地铁车站防火、防烟及安全疏散的建筑设计

地铁车站防火、防烟及安全疏散的建筑设计作者：王冬
来源：《建筑工程技术与设计》2014年第32期
【摘要】随着我国经济、科技以及现代化建设的飞速发展，城市人口、汽车数量大幅增长，交通压力逐年提升；与此同时，各种形式的公共交通工程也应运而生，而城市地下铁道交通工程（以下简称“地铁工程”）则以它高效、舒适、安全以及有效缓解城市交通压力的优势特点，正逐步成为很多大中城市交通发展的趋势。

作为地铁体系组成中最重要的一部分——地下车站，由于其空间狭小密闭、人流密度大、内部组成复杂，成为了火灾的隐患区，因此本文将从建筑专业的角度出发，探讨地铁车站防火、防烟及安全疏散设计，旨在加强设计的安全性及规范性，减少地铁火灾危害与人员损失。

【关键词】地下车站；防火；防烟；疏散；建筑设计
引言：地铁车站作为公共交通建筑，来往人员复杂，乘客所带物品种类及行为难以控制，加之其内部又具有大量电子、电气设施，因此潜在的火灾隐患多。

而作为地下建筑，其不像地上建筑有较多的疏散门、窗与外界相连，一旦发生火灾，其内部人员疏散路径及有毒烟气的抽排能力均相对有限，并且外部消防设施和人员不易接近火点，扑救工作难以展开，因此地铁车站的建筑设计在防火、防烟与安全疏散方面，就显得尤为重要。

现从以下几个方面，进行阐述、分析并提出个人的理解。

1、防火分区及防火分隔
1）单线地下车站防火分区及注意事项
（1）单线地下车站站台和站厅公共区划为一个防火分区；
（2）设备管理区每个防火分区的最大允许建筑面积不应大于1500㎡。

（3）消防泵房、污、废水泵房、厕所、洗盥、茶水、清扫等室及纯风道、避难走道、室内防火隔离带等面积可不计入防火分区的面积。

此处需要注意的是，车站主体部分的风道要根据具体工程情况，确定是否划分为一个防火分区，因为车站风道的长短及内部布置往往受外部边界条件的限制，在条件允许的情况下，风道足够长，可将环控设备布置在车站主体以外的风道内，在这种情况下，主体范围内的风道可视为纯风道，符合规范要求，可不计入防火分区面积；但在风道长度受限、环控设备须设置在主体范围内的风道内时，则该风道不能视为纯风道，因此，该主体范围内的风道应计入防火分区面积。

2）多线换乘地下车站防火分区及注意事项
根据《地铁建筑设计防火规范[征求意见稿]》（第4.2.3-3、4.2.5条）中的规定：
（1）当多线换乘车站共用一个站厅公共区时，其建筑面积不能超过5000㎡，当超过时，应通过专题研究确定。

（2）多线组合换乘车站如“冂”、“Y”、“△”、“H”、“艹”等形式应满足下列规定：
①每条线各自站台与站厅公共区划为一个防火分区；
②搭接处均采用防火隔断。

针对该条要求，其中的“专题研究”即为消防性能化分析，当《地铁设计规范GB50157-2013》还未实施之前，在很多城市的地铁设计过程中，出现换乘站站厅面积超5000㎡时，参照本条要求以及《城市轨道交通技术规范（GB50490）》提出的“多线换乘车站共用一个站厅公共区，且面积超过单线标准车站站厅公共区面积的2.5倍时，应通过消防性能化安全设计分析”的要求，都是做消防性能化分析，并得到当地消防部门的认可；但《地铁设计规范
GB50157-2013》实施后，其中明确规定并量化了换乘站共用站厅不得超5000㎡，且并未提及在困难情况下可进行“消防性能化分析”的许可，因此这表示在后续的地铁设计过程中，如果换乘站共用站厅超过5000㎡，将不能再通过“消防性能化分析”这一“非常规”手段来解决问题，只能在两站站厅交界处设置防火隔断以满足规范和消防要求。

而根据《建筑设计防火规范
GB50016-2014（第五次报批）》第6.5.3条以及《人民防空工程设计防火规范GB50098-2009》第4.4.3条的规定：防火分隔部位设置防火卷帘时，当防火分隔部位的宽度不大于30m 时，防火卷帘的宽度不应大于10m；当防火分隔部位的宽度大于30m时，防火卷帘的宽度不应大于该部位宽度的1/3，且不应大于20m。

