某高鐵站消防安全疏散特殊防火設計探討

王序 戴昱 袁焱華

摘要：高鐵站作為人員密集場所，發生火災時的消防安全疏散極其重要。然而，因在設計時考慮其美觀和候車舒適的需要，通常會導致疏散距離超出防火規范要求?，F通過計算機數值模擬研究高鐵站的消防安全疏散特殊防火設計，探討高鐵站的消防安全疏散措施和策略。

關鍵詞：高鐵站；安全疏散；特殊防火設計

中圖分類號：TU892? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2023）03-0010-03

1 工程概況

本文研究對象為連云港到徐州高鐵沿線某站房，徐連高鐵是江蘇省北部一條連接徐州市與連云港市的東西向高速鐵路，是中國《中長期鐵路網規劃》（2016年版）中“八縱八橫”規劃高速鐵路網絡主通道之一。該高鐵站房總建筑面積15654.30m2，建筑高度28.276m。站房車場規模為2臺4線（含正線2條），島式站臺2座，站臺尺寸均為450m×12m×1.25m，地下出站通道寬12m，進站天橋寬12m。該車站設計最高聚集人數1000人，設計高峰小時發送量2000人，按TB10100—2018《鐵路旅客車站設計規范》分類為中型旅客車站。

站房設置環形消防車道，車道凈寬度、高度均為4m，轉彎半徑9m，消防撲救場地滿足一個長邊長度且大于1/4周長，消防車道能夠承受消防車30t荷載的要求。室內消防用水儲存在首層消防水池內，消防水池有效容積為414m3，屋頂設有效容積18m3組合式水箱一座。站房內設計室內消火栓、自動噴水滅火系統，除三層候車廳、二層進站廣廳、通信、信息、電力等設備機房及配線間、配電間、變電所、管道井、樓梯間以外的其他場所均設噴淋系統。候車大廳設計的自動消防炮滅火系統，消防炮系統設計流量40L/s，火災持續時間1h，單炮流量20L/s，額定工作壓力0.8MPa，射程50m，最大工作壓力1.6MPa。室外設3套DN150地下式水泵接合器。電氣設備機房設計七氟丙烷氣體滅火系統。樓梯間、候車廳等采用自然排煙措施，自然排煙窗電動控制。設計火災自動報警系統，辦公區、控制室、設備用房、走廊等部位選用光電感煙探測器；首層候車廳選用紅外光束探測器，二層候車廳選用紅外光束探測器與雙波段圖像火災探測器相結合，探測到火焰后啟動消防水炮噴水滅火。信息系統機房、通訊機械室設置七氟丙烷氣體滅火系統，由火災自動報警系統聯動啟動。應急照明疏散指示系統是按GB51309—2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》設置，在消防控制室安裝集中控制器和集中電源，站房終端應急照明燈具和疏散指示燈具電源均由集中控制器和集中電源引出，特殊場所如泵房、變配電室設置備用照明。消防廣播為客運服務廣播，發生火災時由火災自動報警系統聯動強制切換成消防廣播。候車廳、售票廳、出站廳滅火器配置按A類火災嚴重危險級設計，配置基準為3A，設置手提式磷酸銨鹽滅火器（MF/ABC5），保護距離15m；通信、信號、信息等電設備用房滅火器配置按E類中危險級設計，配置基準為55B，設置手提式二氧化碳滅火器（MT7），保護距離12m；其余房間及走道的滅火器配置均按A類中危險級設計，配置基準為2A，設置手提式磷酸銨鹽滅火器（MF/ABC4），保護距離20m。

