城際鐵路地下站公共區(qū)消防策略探討

謝霞菲

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京100000）

如今社會經濟高速發(fā)展，城市人口占用土地面積急劇上升，隨著國土空間規(guī)劃逐漸貫徹深入，集約用地是城市發(fā)展的首要前提。而鐵路發(fā)展需要大量的土地資源，這與城市發(fā)展、國土空間規(guī)劃相違背，為了能夠實現(xiàn)交通便捷，因此，越來越多的公共交通開始開辟地下空間，除了傳統(tǒng)的城市地鐵穿越城市難以在地面有一席之地，城際鐵路車站也將逐漸進入地下空間，為以后城市發(fā)展奠定基礎和預留良好條件。本項目中城際鐵路車站的建筑規(guī)模一般在7-9 萬m2左右，多為地下兩層建筑，有的車站甚至多條線路集中換乘，集散廳面積大，疏散客流大，疏散路徑復雜。而現(xiàn)行相關規(guī)范中還沒有針對此類型車站有專門的條文規(guī)定，只能依據有類似特點的地鐵車站規(guī)范條文來執(zhí)行，而城際鐵路車站又難以全部執(zhí)行地鐵規(guī)范條文，作為新興的研究，已建成的車站較少，實踐經驗較少，因此，本文根據工程項目梳理城際鐵路的典型特點和消防難點，分析此類地下車站的防火分隔、疏散方式，借鑒建成案例的消防措施，探討整體消防的策略，為其它車站的消防設計提供參考，為以后制定相關規(guī)范提供依據。

1 工程特點

城際鐵路的主要作用是運輸大城市市區(qū)內和城市組團之間跨區(qū)域的中短途客流。推動城市群協(xié)同發(fā)展，構建多層次的空間結構，200km/h 以上的時速為城際間的客流出行提供高效快捷的便利服務，具有不可替代性。

城際鐵路地下車站雖然屬于國鐵車站的范疇，但由于建于地下，與以往常規(guī)的地上國鐵車站有很大的差別，從功能布局上來看與地鐵車站模式相似。而與地鐵車站不同的是，城際列車車輛類型為CRH 動車組，列車編組8-16 節(jié)，車廂內采用軟席座椅。根據本項目服務京津冀圈層的本線城際客流和跨線城際客流，同時兼顧東北、蒙西、華北等地至副中心地區(qū)的中長途客流的特點，旅客在站內滯留時間較傳統(tǒng)鐵路相對較短，候車模式以通過為主候車為輔。基于該模式，候車區(qū)為售票、候車、進站通道、服務設施一體化的綜合性大空間。站廳層為滿足綜合服務需要設有商業(yè)設施，再加之旅客攜帶行李較多，因此可燃物較多，火災荷載高，風險較大。

本項目中地下車站規(guī)模較大，常規(guī)車站站型為雙島四線，有效站臺長度因車站而異，根據客運組織遠期到發(fā)線?？苛熊嚨木幗M數量而定，長站臺長450m，短站臺長220m，車站總長均在1km 左右，站形狹長，一般為地下兩層車站，層高較高，埋深比較深。層高高，因而廳臺樓扶梯組多且樓扶梯開洞大，發(fā)生火災時，煙氣的蔓延控制難度增大，給站廳站臺的分隔帶來一定難度。

2 火災類型及安全目標

2.1 行李火災

乘客攜帶行李屬于易燃、可燃物，發(fā)生火災的可能性也比較大，為客運中主要的火災荷載，一旦發(fā)生會造成人員傷亡和較大的經濟損失，需要引起重視。

2.2 列車火災

雖說現(xiàn)代地鐵列車所用的材料已經與從前列車所用的材料大不相同了，基本采用不燃或難燃材料制作，也提高了列車的整體耐火性能。并且由于車廂內有較多的乘客，火災會在早期被發(fā)現(xiàn)和被撲滅。列車本身發(fā)生嚴重火災的可能性是極低的。列車內發(fā)生火災概率較大的是乘客的行李燃燒，進而引起車廂內材料的局部燃燒。一旦在某一時刻發(fā)生了，就會造成較嚴重的后果。

