廣州市軌道交通新建線路消防設計方案分析

林 珊

（廣州地鐵設計研究院有限公司，510010，廣州∥高級工程師）

目前，廣州市已經建成開通軌道交通1、2、3、4、5、6、8號線，以及廣佛線、珠江新城旅客自動輸送系統共9條線路，線路總長為246.2 k m，車站155座（含廣佛線佛山段261 k m、166座車站），目前的日均客流量達500萬人次。按照發展規劃，到2017年底，廣州市軌道交通開通線路將達15條，總長508 k m，車站266座（不含廣佛地鐵佛山段）。隨著廣州市軌道交通的快速發展，客流量也同步迅速增長，與此同時，消防安全也變得更為重要。

本文結合廣州已運營軌道交通線路的情況以及GB 50490—2009《城市軌道交通技術規范》（以下簡稱《技術規范》）、GB 50157—2013《地鐵設計規范》的設計要求和其它城市消防聯動的設計思路，以廣州軌道交通13號線一期工程為例，提出了在廣州新一輪軌道交通建設中，新線的消防設計原則、消防方案以及與既有線路的區別之處，供新線建設參考。

1 工程概述

廣州市軌道交通13號線一期工程（魚珠—象頸嶺）線路長約27.03 k m，共設置11座車站（均為地下站）。其中換乘站4座，分別為魚珠站（與5號線換乘）、豐樂路站（與7號線換乘）、夏園站（與5號線換乘）、新塘站（與16號線、穗莞深城際線換乘）。設置車輛段（含控制中心）1座、主變電站2座。列車采用8節A型車編組，最高運營速度為100 k m／h。

廣州市軌道交通13號線一期工程于2009年開始啟動，其消防設計主要由車站消防、隧道緊急疏散、水消防系統、滅火器、自動滅火系統、事故通風與防排煙系統、動力與照明、通信系統、火災自動報警系統、環境與設備監控系統等組成。相對于已運營9條線路的消防設計，所需修改和調整的專業主要有建筑、通風空調、動力與照明、電扶梯、自動售檢票、門禁、火災自動報警等；同時，明確了換乘站的消防聯動方案。以下就各專業主要調整情況進行介紹。

2 建筑部分的修改

2.1 細化對耐火等級的區域描述

表1為國家相關標準對地鐵工程耐火等級的規定。本工程將耐火等級的區域描述調整為表1中2013年版《地鐵設計規范》對于地鐵工程耐火等級的規定。

2.2 明確換乘車站防火分區面積

表2為國家相關標準對地鐵換乘車站防火分區面積的規定。本工程將換乘車站防火分區面積描述調整為表2中2013年版《地鐵設計規范》對于地鐵 換乘車站防火分區面積的規定。

表1 國家相關標準對地鐵工程耐火等級的規定

表2 國家相關標準對地鐵換乘車站防火分區面積的規定

本工程共有4座換乘站。圖1為豐樂路站站廳公共區劃分示意圖。豐樂路站站廳公共區面積為6 419 m2。為了滿足換乘站共用站廳公共區不大于5 000 m2的防火要求，設計中通過設置防火卷簾及防火門，將豐樂路站13號線站廳與7號線站廳分開。13號線站廳面積為3 111 m2，7號線站廳面積為3 308 m2（見圖1）。

圖1 豐樂路站站廳公共區劃分示意圖

2.3 完善消防專用樓梯要求

表3為國家相關標準對地鐵車站消防專用樓梯的規定。本工程將地鐵車站消防專用樓梯描述調整為表3中2013年版《地鐵設計規范》的規定：消防專用樓梯和站臺至軌行區工作梯寬度為1.2 m，并設置防煙樓梯間。例如豐樂站7號線部分為三層車站，消防專用通道設置了防煙樓梯間（見圖1），中間風井均設置了直通地面的防煙樓梯（見圖2）。

表3 國家相關標準對地鐵車站消防專用樓梯的規定

圖2 地鐵車站中間風井剖面圖

2.4 細化防煙分區標準

本工程結合《地鐵設計規范》（2013年版），將防煙分區的描述調整為“地下車站的公共區，以及設備與管理用房，應劃分防煙分區，且防煙分區不得跨越防火分區。站廳與站臺的公共區每個防煙分區的建筑面積不宜超過2 000 m2，設備與管理用房每個防煙分區的建筑面積不宜超過750 m2”。

