城际铁路地下站公共区消防策略探讨

谢霞菲

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京100000）

如今社会经济高速发展，城市人口占用土地面积急剧上升，随着国土空间规划逐渐贯彻深入，集约用地是城市发展的首要前提。而铁路发展需要大量的土地资源，这与城市发展、国土空间规划相违背，为了能够实现交通便捷，因此，越来越多的公共交通开始开辟地下空间，除了传统的城市地铁穿越城市难以在地面有一席之地，城际铁路车站也将逐渐进入地下空间，为以后城市发展奠定基础和预留良好条件。本项目中城际铁路车站的建筑规模一般在7-9 万m2左右，多为地下两层建筑，有的车站甚至多条线路集中换乘，集散厅面积大，疏散客流大，疏散路径复杂。而现行相关规范中还没有针对此类型车站有专门的条文规定，只能依据有类似特点的地铁车站规范条文来执行，而城际铁路车站又难以全部执行地铁规范条文，作为新兴的研究，已建成的车站较少，实践经验较少，因此，本文根据工程项目梳理城际铁路的典型特点和消防难点，分析此类地下车站的防火分隔、疏散方式，借鉴建成案例的消防措施，探讨整体消防的策略，为其它车站的消防设计提供参考，为以后制定相关规范提供依据。

1 工程特点

城际铁路的主要作用是运输大城市市区内和城市组团之间跨区域的中短途客流。推动城市群协同发展，构建多层次的空间结构，200km/h 以上的时速为城际间的客流出行提供高效快捷的便利服务，具有不可替代性。

城际铁路地下车站虽然属于国铁车站的范畴，但由于建于地下，与以往常规的地上国铁车站有很大的差别，从功能布局上来看与地铁车站模式相似。而与地铁车站不同的是，城际列车车辆类型为CRH 动车组，列车编组8-16 节，车厢内采用软席座椅。根据本项目服务京津冀圈层的本线城际客流和跨线城际客流，同时兼顾东北、蒙西、华北等地至副中心地区的中长途客流的特点，旅客在站内滞留时间较传统铁路相对较短，候车模式以通过为主候车为辅。基于该模式，候车区为售票、候车、进站通道、服务设施一体化的综合性大空间。站厅层为满足综合服务需要设有商业设施，再加之旅客携带行李较多，因此可燃物较多，火灾荷载高，风险较大。

本项目中地下车站规模较大，常规车站站型为双岛四线，有效站台长度因车站而异，根据客运组织远期到发线停靠列车的编组数量而定，长站台长450m，短站台长220m，车站总长均在1km 左右，站形狭长，一般为地下两层车站，层高较高，埋深比较深。层高高，因而厅台楼扶梯组多且楼扶梯开洞大，发生火灾时，烟气的蔓延控制难度增大，给站厅站台的分隔带来一定难度。

2 火灾类型及安全目标

2.1 行李火灾

乘客携带行李属于易燃、可燃物，发生火灾的可能性也比较大，为客运中主要的火灾荷载，一旦发生会造成人员伤亡和较大的经济损失，需要引起重视。

2.2 列车火灾

虽说现代地铁列车所用的材料已经与从前列车所用的材料大不相同了，基本采用不燃或难燃材料制作，也提高了列车的整体耐火性能。并且由于车厢内有较多的乘客，火灾会在早期被发现和被扑灭。列车本身发生严重火灾的可能性是极低的。列车内发生火灾概率较大的是乘客的行李燃烧，进而引起车厢内材料的局部燃烧。一旦在某一时刻发生了，就会造成较严重的后果。

2.3 商业火灾

本项目中站厅一般为综合性的服务大厅，商业空间、服务设备、候车区座椅等可燃物较多，危险等级高，诱发火灾的可能性也随着商业规模的变大而增加。

2.4 安全目标

保证人员安全疏散是建筑防火设计中的一个重要安全目标，人员安全疏散即建筑物内发生火灾时整个建筑系统（包括消防系统）能够为建筑中的所有人员提供足够的时间疏散到安全的地点，整个疏散过程中不应受到火灾的危害。其次是将火灾控制在一定范围，尽量减少财产损失。