2.3 商業(yè)火災

本項目中站廳一般為綜合性的服務大廳，商業(yè)空間、服務設備、候車區(qū)座椅等可燃物較多，危險等級高，誘發(fā)火災的可能性也隨著商業(yè)規(guī)模的變大而增加。

2.4 安全目標

保證人員安全疏散是建筑防火設計中的一個重要安全目標，人員安全疏散即建筑物內發(fā)生火災時整個建筑系統(tǒng)（包括消防系統(tǒng)）能夠為建筑中的所有人員提供足夠的時間疏散到安全的地點，整個疏散過程中不應受到火災的危害。其次是將火災控制在一定范圍，盡量減少財產損失。

3 城際鐵路地下站的消防難點

3.1 車站公共區(qū)面積較大，防火分區(qū)難劃分

城際鐵路地下站按照TB10063-2016《鐵路工程設計防火規(guī)范》，以及現(xiàn)行GB50157-2013《地鐵設計規(guī)范》：地下車站站臺和集散廳應劃分為一個防火分區(qū)，同時集散廳建筑面積不應大于5000m2。而本項目中地下車站不同于常規(guī)地鐵站的編制規(guī)模，集散廳面積達到近1 萬平方米，同時在建筑設計上考慮集散廳人員通行和集散的功能需要、視覺感受、服務標準等因素，在水平和豎向空間上貫通。公共區(qū)域的大空間在滿足通行要求的同時也力求空間效果，難以采用物理分隔的形式來劃分，所以難以滿足國家現(xiàn)行相關規(guī)范對防火分區(qū)面積的要求。

例如：雙島四線、450m 站臺地下車站站臺和集散候車廳劃分為一個防火分區(qū)，防火分區(qū)面積為25998m2，其中地下一層公共區(qū)的面積達13136m2；兩臺側式四線、220m 站臺地下車站站臺和集散候車廳劃分為一個防火分區(qū)，防火分區(qū)面積為10460m2，其中地下一層公共區(qū)的面積達6500m2。超過了《鐵路工程設計防火規(guī)范》TB10063-2016 第11.0.2.1 條“地下車站站臺和集散廳應劃為一個防火分區(qū)，其中集散廳建筑面積不應大于5000m2”的要求。

圖1 450m 島式站臺防火分區(qū)示意圖

圖2 220m 側式站臺防火分區(qū)示意圖

3.2 地下疏散設計條件困難

由于換乘需求，其中某些車站參與地鐵、航站樓、區(qū)域快線等多種交通方式的換乘，同時聚集使客流數據、客流來源較為復雜，候車、乘車功能的不同導致?lián)Q乘人流、換乘路徑、換乘時間復雜，人員疏散過程存在極大的不確定性，給疏散組織也帶來一定的困難，一旦發(fā)生火災，后果不堪設想。對于常規(guī)地鐵站疏散至站廳層之后，將站廳視為次安全區(qū)（超大前室），人員在開闊的空間內疏散就有了相對的緩沖空間，人流分股疏散到出入口不易形成擁堵的節(jié)點，所以不再要求站廳計算疏散時間。而現(xiàn)行規(guī)范對于這種大客流城際鐵路地下車站的疏散設計并沒有相關規(guī)定，因此，確定疏散人數、計算疏散時間是消防設計的難點之一。

3.3 防排煙系統(tǒng)復雜，設計難度大

由于車站型式較長，而新排風系統(tǒng)機械帶動的距離有限，在公共區(qū)中部增加設備機房，由此來增加新排風系統(tǒng)覆蓋范圍，設備機房將完整的公共區(qū)割裂，但也難以滿足大空間防排煙的可靠性，如何有效控制煙氣蔓延，保證人員在疏散的過程中不受火災煙氣的傷害是消防設計中的重點，需要對車站的方案進行分析研究，采取合理適宜的防排煙系統(tǒng)設計。