根据上述规定，意味着如果换乘站共用站厅超过5000㎡，须采取防火墙和防火卷帘结合的形式对共用站厅进行空间分隔，不能只通过防火卷帘进行防火分隔，因此车站共用站厅整体空间效果会受到较大影响。

3）地下车站物业开发防火分区及注意事项
（1）线路配线上方物业开发
地下车站设计中，经常会根据线路行车需要，设置站前或站后配线，通常做法是将配线段纳入车站，一并明挖处理，而配线上方的站厅层会形成大规模开敞空间，作为物业开发区使用，以增加商业价值。

根据物业开发的业态形式不同，其防火分区的划分也不同：
如果物业区业态形式为普通商业，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且建筑内部装修符合现行国家标准，其营业厅每个防火分区最大面积可为2000㎡；如果开发区的业态形式为餐饮，则最大防火分区面积为500㎡，如内部设置自动灭火喷淋系统时，最大防火分区面积可增加1.0倍，即1000㎡。

除上述要求外，其他相关的规定还有：
①利用地下车站配线上层空间作商业等开发部位，应与车站站厅公共区分隔成不同的防火分区。

相连接处，应以通道相连形式，通道内设二道防火卷帘，两防火卷帘的距离不宜小于6m，且由地铁与开发分别控制。

②当开发空间与地下车站站厅公共区全长相接时，临界面采用防火墙与防火卷帘的长度比例宜采用3：1。

（2）公共区小商铺
①付费区、通道等乘客疏散区域严禁设置小商铺；
③不得经营火灾危险性为甲、乙、丙类（1项）物品；
④站内小商铺的总面积不得大于100㎡，单处商铺面积不得大于50㎡。

⑤商铺应采用防火墙或防火卷帘与其他部位进行防火隔离。

2、防烟设计
由于地下空间封闭，通风条件差，火灾发生时，浓重的毒烟对乘客的生存及消防施救工作均造成很大的影响，因此合理、规范的防烟设计也是十分重要的，其设计要点主要有：
1）车站划分防烟分区时，不应跨越防火分区。

防烟分区的划分与车站的通风排烟模式应相匹配。

2）站厅、站台公共区每个防烟分区面积不应大于2000㎡，设备及管理用房每个防烟分区面积不应大于750㎡。

每个防烟分区应设置挡烟垂壁分隔。

3）公共区站厅至站台之间楼扶梯开口四周，设挡烟垂帘，耐火极限不小于1小时，当火灾时，除正对楼梯的垂帘下降至距地2.1m高度外，其余三面垂帘均下降至地面。

站厅与通道相接处也应设置挡烟垂壁。

4）在设备管理用房区，采用隔墙到顶的形式分隔；在公共区，当吊顶透空率大于等于35%时，挡烟垂壁应设在结构板底面；当吊顶透空率小于35%时，挡烟垂壁应设置在吊顶下，吊顶上方采用防火板封至结构板底面，吊顶下方采用伸出吊顶500mm的防火玻璃进行防烟分隔，且挡烟垂壁设在吊顶下时，挡烟垂壁下缘至楼梯踏步面的垂直距离不应小于2.3m。

3、防火构造措施及装修材料防火要求
1）车站主体内公共区自动扶梯侧背外露部分及机械传动部分均应以不燃材料包裹，出入口扶梯与楼梯相邻的侧面透空部分和楼扶梯之间的空隙以及扶梯和墙之间的空隙需用不燃板材或砌体封堵。

2）防火卷帘与建筑构件之间的缝隙以及管道、电缆、风管等穿过防火墙、楼板及防火分隔物时，应根据贯穿物特点，及形成的各种开口和孔隙大小，用与之相适应的防火封堵材料将空隙填塞密实，并达到防火分隔物耐火极限要求。

对电缆等预留孔洞较大时，应用阻火包进行封堵。

3）管道穿隔墙和楼板时，应按照《建筑防火封堵应用技术规程》进行防火封堵。

4）防火卷帘应安装在承重构件上，当卷筒不到结构梁板底且上部空隙较大时，应在卷筒上部设过梁，梁上砌不小于200mm厚的砌体封堵。

5）通道部位的防火门不到结构顶板时，其上设过梁，过梁上砌不小于200mm厚砌体封堵。

6）设在防火墙上的防火卷帘，应采用背火面温升作耐火极限判定条件的特级防火卷帘，并具有停滞功能，其耐火极限不低于3h。

设在疏散走道上的常开防火门，应具有火灾时能自行关闭和信号反馈的功能。

7）地下车站所采用的装修材料燃烧性能等级均应采用A级不燃材料。

8）站内固定服务设施广告灯箱、电话亭等，应采用不低于B1级难燃材料。

9）面向公共区的观察窗，应为C类甲级防火玻璃。

10）挡烟垂壁材料为不小于8mm厚防火玻璃，通过铝合金板、膨胀螺栓固定于结构底板面。

11）装修材料不得采用石棉、玻璃纤维、塑料类制品。

4、安全疏散
1）公共区内站台至站厅的楼扶梯设计，应满足火灾时，在6min内将远期或客流控制期超高峰小时一列进站列车所载乘客和站台上的候车人员全部撤离到站厅或安全区的要求。

