城市轨道交通车站建筑消防设计的技术难点探讨

陈海龙

城市轨道交通车站建筑消防设计的技术难点探讨

陈海龙

（上海市隧道工程轨道交通设计研究院，200235，上海//副总工程师）

国内越来越多的城市加入到城市轨道交通建设的行列，而车站建筑消防设计始终是城市轨道交通设计中关注的焦点。由于设计人员对现行规范中未予明确内容的理解存在偏差，导致实际执行中做法不统一。故在《地铁设计防火规范》正式颁布前，结合多个车站建筑消防设计项目，通过五个方面的剖析，提出相应的建议，以寻求设计上的合理完善，规避事故风险。

城市轨道交通；建筑消防；防火分区；安全疏散

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

随着我国城市化进程的提速，城市聚集效应越发明显，越来越多的城市发展轨道交通。截至2016年底，我国累计30个城市134条城市轨道交通线路建成投入运营，运营里程共4 153 km。目前仍有约80个城市正在抓紧项目前期工作的研究。因此，城市轨道交通车站的建筑消防设计显得越来越重要。

城市轨道交通工程在建筑防火分区、防烟分区、疏散距离以及疏散形式等方面不同于一般公建及工业与民用建筑。目前车站建筑设计主要依据为GB 50157—2013《地铁设计规范》和GB 50490—2009《城市轨道交通技术规范》，《地铁设计防火规范》（报批稿）仅作参考。在实际设计工作中，由于现行规范及《地铁设计防火规范》（报批稿）里的部分条款和条文解释未能充分明确，使得每位设计师的理解不尽相同，工程设计做法得不到统一，车站建筑消防审批时遇到的问题也无法有效解决。因此，本文在车站站厅公共区面积大于5 000m2所采取的设计对策、疏散时间计算公式的解读和运用、车站消防专用出入口安全疏散与消防救援、挡烟垂壁设置范围和设计高度的优化建议，以及车站站台设备管理区及人防隔断门处的安全疏散研究等方面的问题进行探讨，可为城市轨道交通车站建筑消防设计提供参考。

1 车站建筑消防设计的技术难点

1.1车站站厅公共区面积大于5 000m2所采取的设计对策

GB 50157—2013《地铁设计规范》规定：当地下换乘车站共用一个站厅时，站厅公共区面积不应大于5 000m2。GB 50490—2009《城市轨道交通技术规范》规定：多线换乘车站共用一个站厅公共区，且面积超过单线标准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，采取必要的消防措施。在实际工程案例中，车站站厅公共区面积大于5 000m2的情况时有发生，设计师对现行规范的理解各执一词，各城市消防主管部门审批意见亦不尽相同，且消防部门通常不主张采取消防性能化安全设计分析。因此，针对站厅公共区面积大于5 000m2的情况，防火分区的划分是问题解决的关键。

（1）两线及多线换乘车站共用一个站厅面积可否突破5 000m2。当两线换乘站均采用8A编组时，多线换乘站及特殊配线换乘站均会出现站厅公共区面积大于5 000m2的情况。据现行规范可知，车站站厅公共区面积可大于5 000m2，但每个防火分区的最大面积不能大于5 000m2。即当站厅公共区面积大于5 000m2时，可以划分为若干个小于5 000 m2的防火分区。目前，《地铁设计防火规范》（报批稿）中已有相关的条文说明。

（2）车站站厅公共区面积大于5 000m2时防火分区的合理划分。当站厅公共区面积大于5 000m2时，应划分若干个防火分区，且每一个防火分区面积应小于5 000m2；同时应满足每个防火分区内有两个不同方向直通地面的出入口；防火分区内任意一点至出入口部距离不应大于50m，出入口宽度应满足计算客流所需的疏散宽度要求；防火分区间应采用实体墙或特殊防火卷帘进行分隔，并尽可能减少防火卷帘设置数量，以确保防火分隔措施的安全可靠性。车站站厅公共区防火分区示意图如图1所示。

