地铁火灾防排烟设计探讨

【摘要】地铁作为城市主要的交通工具，人流量非常密集，若发生火灾，浓烟将会对地铁中的人员的身体产生巨大的影响，以往的地铁火灾事故中，火灾产生的浓烟是头号生命杀手。因此，地铁火灾防排烟设计是非常重要的。

【关键词】地铁；火灾；防排烟设计

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

前言

文章对地铁发生火灾时的特点、地铁火灾防排烟设计的重要作用做了详细介绍，对地铁车站的防排烟设计标准和地铁防排烟设计中主要存在问题进行了阐述，同时通过分析，并结合自身实践经验，对地铁火灾防排烟设计措施进行了探讨。

地铁发生火灾时的特点

地铁是通过挖掘的方法获得的建筑空间，隧道是土壤和岩石，只有内部空间，没有外部空间，不像地面建筑有门、窗与大气连通，仅有与地面连接的通道作为出入口。由于地铁隧道存在上述构造上的特殊性，与地面建筑相比，发生火灾时的特点主要体现在以下几个方面。

1.氧气含量急剧下降

地铁火灾发生时，由于隧道的相对封闭性，大量的新鲜空气难以迅速补充，致使空气中氧气含量急剧下降。有研究表明，空气中氧含量降至15％时，人体肌肉活动能力下降；降至10％－14％时，人体四肢无力，判断能力低，易迷失方向；降至6％－10％时，人即会晕倒，失去逃生能力；当空气中含氧量降到5％以下时，人会立即晕倒或死亡。

2.燃烧烟量大

火灾时产生的发烟量与可燃物的物理化学特性、燃烧状态、供气充足程度有关。地铁列车的车座、顶棚及其他装饰材料大多是可燃性材料，地下隧道发生火灾时，由于新鲜空气供给不住，气体交换不充分，产生不完全燃烧反应，导致CO等有毒有烟气体的大量产生，不仅降低了隧道内的可见度，同时加大了疏散人群窒息的可能性。

3.烟气不能及时排出

被岩石和土壤包裹的地下隧道，热交换十分困难。发生火灾时又不像地面建筑那样有80％的烟可以通过破碎的窗户扩散到大气中，而是聚集在建筑物内，无法扩散，易使温度骤升，较早的出现“爆燃”，烟气形成的高温气流会对人体产生巨大的影响。这些流动性很强的烟和有毒气体，若不加以控制或不及时排除，则会在地下通道内四处流窜，短时间内充满整个地下空间，给建筑内人员和救灾人员带来极大的生命威胁。

三、地铁火灾防排烟设计的重要性

地铁是城市客运交通的大动脉，地铁内部环境（包括温度、湿度、空气品质等等）条件很差，建筑结构复杂、出入口少、疏散路线长、电器设备种类多、人员高度集中，由于地铁结构的特殊性，一旦发生火灾，火灾中产生的热量往往很难及时地散出，且地铁内部封闭的环境导致火灾中的燃烧可能为不充分燃烧，火灾中产烟量相对于地面建筑而言可能更大，国内外地铁火灾的历史充分证明：地铁车站、客车和隧道不仅会发生火灾, 而且一旦发生火灾将很难进行有效的抢险救援和火灾扑救, 极易造成群死群伤的重大灾害事故。根据国内外地铁火灾资料统计, 地铁发生火灾时造成的人员伤亡, 绝大多数是因为烟气中毒和窒息所致。因此科学地设置防排烟设施及事故状态下进行合理的防排烟处置, 对于减少人员伤亡和财产损失具有极为重要的意义。

四、地铁火灾防排烟设计的标准

事故排烟设计按照站厅、站台及车站设备管理用房同时只有一处发生火灾来考虑。 车站站厅和站台排烟量按60m3/m2 .h计算；车站排风系统考虑兼容排烟功能，设置专用排烟风机。当排烟设备负担两个防烟分区时，其设备能力应按同时排放两个防烟分区的烟量配置。当站台层公共区发生火灾时，应保证站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有不小于1.5m/s的向下气流。

