长度超过100 m的地铁出入口消防疏散方案研究

杜 宇， 姚显贵， 于 华

(中铁第六勘察设计院集团有限公司， 天津 300133)

0 引言

近20年来，我国城市轨道交通的建设取得了举世瞩目的成果，截至2017年12月31日，我国大陆轨道交通运营里程约4 712 km，共161条线路，运营城市33个。目前全国在建城市轨道交通的城市有48个，在建线路228条，在建里程5 636 km。北京、上海和广州率先步入了网络化建设时代； 同时，同步进行的其他城市建设行为导致地铁车站场地环境更加复杂，尤其是位于城市核心区的地铁车站方案设计复杂[1]。一方面，该类车站受线路条件、控制性管线、主干道交通要求、既有市政隧道等条件限制，车站只能偏路口设置；另一方面，由于城市核心区客流量较大，从功能上需要满足路口另外一侧乘客进出站及过街需求，往往需要将出入口延伸到路口另一侧，此时出入口地下通道的长度就可能超过100 m，如图1所示中的1A、1B号出入口。

根据《地铁设计规范》[2]28.2.10条第4款： 地下出入口通道的长度不宜超过100 m，当超过时应采取满足人员消防疏散要求的措施。但是，该地铁规范并没有对具体措施给出明确建议。各地方标准均有类似要求，有的提出了具体措施。大部分在建城市均无自己的地方标准，在实践过程中，往往需要采取专题论证。专题论证占用的时间对整体进度有一定影响，另外各地论证后所采取的具体措施也不一致，这就给实际工程设计带来困惑。

图1 车站总平面示意图Fig. 1 Sketch of plan of metro station

张德志[3]对重庆地区深埋地铁车站出入口安全疏散设计进行了研究，提出应结合重庆地形特点设置分支通道，同时兼顾疏散和正常使用需求，分支通道口处设置挡烟垂壁，以保证其中一个通道是安全的； 谢朝军等[4]对长度超过60 m地铁出入口的排烟方案进行了研究分析； 姚显贵[5]对地铁出入口设计理论与实践进行了总结。但以上文献对超长出入口消防设计的具体措施未做分析。除此之外，专门针对长度超过100 m的地铁出入口消防疏散的研究也较少。

综上，有必要对超长地铁出入口消防疏散方案进行总结研究，以便更好地服务于后续工程设计。本文主要结合相关国家规范、地方标准中的措施及实践经验，探讨长度超过100 m的地铁出入口通道消防疏散设计的具体措施。

1 2个重要概念

1.1 地铁出入口通道的计算长度

《地铁设计规范》28.4.3条第2款，对连续长度大于60 m的出入口通道要求设置机械排烟设施。在该条的条文说明中，对于出入口计算长度约定如下： 从通道与车站公共区连接的口部至出入口计算点的连续长度，其间如有坡道或楼扶梯，则应计算其斜线长度。出入口的计算点是指直达出入口的楼扶梯与出入口通道的汇合点。

北京市地方标准《城市轨道交通工程设计规范》配套图集中关于通道计算点明确如下： 当出口处楼扶梯的提升高度H≤10 m时，计算到楼扶梯口，如图2所示，即出入口通道的计算长度L0=L1； 当H>10 m时，计算到地面厅开口处(在上海市地方标准《城市轨道交通工程设计规范》[6]及《地铁设计防火标准》[7]中，均有类似说明)，如图3所示，即出入口通道的计算长度L0=L1+L2。

图2 出入口通道示意图1(H≤10 m)Fig. 2 Sketch of entrance/exit channels (H≤10 m)

图3 出入口通道示意图2(H>10 m)Fig. 3 Sketch of entrance/exit channels (H>10 m)

1.2 安全出口

《建筑设计防火规范》[8]中对于安全出口的定义为： 供人员安全疏散用的楼梯间和室外楼梯的出入口或直通室内外安全区域的出口。

《地铁设计防火标准》中对于安全出口的定义为： 供人员安全疏散，并能直接通向室内外安全区域的车站出口、楼梯或扶梯的出口、联络通道的入口、区间风井内直通地面的楼梯间入口。

