓扶梯（比常規車站多一組）的車站為例，提出利用站臺端部設置專用排煙風管進行協同站臺火災排煙的方案無法在樓梯、扶梯口處形成向下不小于1.5m/s的阻擋氣流的結論；許攀[4]通過對新標準的條文進行解讀，認為開啟站臺門的輔助排煙方案仍滿足新標準要求；孫作華[5]通過對3種輔助排煙方案（含開啟站臺門的排煙方式）進行比選，推薦引專用輔助排煙風管進入站臺層公共區的輔助排煙方式。但研究對象單一，導致對于常規設置樓扶梯組數的車站和非常規設置樓扶梯組數的車站得出不同的結論，缺少系統梳理，或者各地對新標準條文理解存在差異，開啟站臺門的常用排煙方式被反復對比分析，對不開啟站臺門方案的方案缺少全面研究。針對以上問題，筆者以深圳某車站為例，統籌考慮不同樓扶梯組數、不開啟站臺門等情況，總結出相對應不開啟站臺門的輔助站臺排煙方式，供同行參考。

1 工程概況

深圳市某車站設計時速120km/h，車輛采用A型車8輛編組，為地下2層標準島式站臺車站，設有全封閉的站臺門，有效站臺長186m，寬14m，車站外包長度為538.4m，標準段寬度23.2m，車站總建筑面積29934㎡，站廳層面積8104㎡（不含附屬），站臺層面積13426㎡，站臺至站廳共設置4組樓扶梯，洞口寬5.8m，不利斷面高度2.15m，樓扶梯側面設置鋼化玻璃，減小樓扶梯斷面積。

2 車站通風系統設計

2.1 車站公共區排煙設計

車站站廳公共區面積3360㎡，分為兩個防煙分區，站臺公共區面積2200㎡，單獨為一個防煙分區，防煙分區排煙量按建筑面積不小于60m3/（㎡/·h）分別計算，排煙風機的風量按所負擔的防煙分區中最大一個防煙分區的排煙量、風管（道）的漏風量及其他防煙分區的排煙口或排煙閥的漏風量之和計算，在車站兩端機房內分別設置一臺公共區排煙風機（選型風量132000m3/h，選型風壓分別為1000Pa、1350Pa）, 通過直通室外的出入口自然補新風。

2.2 隧道通風系統設計

車站兩端對應于每一條隧道各設置一臺可反轉變頻隧道風機TVF（共4臺）和相應的風閥（共16個）。風機風量為90m3/s，全壓1300Pa，每端各采用1臺臥式變頻軸流風機TEF，風機風量為45m3/s，風機為變頻風機。A端風壓為700Pa，B端風壓為800Pa。

2.3 無輔助排煙下的樓扶梯風速計算

公共區排煙當站臺公共區發生火災時，關停站廳層公共區排風與送風，只啟動兩端的排煙風機對火災區域排煙，補風通過樓扶梯口進入。此時，樓扶梯處風速1.1m/s，無法滿足1.5m/s風速要求。

3 不開站臺門輔助排煙設計

3.1 不開站臺門輔助排煙設計方案介紹

為了保證樓梯間或扶梯口處不小于1.5m/s的向下氣流，筆者提出以下6種輔助排煙方案：

方案1：在公共區通風空調系統送風主管處引一輔助排煙風管接至TEF風機（風量45m3/s）入口并設電動風閥，公共區空調送風管兼輔助排煙, 原理圖見圖1。

圖1 兼輔助排煙的車站公共區空調系統原理圖

站臺發生火災時，組合式空調器及其聯鎖電動風閥關閉，開啟兩端TEF風機及輔助排煙風管電動風閥，開啟站臺層電動閥，此時樓扶梯處風速2.9m/s，滿足1.5m/s風速要求。根據已有TEF風機風量反推計算最多樓扶梯組數7組。

方案2：按滿足樓扶梯風速要求加大公共區排煙風機排煙量，則某車站的單臺排煙風機計算排煙量不應小于1.5×5.8×2.15×4×3600÷2=134676m3/h, 考慮風管（道）的漏風量及其他防煙分區的排煙口或排煙閥的漏風量之和計算后取整175100m3/h，樓扶梯組數越多，風機選型風量越大。

方案3：利用兩端的TEF風機（風量45m3/s）進行輔助排煙，在車站軌頂排風道側墻設置帶電動閥門的輔助排煙風口，按排煙風口風速≤7m/s，單側需設置6個2000mm×600mm的風口，共12個，同時開啟兩端的TVF風機，維持軌頂風道風力相對于隧道內壓力的平衡，原理圖見圖2。

圖2 兼輔助排煙的隧道通風系統原理圖

此時樓扶梯處風速2.9m/s，滿足1.5m/s風速要求。根據TEF風機風量反推計算最多樓扶梯組數 7組。

方案4：利用兩端的TEF風機（風量45m3/s）輔助排煙，在靠近站臺公共區的兩端設備區設置排熱風室或者夾層，風室或者夾層引一輔助排煙風管進入公共區，風管設置電動風閥，原理圖見圖3。

