广州市轨道交通新建线路消防设计方案分析

林 珊

（广州地铁设计研究院有限公司，510010，广州∥高级工程师）

目前，广州市已经建成开通轨道交通1、2、3、4、5、6、8号线，以及广佛线、珠江新城旅客自动输送系统共9条线路，线路总长为246.2 k m，车站155座（含广佛线佛山段261 k m、166座车站），目前的日均客流量达500万人次。按照发展规划，到2017年底，广州市轨道交通开通线路将达15条，总长508 k m，车站266座（不含广佛地铁佛山段）。随着广州市轨道交通的快速发展，客流量也同步迅速增长，与此同时，消防安全也变得更为重要。

本文结合广州已运营轨道交通线路的情况以及GB 50490—2009《城市轨道交通技术规范》（以下简称《技术规范》）、GB 50157—2013《地铁设计规范》的设计要求和其它城市消防联动的设计思路，以广州轨道交通13号线一期工程为例，提出了在广州新一轮轨道交通建设中，新线的消防设计原则、消防方案以及与既有线路的区别之处，供新线建设参考。

1 工程概述

广州市轨道交通13号线一期工程（鱼珠—象颈岭）线路长约27.03 k m，共设置11座车站（均为地下站）。其中换乘站4座，分别为鱼珠站（与5号线换乘）、丰乐路站（与7号线换乘）、夏园站（与5号线换乘）、新塘站（与16号线、穗莞深城际线换乘）。设置车辆段（含控制中心）1座、主变电站2座。列车采用8节A型车编组，最高运营速度为100 k m／h。

广州市轨道交通13号线一期工程于2009年开始启动，其消防设计主要由车站消防、隧道紧急疏散、水消防系统、灭火器、自动灭火系统、事故通风与防排烟系统、动力与照明、通信系统、火灾自动报警系统、环境与设备监控系统等组成。相对于已运营9条线路的消防设计，所需修改和调整的专业主要有建筑、通风空调、动力与照明、电扶梯、自动售检票、门禁、火灾自动报警等；同时，明确了换乘站的消防联动方案。以下就各专业主要调整情况进行介绍。

2 建筑部分的修改

2.1 细化对耐火等级的区域描述

表1为国家相关标准对地铁工程耐火等级的规定。本工程将耐火等级的区域描述调整为表1中2013年版《地铁设计规范》对于地铁工程耐火等级的规定。

2.2 明确换乘车站防火分区面积

表2为国家相关标准对地铁换乘车站防火分区面积的规定。本工程将换乘车站防火分区面积描述调整为表2中2013年版《地铁设计规范》对于地铁 换乘车站防火分区面积的规定。

表1 国家相关标准对地铁工程耐火等级的规定

表2 国家相关标准对地铁换乘车站防火分区面积的规定

本工程共有4座换乘站。图1为丰乐路站站厅公共区划分示意图。丰乐路站站厅公共区面积为6 419 m2。为了满足换乘站共用站厅公共区不大于5 000 m2的防火要求，设计中通过设置防火卷帘及防火门，将丰乐路站13号线站厅与7号线站厅分开。13号线站厅面积为3 111 m2，7号线站厅面积为3 308 m2（见图1）。

图1 丰乐路站站厅公共区划分示意图

2.3 完善消防专用楼梯要求

表3为国家相关标准对地铁车站消防专用楼梯的规定。本工程将地铁车站消防专用楼梯描述调整为表3中2013年版《地铁设计规范》的规定：消防专用楼梯和站台至轨行区工作梯宽度为1.2 m，并设置防烟楼梯间。例如丰乐站7号线部分为三层车站，消防专用通道设置了防烟楼梯间（见图1），中间风井均设置了直通地面的防烟楼梯（见图2）。

表3 国家相关标准对地铁车站消防专用楼梯的规定

图2 地铁车站中间风井剖面图

2.4 细化防烟分区标准

本工程结合《地铁设计规范》（2013年版），将防烟分区的描述调整为“地下车站的公共区，以及设备与管理用房，应划分防烟分区，且防烟分区不得跨越防火分区。站厅与站台的公共区每个防烟分区的建筑面积不宜超过2 000 m2，设备与管理用房每个防烟分区的建筑面积不宜超过750 m2”。

