城市軌道交通車站建筑消防設計的技術難點探討

陳海龍

城市軌道交通車站建筑消防設計的技術難點探討

陳海龍

（上海市隧道工程軌道交通設計研究院，200235，上海//副總工程師）

國內越來越多的城市加入到城市軌道交通建設的行列，而車站建筑消防設計始終是城市軌道交通設計中關注的焦點。由于設計人員對現行規范中未予明確內容的理解存在偏差，導致實際執行中做法不統一。故在《地鐵設計防火規范》正式頒布前，結合多個車站建筑消防設計項目，通過五個方面的剖析，提出相應的建議，以尋求設計上的合理完善，規避事故風險。

城市軌道交通；建筑消防；防火分區；安全疏散

Author′s addressShanghai Tunnel Engineering&Rail Transit Design and Research Institute，200235，Shanghai，China

隨著我國城市化進程的提速，城市聚集效應越發明顯，越來越多的城市發展軌道交通。截至2016年底，我國累計30個城市134條城市軌道交通線路建成投入運營，運營里程共4 153 km。目前仍有約80個城市正在抓緊項目前期工作的研究。因此，城市軌道交通車站的建筑消防設計顯得越來越重要。

城市軌道交通工程在建筑防火分區、防煙分區、疏散距離以及疏散形式等方面不同于一般公建及工業與民用建筑。目前車站建筑設計主要依據為GB 50157—2013《地鐵設計規范》和GB 50490—2009《城市軌道交通技術規范》，《地鐵設計防火規范》（報批稿）僅作參考。在實際設計工作中，由于現行規范及《地鐵設計防火規范》（報批稿）里的部分條款和條文解釋未能充分明確，使得每位設計師的理解不盡相同，工程設計做法得不到統一，車站建筑消防審批時遇到的問題也無法有效解決。因此，本文在車站站廳公共區面積大于5 000m2所采取的設計對策、疏散時間計算公式的解讀和運用、車站消防專用出入口安全疏散與消防救援、擋煙垂壁設置范圍和設計高度的優化建議，以及車站站臺設備管理區及人防隔斷門處的安全疏散研究等方面的問題進行探討，可為城市軌道交通車站建筑消防設計提供參考。

1 車站建筑消防設計的技術難點

1.1車站站廳公共區面積大于5 000m2所采取的設計對策

GB 50157—2013《地鐵設計規范》規定：當地下換乘車站共用一個站廳時，站廳公共區面積不應大于5 000m2。GB 50490—2009《城市軌道交通技術規范》規定：多線換乘車站共用一個站廳公共區，且面積超過單線標準站站廳公共區面積的2.5倍時，應通過消防性能化安全設計分析，采取必要的消防措施。在實際工程案例中，車站站廳公共區面積大于5 000m2的情況時有發生，設計師對現行規范的理解各執一詞，各城市消防主管部門審批意見亦不盡相同，且消防部門通常不主張采取消防性能化安全設計分析。因此，針對站廳公共區面積大于5 000m2的情況，防火分區的劃分是問題解決的關鍵。

（1）兩線及多線換乘車站共用一個站廳面積可否突破5 000m2。當兩線換乘站均采用8A編組時，多線換乘站及特殊配線換乘站均會出現站廳公共區面積大于5 000m2的情況。據現行規范可知，車站站廳公共區面積可大于5 000m2，但每個防火分區的最大面積不能大于5 000m2。即當站廳公共區面積大于5 000m2時，可以劃分為若干個小于5 000 m2的防火分區。目前，《地鐵設計防火規范》（報批稿）中已有相關的條文說明。

（2）車站站廳公共區面積大于5 000m2時防火分區的合理劃分。當站廳公共區面積大于5 000m2時，應劃分若干個防火分區，且每一個防火分區面積應小于5 000m2；同時應滿足每個防火分區內有兩個不同方向直通地面的出入口；防火分區內任意一點至出入口部距離不應大于50m，出入口寬度應滿足計算客流所需的疏散寬度要求；防火分區間應采用實體墻或特殊防火卷簾進行分隔，并盡可能減少防火卷簾設置數量，以確保防火分隔措施的安全可靠性。車站站廳公共區防火分區示意圖如圖1所示。

圖1 車站站廳公共區防火分區示意圖

（3）特殊情況下，車站共用站廳公共區單個防火分區面積大于5 000m2的處理方案。當8A編組兩線采用“十”字相交換乘時，由于很難劃分成兩個防火分區，因而存在著單個防火分區面積超限的可能。依據設計規范要求，應通過消防性能化安全設計分析，采取必要的消防措施：如增設直出地面的出入口數量，加強乘客疏散能力；增設全自動水噴淋系統，加強滅火措施；增強防排煙系統能力，改善乘客逃生環境等。同時在方案選擇上，建議盡可能控制站廳公共區面積規模小于5 000 m2；當兩線均為8A編組相交換乘時，應盡可能避免“十”字相交換乘型式。