《地铁安全疏散规范》[9]中关于安全出口的定义为： 供人员安全疏散用的直通室内、外安全区的出口。本条解释为： 如站厅火灾时的站厅出入口通道的出口，区间联络通道在未起火隧道的出口，区间隧道风井内直通地面的楼梯间出入口，轨道区到达站台层的疏散楼梯出口，车站站台门的端门或端部口，站台等起火层通向安全区的楼扶梯出口、通道和疏散用楼梯间出入口，设备与管理用房区域通向另一防火分区或直通室外的出口等。

从定义中可得知，针对车站的安全出口主要有以下几种：

1)楼梯间入口作为安全出口是没有问题的。

2)室外楼梯的出入口作为安全出口是没有问题的。

3)直通室内安全区域的的出口可以作为安全出口。如符合规范要求的避难层、避难走道等，这类属于临时安全区域或者称为“亚安全区域”。

4)直通室外安全区域的的出口可以作为安全出口。室外安全区域主要包括室外地面等，那么直通室外安全区域的出口可以是先经过一段水平通道，再加上一段楼扶梯到达室外地面。如正常的地铁出入口通道正是以这种方式进行紧急疏散的，其出口的位置也正是通道与车站公共区连接的口部；当然，通道与车站公共区分界处，需要设置挡烟垂壁，将公共区与出入口通道划分为不同的防烟分区。

5)其他能满足人员安全疏散要求的出口。

2 本行业规范对超长出入口消防疏散的要求

现行主要规范对长度超过100 m的出入口均提出了要满足人员消防疏散的要求。满足人员消防疏散的措施分为2类： 1)最直接的办法是设置安全出口，安全出口的设置应满足《建筑设计防火规范》对安全出口的定义； 2)确实没有条件设置安全出口的，则采取其他措施。

现行各规范、标准对该类出入口通道的消防疏散的要求如表1所示。

表1 相关规范对出入口通道消防疏散的要求Table 1 Requirements for fire protection and evacuation of entrance/exit in relevant codes

由表1可以得出如下结论：

1)对于长度超过100 m的出入口通道，国家规范、地方标准均要求采取措施。

2)关于通道计算长度，《地铁设计防火标准》、上海地方标准要求所有的超长出入口计算长度按通道口到地面出入口的暗埋段的计算长度，北京地方标准对于提升高度超过10 m的出入口计算长度按通道口到地面出入口的暗埋段的计算长度。

3)《地铁设计规范》并没有明确具体的措施建议，其他规范中提到了部分解决方案，可以总结为如下具体措施建议。

2.1 方案1： 设置楼梯间

设置楼梯间是最直接、有效的方案，这一点在北京地方标准的条文说明里写的很明确，业内对此均无异议。单独设置楼梯间示意图如图4所示。楼梯间的出地面建筑往往位于主干道中央，需要与规划部门协调。

图4 单独设置楼梯间示意图Fig. 4 Sketch of setting up staircase separately

当楼梯间接口处距离道路红线不远时，可将楼梯间的口部设置在道路红线外，与出入口地面厅合建。楼梯间与出入口合建示意图如图5所示。合建可以减少对地面景观及环境的影响，有条件时，尽量采用该方案。

图5 楼梯间与出入口合建示意图Fig. 5 Sketch of setting up staircase with entrance/exit

2.2 方案2： 设置支通道

参考重庆地方标准，可在通道长度不超过100 m处设置分支通道，并在分支通道处设置挡烟垂壁，分支通道可以作为安全出口。支通道示意图如图6所示。支通道节点大样方案1示意图如图7所示。此时支通道的设置应满足L1<100 m。

图6 支通道示意图Fig. 6 Sketch of branch channel

图7 支通道节点大样方案1示意图Fig. 7 Sketch of detail of branch channel node in scheme 1

这种做法在《地铁设计规范》中并没有明确，但是从《建筑设计防火规范》对安全出口的定义及车站公共区安全出口的设置来看，是没有问题的。

1)在公共区和支通道之间的这一段，也可以理解为一段出入口通道内的公共区，其与站厅公共区的界面是通道与站厅的接口处，这个界面分隔是采用1道挡烟垂壁。同理，主通道与支通道的界面也采用了1道挡烟垂壁。

2)地铁出入口通道内自身的火灾危险性较小，主要考虑人为纵火，而火灾情况下主要是高温、有毒烟气造成的伤亡，故通道内加强排烟，且出入口通道单独设置了防烟分区，可以保证人员疏散的安全。

