浅谈地铁车站防排烟系统设计

摘要：阐述了地铁车站防排烟系统的重要性，针对地铁防排烟设计中常见的问题进行探讨。

关键词：地铁车站;防排烟；地铁设计规范；防烟分区

Abstract: this paper expounds the importance of the subway station smoke control system, smoke control and extraction design for subway in common problems are discussed.

Key words: subway station; Smoke; Metro design code; Smoke partitions

中图分类号：U231.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

地铁做为现代运输工具，具有运行速度快，运送能力大，准点，安全，对地面无太大影响，不存在人车混流现象，没有复杂的交通组织等因素，为了解决城市拥堵现象，各大中型城市都在加快修建地铁。而相对于地面建筑而言，地铁车站空间比较密闭，空间狭小，人员密度大，出入车站人员比较繁多，且还兼顾过街通道的功能，一旦发生火灾极易造成严重后果。而在建筑火灾中，烟气和高温时发生严重伤亡事故的主要原因。据美国有关资料估计，属于烧伤死亡的为26%，由于窒息，吸入烟气、一氧化碳中毒死亡的占62.4%，其他原因死亡的占11.6%。因此，地铁防排烟系统的功能必须齐全完备，性能必须安全可靠。

1、地铁车站公共区的防排烟系统

1.1地铁车站公共区的防排烟分区的划分

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。

《地铁设计规范》第19.1.37条规定：“每个防烟分区的建筑面积不宜超过750m2……”。根据条文说明，该“规定是参照日本防火法规和我国《高层民用建筑设计防火规范》的规定制定的。但考虑到地铁的站厅或站台的使用面积为1500m2左右，为使一个站厅或站台划分为两个防烟分区，故将每个防烟分区的建筑面积定位不宜超过750m2。”

《城市轨道交通技术规范》第8.4.17条规定：“地下车站站厅站台公共区和设备管理用房应划分防烟分区，且防烟分区不应跨越防火分区。站厅、站台公共区每个防烟分区的建筑面积不应超过2000m2，设备管理用房每个防烟分区的建筑面积不应超过750m2。”

地下车站的站厅、站台的面积一般分别不超过2000m2，因此在划分防烟分区时，划分站厅、站台各为一个防烟分区，相对于划分为4个防烟分区而言，排烟的控制模式简化，减少了相应的故障发生点。

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。所以，在划分防烟分区时就显得比较麻烦。一般站台层为一个防烟分区时不考虑列车在区间发生火灾的情况是可行的，但作为地铁的运行是全线的，因此就应考虑将站台和车站轨行区划分为一个防烟分区。但由于车站和车站轨行区之间有屏蔽门或梁做为挡烟垂壁，因此在计算排烟量时可分开计算考虑。

1.2出入口通道的防排烟系统

1.2.1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。

对于规定连续长度大于60m的出入口通道应设机械防排烟设施的原因，并未见有关的权威解释说明，结合对超过20m长度的内走道的防排烟设施的规定解释，应该是主要考虑人员的疏散距离。《建筑防火设计规范》在条文说明中指出，排烟口至该防烟分区最远点的水平距离如超过30m，将可能使烟气过于冷却而于烟气底层的空气混合在一起影响排烟效果，进而无法确保人员的安全疏散。由于出入口通道分别连接着站厅层和出地面，出地面部分可以认为有自然通风，烟气积聚不像内走道那么严重，因此对出入口通道的规定不像内走道那么严格，但仍应满足排烟口至该防烟分区最远点不超过30m得规定，便于人员的疏散。

一般在出入口通道第一踏步处设置挡烟垂壁，可将出入口通道分为两个防烟分区。对外部分与地面连接，可按照自然排烟考虑，该部分不必要考虑机械排烟设施。从挡烟垂壁至站厅部分为一个防烟分区，按照疏散要求，该防烟分区应满足疏散距离不大于30m的要求，也就是说该防烟分区长度不应大于60m，否则应设置机械防排烟设施。因此对于出入口通道的长度计算应按照站厅至扶梯底第一个踏步进行计算，该长度超过60m就应设置防排烟设施。

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。

1.2.2出入口通道防排烟系统的设置

设计中常从站厅层公共区排烟干管引出支管作为出入口通道的排烟管，由其负责出入口通道的排烟，该方式看似简单，但有以下问题：选站厅、站台排烟风机时，站厅、站台的排烟量大，使得风机的排烟量较大，系统难以与出入口通道的排烟量匹配；需要设置相应的排烟阀门作为控制，使得控制较为复杂；同时由于出入口通道与站厅高度不一样，排烟管道难以进入出入口通道。因此该种方式难以实现实际的排烟要求，效果较差。

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。

2、车站设备管理用房的防排烟系统

车站设备管理用房是车站安全运营的心脏部位，因而其防排烟系统的设置是非常重要和必要的。当个别设备及管理用房发生火灾，如不能安全有效的排除火灾中产生的烟气，烟气将四处蔓延，必然会影响其他房屋的安全，极易造成整个设备管理用房区的混乱，进而影响车站乃至整个地铁线路的运营。

但是，由于设备管理用房小且零乱，各房间的使用功能及火灾性差异较大，给防排烟系统设计带来很大的困难。且环控管线比较复杂，加之众多的强电、弱电、通信、信号的桥架、气体灭火系统管线及各种水管的交叉，使得管路排布较为紧张。因此，简化设备管理用房的排烟系统也就十分重要了。

地铁设备管理用房可分为三类，气体灭火房间、超过50m2的环控机房、及面积小于50m2的房间。电气设备用房设置气体灭火保护，仅火灾后排气，不设排烟系统，该类房间为了便于控制，在房间的分支管上设置电动防烟防火阀，火灾时通过阀门的开关满足气体灭火保护房间的工艺要求。灭火后，通过开启阀门、风机，对房间进行换气。

而对于面积小于50 m2的房间，由于面积小于，人员容易疏散，可不设置机械排烟设施，采用密闭隔绝防烟。

车站设备管理用房按照《地铁设计规范》19.1.34的规定，同一防火分区内的地下车站设备及管理用房的总面积超过200m2，或面积超过50m2且经常有人停留的单个房间应设置机械防排烟设施。

因此，对于站厅层设备管理用房的总面积大于200m2，应设置机械排烟系统，但并非每个房间设置排烟系统。总面积超过200m2时，其内走道设置排烟系统即可。在计算超过20m的内走道排烟量时，应考虑其不排烟房间的排烟量，布置排烟口时，应兼顾排烟口距不排烟房间内最远点距离不大于30m的要求。

3、结论：

3.1对于地铁站厅和站台公共区的防烟分区应分别划分为一个防烟分区，车站轨行区应划入站台公共区的防烟分区。

3.2 连续长度大于60m的出入口通道，应单独设置排烟风机，排烟风机应尽可能设置在机房内，其计算长度应为站厅层至扶梯底的第一踏步，同时应注意挡烟垂壁的设置。

3.3在满足消防安全和人员疏散的其前提下，尽可能优化设备管理用房的防排烟系统。

参考文献：

1、《地铁设计规范》GB50157-2003 中国计划出版社

2、《城市轨道交通技术规范》GB50490-2009 中国建筑工业出版社

3、《建筑防火设计规范》GB50016-2006中国计划出版社

4、《高层民用建筑防火设计规范》GB50045-95(2005年版) 中国计划出版社

5、张雄.地铁车站防排烟设计中若干问题的探讨和建议[J].铁道勘测与设计.2009(3)：14-18