宁波未来新建地铁的消防通道新构想

吴雯静 邢双军

摘  要：地下轨道交通车站是一个较为封闭的空间，当火灾发生时，烟雾弥漫极为迅速。一旦发生严重火灾，消防疏散能力尤为重要。文章在对宁波市已有地铁的消防能力调研的基础上，针对消防通道安全储备不足或空间闲置等问题，提出“消”“商”空间相结合与利用边角空间理念，对地铁站站台层的空间进行了创新概念设计，拓展了地铁消防疏散能力，提高了地下空间的利用率。

关键词：地铁站;消防通道;商业;宁波市

中图分类号：U231.96 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）28-0044-03

Abstract： The subway station is a relatively closed space. When a fire occurs， the smoke diffuses extremely quickly. In the event of a serious fire， fire evacuation capabilities are particularly important. Based on the investigation of the fire protection capacity of the existing subway in Ningbo， this paper proposes the concept of combining the "fire-fighting" and "commercial" space with the use of corner space for the problems of insufficient safety reserves of the fire passage or idle space. The space has been designed with innovative concepts， expanding the evacuation capacity of the subway fire and increasing the utilization rate of the underground space.

Keywords： subway station; fire exits; commercial street; Ningbo City

城市化進程正在加速，城市客流量也正在激增，快速便捷的轨道交通越来越普及。随着地铁使用人数的剧增，需要完善和改进的地方也越来越多。最大的威胁就是火灾，这是城市轨道交通的天敌之一。城市轨道交通火灾具有公共心理恐慌程度高、行动混乱程度大、浓烟积聚、升温迅速、疏散和灭火困难等特点。本文以宁波地铁站的实际建造情况为例，通过对地铁站消防现状和存在问题的调查分析，提出了宁波未来新建地铁的消防通道新构想。

1 地铁的发展历史及现状

1.1 国外地铁发展及消防现状

由于城市用地紧张，为了解决交通、商业等过于密集的问题，19世纪中叶，西方国家开始将大量城市设施转入地下。例如建造于1863年的伦敦大都会地铁，干线长度约为6.6km的蒸汽式列车，并在1980年成为第一辆电动列车。

就地铁消防而言，国外地铁发展较早，在这方面的研究已经开展了较长时间。英国相关研究小组采用经验模拟、区域模拟、网络模拟、CFD模拟等模拟方法对隧道火灾中烟气和有毒气体的运动进行了模拟。[1]前三种方法是基于火灾实验，在一维和二维的空间快速给出一些相关参数;CFD模拟方法是建立在人们对火灾现象的认识上，在三维空间中模拟火灾发生时的动态过程，能够给出更加直观、准确的数据。

由于地下空间封闭，与外界的联系主要只有地铁站数个出入口，因此地下轨道交通在一开始就自带着各种安全隐患。由于国外大多数的地铁站比较古老，在站台与铁轨道路之间没有屏蔽门的存在，所以当列车在隧道内高速来回行驶时，隧道周围会产生强烈的气流，使地面空气通过隧道上方的通风口形成一种上下抽动的“活塞效应”，[1]带动周围空气的流动，从而加重地铁站内火灾的形势和烟雾的扩散。大量的高温烟雾难以排除，不仅不利于人员的疏散，还大大加大了救援困难，导致最后产生严重的损失。因此，将地铁中人流疏散的路线和方案与火灾发生时所产生的烟气运动规律相结合能更好地帮助人流疏散，对未来城市轨道交通的建设具有重大意义。

1.2 国内地铁发展及消防现状

中国最早的地铁线路是1965年开工建设的北京地铁。天津地铁1970年开始建设，上海地铁1990年初开始建设。2000年后，中国的城市轨道交通的建设速度和规模都达到了空前的程度。

在我国不同省市的地铁消防系统和设施并不是完全一样的。例如，广州地铁具有自动报警系统、无线通信、有线通信应急电话、闭路电视视频传输系统这四套通信设备，保证消防信息的传输。上海地铁则主要有两级自动监控系统。深圳地铁的自动控制系统和火灾报警系统可以说是世界上较为先进的了。[2]在紧急情况下，自动控制系统能够通过火灾报警系统在短短几秒内发出的火灾警报自动实施开启应急救援设备，例如应急照明、气体灭火装置等。国内的地铁消防设施可以简略地概括为设备和机制。设备又可以分为基础设备和辅助设备：基础设备主要有消防用水、灭火栓、灭火器、排烟风机、自动灭火系统等;辅助设备主要由火灾自动报警系统（FAS）、消防通信、消防配电等组成。火灾自动报警系统是拥有独立结构的系统，可以单独运行和管理，其发出的火警报警命令具有最高优先级[3]。其存在的意义就是将基础设备整合成一个有序运行的整体，并将基础设备的运行状态和运行信息显示在控制室的终端上，中控员可以在显示屏上实时监控相关内容;消防通信必须是专用的通信系统，需要单独设置防灾调度电话;消防配电主要是灾情发生时用来保证地下光源的应急照明电源，属于一级设备负荷。消防配电和消防通信都是用来支撑火灾自动报警系统的设备，然后三者共同支撑基础设备。

