关于下沉广场在轨道交通商业开发中防火设计问题的探究

张良

0 引言

近年来，随着我国经济的飞速发展，城市建设的速度逐步增快，土地开发强度和城市规模不断扩大，人口在大城市中大量聚集，城市人口和车辆不断增加，城市交通需求激增，城市交通繁忙、交通堵塞和环境污染等问题越来越受到大家的关注，城市交通的矛盾也越来越突出。

基于国内交通日益拥堵，轨道交通作为世界上公认的轻污染、优化城市交通结构、缓解城区地面的交通压力、减少环境污染和低能耗的“绿色交通”模式，是许多国家及城市解决交通拥堵的重要措施。轨道交通作为城市建设的一项必不可少的公益性基础设施，对城市的布局和社会经济发展会产生长远的影响。轨道交通的建设不仅有利于其沿线经济的发展、带动周边地块升值，也能较好地缓解城市中心人口规模大、住房紧张、交通拥挤、空气污染严重等问题。

截至2020 年12 月31 日，我国内地共有44 座城市开通城轨运营里程7 715.31km，运营车站达到5 189 座。

1 轨道交通地下商业开发的背景与形式

1.1 轨道交通商业开发背景

随着科学技术的进步和社会的发展，车站组成由单一功能向多功能方向发展。在以往建造的轨道交通车站中，大部分是为解决交通拥堵，快捷、便捷地运送乘客而建设的。目前，由于经济的发展，人们的物质文化水平提高，乘客对轨道交通的建设提出了越来越高的要求，使地铁车站在以交通为主的基础上，逐步向商业化、社会化的方向发展，从单一功能向多功能发展。

1.2 轨道交通商业开发方式

根据目前国内各城市经验，地铁商业开发分为以下5 种。

1.2.1 站厅层非付费区、出入口通道处商业开发

在地铁车站站厅层非付费区的乘客疏散区外，利用多余空置区域，设置银行、小商铺等零星商铺。单处商铺建筑面积不能大于30m，且站厅商铺的总建筑面积不能大于100m。

1.2.2 车站站台层配线上方商业开发

由于地铁运营要求，个别车站需在站台层设置单渡线、停车线、折返线等配线，此类车站通常在站台层较长，配线上方站厅层形成空置空间，若回填站厅层空间将造成资金投入较多，通常此区域空间作为商业开发区域预留。

1.2.3 换乘站联络线商业开发

联络线上方商业开发是两个车站交会处空间开发，相较于站厅层商业开发，联络线商业开发面积更大、开发强度更高，效益也较为可观。

1.2.4 车站上盖开发

车站上盖开发一般是在车辆段或配套成熟的地铁车站上方，以住宅、商业中心或大型商业综合体结合开发。抑或在路侧地块内车站上方开发，且周边地块规划有大量商业、住宅用地。

1.2.5 车站与周边商业联动开发

当车站周边有成熟的大型商业或两侧具备可开发的地下空间时，可以将地铁车站的钢筋混凝土墙体改为柱与轻质隔墙，在需要与商业连通时，打开轻质隔墙即可实现地铁车站的非付费区与商业联通。

2 下沉广场的分类与作用

2.1 下沉广场的分类

下沉式广场是指广场的整体或部分下沉于其周边环境，形成一个不规则的围合开敞空间。《中国土木建筑百科辞典》中对下沉广场的定义为“地面标高低于周围地面或道路标高的集散广场。可以分离步行与车辆交通，营造适宜人居的活动环境，且能丰富城市建筑空间的区域”。在国内众多城市中，下沉广场一般与大型地下商业、地下人行道、轨道交通、大型高铁或铁路站前广场连接，已成为现代城市中人们休闲、娱乐的一个重要组成部分。城市下沉广场的分类，可以从不同的功能分，主要分为两种类型：公共活动型和交通集散型。公共活动型根据其建设的方式和位置不同又可分为中心区大型综合开发型、大型建筑地下延伸型、一般综合开发型和街道小广场型；交通集散型可以根据交通方式不同与人流量的大小，分为大型交通枢纽集散型和城市地下交通型。

