城市鐵路公共區(qū)防火設(shè)計(jì)優(yōu)化探討

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引言

城際鐵路地下車站布置形式與地鐵類似,因此,TB10623—2014《城際鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》要求地下車站建筑防火按照GB50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì),未再進(jìn)行專門(mén)規(guī)定,GB51298—2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱“《火標(biāo)》”)發(fā)布后,一般執(zhí)行《火標(biāo)》。但城際鐵路地下車站有編組長(zhǎng)、公共區(qū)面積大等特點(diǎn),8編組站臺(tái)長(zhǎng)度即達(dá)到210m,16編組站臺(tái)長(zhǎng)度可達(dá)450m,實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中在站廳公共區(qū)建筑面積、疏散距離的控制上,《火標(biāo)》有不適用之處,有必要從建筑消防的基本原理出發(fā),結(jié)合國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定對(duì)城際鐵路地下車站的建筑防火進(jìn)行深入研究,對(duì)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的不適用之處提出建議。城際鐵路采用8編組制式的情況較為普遍,故主要針對(duì)8編組城際地下車站的建筑防火進(jìn)行研究。

1城際鐵路地下車站公共區(qū)防火設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題

1.1站廳層公共區(qū)面積

《火標(biāo)》規(guī)定地下車站站廳及站臺(tái)公共區(qū)為一個(gè)防火分區(qū),站廳公共區(qū)面積不宜超過(guò)5000m2,超過(guò)時(shí)需采取防火分隔措施,此規(guī)定主要是考慮5000m2可以滿足一般兩線換乘站的站廳公共區(qū)面積要求,為避免面積無(wú)序擴(kuò)大而增加火災(zāi)和煙氣蔓延的面積,保證人員疏散安全而作出的規(guī)定[1]。由于城際鐵路站臺(tái)較地鐵長(zhǎng),8編組標(biāo)準(zhǔn)地下車站站廳層公共區(qū)建筑面積可達(dá)3000m2,只要是含有到發(fā)線的車站及換乘站,其站廳層公共區(qū)面積即超過(guò)5000m2,限制站廳層公共區(qū)面積5000m2對(duì)車站使用、規(guī)模及投資影響較大,也與《火標(biāo)》規(guī)定此面積標(biāo)準(zhǔn)的初衷相違背。

1.2安全疏散

《火標(biāo)》規(guī)定地下車站站廳及站臺(tái)公共區(qū)最大安全疏散距離不應(yīng)大于50m,城際車站站廳層公共區(qū)長(zhǎng)度較長(zhǎng)、面積較大,為滿足疏散距離要求,經(jīng)常需要將出入口通道與主體接口擴(kuò)寬或增加安全出口,會(huì)帶來(lái)投資增加或運(yùn)營(yíng)管理負(fù)擔(dān)的加重,有必要對(duì)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行研究?jī)?yōu)化。

