覃　萍

(南寧市消防支隊(duì)，廣西 南寧　530022)

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南寧市軌道交通青秀山站消防性能化評(píng)估

覃萍

(南寧市消防支隊(duì)，廣西 南寧530022)

以南寧市軌道交通青秀山站為研究對(duì)象，有針對(duì)性地對(duì)深埋地下車站的消防安全進(jìn)行系統(tǒng)的專項(xiàng)論證。采用消防安全性能評(píng)估方法評(píng)估設(shè)計(jì)方案的安全性，對(duì)青秀山站安全疏散以及煙控策略等內(nèi)容進(jìn)行模擬計(jì)算，結(jié)果表明，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案能夠在火災(zāi)時(shí)保證人員的安全疏散。根據(jù)青秀山站消防現(xiàn)狀提出防排煙和人員疏散等優(yōu)化措施，以提高建筑消防系統(tǒng)可靠性。

軌道交通站；安全疏散；煙控策略；性能化評(píng)估

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，以地鐵為代表的城市軌道交通建設(shè)飛速推進(jìn)。地鐵交通作為一種現(xiàn)代化的交通手段，具有方便、快速、平穩(wěn)、運(yùn)輸量大的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前，我國39個(gè)城市地鐵建設(shè)規(guī)劃獲批，總里程超過7 000 km，預(yù)計(jì)至“十三五”末，全國城市軌道交通線路將達(dá)177條[1-2]。地鐵快速建設(shè)的同時(shí)，也給地鐵的消防安全帶來了巨大的挑戰(zhàn)，按照現(xiàn)行國家消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防火設(shè)計(jì)時(shí)，存在諸多設(shè)計(jì)難點(diǎn)，難以滿足其功能要求[3]。

1　工程概況

1.1建筑概況

南寧市軌道交通3號(hào)線工程線路長約27.9 km，含23座地下車站，其中青秀山站是自北向南的第17站，青秀山景區(qū)作為國家5A級(jí)景區(qū)，青秀山站點(diǎn)的建設(shè)將進(jìn)一步起到便民利民，提升南寧“綠城首府”形象的作用。該站點(diǎn)位于南寧市青山路東側(cè)，橫跨鳳嶺南路設(shè)置，大致呈南北走向，由于該站區(qū)間需要下穿邕江，無法進(jìn)一步抬升軌道標(biāo)高，故青秀山站埋深較深，為3號(hào)線全線埋深最大車站(軌面埋深約53 m)，站廳層位于地下4層，站臺(tái)層位于地下5層。

1.2消防隱患

青秀山站消防設(shè)計(jì)中人員疏散和煙控策略等設(shè)計(jì)超出現(xiàn)行的《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50157—2013)相關(guān)要求。與其他常規(guī)的軌道交通地鐵站相比，青秀山站埋深較深，站廳層位于地下4層，站臺(tái)層位于地下5層，一旦發(fā)生火災(zāi)，排煙阻力大，其煙氣氣流組織相對(duì)復(fù)雜，加之地鐵環(huán)境相對(duì)封閉并且疏散距離較長，其危險(xiǎn)性有待通過消防性能化評(píng)估方法進(jìn)行驗(yàn)證[4]。

2　性能化評(píng)估

本文從最不利點(diǎn)角度出發(fā)，設(shè)置了多個(gè)火災(zāi)場景，采用FDS量化模擬分析了煙氣流動(dòng)蔓延情況，并結(jié)合疏散模擬軟件STEPS對(duì)青秀山站進(jìn)行了整體疏散模擬，判定當(dāng)前消防設(shè)計(jì)的可靠性。

2.1火災(zāi)場景設(shè)定

根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的位置、火災(zāi)規(guī)模、排煙設(shè)施設(shè)置等共設(shè)定10個(gè)火災(zāi)場景進(jìn)行模擬計(jì)算，不同火災(zāi)場景的火災(zāi)增長速率均設(shè)定為0.046 9 kW·s-2，具體見表1。

表1　火災(zāi)場景統(tǒng)計(jì)表

2.2煙氣流動(dòng)模擬分析

本文選取站臺(tái)區(qū)公共區(qū)火災(zāi)場景五為例進(jìn)行數(shù)值模擬分析，模擬結(jié)束1 800 s時(shí)的結(jié)果如下：(1)站臺(tái)層的上層煙氣溫度達(dá)到47 ℃左右，下層煙氣溫度達(dá)到42 ℃左右，站廳層的煙氣溫度無明顯變化；(2)站臺(tái)層距地面上方2 m處的CO2濃度為0.2%，站廳層的CO2濃度無明顯變化；(3)站臺(tái)層距地面上方2 m處的CO濃度為140 ppm，站廳層的CO濃度無明顯變化；(4)站臺(tái)層距地面上方2 m處的能見度降至13 m，站廳層的能見度無明顯變化；(5)站臺(tái)層的兩處樓扶梯通道的風(fēng)速為3.4 m·s-1。由模擬結(jié)果可得達(dá)到人體耐受極限的時(shí)間，見表2。

