地下地鐵車站防煙排煙系統的設計與分析

摘 ?要：防煙排煙系統是地鐵車站重要組成部分，直接關系到車站火災時人員疏散情況。以地下地鐵車站為案例，結合車站公共區、設備管理用房的通風排煙特點，對防煙排煙設計中存在的一些關鍵問題進行深入探討，提出了系統設計過程中的總體思路及系統配置方案，為地鐵車站發生火災時人員安全逃生提供理論依據。

關鍵詞：防煙排煙;地鐵車站;火災

中圖分類號：U231 ?文獻標識碼：A ????文章編號：2096-6903（2019）03-0000-00

1防煙排煙系統設計要點

地下地鐵車站是人流高度集中的密閉大空間場所，通風條件差。火災時地鐵通道內煙氣迅速蔓延、氧含量急劇下降。大量乘客同時涌向狹窄的通道及樓梯，熱煙氣運動方向與乘客疏散的方向一致，極不利于地鐵車站內人員的安全疏散，嚴重影響乘客快速逃生。地鐵火災不僅造成人員傷亡，而且還會引起城市地下交通癱瘓，造成重大經濟損失。因此合理的進行地鐵防煙排煙系統設計以及配置方案，能夠有效地控制煙氣蔓延，保障人員有效疏散，避免大型火災事故的發生。因此分析地鐵車站防煙排煙系統設計要點具有重要意義。

火災中的煙氣因具有遮光性、毒性和高溫特性，是造成人員傷亡和重大財產損失的最主要因素。因此地鐵車站設計中必須在保證排煙量的同時，還為乘客疏散提供一定的疏散空氣與迎面風速。《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB 51251-2017）（以下簡稱煙標）是我國第一部專門針對防煙排煙系統設計的國家標準，它的正式發布和實施，受到了業界高度關注。《地鐵設計防火標準》（GB 51298-2018）是一部針對地鐵火災的國家標準，旨在減少地鐵火災危害，保護人身和財產安全。此外不斷更新的規范標準對設計工作者們提出了更精確、更嚴格的要求。

2防煙系統設計

地下車站火災時，站臺層工作人員由設備區樓梯疏散至站廳層，后通過直通地面的安全口疏散至地面。通常采用專用風機對設備區樓梯走道進行加壓送風，及時排除進入樓梯間的煙氣，提高樓梯間的可靠性，風量需按照《煙標》計算。樓梯前室與樓梯間或走道間需設置泄壓閥，以維持樓梯間與走道的正壓差，排除樓梯間內多余空氣，阻止煙氣侵入，泄壓閥通常需要維持壓差在5～40Pa之間。需要注意的是，當獨立前室有多個門時，樓梯間、獨立前室應分別設置機械加壓送風系統。

由于煙氣向上擴散的特性，建筑上部往往被煙氣包圍。設于建筑上部的機械加壓送風系統易受煙氣威脅，使得送往樓梯間、前室的不是清潔空氣，而是煙氣。因此盡量將送風機設于系統下部，并應采取保證各層送風量均勻的措施。

3公共區排煙系統設計

車站公共區通風及防煙排煙系統簡稱為大系統，正常運行時為乘客提供過渡性舒適環境，同時在事故發生時迅速組織排除煙氣。受地下空間限制，通常將公共區通風空調系統與防煙排煙系統合設。根據《地鐵設計規范》的相關規定，火災事故按區間隧道、站廳、站臺、設備及管理用房同一時間只有一處火災考慮。

《地鐵設計防火標準》中規定了公共區防煙分區建筑面積不大于2000m2，可以使用擋煙垂壁、結構梁或隔墻來劃分防煙分區，排煙量應根據防煙分區的面積按1m3/m2·min計算。在站廳與站臺層的樓梯洞口四周需設置擋煙垂壁，同時應保證站廳到站臺層的樓梯和扶梯口具有不小于1.5m/s的向下氣流。當排煙設備需要同時排除兩個或以上防煙分區的煙量時，其設備能力應按其中兩個最大的防煙分區的煙量配置。儲煙倉是在排煙區域頂部蓄積熱煙氣的局部空間，其高度決定著排煙口的面積和數量。保證最小清晰高度的情況下，儲煙倉厚度越大，提供給人員逃生的時間越長。火災發生后，車站防煙排煙系統啟動，進入火災工況工作模式。站臺層乘客通過樓梯或扶梯向站廳層公共區疏散，然后由站廳通過出入口疏散至地面。車站內無關系統關閉，公共區回排風系統切換至排煙工況，啟動對應防煙分區的排煙風機，開啟排煙風管上電動風閥，關閉無關風閥及風機，利用排風兼排煙風管將煙氣排除，通過出入口通道進行自然補風。

4設備管理用房排煙系統設計

地鐵車站設備管理用房是車站正常運營的心臟。它包括車站變電所、弱電控制用房等設備用房和管理人員用房。由于設備管理用房空間較小，各房間的使用功能和性質差別大，在設計過程中通常將設備用房通風空調系統與防煙排煙系統合并使用。

設備管理區每個防煙分區面積不宜大于750m2。同一防火分區內的車站設備管理用房總面積超過200m2，或單個房間面積超過50m2且經常有人停留必須設置機械排煙設施。走道長度大于20m時，需采用排煙措施。走道防煙分區的劃分需滿足《煙標》中對防煙分區的要求。火災時，設置了氣體滅火裝置房間空調風管上的全自動防煙防火閥，火災撲滅后由該房間的通風空調系統進行事故分析后再通風。對于未設置氣體滅火裝置的設備用房，其排煙需納入走道排煙系統，并補充不少于50%的新風。當任一房間發生火災時，該房間按設定的要求排煙或進行防火隔斷，同時對排煙區域送入不小于排煙量50%的補風量。地下地鐵車站通常利用室外新鮮空氣進行機械補風，補風口位于儲煙倉以下，以形成理想氣流。

5設計與探討

近年來，越來越多的地鐵線路開通，極大地緩解了地面交通運輸壓力，逐漸成為市民出行的主要交通工具。地下地鐵車站環境封閉，加之人員密集，更需要我們提高警惕。在地鐵防煙排煙系統設計中，通過合理選擇設備、優化控制模式，同時對排煙模式中消防聯動進行有效地設計，組織合理的煙氣氣流，同時建立有效的煙氣控制措施。

參考文獻

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收稿日期：2019-06-25

作者簡介：程禾堯（1991—），女，湖北監利人，碩士，工程師，研究方向：地下空間工程設計。

Design and Analysis of Smoke Control and Exhaust System in Underground Metro Station

CHENG Heyao

（Wuhan Municipal Engineering Design & Research Institute Co.， Ltd. Wuhan Hubei 430000）

Abstract：?The smoke and smoke exhaust system is an important part of the subway station， which is directly related to the evacuation of personnel during the station fire. Taking the underground subway station as an example， combining with the characteristics of ventilation and smoke exhausting in the public area and equipment management room of the station， some key problems in the design of smoke and smoke exhausting are discussed in depth， and the overall idea and system configuration in the system design process are proposed. The plan provides a theoretical basis for the safe escape of personnel in the event of a fire at a subway station.

Keywords：?smoke and smoke exhaust; subway station; fire