按公式T=1+{[Q1+Q2]/0.9[A1（N-1）+A2B]}进行计算，其中，与旧版规范相比，由于站台工作人员要组织乘客疏散，因此该人员数不再纳入Q2的疏散人员中。

2）车站主要区域人员安全疏散距离：
（1）站厅及站台公共区任一点距离通往地面的通道口距离不应大于50m；
（2）设备管理区内的房间，当位于两个安全出口之间时，疏散门距离最近安全出口的距离不应大于40m；当位于袋式走道两侧或尽端时，疏散门距离最近安全出口的距离不应大于22m。

（3）地下物业开发区其室内任意一点到最近安全出口的直线距离不宜大于30m；当该防火分区设置有自动喷水灭火系统时，疏散距离可增加25%。

3）建筑面积大于50㎡的房间，应至少设置两个疏散口（门），且相互间距不应小于
5m，房间内最远点至疏散口（门）的距离不应大于15m。

4）站厅公共区安全出口总宽度应根据相关计算确定，且至少要有2个直通地面的安全出口。

5）设备管理区安全出口数量不得少于2个，有人值守的防火分区至少应有1个直通地面的出入口。

6）地下换乘车站换乘通道不应作为安全出入口。

7）地下三层站消防疏散要求：
（1）疏散楼梯间应为防烟楼梯间（设防烟前室）；
（2）设备管理区内如果设置有人值守的房间，相应的防火分区应至少有一个直通室外地面的出入口通道。

根据上述要求，在设计过程中容易出现的问题是：以普通地下三层车站为例，各层划分大致为：负一层为站厅层、负二层为设备层、负三层为站台层，负一、负二层设备区内均设置了有人值守的房间，因此考虑共用消防疏散通道时。

疏散路径为：负二层设备区内的人员通过消防疏散通道进入防烟楼梯间，并通往负一层设备区，借助该设备区内的走道，通往消防疏散通道，然后出地面（详见图4.8-1、图4.8-2）。

图4-1 负二层（设备层）疏散路径图4-2 负一层（站厅层）疏散路径
此种设计方式貌似形成了一个完整的疏散路径，但忽略了一个问题，即：火险时，负二层工作人员通过防烟楼梯间，并不是直接进入消防疏散通道出地面，而是疏散到了负一层设备区内，再经该设备区走道，进入消防疏散通道出地面。

实际上只是从一个防火分区疏散到了另一个防火分区，并未实现规范要求的“直出地面”的原则。

因此，针对该问题，有两种处理方式：
方式1：将负一层设备区防烟楼梯间与消防疏散通道间的这段通道按“避难走道”的标准进行设计。

即：整个走道采用耐火极限不低于3h的防火墙围合，走道内除两端的疏散门外，不得设置任何房间门，并采取相应的防排烟、应急照明、消防通信等设施。

这样负二层设备区人员疏散时并未经过其他防火分区，而是直接进入消防疏散通道通往地面，符合规范中关于“直出地面” 的原则。

图4.8-3-地下二层（设备层）疏散路径图4.8-4-地下一层（站厅层）疏散路径
方式2：负二层设备区与负一层设备区分别各设置一条消防疏散通道，通过同一个直出地面的楼梯间进行疏散。

但此方式有时会受设备区内部布置的限制，土建工程量也会有所增加。

5、结语
随着地铁事业的快速发展，相关专业规范及设计措施对地铁建筑防火设计的要求将会更加细致化、全面化、人性化，本文对地下车站防火、防烟及安全疏散方面做了浅析论述，虽不能面面俱到，但对今后相关设计可起到抛砖引玉的作用，也希望给地铁设计者起到一定借鉴之用，扩展设计者的思路。

参考文献
[1] 建设部.《地铁设计规范（GB50157-2013）》.中国建筑工业出版社.2014-3；
[2]《地铁建筑设计防火规范（征求意见稿）》；
[3] 建设部.《人民防空工程设计防火规范（GB50098-2009）》.中国计划出版社.2009-8；
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