表2　火災(zāi)場景五模擬結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

由模擬結(jié)果可知，在開啟站臺(tái)公共區(qū)域的排煙系統(tǒng)，同時(shí)開啟起火側(cè)軌行區(qū)的隧道及軌頂排煙系統(tǒng)，利用車站站廳公共區(qū)的新風(fēng)系統(tǒng)通過連接站廳和站臺(tái)公共區(qū)的樓扶梯口補(bǔ)風(fēng)的情況下，煙氣能夠控制在起火站臺(tái)公共區(qū)，沒有蔓延至站廳公共區(qū)，站臺(tái)層的兩處樓扶梯通道形成的下行風(fēng)速，能夠阻止煙氣通過樓扶梯通道蔓延。

2.3疏散人數(shù)確定

南寧市軌道交通青秀山站疏散人數(shù)及分布，可根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的南寧市軌道交通青秀山站人流預(yù)測資料，利用“人流量法”計(jì)算得出，并考慮一列地鐵的滿載人數(shù)。青秀山站車輛初、近、遠(yuǎn)期均采用6輛編組，每列定員1 460人，遠(yuǎn)期2043年列車發(fā)車每小時(shí)取30對(duì)。對(duì)于地鐵車站這類交通工程而言，其主要功能是運(yùn)送乘客，乘客僅將地鐵車站作為一個(gè)臨時(shí)過渡的空間，不會(huì)長時(shí)間在車站內(nèi)停留，地鐵車站內(nèi)的人數(shù)與人流量和停留時(shí)間密切相關(guān)。根據(jù)乘客在地鐵車站停留時(shí)間和車站客流情況，通過停留時(shí)間與小時(shí)高峰客流的關(guān)系可計(jì)算得出站廳、站臺(tái)的人員數(shù)量分布，站臺(tái)需要疏散人員數(shù)量70人，站廳需要疏散97人。

2.4人員疏散消防性能化分析計(jì)算

采用STEPS人員疏散軟件模擬建筑內(nèi)人員疏散情況，并確定人員疏散行動(dòng)時(shí)間，由表3可見，所有人員均可以在危險(xiǎn)來臨之前疏散至安全區(qū)域。

表3　人員疏散總時(shí)間統(tǒng)計(jì)表

3　強(qiáng)化措施

通過消防性能化評(píng)估可以看出當(dāng)前的消防設(shè)計(jì)滿足人員疏散需求，在危險(xiǎn)來臨之前乘客可以疏散至安全區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，為更好地保證南寧市軌道交通青秀山站的消防安全，擬采取以下強(qiáng)化措施。

3.1控制火災(zāi)荷載

控制車站內(nèi)的可燃物數(shù)量，降低車站火災(zāi)危險(xiǎn)性，是保證車站消防安全的根本。根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)性的分析，確定了車站內(nèi)的可燃物分布狀況，針對(duì)其分布狀況，對(duì)可燃物的控制措施如下：(1)地下車站的站臺(tái)、站廳疏散區(qū)和通道內(nèi)不得設(shè)置任何商業(yè)設(shè)施；(2)加強(qiáng)車站內(nèi)的消防安檢，禁止地鐵乘客攜帶易燃易爆物品進(jìn)入車站內(nèi)；(3)布置在車站站廳和站臺(tái)公共區(qū)的電氣線路均要求使用低煙無鹵阻燃型電纜并設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；(4)裝修方面要求頂棚、墻面、地面的裝飾應(yīng)采用A級(jí)材料，車站公共區(qū)內(nèi)的廣告燈箱、休息椅、電話亭、售(檢)票機(jī)等固定服務(wù)設(shè)施的材料應(yīng)采用低煙、無鹵的阻燃材料。

3.2強(qiáng)化防火分隔

車站公共區(qū)和周圍設(shè)備區(qū)采用防火墻和甲級(jí)防火門進(jìn)行嚴(yán)格分隔，防止火災(zāi)在車站公共區(qū)和設(shè)備區(qū)之間蔓延。

3.3加強(qiáng)防排煙系統(tǒng)

為提高軌頂排煙系統(tǒng)作為輔助排煙措施的有效性，車站應(yīng)采用半封閉的站臺(tái)門系統(tǒng)，與軌行區(qū)進(jìn)行分隔；否則軌頂排煙系統(tǒng)應(yīng)增設(shè)排煙支管通向站臺(tái)公共區(qū)。完善疏散通道上的防煙排煙設(shè)施；且防煙排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)分別設(shè)置在單獨(dú)的風(fēng)機(jī)房內(nèi)?？紤]青秀山站埋深較深導(dǎo)致排煙阻力增大，可采用合理的補(bǔ)風(fēng)策略，作為降低補(bǔ)風(fēng)環(huán)路阻力的加強(qiáng)措施。鑒于車站埋深較深，建議排煙設(shè)備的壓頭及功率在計(jì)算值的基礎(chǔ)之上，考慮一定的安全系數(shù)。