图1 车站站厅公共区防火分区示意图

（3）特殊情况下，车站共用站厅公共区单个防火分区面积大于5 000m2的处理方案。当8A编组两线采用“十”字相交换乘时，由于很难划分成两个防火分区，因而存在着单个防火分区面积超限的可能。依据设计规范要求，应通过消防性能化安全设计分析，采取必要的消防措施：如增设直出地面的出入口数量，加强乘客疏散能力；增设全自动水喷淋系统，加强灭火措施；增强防排烟系统能力，改善乘客逃生环境等。同时在方案选择上，建议尽可能控制站厅公共区面积规模小于5 000 m2；当两线均为8A编组相交换乘时，应尽可能避免“十”字相交换乘型式。

1.2疏散时间计算公式的解读和运用

GB 50157—2013《地铁设计规范》规定，提升高度不超过三层的车站，乘客从站台层疏散至站厅公共区或其它安全区域的时间为：

式中：

A1——1台自动扶梯的通过能力，人/（min·m）；

N——自动扶梯数量，台；

A2——疏散楼梯的通过能力，人/（min·m）；

B——疏散楼梯的总宽度，m；

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；

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。

由于现行规范未对上、下行自动扶梯是否均参与疏散作出相应的规定及条文解释，在具体设计工作中，设计人员一般采用自动扶梯总数量减去1台扶梯的做法，即（N-1）。该做法存在明显误区。首先，火灾工况下，地下车站下行自动扶梯参与疏散是极不合理的，因为下行自动扶梯与乘客疏散方向是相反的；其次，如果自动扶梯逆向运行，必先就地清客，再反向运行，疏散时间上不允许（疏散时间通常为（5+1）m in），若急停、逆向运行则易发生次生灾害。因此式（1）中N应为上行自动扶梯总量，不含下行扶梯数量。较为合理的解释为：①当采取上、下行自动扶梯组合时，保证始终有一台上行自动扶梯处在工作状态下，此时（N-1）建议取N；②当采取一楼一扶组合、且仅设置1台上行自动扶梯时，建议取（N-1），即所有上行自动扶梯总量减去1台（考虑到自动扶梯临时故障因素）。

1.3车站消防专用出入口安全疏散与消防救援

现行规范规定：地下车站的设备与管理用房区域安全出入口的数量不应少于2个，其中有人值守的防火分区应有一个安全出入口直通地面。同时又规定：消防专用通道不应作为安全出入口。该条文与上一条文存在明显分歧，应修改为：消防专用通道不应作为乘客安全出口，仅用于工作人员疏散及消防救援（《地铁设计防火规范》（报批稿）中已增加此条文说明）。同时，现行规范对消防专用通道、楼梯间的防火门的开启方向亦没有明确。目前防火门存在内开与外开两种截然不同的开启方向。《地铁设计防火规范》（报批稿）中明确，地下车站应设置消防专用通道（楼梯间），据此，消防专用通道（楼梯间）防火门的开启方向应为消防人员进入车站的方向，即内开式；但有人值守设备管理用房区域的防火区应该有一个安全出入口直通地面，其防火门的开启方向应为工作人员向地面疏散的方向，即外开式。按照规范内容理解，此处应设置两个不同功能的出入口，但在具体的工程设计中，车站在主要设备管理区域设计两个直通地面的出入口不现实，往往是两者合一。因为火灾工况下，乘客安全疏散时间约为（5+1）min，且消防人员从接警、出警至火灾现场均需要一定时间，通常消防人员到达火灾事故现场时，车站内大部分乘客已疏散至安全区域。由于消防人员具有较强的专业能力和设备，消防人员进入车站的途径和手段会很多，故建议消防安全出入口防火门的开启方向为疏散方向，即消防安全出入口以人员安全疏散为主，兼顾消防救援。

1.4挡烟垂壁设置范围和设计高度的优化建议

挡烟垂壁是指安装在吊顶或楼板下或隐藏在吊顶内、火灾时能够阻止烟和热气体水平流动的垂直分隔物。目前车站设计中，站台至站厅楼扶梯洞口处挡烟垂壁的做法不尽合理，主要体现在以下两个方面：