2.5 车站装修材料要求变化

表4为国家相关标准对地铁车站装修材料的规定。本工程将地铁车站装修材料的描述调整为表4中2013年版《地铁设计规范》对于地铁车站装修材料的规定。

表4 国家相关标准对地铁车站装修材料的规定

2.6 调整疏散时间计算方法

疏散时间的计算方法按照《地铁设计规范》（2013版）的规定。现以温涌路站为例进行说明。

温涌路站设置有3组楼扶梯及1组楼梯、电梯，扶梯共5台，楼梯共2个（宽1.8 m）。温涌路站的预测客流见表5。

表5 温涌路站早高峰小时设计客流 单位：人次／h

若超高峰系数设为1.3，则据表5的数据，温涌路站设计客流为13 459人次／h。

《地铁设计规范》（2013版）中疏散时间的计算公式为：

式中：

Q1——远期或客流控制期中超高峰小时1列进站列车的最大客流断面流量，人次；

Q2——远期或客流控制期中超高峰小时站台上的最大候车乘客人数，人次；

A1——1台自动扶梯的通过能力，人次／（min·m）（设计能力为136人次／（min·m））；

A2——疏散楼梯的通过能力，人次／（min·m）（设计能力为62人次／（min·m））；

N——自动扶梯数量（本设计中N＝5）；

B——疏散楼梯的总宽度，m（每组楼梯的宽度应按0.55 m的整数倍计算，2个共宽3.3 m）。

列车设计对数为15对，则：

由式（1）得t≈3.94 min＜6 min。

由计算结果可知，温涌路站的疏散时间满足《地铁设计规范》（2013版）规定的疏散要求。

3 通风排烟系统调整

由于最大防烟分区面积由750 m2调整为2 000 m2，单个排烟风机的排烟量增加，因此排烟风机功率由22 k W／台调整为45 k W／台。

对列车中部火灾模式也进行了优化。对于标准区间火灾的模式组合，简化为以车站作为气流组织的起终点，分车头、车尾火灾2种模式，取消列车中部火灾的模式。对于长区间，可将中间风井视为车站处理。

4 完善电气消防措施

《地铁设计规范》要求火灾时切除非消防电源，但由于大家对消防电源认识并不统一，多条线路仍采用火灾时仅切除三级负荷的方案。近年来发生的火灾多为电气火灾，因此，广州轨道交通新线火灾时切除非消防电源和联动方案越来越受到重视。尤其是成都等均采用了在发生火灾时切除非消防电源的方案。广州在新一轮轨道交通建设中，也提出了火灾时切除非消防电源的方案。

通过对地铁车站负荷进行分析，确定二、三级负荷以及一级负荷中的公共区照明、自动售检票、门禁的电源为“非消防电源”，在发生火灾时应予以切除。

4.1 动力负荷

在变电所低压柜内切除动力负荷电源的方案见表6。其中，方案二、方案三都能较好地利用既有系统功能，稍作扩展后即可实现切除非消防电源功能，对原系统造成的变化不大。综合考虑新线运营管理模式、消防验收、便于维护的需求后，推荐采用方案三。即：由BAS（环境监控系统）实现切除非消防电源功能。此方案采用已有的BAS监视功能，减少参与火灾模式的系统，在消防验收中更具成熟经验。

火灾时，BAS接收到火灾确认的信号后，统一对环控设备、电扶梯等进行启停控制后，切除非消防电源。为便于运营灵活操作，设置手动／自动模式，避免对正常运营造成不必要的影响。火灾后，恢复供电由运营人员到变电所处确认无误后手动操作。

4.2 照明负荷

非消防的照明负荷按防火分区域切除，切除方案见表7。通过分析对比，考虑操作灵活和投资等因素，推荐采用方案一，即由BAS在照明总箱处按防火分区切除照明负荷的方案。广佛线、珠江新城旅客自动输送系统等线路已按照方案一执行。为避免误报时对正常运营造成的影响，以及大面积停电造成乘客恐慌，推荐采用延时切除、手动恢复方式。

4.3 完善扶梯停梯功能

在车控室BAS工作站远程判断扶梯能否停止运行。扶梯停止运行之后，反馈信号给BAS。发生火灾时，BAS在自动扶梯指令完成后，发出切断电源指令至低压，可避免扶梯上乘客摔倒，以及在逃生情况下发生踩踏事故。