2城際鐵路地下車站公共區(qū)防火設(shè)計(jì)優(yōu)化思路

2.1建筑防火主要目的及保證措施

建筑防火主要目的及防火體系構(gòu)成消防工作的主要目的是保證財(cái)產(chǎn)安全與生命安全,維護(hù)公共安全,并且以減少人員傷亡為主要目標(biāo)[2]。建筑防火主要由被動(dòng)防火體系及主動(dòng)防火體系構(gòu)成。建筑被動(dòng)防火體系:主要是根據(jù)燃燒的基本原理,采取措施防止燃燒條件的產(chǎn)生或控制燃燒條件的發(fā)展,阻止火熱蔓延。即控制建筑物內(nèi)的火災(zāi)荷載密度,提高建筑物的耐火等級(jí)和材料的燃燒性能,控制和消除點(diǎn)火源,采取分隔措施以阻止火勢(shì)蔓延。被動(dòng)防火措施主要是指建筑防火間距、建筑耐火等級(jí)、防火分區(qū)、安全疏散設(shè)施、建筑構(gòu)造等。建筑主動(dòng)防火體系:主要采取措施及早探測(cè)火災(zāi),破壞已形成的燃燒條件,終止燃燒的連鎖反應(yīng),使火熄滅或把火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi),減少火災(zāi)損失。其主要依靠設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、滅火設(shè)施和防排煙系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。建筑主動(dòng)防火措施主要是指火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等[3]。建筑防火主要保證措施生命安全、財(cái)產(chǎn)安全如何保證與主動(dòng)防火、被動(dòng)防火所采取的措施息息相關(guān)[4-7]。確保財(cái)產(chǎn)安全,主要是要在火災(zāi)發(fā)生后,將火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi),不讓其波及建筑其他區(qū)域或其他建筑物,所采取的主要措施有:根據(jù)建筑物的使用性質(zhì),合理劃分防火分區(qū),將火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi),給救援提供必要時(shí)間;重要設(shè)備用房、火災(zāi)危險(xiǎn)性大的房屋提高與其相鄰區(qū)域的防火分隔措施;與相鄰建筑物保持合理的防火間距等。確保生命安全,主要是要確?；馂?zāi)發(fā)生后,人員能夠在可用疏散時(shí)間內(nèi)疏散完畢,所采取的主要措施有:合理確定建筑內(nèi)的疏散距離、安全出口寬度;根據(jù)建筑情況設(shè)置合理的防排煙措施、自動(dòng)滅火系統(tǒng);在滿足使用功能的前提下,合理確定建筑裝修材料的耐火性能等[8-10]。保證財(cái)產(chǎn)安全、生命安全的各種措施并非孤立存在,而是相輔相承的,提高裝修材料耐火性能、加強(qiáng)防排煙措施、設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)等措施可給安全疏散提供更多的時(shí)間,疏散距離就可更遠(yuǎn),同時(shí)也可以控制煙氣的產(chǎn)生、發(fā)展速度,控制財(cái)產(chǎn)損失程度。

2.2國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范規(guī)定

軌道交通的類型主要有高速鐵路、普速鐵路、城際鐵路、市域(郊)鐵路、地鐵等,國(guó)內(nèi)最早對(duì)地下車站的建筑防火作出規(guī)定的是《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》,經(jīng)過(guò)多次修訂完善,2018年形成《火標(biāo)》,其他軌道交通的地下站建筑防火執(zhí)行地鐵標(biāo)準(zhǔn)或者在地鐵標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整。各類軌道交通關(guān)于站廳層公共區(qū)防火分區(qū)面積、疏散距離及其他相關(guān)消防設(shè)施的規(guī)定如下。地鐵地鐵車站建筑防火主要執(zhí)行《火標(biāo)》,其規(guī)定站廳層公共區(qū)建筑面積不宜大于5000m2,超過(guò)時(shí)采取防火分隔措施;站廳公共區(qū)任一點(diǎn)到疏散通道口的最大疏散距離不應(yīng)大于50m;公共區(qū)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng),未要求設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。個(gè)別城市(如上海)的地方標(biāo)準(zhǔn)要求公共區(qū)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。高速、普速鐵路高速、普速鐵路主要執(zhí)行TB10063—2016《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,其規(guī)定地下車站集散廳建筑面積不應(yīng)大于5000m2,地下車站公共區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)與最近安全出口的疏散距離不得大于50m,與《火標(biāo)》基本一致。公共區(qū)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng),未要求設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。城際鐵路TB10623—2014《城際鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》要求地下車站建筑防火按照現(xiàn)行GB50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì),《火標(biāo)》于2018年發(fā)布后,一般執(zhí)行《火標(biāo)》。在地方標(biāo)準(zhǔn)中,廣東地標(biāo)DB44/T2360—2022《城際鐵路設(shè)計(jì)細(xì)則》要求站廳公共區(qū)面積超過(guò)5000m2時(shí)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),在目前的廣東城際鐵路設(shè)計(jì)中,多數(shù)地下車站的站廳公共區(qū)設(shè)置了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。市域(郊)鐵路市域(郊)鐵路主要執(zhí)行TB10624—2020《市域(郊)鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》,其規(guī)定站廳層公共區(qū)建筑面積不宜大于10000m2,超過(guò)時(shí)可利用耐火極限不低于3h的防火卷簾進(jìn)行分隔,站廳公共區(qū)任一點(diǎn)到疏散通道口的最大疏散距離不應(yīng)大于50m。公共區(qū)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng),公共區(qū)面積超過(guò)5000m2時(shí)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

