浅淡地铁站防排烟系统设计

浅淡地铁站防排烟系统设计
摘要: 结合广州、深圳地铁的建设，简要介绍地铁遂道、车站中消防排烟系统的设计以及设计方面存在的问题进行了探讨。

关键词: 地铁遂道；防排烟；风亭
1 概述
地铁是城市客运交通的大动脉，地铁内部环境（包括温度、湿度、空气品质等等）条件很差，建筑结构复杂、出入口少、疏散路线长、电器设备种类多、人员高度集中，由于地铁结构的特殊性，一旦发生火灾，火灾中产生的热量往往很难及时地散出，且地铁内部封闭的环境导致火灾中的燃烧可能为不充分燃烧，火灾中产烟量相对于地面建筑而言可能更大，国内外地铁火灾的历史充分证明：地铁车站、客车和隧道不仅会发生火灾, 而且一旦发生火灾将很难进行有效的抢险救援和火灾扑救, 极易造成群死群伤的重大灾害事故。

根据国内外地铁火灾资料统计, 地铁发生火灾时造成的人员伤亡, 绝大多数是因为烟气中毒和窒息所致。

因此科学地设置防排烟设施及事故状态下进行合理的防排烟处置, 对于减少人员伤亡和财产损失具有极为重要的意义。

笔者有幸参加了广州、深圳等城市地铁部分车站通风空调系统的设计工作，就地铁遂道及车站公共区防排烟问题进行探讨。

2、地铁车站的防排烟设计标准
事故排烟设计按照站厅、站台及车站设备管理用房同时只有一处发生火灾来考虑。

车站站厅和站台排烟量按60m3/m2 .h计算；车站排风系统考虑兼容排烟功能，设置专用排烟风机。

当排烟设备负担两个防烟分区时，其设备能力应按同时排放两个防烟分区的烟量配置。

当站台层公共区发生火灾时，应保证站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有不小于1.5m/s的向下气流。

3地铁火灾工况运行模式
地铁火灾事故通风系统一般可分为车站火灾事故通风系统和区间遂道火灾事故通风系统。

3.1 区间遂道火灾工况
当列车在区间发生火灾，列车应尽量驶向前方车站，利用前方车站遂道排风系统排烟；当列车不能运行时，列车司机将根据列车火灾位置组织疏散乘客，同时通信系统向控制中心和车站报告列车灾情和多数乘客的疏散方向，控制中心根据现场情况，确定相应的遂道通风系统火灾运行模式并启动进行火灾通风，遂道通风系统能迅速排除烟气和向乘客及消防人员提供必要的新风量，形成一定的迎面风速，诱导乘客安全撤离火灾现场。

当列车发生火灾而停在区间时，根据列车火灾位置按与多数乘客的疏散相反方向送风，另一端排烟；当列车与控制中心和车站失去联络时，按照车头着火的情况处理，按与行车一致的方向送风。

当列车在车站遂道火灾时，此时可按照车站站台火灾工况进行处理。

3.2 车站火灾工况
以深圳地铁为例
车站站厅层a端火灾时，关闭空调通风系统，车站a端通风系统转入排烟工况，通过风阀转换，关闭站台层排风，仅从站厅排烟，形成站厅公共区负压，烟雾不致扩散到站台层，由出入口和楼梯口向站厅自然补风。

车站站台层a端火灾时，关闭空调通风系统，车站a端排风系统转入排烟工况，通过风阀转换，关闭站厅层排风，仅从站台排烟了，车站b端的送风系统转入机械补风工况，通过风阀转换，关闭站台层送风，向站厅层补风。

为保证站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有不小于1.5m/s的向下气流，打开车站两侧屏蔽门最远端的一组活动门，启动隧道风机进行排烟；对于岛式站台，屏蔽门开启规则为：当站台a端防烟分区火灾时，打开a端屏蔽门端部两侧共2组滑动门，当站台b端防烟分区火灾时，打开b端屏蔽门端部两侧共2组滑动门。