3)张德志[3]对重庆市深埋地铁出入口安全疏散设计进行了研究，也提出了设置分支通道进行疏散的方案。

同时，设置分支通道能够更好地吸引客流，兼顾过街(浅埋车站)，尤其是在雨雪等极端天气下。该方案能够最大程度地为市民提供方便，故本方案可结合车站总图的功能布局，在有条件时尽量采用。

支通道与主通道的划分方式还可以采取图8所示的常开式甲级防火门，这种分隔方式阻隔火势、烟气蔓延的效果更好，安全性更高。但是，该方案对于正常情况下人员的通行、视线均有阻碍，影响了正常使用，不予推荐。

图8 支通道节点大样方案2示意图Fig. 8 Sketch of detail of branch channel node in scheme 2

考虑到图8所示方案影响正常使用的缺点，可在支通道侧面设置甲级防火门，在主通道上设置防火卷帘，如图9所示。本方案优点是兼顾疏散的可靠性与正常使用的便利性，缺点是需要局部扩大通道断面。这种方案一般结合施工的工作井等自然形成的剩余空间进行设置，可避免额外增加工程量。

图9 支通道节点大样方案3示意图Fig. 9 Sketch of detail of branch channel node in scheme 3

2.3 方案3： 设置自动喷水灭火系统

在北京地方标准的条文解释中，提到了设置自动喷水灭火系统的方案。参考《建筑设计防火规范》，在通道内全部设置自动喷水灭火系统，疏散距离可增加25%，即出入口通道的计算长度不能超过125 m，这就为方案设计提供了很大的灵活性。

采用该方案，需要单独为此出入口通道设置消防泵房及消防水池，需要提高通道的净高以满足管线敷设的需求。另外，采用该方案后，可能造成地面湿滑，对人员疏散造成一定影响，故该方案较少被采用。

2.4 方案4： 排烟方案

《城市轨道交通工程项目建设标准》认为： 当车站事故的烟雾进入通道时，若地下通道的连续(封闭)长度大于100 m，则依靠自然排风有困难。为保证人员疏散安全，需借助机械排风、排烟能力，以满足紧急疏散要求。

该条文解释可理解为： 这种情况下，需要另外采取自然排烟措施或者机械排烟。《地铁设计规范》规定，出入口通道长度超过60 m时，需要设置机械排烟，因为此时自然排烟系统失效或者自然排烟系统达不到人员疏散的基本要求。

这种仅设置排烟的方式类似于区间疏散的方式。对于出入口来说，此时通道上方的空间应满足储烟仓的设计要求，保证人员疏散不受烟气影响； 或者采用在吊顶内设置风管的半横向排烟方案。如果通道的地面具备条件，建议在地面设置一定数量的排烟竖井，保证通道内任意一点的排烟距离不超过30 m，这是自然排烟方案。这种方案通道吊顶需要满足《建筑防烟排烟技术标准》对透空率的要求，吊顶透空率不应小于25%。

与采用区间隧道进行疏散相比，出入口通道的疏散条件有以下优势： 1)通道宽度较区间疏散平台宽； 2)疏散的人员数量只是一个象限的分向客流； 3)疏散距离50 m远比区间隧道的300 m小。因此，出入口通道参照区间隧道采用机械通风排烟后的纵向疏散方案相对更加安全。

3 其他方案分析

3.1 方案5： 将出入口通道视为城市人行地道

方案5车站总平面示意图如图10所示。方案5出入口平面示意图如图11所示。方案5将出入口通道视为城市人行地道。由于《城市人行天桥与人行地道技术规范》[13]中未对通道超长后提出相关疏散要求，如果超长出入口通道可不计作车站公共区的安全出口(即在不设置1A、1B号出入口的情况下，其他出入口已经能满足站厅公共区的消防疏散要求。1A、1B可根据使用需求保留1个即可)，则可将该出入口仅视为过街通道。