2.3城際地下車站公共區(qū)防火設(shè)計(jì)優(yōu)化思路

地下站火災(zāi)工況地下車站公共區(qū)火災(zāi)工況主要有列車火災(zāi)、站臺(tái)火災(zāi)、站廳火災(zāi)。列車火災(zāi)時(shí),疏散人數(shù)為遠(yuǎn)期或客流控制期中,超高峰小時(shí)最大客流量時(shí)一列進(jìn)站列車的載客人數(shù),及站臺(tái)上的最大候車乘客人數(shù),乘客疏散至站廳,站廳作為站臺(tái)的火災(zāi)安全區(qū),設(shè)計(jì)時(shí)主要控制乘客疏散到站廳的時(shí)間,站廳到地面的時(shí)間不需進(jìn)行核算。站臺(tái)火災(zāi)時(shí),疏散人數(shù)為站臺(tái)上候車的乘客,其他疏散要求同列車火災(zāi)。站廳火災(zāi)時(shí),疏散人數(shù)為站內(nèi)的進(jìn)出站乘客,站臺(tái)、站廳乘客均需疏散至地面。建筑主要消防設(shè)施的作用消防設(shè)施系統(tǒng)主要有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)等[11-13]?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi),通知消防工作人員處理火情,并聯(lián)動(dòng)各消防系統(tǒng)按預(yù)案啟動(dòng)各相關(guān)消防系統(tǒng)。排煙系統(tǒng)主要作用為排除火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣,為人員疏散提供必要的時(shí)間[14-15]。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)可大大延緩火災(zāi)發(fā)展速度,消滅初起火災(zāi),其滅火成功率在95%以上[16-17]。建筑防火優(yōu)化思路車站建筑防火設(shè)計(jì)最根本的目的是保證乘客安全,其次是結(jié)合投資、使用功能及運(yùn)營(yíng)管理等方面考慮財(cái)產(chǎn)安全的相關(guān)措施。以此為出發(fā)點(diǎn),首先車站建筑、裝修材料采用不燃化設(shè)計(jì),從源頭上避免火災(zāi)發(fā)生的可能性、發(fā)生火災(zāi)也可延緩火災(zāi)的擴(kuò)散速度;其次,萬(wàn)一發(fā)生火災(zāi),車站的消防設(shè)施可以將乘客安全疏散至室外,并將財(cái)產(chǎn)損失控制在一定范圍內(nèi)。材料選擇上,城際鐵路地下站地面、墻面、天花、墻體等主要部位均采用不燃材料,導(dǎo)向標(biāo)識(shí)、廣告燈箱等部位可采用難燃材料,在滿足使用功能的前提下,已盡可能提高材料的安全性。公共區(qū)各區(qū)域建筑面積的控制主要是為在火災(zāi)發(fā)生后,將火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi),減小財(cái)產(chǎn)損失。由于城際車站公共區(qū)面積較地鐵大,一般含有到發(fā)線的車站及換乘站站廳層公共區(qū)建筑面積會(huì)大大超過(guò)5000m2,如設(shè)置防火分隔,將站廳公共區(qū)分為2個(gè)不大于5000m2的區(qū)域,則對(duì)使用功能有較大的不利影響,并且會(huì)增加投資及運(yùn)營(yíng)管理工作量,有強(qiáng)烈的擴(kuò)大站廳層公共區(qū)建筑面積而不設(shè)置防火分隔措施的需求。站廳層公共區(qū)建筑面積適當(dāng)擴(kuò)大滿足使用功能的要求后,發(fā)生火災(zāi)時(shí)的財(cái)產(chǎn)損失可能增加但總體可控,方案是可行的。站廳層公共區(qū)疏散距離與乘客在火災(zāi)工況下的安全性直接相關(guān),而疏散距離與車站消防設(shè)施的配置有較強(qiáng)的相關(guān)性。排煙系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是與乘客安全疏散相關(guān)的兩個(gè)重要消防設(shè)施系統(tǒng),排煙系統(tǒng)主要作用為排除火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣,為人員疏散提供必要的時(shí)間;自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)可大大延緩火災(zāi)發(fā)展速度,消滅初起火災(zāi),延緩火災(zāi)發(fā)展速度,其滅火成功率在95%以上。站廳層公共區(qū)最大安全疏散距離可結(jié)合消防設(shè)施的配置情況進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)際工程中,很多多站臺(tái)車站的站廳層面積均遠(yuǎn)超5000m2,通過(guò)消防性能化設(shè)計(jì)論證后,通過(guò)加強(qiáng)消防設(shè)施系統(tǒng),均將站廳作為一個(gè)整體考慮,未進(jìn)行防火分隔[18-20]。