車站站臺(tái)或軌行區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，車站站廳公共區(qū)開啟新風(fēng)系統(tǒng)，為車站站臺(tái)公共區(qū)排煙系統(tǒng)、軌頂排煙系統(tǒng)、隧道排煙系統(tǒng)補(bǔ)風(fēng)。為防止火災(zāi)工況下，地面新風(fēng)井和排風(fēng)井、活塞風(fēng)井之間發(fā)生煙流短路現(xiàn)象，新風(fēng)井和排風(fēng)井、活塞風(fēng)井之間的間距不小于20 m，且新風(fēng)井不應(yīng)位于當(dāng)?shù)爻Ｄ曛鲗?dǎo)風(fēng)向的下游，新風(fēng)井和排風(fēng)井、活塞風(fēng)井之間宜設(shè)置擋煙措施。

3.4強(qiáng)化疏散策略

新增設(shè)的消防電梯、疏散樓梯應(yīng)直通室外，如確有困難，應(yīng)分別采用長度不大于30 m(消防電梯)和15 m(疏散樓梯)的通道到達(dá)室外地坪。消防電梯應(yīng)靠近車站控制室或分控室，車站所有樓扶梯均可用于疏散。車站內(nèi)設(shè)置應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)，消防應(yīng)急照明的應(yīng)急工作時(shí)間應(yīng)滿足《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》(GB 17945—2010)的規(guī)定，且不應(yīng)小于1.5 h?？紤]到車站的規(guī)模較大，公共區(qū)的人流復(fù)雜，車站公共區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置連續(xù)可視的發(fā)光疏散指示標(biāo)志，對(duì)人員的疏散起到疏導(dǎo)作用。

3.5完善滅火系統(tǒng)

地下一層、電纜夾層及風(fēng)亭各層走道等相關(guān)部位均應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)消火栓和滅火器。車站內(nèi)設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，消火栓間距應(yīng)保證車站內(nèi)任何部位有兩個(gè)消火栓的水槍充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)，且不應(yīng)大于30 m。鑒于青秀山站的車站站臺(tái)和站廳公共區(qū)域采用鏤空吊頂?shù)男问?，其火?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)其吊頂形式和鏤空率，明確合理的布置方式和設(shè)計(jì)參數(shù)。站廳層和站臺(tái)層的自動(dòng)扶梯應(yīng)設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)。考慮到站臺(tái)層設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，應(yīng)考慮在疏散路徑中采取防滑措施。

4　結(jié)論

不同火災(zāi)場景的消防性能化分析表明，雖然青秀山站相較于其他軌道交通站存在明顯的差別，但是當(dāng)前消防設(shè)計(jì)方案是可行和有效的。站臺(tái)層(或站廳層)火災(zāi)的煙氣不會(huì)蔓延到站廳層(或站臺(tái)層)；疏散樓扶梯和出入口不受煙氣侵襲，且下行風(fēng)速不低于1.50 m·s-1；車站內(nèi)人員能夠在煙氣發(fā)展到人體耐受極限條件之前疏散至安全區(qū)域，確保人員的生命安全。

[1] 賴克光.地鐵消防安全評(píng)估模型及應(yīng)用研究[D].廣州：華南理工大學(xué),2013.

[2] 張子龍.我國地鐵消防安全問題及對(duì)策[J].武警學(xué)院學(xué)報(bào),2015,31(12):51-54.

[3] 龔澤宇,陳利斌.現(xiàn)代地鐵消防安全狀況調(diào)查與思考[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2008(4):16-18.

[4] 翁小雄,黃德劍.地鐵消防安全性能化評(píng)估[J].消防科學(xué)與技術(shù),2012,31(1):19-22.

(責(zé)任編輯李蕾)

A Performance-based Fire Evaluation of Qingxiushan Rail Transit Station

QIN Ping

(NanningMunicipalFireBrigade,GuangxiAutonomousRegion530022,China)

Taking Qingxiushan Station as the target for the research, this paper intends to make a study of the fire safety with a deep underground fire station. A focus is on the prevention of smoke and personnel evacuation, and a performance-based evaluation method of the fire safety is used. The strategy of the safety evacuation and smoke control are simulated and calculated. The results show that the existing design can ensure a safe evacuation in case of a fire.

rail transit station; safety evacuation; smoke control strategy; performance-based evaluation

2016-06-06

覃萍(1981—)，女，廣西河池人，工程師。

X932

A

1008-2077(2016)08-0073-03