1.2疏散時間計算公式的解讀和運用

GB 50157—2013《地鐵設計規范》規定，提升高度不超過三層的車站，乘客從站臺層疏散至站廳公共區或其它安全區域的時間為：

式中：

A1——1臺自動扶梯的通過能力，人/（min·m）；

N——自動扶梯數量，臺；

A2——疏散樓梯的通過能力，人/（min·m）；

B——疏散樓梯的總寬度，m；

Q1——遠期或客流控制期中超高峰小時1列進站列車的最大客流斷面流量，人；

Q2——遠期或客流控制期中超高峰小時站臺上的最大候車乘客，人。

由于現行規范未對上、下行自動扶梯是否均參與疏散作出相應的規定及條文解釋，在具體設計工作中，設計人員一般采用自動扶梯總數量減去1臺扶梯的做法，即（N-1）。該做法存在明顯誤區。首先，火災工況下，地下車站下行自動扶梯參與疏散是極不合理的，因為下行自動扶梯與乘客疏散方向是相反的；其次，如果自動扶梯逆向運行，必先就地清客，再反向運行，疏散時間上不允許（疏散時間通常為（5+1）m in），若急停、逆向運行則易發生次生災害。因此式（1）中N應為上行自動扶梯總量，不含下行扶梯數量。較為合理的解釋為：①當采取上、下行自動扶梯組合時，保證始終有一臺上行自動扶梯處在工作狀態下，此時（N-1）建議取N；②當采取一樓一扶組合、且僅設置1臺上行自動扶梯時，建議?。∟-1），即所有上行自動扶梯總量減去1臺（考慮到自動扶梯臨時故障因素）。

1.3車站消防專用出入口安全疏散與消防救援

現行規范規定：地下車站的設備與管理用房區域安全出入口的數量不應少于2個，其中有人值守的防火分區應有一個安全出入口直通地面。同時又規定：消防專用通道不應作為安全出入口。該條文與上一條文存在明顯分歧，應修改為：消防專用通道不應作為乘客安全出口，僅用于工作人員疏散及消防救援（《地鐵設計防火規范》（報批稿）中已增加此條文說明）。同時，現行規范對消防專用通道、樓梯間的防火門的開啟方向亦沒有明確。目前防火門存在內開與外開兩種截然不同的開啟方向?！兜罔F設計防火規范》（報批稿）中明確，地下車站應設置消防專用通道（樓梯間），據此，消防專用通道（樓梯間）防火門的開啟方向應為消防人員進入車站的方向，即內開式；但有人值守設備管理用房區域的防火區應該有一個安全出入口直通地面，其防火門的開啟方向應為工作人員向地面疏散的方向，即外開式。按照規范內容理解，此處應設置兩個不同功能的出入口，但在具體的工程設計中，車站在主要設備管理區域設計兩個直通地面的出入口不現實，往往是兩者合一。因為火災工況下，乘客安全疏散時間約為（5+1）min，且消防人員從接警、出警至火災現場均需要一定時間，通常消防人員到達火災事故現場時，車站內大部分乘客已疏散至安全區域。由于消防人員具有較強的專業能力和設備，消防人員進入車站的途徑和手段會很多，故建議消防安全出入口防火門的開啟方向為疏散方向，即消防安全出入口以人員安全疏散為主，兼顧消防救援。

1.4擋煙垂壁設置范圍和設計高度的優化建議

擋煙垂壁是指安裝在吊頂或樓板下或隱藏在吊頂內、火災時能夠阻止煙和熱氣體水平流動的垂直分隔物。目前車站設計中，站臺至站廳樓扶梯洞口處擋煙垂壁的做法不盡合理，主要體現在以下兩個方面：

（1）擋煙垂壁設置范圍。目前，設計的普遍做法為：站臺樓扶梯起步點附近設置擋煙垂壁（離地高度不應小于2.3m），其周邊圍合至自動扶梯上擱置點處。盡管該做法符合現行規范要求，但不合理之處在于其設置范圍過大、不經濟，且防排煙效果亦不理想，甚至影響美觀?；谲囌窘ㄖO計的特殊性，《地鐵設計防火規范》（報批稿）條文說明中提出了關于扶梯背面的防火要求。即自動扶梯作為疏散條件，其背面外露部分應采取防火分隔措施，并在樓扶梯洞口邊縫隙處采取防火封堵措施，故擋煙垂壁的設計范圍可優化縮小至合理范圍。擋煙垂壁設置范圍如圖2所示。