圖3 兼輔助排煙的車站軌道排風系統原理圖

站臺發生火災時，關閉車站排熱支管電動風閥，開啟輔助排煙風管電動風閥，開啟兩端的TEF風機進行輔助排煙，此時樓扶梯處風速2.9m/s，滿足1.5m/s風速要求。根據TEF風機風量反推計算最多樓扶梯組數7組。

方案5：無設置軌道軌頂排風系統的車站，采用雙風速TVF風機（90m/703/s）輔助排煙，車站軌行區上方設置專用輔助排煙軌頂風道，軌頂風道末端引一輔助風管進入站臺公共區，風管設置電動風閥，原理圖見圖4。

圖4 兼輔助排煙的車站隧道通風系統原理圖

站臺發生火災時，關閉隧道風系統活塞風閥及相關機械風閥，打開輔助排煙風閥，啟動兩端各一臺TVF風機低速運行進行輔助排煙，此時樓扶梯處風速3.9m/s，滿足1.5m/s風速要求。根據TVF低速運行風機風量反推計算最多樓扶梯組數10組。

方案6：無設置軌道軌頂排風系統的車站，利用TVF風機（風量90m3/s）輔助排煙，站臺門上方設置輔助排煙風口及電動風閥，單側6個2000mm×600mm共12個，原理圖見圖5，對于樓扶梯組數較多的車站，需驗算輔助排煙風口尺寸與個數。

圖5 兼輔助排煙的車站隧道通風系統原理圖

站臺發生火災時，關閉隧道風系統活塞風閥，打開輔助排煙風閥，啟動兩端兩臺TVF風機進行輔助排煙，此時樓扶梯處滿足1.5m/s風速要求。

3.2 不開站臺門的輔助排煙設計方案比較

方案1：滿足樓梯間或扶梯口處不小于1.5m/s的向下氣流要求，適用于樓扶梯組數≤ 7組的車站，公共區送風系統需按排煙標準修改，控制簡單，但該方案公共區送風管尺寸加大對車站規模影響較大，部分常規車站無法實施，同時要求站臺兼排煙的送風口確保在儲煙倉內，兩種工況下的風口調試困難。

方案2：通過增加公共區排煙風機風量滿足風速要求，維持原車站系統設計，簡化了系統，但加大風機風量增加了設備投資，同時排煙風管尺寸加大對車站規模影響較大，部分常規車站特別是樓扶梯組數≥5的車站無法實施。

方案3：可以滿足樓梯間或扶梯口處不小于1.5m/s的向下氣流要求，適用于樓扶梯組數≤ 7組的車站，對車站規模影響不大，但需要確保排煙口在儲煙倉內，同時風口入口600mm范圍內不能布置綜合管線，靠近站臺門的吊頂宜采用鏤空框架造型；另因需開啟TVF風機進行抽排，以減少通過軌頂排熱風孔對軌行區的排風，又要避免煙氣沿著軌頂排風口進入軌行區，因此前期需要深入的模擬和現場調試，否則達不到設計排煙效果。

方案4：滿足樓梯間或扶梯口處不小于1.5m/s的向下氣流要求，適用于樓扶梯組數≤ 7組的車站，較方案3更易調試，排煙效果好，但由于需要設置夾層，部分車站特別是兩柱三跨車站實施困難，影響房間布置。

方案5：滿足樓梯間或扶梯口處不小于1.5m/s的向下氣流要求，適用于無設置軌道排風系統且樓扶梯組數≤10組的車站，軌行區上方設置專用輔助排煙軌頂風道，可實施性強，排煙效果好，對車站規模影響小，但由于增設軌頂排煙風道，增加了土建造價。

方案6：可以滿足樓梯間或扶梯口處不小于1.5m/s的向下氣流要求，較方案5相比，減少了土建造價，但對站臺門上方的輔助排煙電動風閥密封性要求比較高，同時需要確保排煙口在儲煙倉內，風口入口600mm范圍內不能布置綜合管線，靠近站臺門的吊頂宜采用鏤空框架造型；站臺門上方的排煙風閥尺寸和個數，前期需要深入的模擬確定。

4 結論及建議

（1）方案1與2對建筑規模要求比較高，以8A標準車站為例，排煙風管風速不超過20m/s，公共區送風管需采用2000mm×1250mm，土建規模加大，投資增加，因此不建議采用。

（2）方案3 TVF風機與TEF風機組合方案需要前期根據每個車站的實際情況進行深入研究與氣流模擬，控制復雜，前期工期投入大，現場調試工作量多，實際排煙效果有待檢驗，故筆者不推薦采用。

（3）方案4在部分地鐵工程中已得到采用，排煙效果好，適用性強（樓扶梯組數≤ 7組），控制與調試較方案3簡單，對土建規模影響較方案1與2小，建議采用。

（4）方案5與6對比，方案5排煙效果好，適用性強（樓扶梯組數≤ 10組），而方案6煙氣進入車站隧道后由活塞風井或者排風井排出地面，不滿足《火標》第8.1.3條第2款規定，因此對于無設置軌道排風系統的車站，建議采用方案5。