南宁市轨道交通青秀山站消防性能化评估

覃　萍

(南宁市消防支队，广西 南宁　530022)



南宁市轨道交通青秀山站消防性能化评估

覃萍

(南宁市消防支队，广西 南宁530022)

以南宁市轨道交通青秀山站为研究对象，有针对性地对深埋地下车站的消防安全进行系统的专项论证。采用消防安全性能评估方法评估设计方案的安全性，对青秀山站安全疏散以及烟控策略等内容进行模拟计算，结果表明，现有的设计方案能够在火灾时保证人员的安全疏散。根据青秀山站消防现状提出防排烟和人员疏散等优化措施，以提高建筑消防系统可靠性。

轨道交通站；安全疏散；烟控策略；性能化评估

近年来，随着我国经济社会快速发展，以地铁为代表的城市轨道交通建设飞速推进。地铁交通作为一种现代化的交通手段，具有方便、快速、平稳、运输量大的优点，当前，我国39个城市地铁建设规划获批，总里程超过7 000 km，预计至“十三五”末，全国城市轨道交通线路将达177条[1-2]。地铁快速建设的同时，也给地铁的消防安全带来了巨大的挑战，按照现行国家消防技术标准进行防火设计时，存在诸多设计难点，难以满足其功能要求[3]。

1　工程概况

1.1建筑概况

南宁市轨道交通3号线工程线路长约27.9 km，含23座地下车站，其中青秀山站是自北向南的第17站，青秀山景区作为国家5A级景区，青秀山站点的建设将进一步起到便民利民，提升南宁“绿城首府”形象的作用。该站点位于南宁市青山路东侧，横跨凤岭南路设置，大致呈南北走向，由于该站区间需要下穿邕江，无法进一步抬升轨道标高，故青秀山站埋深较深，为3号线全线埋深最大车站(轨面埋深约53 m)，站厅层位于地下4层，站台层位于地下5层。

1.2消防隐患

青秀山站消防设计中人员疏散和烟控策略等设计超出现行的《地铁设计规范》(GB 50157—2013)相关要求。与其他常规的轨道交通地铁站相比，青秀山站埋深较深，站厅层位于地下4层，站台层位于地下5层，一旦发生火灾，排烟阻力大，其烟气气流组织相对复杂，加之地铁环境相对封闭并且疏散距离较长，其危险性有待通过消防性能化评估方法进行验证[4]。

2　性能化评估

本文从最不利点角度出发，设置了多个火灾场景，采用FDS量化模拟分析了烟气流动蔓延情况，并结合疏散模拟软件STEPS对青秀山站进行了整体疏散模拟，判定当前消防设计的可靠性。

2.1火灾场景设定

根据火灾发生的位置、火灾规模、排烟设施设置等共设定10个火灾场景进行模拟计算，不同火灾场景的火灾增长速率均设定为0.046 9 kW·s-2，具体见表1。

表1　火灾场景统计表

2.2烟气流动模拟分析

本文选取站台区公共区火灾场景五为例进行数值模拟分析，模拟结束1 800 s时的结果如下：(1)站台层的上层烟气温度达到47 ℃左右，下层烟气温度达到42 ℃左右，站厅层的烟气温度无明显变化；(2)站台层距地面上方2 m处的CO2浓度为0.2%，站厅层的CO2浓度无明显变化；(3)站台层距地面上方2 m处的CO浓度为140 ppm，站厅层的CO浓度无明显变化；(4)站台层距地面上方2 m处的能见度降至13 m，站厅层的能见度无明显变化；(5)站台层的两处楼扶梯通道的风速为3.4 m·s-1。由模拟结果可得达到人体耐受极限的时间，见表2。

表2　火灾场景五模拟结果统计表

由模拟结果可知，在开启站台公共区域的排烟系统，同时开启起火侧轨行区的隧道及轨顶排烟系统，利用车站站厅公共区的新风系统通过连接站厅和站台公共区的楼扶梯口补风的情况下，烟气能够控制在起火站台公共区，没有蔓延至站厅公共区，站台层的两处楼扶梯通道形成的下行风速，能够阻止烟气通过楼扶梯通道蔓延。

2.3疏散人数确定

南宁市轨道交通青秀山站疏散人数及分布，可根据设计单位提供的南宁市轨道交通青秀山站人流预测资料，利用“人流量法”计算得出，并考虑一列地铁的满载人数。青秀山站车辆初、近、远期均采用6辆编组，每列定员1 460人，远期2043年列车发车每小时取30对。对于地铁车站这类交通工程而言，其主要功能是运送乘客，乘客仅将地铁车站作为一个临时过渡的空间，不会长时间在车站内停留，地铁车站内的人数与人流量和停留时间密切相关。根据乘客在地铁车站停留时间和车站客流情况，通过停留时间与小时高峰客流的关系可计算得出站厅、站台的人员数量分布，站台需要疏散人员数量70人，站厅需要疏散97人。

2.4人员疏散消防性能化分析计算

采用STEPS人员疏散软件模拟建筑内人员疏散情况，并确定人员疏散行动时间，由表3可见，所有人员均可以在危险来临之前疏散至安全区域。

表3　人员疏散总时间统计表

3　强化措施

通过消防性能化评估可以看出当前的消防设计满足人员疏散需求，在危险来临之前乘客可以疏散至安全区域。在此基础上，为更好地保证南宁市轨道交通青秀山站的消防安全，拟采取以下强化措施。

