准安全区在大型铁路站房消防性能化设计中的应用

摘要：现代化大型铁路客站站房具有外观新颖、内部体量大等特点，对消防设计提出了要求，特别是对防火、防烟分区合理设置及人员疏散的优化策略提出了新的要求，在大型站房中引入了准安全区的概念可有效解决防火、防烟及人员疏散优化问题，但对于准安全区的定义及消防保护措施并没有严格的定义， 在实行上存在一定困难。这就需要根据站房的具体火灾特性开及站房的具体建筑方案开展针对性分析研究，并从整体上综合考虑建筑防火的相关技术要素，才能实现安全可靠、技术先进、经济合理的消防设计。

关键词：准安全区，封闭通道，安全区，安全疏散

1.概述

近年来，随着国家经济的发展，对铁路发展提出了新的要求，动车、高铁、城际铁路的规划与建设进入全新发展阶段，相应的，许多设计新颖，构思独特的新型大型铁路客运站建设也如雨后春笋般在各大城市的涌现，多个国内一流、世界领先的特大型铁路客运站相继建成通车，预示着铁路客运站建设进入了一个全新时代。然而，由于这些建筑的大体量，高空间的特点，使的部分区域消防设计无法满足现行规范的要求，尤其对防火、防烟分区及人员疏散提出了新的要求，引入了准安全区概念后能较为有效解决防火、防烟分隔及人员疏散问题。

2.准安全区的设置形式及基本要求

在建筑内设定准安全区应根据建筑构造因地制宜的设置，其形状，长度、面积等会随着设计不同而变化，但主要的设置可归纳为几种形式：1）封闭通道做为准安全区 2）半开敞空间做为准安全区 3）相邻楼层做为准安全区

2.1 封闭通道做准安全区

封闭通道是建筑内一些封闭的通廊、走道，这些空间使用防火墙与四周分隔，空间内不会受到相邻区域的火灾影响，并且封闭通道内有直接对室外的出口。

2.1.1 基本要求及加强措施

和安全区相比，准安全区人员没有进入室外的绝对安全区域。要保证人员安全，对准安全区提出了一些基本要求，主要为1.准安全区内不得设置任何可燃物，装修材料均应为不燃材料。 2.封闭通道应保证一定的宽度及面积供人员通行通畅，通道净宽度不应小于设计容纳人数最多一个防火分区通向封闭通高各安全出口最小净宽之和。3.准安全区内有相对独立的消防系统，包括自动灭火、报警探测及排烟系统等。4.准安全区内有直接对室外的疏散口，出口数量不小于两个。

由于严格控制了准安全区内的可燃物，装修材料，在准安全区内发生火灾概率较小，而主要应防止相邻区域火灾对准安全产生影响，由于通道大部分区域为防火墙分隔，火灾烟气可能会通过防火门蔓延，对于这些连通口需要进行加强措施防止烟气进入，可增设防烟空气幕（图1,2），风幕的取风口设在安全通道内。当收到火灾报警信号并进行火灾确认后，启动相应区域的防烟空气幕。

图2 防烟空气幕示意图

2.1.2 实例运用

通过某大型铁路站房内封闭通道做为准安全区进行模拟分析，下图3为某铁路站房地下一层示意图。图中蓝色区域为南北向两条大通道。通道宽11m，通道东西两侧使用防火墙与防火门与相邻的商业区及车库区进行防火分隔，在通道的南北两端有楼梯直通室外，这一通道形成了封闭的准安全区。

图3 封闭通道做为准安全区实例

图4 FDS建模效果图

走道使用机械排烟进行保护，考虑最不利情况，准安全区内发生人员携带行李火灾，对区域进行了FDS建模，火源位置在通道的中部，见下图2考虑行李火灾为1.5mw，将走道区域划分防烟分区，单个防烟分区排烟量不小于95000m3/h。