五、地铁防排烟设计中存在的问题

1.地铁火灾防排烟系统设计方式的问题

（一）通风和排烟系统同为一个系统：通风系统和排烟系统是由相同风机、消音器、风口、风道以及风亭组成。利用风机风叶正转或反转来实现系统送风或排烟。车站内烟气流动方向通常是沿隧道或站台水平方向流动。

（二）通风和排烟系统分开设置：各自成为相对独立系统，通风系统和排烟系统是分别由相互独立风机、消音器、风道、风口(风亭)等组成。排烟口、通风口分别设在站台行车道上方以及站台集散厅顶部。站台内烟气流动方向为垂直方向流动。

2.地铁排烟系统功能问题

地铁内排烟原则：沿着乘客安全疏散方向的相反方向送风。这既可阻止烟气和人员同向流动,又可给疏散逃生人员带来新鲜空气。地铁内发生火灾位置与客车的位置关系决定乘客疏散方式，而乘客疏散方式，则又决定内排烟方式。在通风和排烟系统同为一个系统的地铁排烟方式中，地铁内发生火灾时,起火位置与列车位置关系，既决定乘客疏散方向,又决定区间两端站台风机以及区间的风机送风排烟方向。

3.地铁设施中防排烟设施不完善

《地铁设计规范》中规定“地下车站站厅、站台的防火分区应划分防烟分区,每个防烟分区的建筑面积不宜超过750 m2”。一些地铁车站在建设过程中忽视防火区、防烟区划分，给消防带来很大安全隐患。主要表现在于一些地铁车站没有实施建设防排烟分区;站台通向站厅的出口处没有设置防烟屏蔽门系统等。

六、地铁火灾防排烟系统的设计措施

1.地铁公共区的防排烟系统设计

地铁车站一般由站厅层、站台层组成。从使用功能上划分为公共区和设备管理用房区，通过2~4个出入口与地面相联系。车站一般可分为5个防火分区，其中站厅、站台公共区划分为一个防火分区，车站两端的设备管理用房各划分为一个防火分区，两端的环控机房各划分为一个防火分区。由于地铁车站的特殊性，在划分防烟分区时，将站台公共区划分为独立的防烟分区，但由于列车在区间隧道内着火时，应尽可能将列车驶至车站，让乘客撤离。若列车着火，需靠停在车站站台层，此时，仍按照一个火灾区域设计排烟系统的运行，开启隧道风机进行排烟，则由于烟气温度高，会随人员疏散蔓延至站台，乃至影响到整个车站。此时，就应该执行站台层的排烟模式，避免烟气的蔓延。

2.地铁出入口通道的防排烟系统设计

（一）地铁出入口通道的计算长度

《地铁设计规范》第19.1.34条规定，对于连续长度大于60m的出入口通道应设置机械防排烟设施。但规范及条文说明并没有对出入口通道的长度的计算做出具体的规定，目前设计人员对此理解不尽相同，做法个不相同。常见的有以下几种做法，第一种做法是按照站厅至楼扶梯底部第一个踏步的长度进行计算，第二种做法是按照站厅至通道地面开口开始部位的长度进行计算。

由于地铁车站设有人防工程，在出入口通道处均设置相应的人防密闭设施，该部分梁比较低，一般与天花平齐，甚至低于天花，即便天花造型为通透的，亦被人防梁隔开，因此在划分防烟分区时，就应特别注意挡烟垂壁的划分位置及设置方式，保证排烟口在相应的储烟仓内，避免烟气外泄。

（二）地铁出入口通道防排烟系统的设计

出入口通道应单独设置防排烟设施，排烟风机的设置应与通道设计相结合，设置单独的排烟风机房，确保了系统的安全可靠性。该方式因为控制简单，可充分满足出入口通道的排烟要求，降低了火灾中的可能故障点。 因此出入口通道应采用单独设置排烟风机排烟的系统方式，结合出地面等条件设置独立的排烟风机房。

结束语

地铁火灾危害极大，并且会造成非常严重的社会影响。因此，在做好地铁防火措施的同时，加强地铁火灾防排烟设计，将火灾的危害降低到最大化，是非常有必要的。

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