3 城际铁路地下站的消防难点

3.1 车站公共区面积较大，防火分区难划分

城际铁路地下站按照TB10063-2016《铁路工程设计防火规范》，以及现行GB50157-2013《地铁设计规范》：地下车站站台和集散厅应划分为一个防火分区，同时集散厅建筑面积不应大于5000m2。而本项目中地下车站不同于常规地铁站的编制规模，集散厅面积达到近1 万平方米，同时在建筑设计上考虑集散厅人员通行和集散的功能需要、视觉感受、服务标准等因素，在水平和竖向空间上贯通。公共区域的大空间在满足通行要求的同时也力求空间效果，难以采用物理分隔的形式来划分，所以难以满足国家现行相关规范对防火分区面积的要求。

例如：双岛四线、450m 站台地下车站站台和集散候车厅划分为一个防火分区，防火分区面积为25998m2，其中地下一层公共区的面积达13136m2；两台侧式四线、220m 站台地下车站站台和集散候车厅划分为一个防火分区，防火分区面积为10460m2，其中地下一层公共区的面积达6500m2。超过了《铁路工程设计防火规范》TB10063-2016 第11.0.2.1 条“地下车站站台和集散厅应划为一个防火分区，其中集散厅建筑面积不应大于5000m2”的要求。

图1 450m 岛式站台防火分区示意图

图2 220m 侧式站台防火分区示意图

3.2 地下疏散设计条件困难

由于换乘需求，其中某些车站参与地铁、航站楼、区域快线等多种交通方式的换乘，同时聚集使客流数据、客流来源较为复杂，候车、乘车功能的不同导致换乘人流、换乘路径、换乘时间复杂，人员疏散过程存在极大的不确定性，给疏散组织也带来一定的困难，一旦发生火灾，后果不堪设想。对于常规地铁站疏散至站厅层之后，将站厅视为次安全区（超大前室），人员在开阔的空间内疏散就有了相对的缓冲空间，人流分股疏散到出入口不易形成拥堵的节点，所以不再要求站厅计算疏散时间。而现行规范对于这种大客流城际铁路地下车站的疏散设计并没有相关规定，因此，确定疏散人数、计算疏散时间是消防设计的难点之一。

3.3 防排烟系统复杂，设计难度大

由于车站型式较长，而新排风系统机械带动的距离有限，在公共区中部增加设备机房，由此来增加新排风系统覆盖范围，设备机房将完整的公共区割裂，但也难以满足大空间防排烟的可靠性，如何有效控制烟气蔓延，保证人员在疏散的过程中不受火灾烟气的伤害是消防设计中的重点，需要对车站的方案进行分析研究，采取合理适宜的防排烟系统设计。

3.4 商业设施增加火灾风险

城际铁路车站的站厅层作为共享空间，为了提高服务品质，提高运营收益等设置相应的商业开发空间，而配套商业、旅客服务设施通常可燃物数量较多，火灾荷载很高，再加之车站换乘客流大，就会带来更大的火灾风险，使得防火分区划分和安全疏散设计更加复杂、难度更大。

4 消防策略

4.1 合理划分防火分区，避免火灾发生蔓延现象

4.1.1 防火单元分隔

站厅层公共区域用于人流交通、人流集散，为了保证旅客的高效通行，在空间上难以依据规范使用物理分隔来划分防火分区，为了控制火势蔓延，应当将母婴候车室、售票厅、旅客服务中心等引发火灾可能性较高的区域进行分隔，划分为独立的防火单元，即采用耐火极限不低于2h 的不燃烧体防火隔墙或防火玻璃（如售票厅有通透的设计要求时采用）和1.5h 的不燃烧体顶棚与其他空间进行防火分隔，在隔墙上开设门窗时，应采用甲级防火门窗；内部按照规范设置自动报警系统、自动喷水灭火系统及排烟系统，每个防火单元的面积应控制在300m2以内。

4.1.2 防火隔离带分隔

“防火隔离带”概念最初提出是在城市消防规划建设与建筑防火管理中，为提高整个城市的防火能力，工厂、商业、居住区等建筑相互间都应预留出足够的间距作为防火隔离带，防止着火建筑的辐射热在一定时间内引燃相邻建筑。随着超大空间、超大防火分区建筑的不断出现，“防火隔离带”的概念开始被借用到室内消防设计与规划中。诸如会展中心、机场站房等高大空间建筑，若采用传统防火分区划分方法将无法保证建筑的使用功能与视觉效果，进而采用设置防火隔离带的方法进行分区，即在建筑内根据可能的火灾荷载及火灾规模设置相应宽度的通道，该通道内不设可燃物，并配合喷淋、排烟系统的作用，避免火灾时隔离带一侧的火焰辐射蔓延至另一侧，以防止火灾大面积范围蔓延。对于车站内集中型大面积的候车厅，设置一定宽度的防火隔离带，每个防火隔离带分隔的面积不大于5000m2，隔离带范围平时仅作为人员通行区域，不得设置任何可燃物，在设置防火隔离带的上方适当降低吊顶高度作为挡烟措施，有效控制火势在热辐射作用下蔓延至更大范围。