圖2 擋煙垂壁設置范圍

（2）擋煙垂壁設計高度。車站作為城市公共型交通建筑，其裝修風格推崇簡潔、明快、易安裝、易維護的設計理念。目前，車站普遍采用鏤空型的吊頂形式，鏤空率一般達到70%以上，且考慮到裝修美觀的效果，采用固定式且隱蔽的擋煙垂壁是合理的選擇?，F行規范規定：擋煙垂壁設置高度為吊頂下不小于500mm。該規定主要針對實板吊頂。當車站裝修采用鏤空型吊頂形式時，只要能滿足不小于500 mm的儲煙高度，且火災時能有效阻止煙和熱氣體水平流動即可。其中，不小于500mm的儲煙高度是相對于排煙風管排風口垂直距離而言的。因此，當車站裝修采用鏤空型吊頂形式時，建議選用固定式且隱蔽的擋煙垂壁，其設計高度應以排煙風管底面不小于500mm高度計算。擋煙垂壁設計高度如圖3所示。

圖3 擋煙垂壁設計高度

1.5車站站臺設備管理區及人防隔斷門處的安全疏散研究

地鐵設計防火規范是為預防地鐵火災、減少地鐵火災危害、保護人身和財產的安全而制定的。目前現行規范以及《地鐵設計防火規范》（報批稿）中，針對于站臺設備區及人防隔斷門處的安全疏散問題亦未予研究和制定相應的條文規定。

一般區間火災模式下，當列車無法到達車站、停駛在區間內時，乘客通過列車廣播以及司機指揮引導，利用區間縱向疏散平臺和道床到達車站（安全區），實現安全疏散。但存在一種特殊情況，即當列車停駛在區間和車站之間，此時無法保證乘客安全疏散。主要是由以下三方面的原因引起的：

（1）人防隔斷門。當列車停駛在區間和車站之間時，人防隔斷門阻隔了區間縱向疏散平臺與車站間的連通。此時區間內列車側門打開作為疏散的作用已不存在，乘客只能通過車廂間縱向連通。

（2）站臺設備管理區。一般站臺為設有混合變電所的車站，設計的普遍做法是于設備用房一側留有外走道；設備用房另一側在滿足限界的前提下，貼臨軌行區布設設備用房外墻，外墻長度約50～60m，即列車在此處打開車廂側門亦無法滿足安全疏散的要求。

（3）B型車。由于B型車車輛寬度受限，車頭無法實現從司機室開門疏散的條件。

由以上三方面的原因得知，當區間發生火災、列車被迫停駛在區間和車站之間時，乘客無法實現安全疏散，因此有必要解決此安全隱患。本文建議：在車站端部設有人防隔斷門處側向增設一道人防門，使區間縱向疏散平臺與站臺層設備用房區走道貫通；站臺設備用房鄰軌行區外墻應留出走道寬度（不小于1 100mm）；取消走道鄰軌行區欄桿，增設靠墻扶手。消防改善后的站臺層平面圖如圖4所示。

圖4 消防改善后的站臺層平面圖

2 結語

通過以上所有涉及到車站建筑消防設計問題的分析研究，希望在城市軌道交通專業上對規范的執行能有一個統一認識。本文對規范未涉及部分提出了相應的建議，意在避免不合理設計，并有利于消防部門對項目的審批，使設計更完善、更安全、更高效便捷。

［1］中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.地鐵設計規范：GB 50157—2013［S］.北京：中國建筑工業出版社，2013：1.

［2］中華人民共和國住房和城鄉建設局，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.城市軌道交通技術規范：GB 50490—2009［S］.北京：中國建筑工業出版社，2009：1-26.

［3］中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑設計防火規范：GB 50016—2014［S］.北京：中國計劃出版社，2015：1.

On Fire Control Design for Urban Rail Transit Station

CHEN Hailong

Today，more and more cities in China join in the construction of urban rail transit，at the same time，fire control design for rail transit station has become the focus of most concerns.Due to the deviation of understating among designers who are confused by the blank areas of current standards and codes related to fire control，the implementation of them varies greatly.Considering the practical building fire control projects and interpretation of the design specification before the official promulgation of“Fire Prevention Code in Subway Design”，corresponding suggestions are put forward from five aspects，in order to improve the design and prevent accidents.

urban rail transit；building fire control；fire compartment；safe evacuation

U231.96∶U231.4

10.16037/j.1007-869x.2017.07.002

2017-02-20）