当设备管理用房发生火灾时，启动设备管理用房排烟风机对火灾区域进行排烟，同时开启补风机不少于50%新风。

设置气体灭火的房间发生火灾时，关闭该区域通风系统及该保护房间的送、排风管上的防烟防火阀，由消防人员进入保护区房间确认已经灭火，再将关闭的防烟防火阀手动打开，进入排除灭火气体模式后一段时间，再进入正常运行。

4 地铁防排烟系统设计存在问题及探讨
4.1 隧道内排烟的原则是沿乘客安全疏散方向相反的方向送
风。

这样既可以阻止烟气与人同向流动, 又给疏散逃生人员送去新鲜的空气。

地铁隧道内起火部位与客车的位置关系决定了乘客的疏散方式。

而乘客的疏散方式又决定了隧道内的排烟方向。

因此, 隧道内发生火灾时, 起火部位与客车的位置关系既决定了乘客的疏
散方向, 又决定了区间两端站台风机和区间风机的送风排烟方向。

发生火灾时, 起火部位与客车大致有三种位置关系, 即起火部
位位于车头、车中或车尾。

当起火部位位于车头时, 乘客必然向车尾即后方车站疏散, 后
方车站的风机送风, 前方车站的风机排风, 使隧道内的烟气流动
方向与乘客的疏散方向相反。

当起火部位位于车尾时, 乘客必然向车头方向即前方车站疏散, 前方车站的风机正转送风, 后方车站的风机反转排风, 使隧道内
的烟气流动方向与乘客的疏散方向相反。

若火灾发生在客车的中部, 起火处前部车厢的乘客将向前方车
站疏散; 起火处后部车厢乘客将向后方车站疏散。

无论客车迫停在区间隧道的任何位置, 乘客自然分成两部分分别向隧道两端进行
疏散。

在此种情况下, 用地铁隧道现有的排烟设施无论采取怎样的排烟措施, 隧道内烟气流向必然与部分乘客的疏散逃生方向相同, 威胁同向逃生乘客的生命安全。

由此可见, 现在地铁隧道采用的通风和排烟共用一个系统的方式, 势必造成烟气在排入风道前与疏散逃生人员均同处隧道内,
这种通风排烟方式既不科学合理也不安全有效, 无法从根本上保
证隧道内避难人员的安全疏散, 因此没有彻底解决地铁隧道的通风排烟问题。

建议采用在站台、隧道顶部设置排烟管道, 将通风系统和排烟系统分开设置, 用垂直方向的排烟方式取代水平方向的排烟方式。

因为自下向上是烟气本身的扩散规律, 且排烟管道内气体的流动降低了烟道内部压力, 使隧道和烟道形成压差, 这种“吸啜效应”进一步加快了隧道内的烟气进入烟道中的速度, 从而提高了排烟效率。

此外通过排烟管道也使避难人员和烟气进行了有效的分隔, 从而使避难人员的安全有了更好的保障。

4.2 风亭窜烟现象尽管按规范要求送、排风亭在高度、方向或水平距离上都尽量错开，风亭或送排风口距离也已大于5m，但在风亭排烟效果上依然面临以下问题。

(1)由于受到规划条件及景观因素的影响，其高度错开的条件受到限制，设计上以矮风亭居多;
(2)风亭设置得较多，其进/排风口在同一高度，虽然在水平距离上大于5m，但受风向风力影响，排风亭与新风亭之间还是存在窜烟现象。

从设计上应避免设置组合风亭，使进、排风亭在距离上拉开，最大限度地防止烟气串通。

结束语
地铁车站防排烟设施防护的重点应放在站台层，根据不同城市地铁特点，优化地铁防排烟模式，才能解决好地铁车站的防排烟问
题，使地铁安全运营。

参考文献：
[1] gb50157-2003，《地铁设计规范》。

[2] gb50045-95·2005年版，《高层民用建筑设计防火规范》。

[3] 朱江、北京南站相邻区间遂道的排烟研究[j]、消防科学与技术，2008，27（3）：188－191.。