（1）挡烟垂壁设置范围。目前，设计的普遍做法为：站台楼扶梯起步点附近设置挡烟垂壁（离地高度不应小于2.3m），其周边围合至自动扶梯上搁置点处。尽管该做法符合现行规范要求，但不合理之处在于其设置范围过大、不经济，且防排烟效果亦不理想，甚至影响美观。基于车站建筑设计的特殊性，《地铁设计防火规范》（报批稿）条文说明中提出了关于扶梯背面的防火要求。即自动扶梯作为疏散条件，其背面外露部分应采取防火分隔措施，并在楼扶梯洞口边缝隙处采取防火封堵措施，故挡烟垂壁的设计范围可优化缩小至合理范围。挡烟垂壁设置范围如图2所示。

图2 挡烟垂壁设置范围

（2）挡烟垂壁设计高度。车站作为城市公共型交通建筑，其装修风格推崇简洁、明快、易安装、易维护的设计理念。目前，车站普遍采用镂空型的吊顶形式，镂空率一般达到70%以上，且考虑到装修美观的效果，采用固定式且隐蔽的挡烟垂壁是合理的选择。现行规范规定：挡烟垂壁设置高度为吊顶下不小于500mm。该规定主要针对实板吊顶。当车站装修采用镂空型吊顶形式时，只要能满足不小于500 mm的储烟高度，且火灾时能有效阻止烟和热气体水平流动即可。其中，不小于500mm的储烟高度是相对于排烟风管排风口垂直距离而言的。因此，当车站装修采用镂空型吊顶形式时，建议选用固定式且隐蔽的挡烟垂壁，其设计高度应以排烟风管底面不小于500mm高度计算。挡烟垂壁设计高度如图3所示。

图3 挡烟垂壁设计高度

1.5车站站台设备管理区及人防隔断门处的安全疏散研究

地铁设计防火规范是为预防地铁火灾、减少地铁火灾危害、保护人身和财产的安全而制定的。目前现行规范以及《地铁设计防火规范》（报批稿）中，针对于站台设备区及人防隔断门处的安全疏散问题亦未予研究和制定相应的条文规定。

一般区间火灾模式下，当列车无法到达车站、停驶在区间内时，乘客通过列车广播以及司机指挥引导，利用区间纵向疏散平台和道床到达车站（安全区），实现安全疏散。但存在一种特殊情况，即当列车停驶在区间和车站之间，此时无法保证乘客安全疏散。主要是由以下三方面的原因引起的：

（1）人防隔断门。当列车停驶在区间和车站之间时，人防隔断门阻隔了区间纵向疏散平台与车站间的连通。此时区间内列车侧门打开作为疏散的作用已不存在，乘客只能通过车厢间纵向连通。

（2）站台设备管理区。一般站台为设有混合变电所的车站，设计的普遍做法是于设备用房一侧留有外走道；设备用房另一侧在满足限界的前提下，贴临轨行区布设设备用房外墙，外墙长度约50～60m，即列车在此处打开车厢侧门亦无法满足安全疏散的要求。

（3）B型车。由于B型车车辆宽度受限，车头无法实现从司机室开门疏散的条件。

由以上三方面的原因得知，当区间发生火灾、列车被迫停驶在区间和车站之间时，乘客无法实现安全疏散，因此有必要解决此安全隐患。本文建议：在车站端部设有人防隔断门处侧向增设一道人防门，使区间纵向疏散平台与站台层设备用房区走道贯通；站台设备用房邻轨行区外墙应留出走道宽度（不小于1 100mm）；取消走道邻轨行区栏杆，增设靠墙扶手。消防改善后的站台层平面图如图4所示。

图4 消防改善后的站台层平面图

2 结语

通过以上所有涉及到车站建筑消防设计问题的分析研究，希望在城市轨道交通专业上对规范的执行能有一个统一认识。本文对规范未涉及部分提出了相应的建议，意在避免不合理设计，并有利于消防部门对项目的审批，使设计更完善、更安全、更高效便捷。

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.地铁设计规范：GB 50157—2013［S］.北京：中国建筑工业出版社，2013：1.

［2］中华人民共和国住房和城乡建设局，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.城市轨道交通技术规范：GB 50490—2009［S］.北京：中国建筑工业出版社，2009：1-26.

［3］中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑设计防火规范：GB 50016—2014［S］.北京：中国计划出版社，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）