3.1控制火灾荷载

控制车站内的可燃物数量，降低车站火灾危险性，是保证车站消防安全的根本。根据火灾危险性的分析，确定了车站内的可燃物分布状况，针对其分布状况，对可燃物的控制措施如下：(1)地下车站的站台、站厅疏散区和通道内不得设置任何商业设施；(2)加强车站内的消防安检，禁止地铁乘客携带易燃易爆物品进入车站内；(3)布置在车站站厅和站台公共区的电气线路均要求使用低烟无卤阻燃型电缆并设置电气火灾监控系统；(4)装修方面要求顶棚、墙面、地面的装饰应采用A级材料，车站公共区内的广告灯箱、休息椅、电话亭、售(检)票机等固定服务设施的材料应采用低烟、无卤的阻燃材料。

3.2强化防火分隔

车站公共区和周围设备区采用防火墙和甲级防火门进行严格分隔，防止火灾在车站公共区和设备区之间蔓延。

3.3加强防排烟系统

为提高轨顶排烟系统作为辅助排烟措施的有效性，车站应采用半封闭的站台门系统，与轨行区进行分隔；否则轨顶排烟系统应增设排烟支管通向站台公共区。完善疏散通道上的防烟排烟设施；且防烟排烟风机应分别设置在单独的风机房内。考虑青秀山站埋深较深导致排烟阻力增大，可采用合理的补风策略，作为降低补风环路阻力的加强措施。鉴于车站埋深较深，建议排烟设备的压头及功率在计算值的基础之上，考虑一定的安全系数。

车站站台或轨行区发生火灾时，车站站厅公共区开启新风系统，为车站站台公共区排烟系统、轨顶排烟系统、隧道排烟系统补风。为防止火灾工况下，地面新风井和排风井、活塞风井之间发生烟流短路现象，新风井和排风井、活塞风井之间的间距不小于20 m，且新风井不应位于当地常年主导风向的下游，新风井和排风井、活塞风井之间宜设置挡烟措施。

3.4强化疏散策略

新增设的消防电梯、疏散楼梯应直通室外，如确有困难，应分别采用长度不大于30 m(消防电梯)和15 m(疏散楼梯)的通道到达室外地坪。消防电梯应靠近车站控制室或分控室，车站所有楼扶梯均可用于疏散。车站内设置应急疏散照明系统，消防应急照明的应急工作时间应满足《消防应急照明和疏散指示系统》(GB 17945—2010)的规定，且不应小于1.5 h。考虑到车站的规模较大，公共区的人流复杂，车站公共区内应设置连续可视的发光疏散指示标志，对人员的疏散起到疏导作用。

3.5完善灭火系统

地下一层、电缆夹层及风亭各层走道等相关部位均应按规范要求设消火栓和灭火器。车站内设置室内消火栓系统，消火栓间距应保证车站内任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达，且不应大于30 m。鉴于青秀山站的车站站台和站厅公共区域采用镂空吊顶的形式，其火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统应根据其吊顶形式和镂空率，明确合理的布置方式和设计参数。站厅层和站台层的自动扶梯应设自动喷水灭火系统保护。考虑到站台层设自动喷水灭火系统，应考虑在疏散路径中采取防滑措施。

4　结论

不同火灾场景的消防性能化分析表明，虽然青秀山站相较于其他轨道交通站存在明显的差别，但是当前消防设计方案是可行和有效的。站台层(或站厅层)火灾的烟气不会蔓延到站厅层(或站台层)；疏散楼扶梯和出入口不受烟气侵袭，且下行风速不低于1.50 m·s-1；车站内人员能够在烟气发展到人体耐受极限条件之前疏散至安全区域，确保人员的生命安全。

[1] 赖克光.地铁消防安全评估模型及应用研究[D].广州：华南理工大学,2013.

[2] 张子龙.我国地铁消防安全问题及对策[J].武警学院学报,2015,31(12):51-54.

[3] 龚泽宇,陈利斌.现代地铁消防安全状况调查与思考[J].消防技术与产品信息,2008(4):16-18.

[4] 翁小雄,黄德剑.地铁消防安全性能化评估[J].消防科学与技术,2012,31(1):19-22.

(责任编辑李蕾)

A Performance-based Fire Evaluation of Qingxiushan Rail Transit Station

QIN Ping

(NanningMunicipalFireBrigade,GuangxiAutonomousRegion530022,China)

Taking Qingxiushan Station as the target for the research, this paper intends to make a study of the fire safety with a deep underground fire station. A focus is on the prevention of smoke and personnel evacuation, and a performance-based evaluation method of the fire safety is used. The strategy of the safety evacuation and smoke control are simulated and calculated. The results show that the existing design can ensure a safe evacuation in case of a fire.

rail transit station; safety evacuation; smoke control strategy; performance-based evaluation

2016-06-06

覃萍(1981—)，女，广西河池人，工程师。

X932

A

1008-2077(2016)08-0073-03