新能源公交立體停車庫消防問題研究

葉 磊

（上海久事公共交通集團有限公司，上海 200235）

從2014 年起，上海市以打造“公交都市”為契機，逐步推廣新能源公交車在上海浦西中心城區的全面應用，加速實現公交“零排放”。隨后，國務院相繼出臺《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》和《關于加快新能源汽車推廣應用指導意見》，明確要求以純電驅動為新能源汽車發展的主要戰略取向，各地方均應大力發展新能源汽車產業。結合新能源公交車運營經驗和相關研究，新能源公交車配套設施建設滯后已經成為制約新能源公交車普及發展的瓶頸[1]。為適應不斷增加的新能源公交車充電需求，倒逼既有公交場站和公交新建場站必須大規模開展配套充電設施的建設[2]。

1 研究背景及范圍

根據統計，在新能源公交車推廣使用的過程中，全國范圍內多次發生新能源公交車自燃事故，涉及廈門、上海、深圳等諸多城市[3]。鑒于安全風險日益突出，對于新能源公交車所涉及的消防問題應給予高度重視。基于上海浦西中心城區新能源公交車運營及配套充電設施建設經驗，對本次研究的范圍歸納如下。

1.1 新能源公交車的分類

新能源汽車是相對于傳統汽、柴油車而言的，一般指用非汽油、非柴油燃料發動機或新能源作動力替代或部分替代傳統內燃機作動力的汽車，主要有：慢充式純電動公交車、超級電容公交車、換電式純電動公交車、快充式純電動公交車、插電式混合動力公交車等[4]。

現階段上海市浦西中心城區共投放了慢充式純電動公交車、超級電容公交車和插電式混合動力公交車等三種新能源環保型公交車。截至2020 年底，公交公司擁有公交車約7600 輛，其中純電動公交車5011 輛，占車輛總數66%；預計至2022 年底，公交公司擁有公交車約7437 輛，其中純電動公交車7066 輛，占車輛總數約95%。故本文的研究主體為純電動公交車，不涉及其他類型的新能源公交車。

1.2 公交停車場類型

公交停車場主要以公交車停放、維護和中修為核心，兼具小修、車輛清洗和運營管理等輔助功能，根據建筑物性質，主要分為：露天停車場、立體停車庫及地下停車場（庫）[5]。目前，上海浦西中心城區公交企業合計擁有21 座停車場，其中露天停車場9 座、立體停車庫12 座。考慮到露天停車場設計均為平面，城市土地及空間的利用率較低，為更好地節約城市用地，公交停車場由平面向立體發展趨勢已較為明顯[6]；同時，露天停車場消防保障、人員逃逸等條件較好，故選擇公交立體停車庫為研究對象。

綜上所述，本文研究范圍為純電動公交車入駐立體停車庫所涉及的消防改造問題。

2 現狀問題梳理

自2014 年以來，12 座立體停車庫陸續開展充電設施建設，合計建有充電車位3958 個。各立體停車庫充電設施建設及停車庫建設時間統計見表1。其中，2015 年后建成的停車庫共計2 座；2000 年至2015 年間建成的停車庫共計7座；1990 年至1999 年間建成的停車庫共計2 座；1990 年前建成的停車庫1 座。

表1 立體停車庫充電設施建設及停車庫建設時間統計表

上述立體停車庫在設計階段入駐車型均為傳統燃油公交車（添加柴油或汽油等燃料），而未來入駐車型均調整為純電動公交車；考慮到入駐車型與原有傳統車型存在差異，且國家規范、行業標準及地方標準均未對立體公交停車庫配套充電設施建設提出明確的指引和要求，本文從上述兩個原因出發，對純電動公交車入駐立體停車庫所引發主要消防問題梳理如下。

（1）建筑類別和耐火等級方面。原有立體停車庫均按傳統燃油公交車設計，并且附設有面積不等的維修區、檢測線、輔助用房及設備用房等功能分區。現調整為純電動公交停車庫，需根據現行規范對停車庫的建筑類別進行判定，并以此復核建筑耐火等級是否滿足要求。