2 存在問題

本工程防火分區劃分為十一個，防火分區一：面積為1222.32m2，主要功能為出站通道、衛生間、補票室；防火分區二：面積為1864.45m2，主要功能為商業、衛生間；防火分區三：面積為899.67m2，主要功能為餐廳、廚房、消防值班室；防火分區四：面積為223.02m2，主要功能為變電所；防火分區五：面積為401.05m2，主要功能為消防水泵房、制冷機房、消防水池、綜合控制室；防火分區六：面積為7915.77m2（二三層候車大廳一個防火分區），主要功能為候車大廳、客運值班、間休、公安值班、旅客服務、母嬰室、衛生間；防火分區七：面積為649.40m2，主要功能為售票廳、進款室、票據室、售票室、通信機械室、信息機房、商業管理、商業信息、衛生間；防火分區八：面積為865.54m2，主要功能為會議、公共網絡、間休、辦公、空調機房、衛生間；防火分區九：面積為838.76m2，主要功能為信息備品、信息維修、信息值班、信息辦公、安檢員休息室、空調機房；防火分區十：面積為415.52m2，主要功能為空調機房。防火分區十一：面積為358.80m2，主要功能為空調機房。

根據現有設計，站房首層（即防火分區一）A軸以北區域為上空覆蓋有旅客活動平臺和高架橋橋面的空間（該區域以下簡稱為“蓋下區域”，如圖1陰影區域所示），A軸處墻體疏散門至高架匝道外部邊緣最遠距離約為41.0m。由于首層A軸北側蓋下區域的存在，導致首層防火分區一人員疏散的安全出口難以直通室外，且疏散距離也不能滿足規范TB10063—2016《鐵路工程設計防火規范》第6.1.10條要求。《鐵路工程設計防火規范》要求旅客車站集散廳、售票廳和候車廳（室）等，其室內任一點至最近疏散門或安全出口的直線距離不應大于30m；當該場所設置自動噴水系統時，室內任一點至最近安全出口的安全疏散距離可增加25%[1]。即規范要求最大疏散距離為37.5m，而該高鐵站首層疏散距離41.0m，超出規范允許范圍。

3 特殊設計

對本站房的重點位置采用計算機模擬軟件Building EXODUS模擬人員疏散的過程，計算出各個區域疏散所需要的時間，論證現有設計疏散不滿足規范要求后，通過加強管理措施和補強消防設施后，能基本符合疏散要求，同時又保持高鐵站的高大、舒適的設計感觀。

3.1? 疏散路徑

首層標高±0.000m，主要設置有出站廳、旅客服務以及辦公設備用房等。疏散路徑為首層發生火災后，人員可通過出口CC1～CC3、CG1～CG3直接向室外疏散，或通過疏散樓梯DT1、DT2向二層站房廣場平臺疏散。首層疏散出口示意圖如圖2所示，疏散寬度如表1所示。

3.2? 疏散接受準則

可提供的人員安全疏散時間（ASET）應為在火災時尚未達到人員耐受極限前人員疏散到相對安全的區域（比如室外等）所需要的時間，即人員所需疏散時間（RSET）的1.2倍，則能認為人員可以安全疏散[2]。該準則即ASET＞1.2RSET，為研究領域普遍認可的人員安全疏散標準。

3.3? 疏散人數計算

首層主要考慮出站廳出站旅客及整個車站預留商業的工作服務人員和消費的旅客。出站廳人數，正常情況考慮兩列列車同時到達站臺人數。圖紙設計提供數據為：預留商業需要疏散人數為931人；餐飲區450人。兩列列車到達站臺，加上5%接送站人員，具體到站人員數量見表2。首層最終人數確定為：2688+931+450=4069人。

考慮我國規范未明確規定查證時間，參照美國NFPA72《火災報警規范》中規定，將本站站房首層區域感知時間取為3min，即180s。

人員響應時間包含確認時間和反應時間。本站房為人員密集場所建筑，場所內人員不熟悉周圍環境、逃生通道、警報措施等，只能通過高鐵站客服廣播系統和車站值班員的引導進行疏散；而且高鐵站高大空間的候車大廳，具有其鮮明的建筑特點即高大、通透、疏散流線組織通暢等，一旦發生火災，人員可以立即發現，可以迅速感知火災發生的危險性，確認火災的時間也會很短，此時間取為30s[3]。根據有關資料，人員的反應時間基本上在90s之內。加上前面30s的確認時間，因此本站房的人員響應時間取為120s。