表6 变电所低压柜内切除动力负荷电源方案比较

表7 非消防的照明负荷电源切除方案比较

4.4 切除自动售检票、门禁系统电源

发生火灾时，切除自动售检票、门禁系统电源。自动售检票、门禁系统在失电情况下会自动释放闸机或房门，能够满足乘客、工作人员疏散的要求。

4.5 调整电动风阀电源配置

消防风机及其风阀为一级负荷，非消防风机及其风阀为二级风阀。但在通风空调的设计中存在消防与非消防风管共用情况。当实施切除非消防电源时，容易导致二级风阀关闭不到位。建议把所有风阀纳入一级负荷配电，发生火灾时不实施切除，BAS可根据需要远方实施开启／关闭控制。

5 完善火灾自动报警系统方案

由于在车辆段等大空间设置红外对射探测器误报率较高，结合广州轨道交通6号线使用吸气式早期预报警系统经验，确定在车辆段等大空间设置吸气式早期预报警系统。

6 明确换乘站消防联动方案

城市轨道交通线网形成一定规模后，线路间的换乘站越来越多，因此，明确换乘站消防联动方案是十分必要的。换乘站消防设备及联动系统的救灾能力，在车站区域内按同一时间只发生1处火灾考虑，线路按全线区间同一时间只发生1处火灾考虑。

所有换乘形式的车站，隧道通风系统按各线分别独立设置。

对于通道换乘车站，换乘通道内设置防火分隔，换乘各站通风空调大、小系统，以及水消防系统、自动灭火系统按独立系统分别设置，且不需要联动。共用冷源的通道换乘站，发生火灾时，应关闭发生火灾车站的冷源。

对于除通道换乘以外的其他换乘形式的换乘站，车站各线消火栓（包含高压细水雾系统）增压设施为合用。任意一条线的火灾被确认后都应该启动该站的消火栓增压设施，而高压细水雾系统增压设施的启动由防护区火灾确认信号启动。当建设时序相差不大于5年时，通风空调大、小系统及水系统按共用系统、同期实施设计，否则按分设系统设计。

通风空调系统的联动控制应满足以下要求：

1）当换乘站公共区发生火灾时，着火区域的排烟系统实现联动，不参与火灾模式的通风空调大系统、小系统及水系统应关闭。

2）当换乘站设备用房发生火灾时，该处的设备用房应启动火灾模式，通风空调大系统以及不参与火灾模式的小系统、水系统应关闭。

对于换乘站的其它系统，当发生火灾时，切除火灾相关区域的非消防电源，强启着火区域应急照明及疏散用导向照明，释放火灾相关区域的门禁门锁，释放换乘车站全部自动检票机闸门，全部电梯迫降到安全层，公共广播强切至消防应急广播，防火卷帘及电动挡烟垂壁动作。

7 结语

综上所述，广州市轨道交通13号线一期工程的消防设计结合《地铁设计规范》、《技术规范》的规定及已运营线路实际运营情况，主要调整了以下几项：将风亭耐火等级调整为不应低于二级；换乘站共用站厅防火分区面积不应大于5 000 m2；超过3层（含3层）车站，消防专用通道设置了防烟楼梯间；中间风井设置了直通地面的防烟楼梯；疏散时间计算参数取值进行调整；建筑材料进行了细化；排烟风机功率增加；电气切除非消防电源，并确定了切除方案；明确换乘站消防联动方案及车辆段高大空间设置早期预报警系统等。

［1］ GB 50157—2003地铁设计规范［S］.

［2］ GB 50157—2013地铁设计规范［S］.

［3］ GB 50490—2009城市轨道交通技术规范［S］.

［4］ 广州地铁设计研究院有限公司.广州轨道交通13号线一期工程消防设计总说明书［R］.广州：广州地铁设计研究院有限公司，2013.

［5］ 广州地铁设计研究院有限公司.广州轨道交通新线切除非消防电源和联动方案研究［R］.广州：广州地铁设计研究院有限公司，2012.

［6］ 广州地铁设计研究院有限公司.广州市轨道交通换乘站消防联动控制系统构成及火灾模式联动关系设计原则［R］.广州：广州地铁设计研究院有限公司，2012.