2.2 下沉广场在地下商业防火的作用

地下建筑由于完全沉在土里、空间封闭、火灾荷载大，着火后烟气大、能见度差、疏散和扑救困难等特点，容易造成重大人员伤亡和财产损失。因此，地下建筑的防火设计研究极为重要，特别是大量人群活动的地下商业空间。

下沉广场能够提供有效的室外疏散场地，尤其在地下商业建筑中，开放式下沉广场能有效防止人流在商业区出、入口处的堵塞，也能将室内有毒烟气排出建筑内，减轻火灾时烟气对人们的危害，保护人们的生命安全。

3 下沉广场在轨道交通地下商业开发中建筑防火设计的研究

3.1 工程概况

本文以郑州地铁3、5 号线换乘站省骨科医院站（原中兴路站）为例探析。

省骨科医院站（中兴路站）设于郑州市郑东新区，位于商都路和心怡路交叉路口地下，为轨道交通3、5 号线换乘站。车站采用“T”型岛节点换乘型式，3 号线车站设计为地下三层双柱岛式站台车站，站台计算长度140m，站台宽度14m。车站外包总长324.74m，标准段外包总宽23.5m。

3.2 工程开发设计的难点

本站商业开发区域由联络线围合而成，位于十字交叉路口道路下方，商业空间狭窄、距离分散，造成疏散距离过长。站内共设置5 个防火分区，依据《建筑设计防火规范》要求，每个防火分区需设置两个直通地面的安全出口且宽度需满足计算要求。由于本站在路口下方设置，5 个防火分区需10 个安全出口，直出地面出口设置困难，难以满足疏散要求。

下沉广场不仅具有良好的防火分隔、人员疏散、交通中心等功能，且具备较好的通风、采光功能，能有效地组织人流，创造出良好的空间感。故结合本站站位周边实际情况：难以设置较多安全出口、疏散距离超长等，考虑设置下沉广场以解决商业区安全疏散问题。

3.3 防火分区、防火分隔

依据《建筑设计防火规范》5.3.4 条规定：一级耐火等级内的商业区，若设置自动灭火系统和火灾自动报警系统，且装修材料采用不燃或难燃时，位于地下时，每个防火分区最大建筑面积不应超过2000m。

依据5.3.5 条：总建筑面积超过20000m的地下商业，应采用无门、窗、洞口的防火墙、耐火极限不低于2.00h 的楼板分隔为多个建筑面积不超过20000m的区域。

本站商业开发区域总建筑面积未超过20000m，商业区共分为5 个防火分区，每个防火分区面积不超过2000m。

商业开发与地铁公共区之间采用防火墙及防火卷帘分隔，防火卷帘宽度小于20m。如图1 车站防火分区示意图。

图1 车站防火分区示意图

3.4 安全疏散及安全出口的设计

3.4.1 安全出口数量

依据《建筑设计防火规范》要求，公共建筑商业区内每一个防火分区的疏散出口数量应经过计算确定，且不应少于2 个。本站为埋深小于10 米的地下商业建筑，共划分为5 个防火分区，每个防火分区内至少设置2 个直通室外的安全出口。

3.4.2 疏散距离的确定

依据《建筑设计防火规范》要求，一级耐火等级建筑内的疏散门或安全出口，其室内任一点至最近疏散门或安全出口的直线距离不应大于30m。当建筑内设置自动喷水灭火系统时，疏散距离可增加25%。

本站5 个商业开发区均设置了自动喷水灭火系统，其安全疏散距离可分别增加25%，即为37.5m。

3.4.3 安全出口宽度计算

3.4.3.1 人员密度取值

依据规范要求，商店营业厅人员密度当位于地下一层时，取0.60 人/m；当位于地下二层时，取0.56 人/m；本站商业区域位于地下一层，取系数0.6 人/m。

3.4.3.2 每百人疏散宽度取值

依据规范要求，每100 人最小疏散净宽度（m/百人），当楼层与地面出入口高差小于等于10m 时，取0.75m/百人；当楼层与地面出入口高差大于等于10m 时，取1m/百人。按条文注释解释，本站属于人员密集场所，疏散人数应按每100 人不小于1.00m 计算取值。