我国城市地铁消防系统还是比较完善的，但部分城市及地铁站还是存在着电气设备老化、电线及电缆乱铺乱设、设备超负荷运行等问题。随着时代的发展，作为我国第一座建有地铁城市的北京，其地铁内部的建设和设计指标已经远远低于目前的使用要求了，安全疏散能力严重不足。最初，北京地铁的日运力按照每天30万人次而设计，但现在最高的日运量已经翻了六倍不止，基础设备的承载力却没有同步提升。大多数地铁站的楼梯和疏散通道的宽度都已无法满足在6分钟内撤离火车上的乘客以及在站台上等待的乘客和工作人员的条件。故在未来地铁设计中对客流量的预估不仅仅只停留在目前的情况，而更应该着眼于更长远的发展。

1.3 宁波地铁发展及消防实地调研

城市轨道交通拥有运输量大、节省土地、节约能源等优点，对于城市经济发展的贡献有目共睹，历经20多年的研究发展，我国在城市轨道交通领域已经取得了不凡的成就，其安全性、准时性等各项技术指标已位于世界前列。而在当前各大城市你追我赶的城市发展关键时期，城市轨道交通对于一个城市的经济发展的重要性是不言而喻的，建设轨道交通已成为保证国民经济增长城市快速发展的共识。于是紧随北上广深等一线城市轨道交通建设的脚步，宁波加入了第二轮建设的浪潮。宁波城市地铁于2014年正式开放运营。时至今日，已有三条线路正式运营，总里程达90公里，预计到2020年底，可建成总里程172公里的基础轨道交通网络。

从目前官方公布的宁波轨道交通路线图中得知，宁波远期的轨道交通线路共有六条，已建有和规划中的车站共124个，其中不包括官方未公布的余姚市和慈溪市的线路。在宁波已开通并投入使用的三条线路和69个地铁站中，根据地铁站的规模大小、空间复杂程度和人流量大小等因素，以宁波鼓楼站为例，进行了实地调研。

鼓楼站位于海曙区中山路和解放路交叉路口的东侧和北侧。这是宁波第一个地铁换乘枢纽站。其中，1号线站点位于中山东路路中，位于地面以下约20m深处，为地下三层岛式车站，车站净长约168m，净宽约19m;二号线位于地面以下约10m深处，2号线车站净长约300m，净宽约19m。两线呈“L”形换乘，地下总建筑面积51150m2。鼓楼站有14个直通地面的出入口，7个通往相邻防火分区的防火门或封闭楼梯间和9个防火卷帘，但是平时开放的出口只有六个。鼓楼站每天的日运力约为30万人次，但是站台处的楼梯只有三处，总宽度在3-4m，目前的消防疏散能力略显不足。

由于鼓楼站地下商业街直通天一廣场，人群逗留的时间长且人群较为密集。[4]当火灾发生时，电力系统无法正常供电，密集的人流在照明不足、不熟悉逃生路线、逃生路线长和被烟雾包围等不利条件的影响下，容易产生恐慌心理，发生踩踏事故的概率上升，极易对人员造成二次伤害。除此之外，商业场所的存在大大增加了可燃物的数量，当周围温度上升到一定程度，会引起周围的商品和装修材料进行二次燃烧，产生大量的浓烟和有毒气体。除此之外，消防部队的救援方向正好与乘客疏散方向相对，在拥挤且充满浓烟的环境下很难确定着火位置，判断火灾形势，进行控火、灭火行动。[4]并且地铁站道空间有限，救援车辆无法进入，一些大型设备的使用也会被局限，使消防部队无法最大化利用救援设备。

2 未来新建地铁消防通道的新构想

2.1 未来新建地铁消防通道设计理念

（1）利用潜在空间。地铁站台层和站厅层一般通过楼梯和自动扶梯连接，如果站台区域发生火灾，一般来说，站台层的乘客只能从与站厅连接的扶梯和楼梯逃生，同时高温和有毒烟气也会朝着站厅层蔓延，人们难以避免将其吸入体内。在人流较大的时间段，慌张的人群极易发生踩踏事故，增加人员伤亡。由于逃生路线单一且没有隔离措施，若着火点在楼梯或自动扶梯处，唯一的逃生出口被切断，加大了逃生和救助的难度。