3.4 商業(yè)設施增加火災風險

城際鐵路車站的站廳層作為共享空間，為了提高服務品質，提高運營收益等設置相應的商業(yè)開發(fā)空間，而配套商業(yè)、旅客服務設施通?？扇嘉飻盗枯^多，火災荷載很高，再加之車站換乘客流大，就會帶來更大的火災風險，使得防火分區(qū)劃分和安全疏散設計更加復雜、難度更大。

4 消防策略

4.1 合理劃分防火分區(qū)，避免火災發(fā)生蔓延現(xiàn)象

4.1.1 防火單元分隔

站廳層公共區(qū)域用于人流交通、人流集散，為了保證旅客的高效通行，在空間上難以依據規(guī)范使用物理分隔來劃分防火分區(qū)，為了控制火勢蔓延，應當將母嬰候車室、售票廳、旅客服務中心等引發(fā)火災可能性較高的區(qū)域進行分隔，劃分為獨立的防火單元，即采用耐火極限不低于2h 的不燃燒體防火隔墻或防火玻璃（如售票廳有通透的設計要求時采用）和1.5h 的不燃燒體頂棚與其他空間進行防火分隔，在隔墻上開設門窗時，應采用甲級防火門窗；內部按照規(guī)范設置自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)及排煙系統(tǒng)，每個防火單元的面積應控制在300m2以內。

4.1.2 防火隔離帶分隔

“防火隔離帶”概念最初提出是在城市消防規(guī)劃建設與建筑防火管理中，為提高整個城市的防火能力，工廠、商業(yè)、居住區(qū)等建筑相互間都應預留出足夠的間距作為防火隔離帶，防止著火建筑的輻射熱在一定時間內引燃相鄰建筑。隨著超大空間、超大防火分區(qū)建筑的不斷出現(xiàn)，“防火隔離帶”的概念開始被借用到室內消防設計與規(guī)劃中。諸如會展中心、機場站房等高大空間建筑，若采用傳統(tǒng)防火分區(qū)劃分方法將無法保證建筑的使用功能與視覺效果，進而采用設置防火隔離帶的方法進行分區(qū)，即在建筑內根據可能的火災荷載及火災規(guī)模設置相應寬度的通道，該通道內不設可燃物，并配合噴淋、排煙系統(tǒng)的作用，避免火災時隔離帶一側的火焰輻射蔓延至另一側，以防止火災大面積范圍蔓延。對于車站內集中型大面積的候車廳，設置一定寬度的防火隔離帶，每個防火隔離帶分隔的面積不大于5000m2，隔離帶范圍平時僅作為人員通行區(qū)域，不得設置任何可燃物，在設置防火隔離帶的上方適當降低吊頂高度作為擋煙措施，有效控制火勢在熱輻射作用下蔓延至更大范圍。

4.2 疏散距離、疏散人數、疏散寬度的設計

通常消防安全疏散設計中人數的確定、人流疏散的走行距離、通過設施的寬度是保證一定時間內人員全部到達安全區(qū)的關鍵控制因素。地下站站臺設置在地下二層，列車在站臺層?？浚浅丝拖鄬械牡攸c，也是乘客到達地下最深的地點，對于規(guī)范中疏散時間的計算，由于廳臺樓扶梯提升高度高并且是疏散路徑上的瓶頸點，所以計算核心是指站臺至站廳的時間，由此我們可以反過來驗證樓扶梯寬度設置的合理性。整個疏散過程中需要重點考慮的是站臺疏散人數，站廳是相對的安全區(qū)，進入站廳內人流是分股疏散，距離安全出口50m 范圍的大空間具有緩沖的作用，無人流堆積點，因此當站廳滿足50m 內有安全出口時，不再核算疏散的時間。

4.2.1 站廳公共區(qū)范圍任一點滿足走行距離至安全出口小于50m 設置出口/安全出口，站臺公共區(qū)范圍內所有區(qū)域均按走行距離50m 內設置疏散樓扶梯（如圖3、4）。