2.5 車站裝修材料要求變化

表4為國家相關標準對地鐵車站裝修材料的規定。本工程將地鐵車站裝修材料的描述調整為表4中2013年版《地鐵設計規范》對于地鐵車站裝修材料的規定。

表4 國家相關標準對地鐵車站裝修材料的規定

2.6 調整疏散時間計算方法

疏散時間的計算方法按照《地鐵設計規范》（2013版）的規定。現以溫涌路站為例進行說明。

溫涌路站設置有3組樓扶梯及1組樓梯、電梯，扶梯共5臺，樓梯共2個（寬1.8 m）。溫涌路站的預測客流見表5。

表5 溫涌路站早高峰小時設計客流 單位：人次／h

若超高峰系數設為1.3，則據表5的數據，溫涌路站設計客流為13 459人次／h。

《地鐵設計規范》（2013版）中疏散時間的計算公式為：

式中：

Q1——遠期或客流控制期中超高峰小時1列進站列車的最大客流斷面流量，人次；

Q2——遠期或客流控制期中超高峰小時站臺上的最大候車乘客人數，人次；

A1——1臺自動扶梯的通過能力，人次／（min·m）（設計能力為136人次／（min·m））；

A2——疏散樓梯的通過能力，人次／（min·m）（設計能力為62人次／（min·m））；

N——自動扶梯數量（本設計中N＝5）；

B——疏散樓梯的總寬度，m（每組樓梯的寬度應按0.55 m的整數倍計算，2個共寬3.3 m）。

列車設計對數為15對，則：

由式（1）得t≈3.94 min＜6 min。

由計算結果可知，溫涌路站的疏散時間滿足《地鐵設計規范》（2013版）規定的疏散要求。

3 通風排煙系統調整

由于最大防煙分區面積由750 m2調整為2 000 m2，單個排煙風機的排煙量增加，因此排煙風機功率由22 k W／臺調整為45 k W／臺。

對列車中部火災模式也進行了優化。對于標準區間火災的模式組合，簡化為以車站作為氣流組織的起終點，分車頭、車尾火災2種模式，取消列車中部火災的模式。對于長區間，可將中間風井視為車站處理。

4 完善電氣消防措施

《地鐵設計規范》要求火災時切除非消防電源，但由于大家對消防電源認識并不統一，多條線路仍采用火災時僅切除三級負荷的方案。近年來發生的火災多為電氣火災，因此，廣州軌道交通新線火災時切除非消防電源和聯動方案越來越受到重視。尤其是成都等均采用了在發生火災時切除非消防電源的方案。廣州在新一輪軌道交通建設中，也提出了火災時切除非消防電源的方案。

通過對地鐵車站負荷進行分析，確定二、三級負荷以及一級負荷中的公共區照明、自動售檢票、門禁的電源為“非消防電源”，在發生火災時應予以切除。

4.1 動力負荷

在變電所低壓柜內切除動力負荷電源的方案見表6。其中，方案二、方案三都能較好地利用既有系統功能，稍作擴展后即可實現切除非消防電源功能，對原系統造成的變化不大。綜合考慮新線運營管理模式、消防驗收、便于維護的需求后，推薦采用方案三。即：由BAS（環境監控系統）實現切除非消防電源功能。此方案采用已有的BAS監視功能，減少參與火災模式的系統，在消防驗收中更具成熟經驗。

火災時，BAS接收到火災確認的信號后，統一對環控設備、電扶梯等進行啟停控制后，切除非消防電源。為便于運營靈活操作，設置手動／自動模式，避免對正常運營造成不必要的影響。火災后，恢復供電由運營人員到變電所處確認無誤后手動操作。

4.2 照明負荷

非消防的照明負荷按防火分區域切除，切除方案見表7。通過分析對比，考慮操作靈活和投資等因素，推薦采用方案一，即由BAS在照明總箱處按防火分區切除照明負荷的方案。廣佛線、珠江新城旅客自動輸送系統等線路已按照方案一執行。為避免誤報時對正常運營造成的影響，以及大面積停電造成乘客恐慌，推薦采用延時切除、手動恢復方式。

4.3 完善扶梯停梯功能

在車控室BAS工作站遠程判斷扶梯能否停止運行。扶梯停止運行之后，反饋信號給BAS。發生火災時，BAS在自動扶梯指令完成后，發出切斷電源指令至低壓，可避免扶梯上乘客摔倒，以及在逃生情況下發生踩踏事故。