2.1.3 结果分析

通过FDS模拟，对安全走道内的可见度，CO,CO2，温度结果等进行了分析，并设定了人员安全准则，见下表1

表1 人员安全准则

标 准 特性界定

热辐射（热烟层） 环境2.1m以上，热烟层：对普通人员需小于2.5kW/m2或热烟层温度小于180℃

对流热 环境2.1m以下，对普通人员周围温度不超过60℃

能见度 环境2.1m以下，能见度不小于10m

CO浓度 环境2.1m以下，对普通人员CO浓度不超过450ppm

CO2浓度 环境2.1m以下，对普通人员周围CO2体积浓度不超过1%

下图5为模拟时间1200s时，走道内的温度、可见度、CO、CO2的切图

1200s时，可见度切图 1200时温度切图

1200s时，CO浓度

图5 1200s是FDS模拟可见度及温度切图

在通道内发生小规模火灾时，在排烟系统启动后，烟气能有效排除，1200s时，烟气及温度影响范围仅为火源附近约10-20m内区域，距地2.1m可见度保持在10m以上，温度低于60℃，其他CO、CO 浓度均小于判定标准，通道内的人员可以安全的疏散，该区域可定义为准安全区。

2.2 半开敞空间做为准安全区

大型站房内的半开敞空间主要为局部与室外连通的空间，这些空间有顶棚覆盖，两端或四周与室外连通，这些区域的排烟条件有利，可以利用这些些空间做为建筑内的准安全区。和封闭通道相同，在准安全通道内不得布置任何可燃物，通道内布置相应消防设施，同时在通道内有直达室外出口，其排烟可利用室外连通排烟。

图6为某站房内的半开敞区域，图中红色的内庭院，下沉广场为室外空间，黄色的大通道与室外空间相连，通道有顶棚，

对这一区域进行FDS建模分析，对火焰大小、温度、排烟进行分析模拟。

这类火灾的火焰区域高度可以按下式计算:

(1)

其中:

zfl 是间歇火焰高度 (m)；

Q 是火灾热释放速率 (kW)。

根据上式（1）计算，其火焰高度约为3.7m，通过FDS模拟温度切点，在距火源上方，2m,4m,6m,及火源侧1m,2m,3m处设置点进行分析，如下图7所示

图7 火源附近部分点温度分布图

从模拟结果可以看出在火源正上方温度较高，而远离火源靠近室外区域，温度较低，大多小于50 ºC。因此。小规模火灾对通道内影响较小，人员在通道内能安全疏散。将半敞开空间做为准安全区是合理可行的。

2.3 相邻楼层做为准安全区

大型铁路枢纽建筑功能复杂，内部运营包括高铁、地铁、长途客运、城际等，为便于人员换乘，各个功能区在相互连通，很难进行完全分隔，这也给防火、防烟分区的划分带来了困难，人员疏散相互借用。下例为地铁区域借用铁路站房出站通廊疏散实例，见下图8

图8 相邻楼层做为准安全区

上图中黄色区域为铁路站房出站通廊，为一层，地下一层为地铁出站厅，由于地铁出站厅层必须通过楼梯进入出站通廊，并经由出站通廊疏散，因此，方案中可将出站通廊进行消防设施强化，并将通廊仅做为人员通行区域，这样可为地铁疏散人员疏散提供有利的环境，尽管地铁人员疏散至最终室外需要较长距离及时间，但设定了准安全区后，能保证地铁人员在进入通廊后即为安全，对减少疏散时间，提高疏散效率起到了良好的效用。

3.结语

准安全区的设置能有效解决防火、防烟分区划分，人员疏散距离过长的问题，不论何种形式的准安全区其基本的要求主要为无任何可燃物、有不少于两个直接对安全区出口、准安全区内设有相应消防设施、能保证人员安全疏散的宽度和面积。但如何合理划分准安全区，如何保证准安全区的安全、可靠是有待深入研究的课题。准安全区对大型铁路站房的消防策略制定有着重要的地位，也是大型铁路站房可以参考使用的较为可行的重要技术方法。

参考文献：

[1]大型铁路客运站交通特征分析和规划思路探讨 朱军工 Exploration on the Features and Planning Ideas of Major Railway Passenger Station Transport

[2]BSDD240：1997 Fire Safety Engineering In Buildings

[3]“The SFPE hand book of Fire Protection Engineering” 第三版