图10 方案5车站总平面示意图Fig. 10 Plan of layout of metro station in scheme 5

图11 方案5出入口平面示意图Fig. 11 Sketch of plan of entrance/exit in scheme 5

在通道接公共区处，设置防火卷帘与公共区分隔开。为避免出入口的疏散形成袋形走道，可在卷帘旁边设置防火门，防火门的形式需要考虑对正常情况下人员通行的影响。如果防火门开启方向垂直于通道轴线，则采用常闭式防火门； 如果防火门开启方向顺着通道轴线，则采用常开式防火门。此时对于L1+L2可不做要求。方案5防火分隔示意图如图12所示。

图12 方案5防火分隔示意图Fig. 12 Sketch of fire separation in scheme 5

方案5虽然能从规范的角度解释，但仍存在一定的问题： 1)其客流特征仍然是地铁的客流，尤其是出站客流具有集中性特点，这与一般过街通道仍有区别； 2)该出入口通道与车站是同时建设的同一个项目，执行地铁设计规范更加合理，这在消防审批上可能存在一定障碍。因此，不予推荐。

3.2 方案6： 划分防火分区

方案6车站总平面示意图如图13所示。方案6出入口平面示意图如图14所示。如果超长出入口通道可不计作车站公共区的安全出口(即在不设置1A、1B号出入口的情况下，其他出入口已经能满足站厅公共区的消防疏散要求)，还可以通过划分防火分区的方法来满足超长出入口通道的疏散要求。此时通向车站公共区的防火分隔处的防火门可以作为安全出口，但超长出入口部分自身要有2个独立的安全出口，且需要保证通道内任意一点距离最近安全出口的距离不超过50 m。方案6防火分隔示意图如图15所示。如果在超长出入口通道内设置自动喷水灭火系统，则该部分的疏散距离还可以增加25%。

图13 方案6车站总平面示意图Fig. 13 Plan of layout of metro station in scheme 6

图14 方案6出入口平面示意图Fig. 14 Sketch of plan of entrance/exit in scheme 6

图15 方案6防火分隔示意图Fig. 15 Sketch of fire separation in scheme 6

4 方案比较

在实际工程中，根据安全疏散的原理，结合车站公共区疏散需要、出入口通道自身的疏散要求及使用功能需求，还能形成多种方案。超长地铁出入口通道消防疏散方案比较如表2所示。

表2 超长地铁出入口通道消防疏散方案比较Table 2 Comparison among fire protection and evacuation schemes for extra-long entrance/exit of metro station

5 结论与讨论

5.1 结论

1)关于出入口计算点，建议计算至出入口洞口处。

2)有条件时，建议尽量采用设置分支通道的方案，这样既可以解决消防疏散问题，也有利于乘客进出站及过街。支通道处的分隔建议采用挡烟垂壁。

3)可以考虑设置疏散楼梯间作为安全出口，这也是目前常用的一种方式。楼梯间的设置形式应结合地面条件、环境景观需求进行具体分析。

4)如果仅设置机械排烟，建议采用横向的自然排烟或半横向排烟。此时，通道的净高应满足管线安装需求，并满足储烟仓的设计要求。

5)将出入口视为过街通道的方法，需确保该出入口不计入车站公共区安全出口时，其他出入口能够满足公共区消防疏散要求。该方案需要提前与消防部门沟通。

6)设置自动喷水灭火系统时，地面的消防废水对人员疏散有一定影响，不建议采用。

7)划分防火分区符合规范要求，但存在防火门对人员通行、视线的阻碍。若采用这种方案，建议防火卷帘垂直于通道轴线方向，防火门采用常闭式防火门并平行于通道轴线方向。

此外，对于长度超过100 m的出入口，无论采用何种建筑方案，均需要设置机械排烟及火灾自动报警系统。

5.2 讨论

考虑实际工程的复杂性及多样性，本文的结论仅建立在对国内的主要规范及部分国内设计经验的总结分析上，对国外部分的规范与实践均未作研究。本次总结无法罗列所有的安全出口种类，具有一定的局限性；同样，规范也无法列举全部符合要求的疏散方案。尽管如此，还是希望《地铁设计规范》等相关规范再次修订时，提供更多合理的做法，以便更好地指导设计工作。

消防是个系统工程，是规划设计、运营管理、城市消防救援的有机统一，只要能有效地控制火灾危险性，配备好排烟等系统设备，设计好人员疏散出口，并能及时恰当地进行救援，安全出口的形式也就能相应变通。这需要从安全疏散的原理出发，采取有效的措施，以保证人员安全。