4.2 疏散距离、疏散人数、疏散宽度的设计

通常消防安全疏散设计中人数的确定、人流疏散的走行距离、通过设施的宽度是保证一定时间内人员全部到达安全区的关键控制因素。地下站站台设置在地下二层，列车在站台层停靠，是乘客相对集中的地点，也是乘客到达地下最深的地点，对于规范中疏散时间的计算，由于厅台楼扶梯提升高度高并且是疏散路径上的瓶颈点，所以计算核心是指站台至站厅的时间，由此我们可以反过来验证楼扶梯宽度设置的合理性。整个疏散过程中需要重点考虑的是站台疏散人数，站厅是相对的安全区，进入站厅内人流是分股疏散，距离安全出口50m 范围的大空间具有缓冲的作用，无人流堆积点，因此当站厅满足50m 内有安全出口时，不再核算疏散的时间。

4.2.1 站厅公共区范围任一点满足走行距离至安全出口小于50m 设置出口/安全出口，站台公共区范围内所有区域均按走行距离50m 内设置疏散楼扶梯（如图3、4）。

4.2.2 确定疏散人数。疏散过程中首先考虑站台人员如何疏散至站厅，其次考虑站厅如何疏散至地面安全区，而疏散总人数=站台候车人数（含工作及服务人员）+一列车进站人数（含超载人数）+站厅候车最高集聚人数（含工作及服务人员）。依据建设单位提供的客流预测报告，首先确定远期最大客流高峰小时发送量，再根据运营组织模式确定一个发车间隔内所通过站台列车的总人数，以及站台上相应的工作人员总人数，按照1.4倍的超高峰系数计算车站的超高峰小时客流量。候车区人数根据站房最高聚集人数，考虑1.1 倍的安全余量确定候车总人数。

图3 450m 岛式站站厅、站台疏散距离示意图

图4 220m 岛式站站厅、站台疏散距离示意图

4.2.3 疏散宽度验证。通过上述计算得出的每个站台疏散人数，按照现行规范规定的疏散时间验算楼扶梯宽度、数量是否满足要求。（满足疏散时间的同时需满足前述疏散距离要求）。

4.3 限制可燃荷载，将“燃料岛”应用于商业防火

“燃料岛”概念是PaulaBeever 博士在对日本关西机场进行火灾安全设计时提出的理论，在香港机场的消防设计中也有应用。香港机场应用“燃料岛”概念时，被点燃的可燃物组群具有较小的面积，其面积根据可燃物组群的燃烧特性而有区别。比如低燃烧值物品可占较大面积，作为同一用途的一个区域（或岛）可有多个可燃物组群组成，而这些组群相互之间必须保持一定距离以防止火灾蔓延到相邻组群。

由于铁路运营模式特点具有等候性，为了方便旅客出行的需求，提高服务水平，配套商业设施也成为车站内部的必要组成空间。在兼具快速疏散客流和提供高品质服务的同时，要严格按照要求：站厅站台公共区内不应布置临时商业服务设施，商业区应单独划分防火分区，而单独划分的商业区域可以看成是一个个“燃料岛”。在站房高大空间内，可燃物的分布很分散，火灾载荷密度较低。这些区域的可燃物着火时，考虑到火灾发生时出现飞火等现象的可能性较室外环境要小得多，则可燃物之间的火灾蔓延主要靠热辐射作用。火焰辐射强度随可燃物之间的距离增大而急剧下降。因此，只要可燃物之间或可燃物与高火灾载荷区域（如商摊）保持足够的距离，即使没有自动灭火系统的保护，火灾蔓延也很难发生。在站房高大空间内，分散的可燃物形成了一个个“燃料岛”，“岛”与“岛”之间的人流通行区域则形成了天然的防火隔离带。因此，对于分散布置且当其面积不大于20m2的商业零售点（即旅客服务设施中的商摊）时，可运用“燃料岛”的概念进行设计，“燃料岛”之间应保持一定的防火间距。