4.2.2 確定疏散人數。疏散過程中首先考慮站臺人員如何疏散至站廳，其次考慮站廳如何疏散至地面安全區(qū)，而疏散總人數=站臺候車人數（含工作及服務人員）+一列車進站人數（含超載人數）+站廳候車最高集聚人數（含工作及服務人員）。依據建設單位提供的客流預測報告，首先確定遠期最大客流高峰小時發(fā)送量，再根據運營組織模式確定一個發(fā)車間隔內所通過站臺列車的總人數，以及站臺上相應的工作人員總人數，按照1.4倍的超高峰系數計算車站的超高峰小時客流量。候車區(qū)人數根據站房最高聚集人數，考慮1.1 倍的安全余量確定候車總人數。

圖3 450m 島式站站廳、站臺疏散距離示意圖

圖4 220m 島式站站廳、站臺疏散距離示意圖

4.2.3 疏散寬度驗證。通過上述計算得出的每個站臺疏散人數，按照現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的疏散時間驗算樓扶梯寬度、數量是否滿足要求。（滿足疏散時間的同時需滿足前述疏散距離要求）。

4.3 限制可燃荷載，將“燃料島”應用于商業(yè)防火

“燃料島”概念是PaulaBeever 博士在對日本關西機場進行火災安全設計時提出的理論，在香港機場的消防設計中也有應用。香港機場應用“燃料島”概念時，被點燃的可燃物組群具有較小的面積，其面積根據可燃物組群的燃燒特性而有區(qū)別。比如低燃燒值物品可占較大面積，作為同一用途的一個區(qū)域（或島）可有多個可燃物組群組成，而這些組群相互之間必須保持一定距離以防止火災蔓延到相鄰組群。

由于鐵路運營模式特點具有等候性，為了方便旅客出行的需求，提高服務水平，配套商業(yè)設施也成為車站內部的必要組成空間。在兼具快速疏散客流和提供高品質服務的同時，要嚴格按照要求：站廳站臺公共區(qū)內不應布置臨時商業(yè)服務設施，商業(yè)區(qū)應單獨劃分防火分區(qū)，而單獨劃分的商業(yè)區(qū)域可以看成是一個個“燃料島”。在站房高大空間內，可燃物的分布很分散，火災載荷密度較低。這些區(qū)域的可燃物著火時，考慮到火災發(fā)生時出現(xiàn)飛火等現(xiàn)象的可能性較室外環(huán)境要小得多，則可燃物之間的火災蔓延主要靠熱輻射作用?；鹧孑椛鋸姸入S可燃物之間的距離增大而急劇下降。因此，只要可燃物之間或可燃物與高火災載荷區(qū)域（如商攤）保持足夠的距離，即使沒有自動滅火系統(tǒng)的保護，火災蔓延也很難發(fā)生。在站房高大空間內，分散的可燃物形成了一個個“燃料島”，“島”與“島”之間的人流通行區(qū)域則形成了天然的防火隔離帶。因此，對于分散布置且當其面積不大于20m2的商業(yè)零售點（即旅客服務設施中的商攤）時，可運用“燃料島”的概念進行設計，“燃料島”之間應保持一定的防火間距。

4.4 換乘通道作為準安全區(qū)進行疏散

從目前國內外研究現(xiàn)狀來看，在建筑內設置“準安全區(qū)”是解決站房這類密集大空間建筑人員疏散問題較為常用的方法。一般體量較大、人員密集、疏散路徑長的站房將所有人員疏散到室外需要較長時間，因而迫切需要在建筑內部合適的位置設置相對安全的區(qū)域，作為火災區(qū)域人員疏散的緩沖過渡帶，也就是上述提及的“準安全區(qū)”。所謂“準安全區(qū)”往往指大空間建筑形式內火災荷載較小的半室外、下沉廣場及一些基本無可燃物且一定時間內受火災影響小、基本無煙氣影響的室內區(qū)域。由于建筑內的部分區(qū)域其疏散路徑長，當人員到達最終的室外出口后可能需要很長時間，但是其實在疏散過程中，人員離開火災發(fā)生區(qū)域后進入另一個不受火災影響的區(qū)域內，實際上是處于一個相對安全的區(qū)域。因此，人員可以通過這些過渡區(qū)繼續(xù)向室外疏散，而在這些準安全區(qū)域內的人員也是安全的。在以往的設計中換乘通道不作為疏散使用，如果通過換乘通道疏散則會對另一側疏散乘客造成沖擊。一般換乘通道內無可燃物，則為零著火點，如果不考慮火災的工況，換乘通道無需單獨劃分防火分區(qū)，因此一般不設置直通室外的安全出口。如果換乘通道考慮站城一體化，并且有直通室外的安全出口，并增設防火卷簾等處理措施，那么可以認為換乘通道是僅次于室外的安全區(qū)，與出入口視為同樣的作用。