在火灾发生时，烟雾在不同方向上的扩散速度是不同的，其中在纵向扩散时的速度可达到1～5m/s，而在横向扩散时的速度则远低于纵向扩散，由初期的0.1m/s至中期的0.5～0.8m/s。该方案利用了烟气扩散速度的规律，在站台层增设了水平方向的消防通道，来减少烟气的吸入和减轻现有因人流量大而造成的消防通道的疏散压力。除此之外，利用站内潜在的空间作为消防缓冲通道也是本方案设计的出发点之一。目前宁波地铁站台层的两端都用一扇玻璃门封锁的，是不允许进入的。玻璃门后面其实原先就有通道，通道的一侧是一些设备间。消防通道的构想就是将原先的通道利用起来，将其拓宽作为消防通道和商铺，并在通道末端设置消防楼梯与地面直接连接以缩短站台层人员的疏散逃生路线的距离。因在现有的轨道交通基础上去重新建设或修改工程量大且有局限性，故该消防通道的设计只是针对宁波未来轨道交通的建设，不适用于现有的轨道交通。

（2）“消”“商”空间相结合。得益于轨道交通管理的提升和安检设备的完善，很多消防通道的使用率较低甚至为零，可是它又是必须存在的，这其实就存在一个资源浪费的情况。对于这一点，该方案的设计理念中赋予了消防通道以商业价值，一般情况下，它能作为小型商业街盈利，在紧急情况下又能作为消防通道进行人员疏散。与现有的地下商业街不同的是，该通道与站台同层，可以减轻同层原有楼梯的疏散压力，还可以提升地铁的商业价值以及满足乘客在出行时的日常消费需求。如此，乘客在下班时，可以不用出站就能在同层的便利店买一些速食产品或者是新鲜的蔬菜水果，之后再刷卡出站，通过通道尾端的扶梯和楼梯直达地面。这样不仅在一定程度上缓解了下班高峰期时出站的人流压力，还给乘客带来了生活上的便利。为了不给人员管理增加负担，该通道秉持“只出不进”原则，同时也是为了避免逃生时人流方向的冲突。

2.2 未来新建地铁消防通道设计方案

消防通道和商业街在目前的技术条件下看起来是矛盾的。如何在人流量大且密集的空间还能进行人员疏散？就这一问题在方案中加入了防火卷帘，当火灾发生时，平时需要刷卡出站的闸机自动开放，并通过FAS系统让商店和通道入口处的卷帘门自动降下，将消防通道和商业店铺阻隔开，防止商品和装修材料被点燃发生二次火灾。

图1中的虚线和箭头表示疏散路线，圆点即乘客所在位置。按照目前地铁站现有的逃生路线，乘客必须先走楼梯或乘坐自动扶梯到达站厅层，再往各个地铁出口方向水平疏散，最后还要再上楼梯或扶梯才能到达地面。在该方案的消防通道的构想中，乘客在站台处可以先向左右两侧进行水平疏散，再通过消防楼梯直达地面。总得来说，这一构想中的疏散路线比原有的疏散路线更短且更明确，在某种程度上可以极大地提高乘客在遭遇火灾时的逃生率。

将两张站台层的局部平面示意图进行对比，可以发现该设计方案在原先站台层平面的基础上将其进行了拓宽和延长，加入了消防通道和商业空间，并且在消防通道和站台之间增设了防火卷帘，防止站台处的火蔓延至消防通道（图2、3）。

3 结束语

灾情发生时，地铁站台的人员主要面临高温、浓烟、疏散困难等问题。所以地铁站的消防出口和通道显得尤其重要。新构想方案设计的人防通道不仅增加了安全出口减小了人员疏散的压力，并且道路也更宽，流线更加顺畅，不仅可以使城市地铁的消防措施更加完善，而且可以使得地下空间得到更充分、更合理地运用。未来地铁的发展，不仅应从防火材料、防火分区、火灾报警系统、自动灭火系统、排烟系统和疏散标志等方面进行改进和创新，还应该充分利用地铁站空间，“消”“商”结合，增大消防疏散能力的储备。

参考文献：

[1]王晓怀.国内外地铁消防系统研究综述[C]//中国消防协会.2010消防科技与工程学术会议论文集，2010：53-59.

[2]蔡芸.我国地铁的主要消防设施和消防问题[J].消防科学与技术，2006（02）：265-268.

[3]董慧妍.地铁消防联动控制系统研究[J].漯河职业技术学院学报，2020，19（01）：29-34.

[4]徐华巍.宁波地铁枢纽站消防安全隐患成因及管理对策[C].开展消防科技创新促进社会公共安全：浙江省科学技术协会，2017：98-103.