3.4.3.3 紧急疏散宽度计算

本站商业开发区共分5 个防火分区，其中商业开发区1、商业开发区2、商业开发区3，这三个防火分区及疏散互相借用，并满足借用疏散宽度小于3m，设计总疏散宽度大于计算疏散能力。商业开发4、商业开发5 利用下沉广场疏散，单独进行核算。

按《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）（2018 年版）紧急疏散宽度计算为：商店疏散人数=每层营业厅的建筑面积×人员密度；

商业营业厅的人员密度（人/m）：地下一层取0.60；

疏散走道、安全出口、疏散楼梯和房间疏散门每100 人的净宽度：1.00m；

第1 防火分区建筑面积为：1 276.5m；

第2 防火分区建筑面积为：1 957.2m（其中营业厅面积1 340.8m）；

第3 防火分区建筑面积为：1 479.6m；

第4 防火分区建筑面积为：953.5m；

第5 防火分区建筑面积为：1 353.9m；

1～3 商业区疏散所需疏散宽度为：

（1 276.5+1340.8+1479.6）×0.6×1/100=24.58m；

第1 商业区疏散所需疏散宽度为：

1 276.5×0.6×1/100=7.66m；

第2 商业区疏散所需疏散宽度为：

1 340.8×0.6×1/100=8.04m；

第3 商业区疏散所需疏散宽度为：

1 479.6×0.6×1/100=8.88m；

第4 商业区疏散所需疏散宽度为：

953.5×0.6×1/100=5.72m；

第5 商业区疏散所需疏散宽度为：

1 353.9×0.6×1/100=8.12m；

车站商业区1～3 层疏散出口疏散宽度为：1 号出入口（商业）5.5m，5 号出入口（商业）7.3m，6 号出入口（商业）5.4m，3 号疏散口（商业）1.2m，5 个1.5m 宽通向下沉广场疏散门，1 个1.5m 有效宽避难走道，总疏散宽度为：5.5+7.3+5.4+1.2+1.5×5+1.5=28.4m ＞24.58m，满足要求；

车站第4 商业区疏散出口疏散宽度为：3×1.5+1.5=6m ＞5.72m，满足要求；

车站第5 商业区疏散出口疏散宽度为：6×1.5=9m ＞8.12m，满足要求；

各防火分区宽度计算如下表2 所示。

表2 防火分区疏散宽度验算统计表

3.4.3.4 出地面安全出口设计

商业第1 防火分区由1、6 号出入口（商业）（疏散楼梯宽度分别为5.5m、5.4m）向地面疏散，设计疏散总宽度为：10.9m。

商业第2 防火分区由5 号出入口（商业）（疏散楼梯宽度为7.3m）及3 号疏散口（疏散楼梯宽度为1.2m）向地面疏散，设计疏散总宽度为：8.5m。

商业第3 防火分区由5 个1.5m 有效宽度通向下沉广场的疏散门及1 个1.5m 宽避难走道向下沉广场疏散，设计疏散总宽度为：9.0m。

商业第4 防火分区由3 个1.5m 宽疏散门及1 个1.5m 有效宽避难走道向下沉广场疏散，疏散总宽度为：6.0m。

商业第5 防火分区由6 个1.5m 宽疏散门向下沉广场疏散，疏散总宽度为：9.0m。

综上计算，各商业开发防火分区设计疏散宽度均大于等于各商业防火分区计算所需的疏散宽度，并满足大于每个商业防火分区通向下沉广场的设计疏散总净宽度。

4 结束语

地下商业设计复杂，疏散难度大、逃生困难，在进行建筑设计时，需合理地设计防火分隔、安全出口、疏散距离。下沉广场能对各商业区有效地进行防火分隔、人员疏散，且具备较好的通风、采光功能，能有效地组织人流，创造出良好的空间感。研究下沉广场在轨道交通地下商业开发中的合理运用意义深远。