3城際鐵路地下車站公共區(qū)防火設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

3.1典型車站站廳公共區(qū)布置

典型8編組單島車站站廳層公共區(qū)布置8編組單島車站站廳公共區(qū)建筑面積約3000m2,長(zhǎng)度約135m。最大安全疏散距離按50m控制時(shí),有兩種方案可供選擇。方案一為車站兩端的兩個(gè)出入口進(jìn)行擴(kuò)寬,方案二為在車站中部設(shè)置安全出口,見(jiàn)圖1。典型8編組雙島車站站廳層公共區(qū)布置典型8編組雙島車站站廳層公共區(qū)布置見(jiàn)圖2,公共區(qū)結(jié)構(gòu)外輪廓寬52.7m,長(zhǎng)約135m,建筑面積約7100m2。按《火標(biāo)》要求,需要設(shè)置防火分隔,將站廳公共區(qū)分為2個(gè)不超過(guò)5000m2的區(qū)域;同時(shí),車站中部需要設(shè)置安全出口以滿足站廳公共區(qū)內(nèi)任意一點(diǎn)到安全出口的距離不大于50m的要求。

3.2對(duì)站廳公共區(qū)建筑面積的優(yōu)化建議

由以上按《火標(biāo)》要求布置的雙島車站站廳公共區(qū)可知,站廳公共區(qū)分隔為兩個(gè)區(qū)域后,車站中部除了設(shè)置一道防火卷簾外,還需要增設(shè)安全出口,造成投資、運(yùn)營(yíng)管理工作量的增加,同時(shí),也與《火標(biāo)》要求站廳層公共區(qū)面積超過(guò)5000m2后需要進(jìn)行防火分隔的初衷(考慮5000m2可以滿足一般兩線換乘站的站廳公共區(qū)面積)相違背。實(shí)際上,站廳層公共區(qū)建筑面積適當(dāng)擴(kuò)大滿足使用功能的要求后,發(fā)生火災(zāi)時(shí)的財(cái)產(chǎn)損失增加是可控的,對(duì)車站的整體安全性、乘客疏散的安全性也無(wú)本質(zhì)性影響(乘客安全主要取決于安全疏散的時(shí)間)。因此,建議站廳層公共區(qū)面積以標(biāo)準(zhǔn)的兩線換乘站站廳層面積進(jìn)行控制,以滿足一般換乘車站的功能需求,而又對(duì)防火分區(qū)規(guī)模進(jìn)行合理限制,控制火災(zāi)發(fā)生時(shí)的影響范圍,站廳公共區(qū)面積控制宜以10000m2為宜,與市域(郊)鐵路的規(guī)定保持一致。