4.4 换乘通道作为准安全区进行疏散

从目前国内外研究现状来看，在建筑内设置“准安全区”是解决站房这类密集大空间建筑人员疏散问题较为常用的方法。一般体量较大、人员密集、疏散路径长的站房将所有人员疏散到室外需要较长时间，因而迫切需要在建筑内部合适的位置设置相对安全的区域，作为火灾区域人员疏散的缓冲过渡带，也就是上述提及的“准安全区”。所谓“准安全区”往往指大空间建筑形式内火灾荷载较小的半室外、下沉广场及一些基本无可燃物且一定时间内受火灾影响小、基本无烟气影响的室内区域。由于建筑内的部分区域其疏散路径长，当人员到达最终的室外出口后可能需要很长时间，但是其实在疏散过程中，人员离开火灾发生区域后进入另一个不受火灾影响的区域内，实际上是处于一个相对安全的区域。因此，人员可以通过这些过渡区继续向室外疏散，而在这些准安全区域内的人员也是安全的。在以往的设计中换乘通道不作为疏散使用，如果通过换乘通道疏散则会对另一侧疏散乘客造成冲击。一般换乘通道内无可燃物，则为零着火点，如果不考虑火灾的工况，换乘通道无需单独划分防火分区，因此一般不设置直通室外的安全出口。如果换乘通道考虑站城一体化，并且有直通室外的安全出口，并增设防火卷帘等处理措施，那么可以认为换乘通道是仅次于室外的安全区，与出入口视为同样的作用。

根据本项目的特点，大部分车站与其他交通方式采用非付费区换乘，因此考虑在换乘通道处有条件设置可直通地面的出口，结合防烟分区和防烟措施，利用换乘通道作为次安全区来疏散。必要时首先疏散火灾等紧急事件影响区域，只在极端失控，特大火灾时进行整个站房疏散，采取人员进入相对安全区域继续向室外疏散的分区分阶段疏散策略。

4.5 增加闸机联动功能

当地下车站在发生火灾后，乘客会迅速由站台向站厅集中，当到达站厅层通向出入口通道时，影响人员疏散的主要是付费区和非付费区之间的进出站闸机和分隔栏杆，为了能够快速有效地通过，在疏散路径上设置的任何设施都不能阻碍通行，因此站厅付费区与非付费区之间的分隔宜采用可活动栏杆，且发生火灾时站厅付费区检票闸机应打开，保障人员能够顺利通过。

4.6 公共区采用机械排烟系统，厅台之间防烟分隔

在地下车站中发生火灾时，人首先通过嗅觉感知到烟气，烟气的弥漫加重人对火灾的恐惧，因此，公共区的防排烟设计十分重要且必要。

4.6.1 公共区机械排烟

车站公共区域采用机械排烟方式，公共区域按照规范要求划分防烟分区，每个防烟分区不大于2000m2，每个防烟分区的排烟量按规范要求设计。当排烟设备需要同时排出两个或两个以上防烟分区的烟量时，其设备能力按排出所负责的防烟分区中最大的两个防烟分区的烟量配置。

4.6.2 防烟分隔

对于大型车站，当站台至站厅的开口较大、较多时，很难保证开口处的气流速度，根据建成项目案例的经验，在洞口四周采用设置挡烟垂壁的方式对站台和站厅之间的烟气控制。

福田站地下三层，每层楼之间的楼扶梯开口处均设置了挡烟垂壁，供人流走行的一侧设置距地2.3m 的挡烟垂壁，其余三面垂壁高度从楼板至吊顶下0.5m，能够有效地防止火灾时烟气通过楼扶梯开口竖向蔓延，同时不会阻碍人员竖向疏散通行。

北京南站中部站台与上部进站大厅通过众多楼扶梯口贯通，为了防止站台列车火灾时烟气通过空口向上蔓延，采用钢化玻璃将楼扶梯围合，梯口处挡烟垂壁距地高度不超过3m。

综合以上参考案例，本项目中厅台之间洞口的防烟分隔采用电动挡烟设施，在火灾时可自动下降至距地面2.3m 处的电动挡烟垂壁。

5 结论

目前，地下空间的建设日益发展，地下空间的集散也逐渐应用在铁路车站中。为了使地下空间发展的优势能够最大化，存在的问题能够最小化仍需通过时间的考验。地下公共空间的消防安全设计至关重要，设计策略须通过专业模拟来增加消防设计的可靠性，本文通过借鉴实际案例的经验，总结铁路地下站的消防疏散问题和策略，有望为日后相似的工程研究提供一定的参考价值。