表6 變電所低壓柜內切除動力負荷電源方案比較

表7 非消防的照明負荷電源切除方案比較

4.4 切除自動售檢票、門禁系統電源

發生火災時，切除自動售檢票、門禁系統電源。自動售檢票、門禁系統在失電情況下會自動釋放閘機或房門，能夠滿足乘客、工作人員疏散的要求。

4.5 調整電動風閥電源配置

消防風機及其風閥為一級負荷，非消防風機及其風閥為二級風閥。但在通風空調的設計中存在消防與非消防風管共用情況。當實施切除非消防電源時，容易導致二級風閥關閉不到位。建議把所有風閥納入一級負荷配電，發生火災時不實施切除，BAS可根據需要遠方實施開啟／關閉控制。

5 完善火災自動報警系統方案

由于在車輛段等大空間設置紅外對射探測器誤報率較高，結合廣州軌道交通6號線使用吸氣式早期預報警系統經驗，確定在車輛段等大空間設置吸氣式早期預報警系統。

6 明確換乘站消防聯動方案

城市軌道交通線網形成一定規模后，線路間的換乘站越來越多，因此，明確換乘站消防聯動方案是十分必要的。換乘站消防設備及聯動系統的救災能力，在車站區域內按同一時間只發生1處火災考慮，線路按全線區間同一時間只發生1處火災考慮。

所有換乘形式的車站，隧道通風系統按各線分別獨立設置。

對于通道換乘車站，換乘通道內設置防火分隔，換乘各站通風空調大、小系統，以及水消防系統、自動滅火系統按獨立系統分別設置，且不需要聯動。共用冷源的通道換乘站，發生火災時，應關閉發生火災車站的冷源。

對于除通道換乘以外的其他換乘形式的換乘站，車站各線消火栓（包含高壓細水霧系統）增壓設施為合用。任意一條線的火災被確認后都應該啟動該站的消火栓增壓設施，而高壓細水霧系統增壓設施的啟動由防護區火災確認信號啟動。當建設時序相差不大于5年時，通風空調大、小系統及水系統按共用系統、同期實施設計，否則按分設系統設計。

通風空調系統的聯動控制應滿足以下要求：

1）當換乘站公共區發生火災時，著火區域的排煙系統實現聯動，不參與火災模式的通風空調大系統、小系統及水系統應關閉。

2）當換乘站設備用房發生火災時，該處的設備用房應啟動火災模式，通風空調大系統以及不參與火災模式的小系統、水系統應關閉。

對于換乘站的其它系統，當發生火災時，切除火災相關區域的非消防電源，強啟著火區域應急照明及疏散用導向照明，釋放火災相關區域的門禁門鎖，釋放換乘車站全部自動檢票機閘門，全部電梯迫降到安全層，公共廣播強切至消防應急廣播，防火卷簾及電動擋煙垂壁動作。

7 結語

綜上所述，廣州市軌道交通13號線一期工程的消防設計結合《地鐵設計規范》、《技術規范》的規定及已運營線路實際運營情況，主要調整了以下幾項：將風亭耐火等級調整為不應低于二級；換乘站共用站廳防火分區面積不應大于5 000 m2；超過3層（含3層）車站，消防專用通道設置了防煙樓梯間；中間風井設置了直通地面的防煙樓梯；疏散時間計算參數取值進行調整；建筑材料進行了細化；排煙風機功率增加；電氣切除非消防電源，并確定了切除方案；明確換乘站消防聯動方案及車輛段高大空間設置早期預報警系統等。

［1］ GB 50157—2003地鐵設計規范［S］.

［2］ GB 50157—2013地鐵設計規范［S］.

［3］ GB 50490—2009城市軌道交通技術規范［S］.

［4］ 廣州地鐵設計研究院有限公司.廣州軌道交通13號線一期工程消防設計總說明書［R］.廣州：廣州地鐵設計研究院有限公司，2013.

［5］ 廣州地鐵設計研究院有限公司.廣州軌道交通新線切除非消防電源和聯動方案研究［R］.廣州：廣州地鐵設計研究院有限公司，2012.

［6］ 廣州地鐵設計研究院有限公司.廣州市軌道交通換乘站消防聯動控制系統構成及火災模式聯動關系設計原則［R］.廣州：廣州地鐵設計研究院有限公司，2012.