根據本項目的特點，大部分車站與其他交通方式采用非付費區(qū)換乘，因此考慮在換乘通道處有條件設置可直通地面的出口，結合防煙分區(qū)和防煙措施，利用換乘通道作為次安全區(qū)來疏散。必要時首先疏散火災等緊急事件影響區(qū)域，只在極端失控，特大火災時進行整個站房疏散，采取人員進入相對安全區(qū)域繼續(xù)向室外疏散的分區(qū)分階段疏散策略。

4.5 增加閘機聯(lián)動功能

當地下車站在發(fā)生火災后，乘客會迅速由站臺向站廳集中，當到達站廳層通向出入口通道時，影響人員疏散的主要是付費區(qū)和非付費區(qū)之間的進出站閘機和分隔欄桿，為了能夠快速有效地通過，在疏散路徑上設置的任何設施都不能阻礙通行，因此站廳付費區(qū)與非付費區(qū)之間的分隔宜采用可活動欄桿，且發(fā)生火災時站廳付費區(qū)檢票閘機應打開，保障人員能夠順利通過。

4.6 公共區(qū)采用機械排煙系統(tǒng)，廳臺之間防煙分隔

在地下車站中發(fā)生火災時，人首先通過嗅覺感知到煙氣，煙氣的彌漫加重人對火災的恐懼，因此，公共區(qū)的防排煙設計十分重要且必要。

4.6.1 公共區(qū)機械排煙

車站公共區(qū)域采用機械排煙方式，公共區(qū)域按照規(guī)范要求劃分防煙分區(qū)，每個防煙分區(qū)不大于2000m2，每個防煙分區(qū)的排煙量按規(guī)范要求設計。當排煙設備需要同時排出兩個或兩個以上防煙分區(qū)的煙量時，其設備能力按排出所負責的防煙分區(qū)中最大的兩個防煙分區(qū)的煙量配置。

4.6.2 防煙分隔

對于大型車站，當站臺至站廳的開口較大、較多時，很難保證開口處的氣流速度，根據建成項目案例的經驗，在洞口四周采用設置擋煙垂壁的方式對站臺和站廳之間的煙氣控制。

福田站地下三層，每層樓之間的樓扶梯開口處均設置了擋煙垂壁，供人流走行的一側設置距地2.3m 的擋煙垂壁，其余三面垂壁高度從樓板至吊頂下0.5m，能夠有效地防止火災時煙氣通過樓扶梯開口豎向蔓延，同時不會阻礙人員豎向疏散通行。

北京南站中部站臺與上部進站大廳通過眾多樓扶梯口貫通，為了防止站臺列車火災時煙氣通過空口向上蔓延，采用鋼化玻璃將樓扶梯圍合，梯口處擋煙垂壁距地高度不超過3m。

綜合以上參考案例，本項目中廳臺之間洞口的防煙分隔采用電動擋煙設施，在火災時可自動下降至距地面2.3m 處的電動擋煙垂壁。

5 結論

目前，地下空間的建設日益發(fā)展，地下空間的集散也逐漸應用在鐵路車站中。為了使地下空間發(fā)展的優(yōu)勢能夠最大化，存在的問題能夠最小化仍需通過時間的考驗。地下公共空間的消防安全設計至關重要，設計策略須通過專業(yè)模擬來增加消防設計的可靠性，本文通過借鑒實際案例的經驗，總結鐵路地下站的消防疏散問題和策略，有望為日后相似的工程研究提供一定的參考價值。