移動時間由到達出口所需的行走時間和通過樓梯出口所需的排隊或人員流動時間組成。兩部分時間中較長者決定該空間全部撤離所需時間[2]。考慮保守因素，將人員的移動速度定為1m/s。人員進入樓梯后移動速度為0.5m/s，按經驗公式計算移動時間為255s。

綜上，RSET（需要的疏散時間）為感知時間180s、響應時間120s和移動時間255s之和555s。ASET有效疏散時間1200s，大于2倍RSET。

4 疏散方案

針對站房內人員疏散距離過長的問題，建議引入“準安全區”概念采用分階段疏散策略。首先疏散火災現場附近的旅客，將旅客疏散到“準安全區”，遠離火災現場。然后，疏散至“準安全區”的人員與該區域人員繼續向最終安全出口疏散。

本站房疏散重點是保持安全出口的有效暢通，不能在候車大廳的疏散門附近設置圍欄，也不能堆放可燃物，更不可在疏散門上加掛鎖鏈等阻礙通行的物品，且疏散門要朝外開啟。考慮候車大廳視線比較開闊，在疏散口上方設置尺寸為800mm×300mm以上的大型“安全出口”標志燈，方便旅客在火災煙霧較大的緊急情況下仍然能夠快速準確發現安全出口。每層的檢票閘機應在發生火災時由火災自動報警系統自動聯動釋放打開，或者在檢票口設置釋放閘機一鍵操作按鈕，讓旅客能夠通過檢票閘機順利疏散。制定一套緊急疏散預案，并需培養一批訓練有素的管理人員，定期進行消防安全知識培訓及演練，使其在火災發生時，能組織旅客有效地疏散，以降低人員阻塞的發生概率，進而減少人員的疏散時間[4]。

5 結語

基于上述分析，通過“可信且最不利”的原則設計的典型火災場景，重點分析本站房首層人員疏散情況，特殊設計結果表明，在設定的消防疏散方案條件下，通過計算機模擬計算得出人員疏散需要時間符合要求，并有一定的安全余量。將首層A軸北側蓋下區域作為準安全區，準安全區應嚴格進行可燃物控制，其內不應設置可燃物及阻礙人員通行物品，應保證該區域僅作為人員通行使用。

參考文獻：

[1]TB 10063—2016.鐵路工程設計防火規范[S].

[2]沈亦斌.鐵路樞紐客站火災煙氣擴散的數值模擬與人員安全疏散研究——以上海虹橋鐵路樞紐客站為例[D].上海：同濟大學，2009.

[3]姚沁，韓新.世博大型展館性能化防火設計研究[J].消防技術與產品信息，2011（3）：3-10.

[4]戴曉瑩.性能化防火設計在特殊工程中的應用[J].消防科學與技術，2013，32（6）：623-625.

Discussion on the special fire protection design of

fire safety evacuation in a high-speed railway station

Wang Xu1，Dai Yu2，Yuan Yanhua2， 3

（1. Fengxian Fire and Rescue Section of Xuzhou， Jiangsu Xuzhou 221700; 2. Shanghai Fire Research Institute of Ministry of Emergency Management， Shanghai 200032; 3. Shanghai Beian Industrial Co.， Ltd.， Shanghai 200032）

Abstract：As an assembly occupancy in high-speed railway station， fire safety evacuation in case of fire is extremely important. However， due to the need for beauty and waiting comfort in the design， the evacuation distance usually exceeds the requirements of the fire code. Through computer numerical simulation， the special fire protection design of fire safety evacuation in high-speed railway stations is studied， and the fire safety evacuation measures and strategies in high-speed railway stations are discussed.

Keywords：high-speed railway station; safety evacuation; special fire protection design