3.3對(duì)站廳公共區(qū)疏散距離的優(yōu)化建議

對(duì)于單島車站來(lái)說(shuō),按《火標(biāo)》布置的兩種方案均需增加投資,同時(shí),方案二還會(huì)增加運(yùn)營(yíng)管理工作量,而方案一出入口與主體相接處并無(wú)防火門(mén)等實(shí)體分隔,僅設(shè)置擋煙垂壁,雖然滿足了規(guī)范,但實(shí)際上對(duì)于乘客疏散的安全性來(lái)說(shuō),與接口處不擴(kuò)寬并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。對(duì)于雙島車站來(lái)說(shuō),其車站寬度已達(dá)到50m以上,為滿足50m的最大安全疏散距離要求,需要在車站中部?jī)蓚?cè)各設(shè)置一個(gè)安全出口或者將部分出入口設(shè)置于車站中部附近,但出入口設(shè)置于車站中部附近對(duì)進(jìn)出站客流流線不利,不論如何處理,都會(huì)引起投資增加或者對(duì)使用不利。通過(guò)前面對(duì)建筑主要消防設(shè)施的作用分析可知,自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)滅火成功率高達(dá)95%以上,即使沒(méi)有滅火成功,其也能夠大大延緩火災(zāi)的蔓延速度,為人員逃生提供更長(zhǎng)的時(shí)間。基于此考慮,《建規(guī)》規(guī)定設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的建筑,安全疏散距離可在一般規(guī)定的基礎(chǔ)上增加25%;而《火標(biāo)》僅規(guī)定了公共區(qū)最大安全疏散距離不大于50m,但未對(duì)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的情況作出規(guī)定,國(guó)內(nèi)地鐵地下車站一般也不設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),對(duì)于一般地鐵車站來(lái)說(shuō),正常設(shè)置的出入口即可滿足50m的最大安全疏散距離要求。對(duì)于城際鐵路來(lái)說(shuō),其車站公共區(qū)面積較大,正常設(shè)置的車站出入口難以滿足50m的最大安全疏散距離要求,考慮自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在滅火中的重要作用,建議在站廳公共區(qū)在設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)時(shí),疏散距離可增加25%。

3.4優(yōu)化后的車站站廳層布置

優(yōu)化后的單島及雙島車站站廳層布置見(jiàn)圖3、圖4,其站廳出入口通道與主體接口處無(wú)需做擴(kuò)寬處理,站廳中部也無(wú)需設(shè)置安全出口,節(jié)省了投資,方便了運(yùn)營(yíng)管理,也能夠滿足防火要求。

4結(jié)論及建議

因城際鐵路地下車站與地鐵基本類似,城際鐵路地下車站公共區(qū)防火設(shè)計(jì)在城際鐵路剛興起時(shí)采用了與地鐵車站基本一致的標(biāo)準(zhǔn),在后續(xù)實(shí)際設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn),城際鐵路車站在站臺(tái)長(zhǎng)度、站廳公共區(qū)面積等諸多方面存在其自身特點(diǎn),地鐵的防火標(biāo)準(zhǔn)尚不能完全適用于城際地下車站。本文通過(guò)對(duì)建筑防火的目的、方法進(jìn)行剖析,結(jié)合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定,提出了對(duì)地下車站站廳公共區(qū)面積及最大安全疏散距離優(yōu)化建議。建議既能夠體現(xiàn)城際鐵路自身特點(diǎn),也可以與《建規(guī)》《火標(biāo)》等其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)原則上保持統(tǒng)一,還可以在節(jié)約國(guó)家投資的基礎(chǔ)上保證消防安全。建議城際鐵路規(guī)范修編時(shí)對(duì)此予以考慮。

作者:周梅 單位:廣東省鐵路建設(shè)投資集團(tuán)有限公司