（2）防火分區及防火單元設置方面。應結合建筑類別與純電動公交車自身特性，對防火分區及防火單元面積設置等問題進行重新考慮與研究。

（3）建筑防火構造方面。需對原有建筑墻體構造、豎向井道構造、屋頂、悶頂和建筑縫隙、建筑保溫、建筑幕墻的防火構造、建筑外墻裝修及天橋、棧橋和管溝等進行復核。

（4）安全疏散設施方面。考慮到純電動公交車配套充電設施的建設勢必對原有停車庫的布局產生較大影響，需復核疏散距離、疏散寬度、疏散樓梯是否滿足需求。

（5）消防給水和消防設施方面。針對純電動公交車自燃特性，結合防火分區及防火單元的更新設置對原有消防系統如消防水源、消防泵房等進行復核。

3 國內外案例分析

3.1 美國波士頓奧爾巴尼停車場

該停車場建于1941 年，用于停放傳統柴油公交車（車長40ft，折合12.2m），后因純電動公交車的推行對其進行改造。改造方案中，考慮到純電動公交車使用的鋰離子電池容易著火，著火后會產生氧氣和助燃成分使火勢蔓延，對臨近車輛易產生失控效應，可燃燒數日，撲救難度大，因此消防設計做了如下考慮。

（1）噴淋系統。由于鋰離子電池負極為碳素材料，正極為含鋰的化合物，沒有金屬鋰存在(金屬鋰的化學性質很活潑，常溫和加熱時分別與氧氣化合，和水劇烈反應)，且水的導電系數較低，可以使用水噴淋方式滅火。

（2）熱成像技術。由于用水量巨大，著火后建議用熱成像技術有針對性地進行撲救。

（3）用水量。美國國家防火協會規定普通巴士停車場一平米每分鐘需要7.33L 的水進行滅火（7.33L/min·m2），考慮到電池材料以及易燃性，最后設計使用了0.7gal/min·ft2（34.2L/min·m2）的用水量。

3.2 深圳月亮灣綜合車場

月亮灣綜合車場是國內第一座純電動車的公交車庫，2016 年完成設計和審圖，2019 年竣工驗收，其設計主要參考了《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》和《電動汽車充電站設計規范》兩個國標規范。但因2016 年設計審圖 時，2018 年才完成編制的推薦性國標規范《電動汽車分散充電設施工程技術標準》尚未出臺。因此，2019 年 竣工驗收仍然參照前兩個規范和2016 年的設計審圖圖紙。該工程在消防設計方面做了如下考慮。

（1）防火分區設置：該立體停車庫采用垂直式停車，中間柱距為12m，該排布方式比較適應用防火墻和防火卷簾來完成對防火分區的分隔，參照《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》對高層停車庫防火分區最大建筑面積為2000m2的要求，并基于開敞式和帶自動噴淋系統的因素，防火分區最大建筑面積按8000m2考慮。

（2）排煙設計：考慮到停車庫中部分停車位所在位置進深超過30m，因此在二至七層平面對齊設置兩個采光天井，尺寸為12×3m。

由于月亮灣綜合車場雖為純電動車的公交車庫，但當時沒有考慮設置防火單元。因此，深圳正在設計和建設的10 個綜合停車場，包括鳳凰山、安托山等停車場，將同時參考《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》《電動汽車充電站設計規范》和《電動汽車分散充電設施工程技術標準》三個規范進行設計。

4 分析與建議

本文通過對國內外案例及最新規范的梳理，以及對純電動公交車立體停車庫主要消防問題的研究，并考慮到現階段國內外針對純電動公交車立體停車庫消防設計規范的缺失，提出以下建議。

4.1 建筑類別、耐火等級及安全疏散、消防設施方面

圖1 美國波士頓奧爾巴尼停車場

圖2 深圳月亮灣綜合車場

《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》中明確，汽車庫是指用于停放由內燃機驅動且無軌道的客車、貨車、工程車等汽車的建筑物，修車庫是指用于保養、修理由內燃機驅動且無軌道的客車、貨車、工程車等汽車的建（構）筑物。該規范對汽車庫和修車庫的分類、耐火等級、安全疏散及消防設施的設置做出了規定，雖與本文探討研究的純電動公交車停車庫有一定差異，結合深圳案例經驗，建議參照規范中的相關要求。

4.2 消防給水和消防設施方面

《電動汽車充電站設計規范》適用于整車充電模式的電動汽車充電站，該規范主要從建筑滅火的角度，對電動汽車充電站消防給水系統設計的基本原則、同一時間火災次數及室內消火栓的設置做出了規定，考慮到本文研究的立體停車庫以停車功能為主，兼有充電功能，建議在消防給水和消防設施方面參照執行，但該規范未對防火分區等重要部分做出解釋。

4.3 防火分區及防火單元設置方面

（1）防火分區及防火單元最大建筑面積建議值。根據《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》規定，多層汽車庫可因設置自動滅火系統并定義為敞開式，其防火分區的最大建筑面積可增加一倍再增加一倍，即2500×2×2=10000m2；同理，單層汽車庫也可因設置自動滅火系統并定義為敞開式，其防火分區的最大建筑面積可增加一倍再增加一倍，即3000×2×2=12000m2。《電動汽車分散充電設施工程技術標準》中規定了防火單元最大建筑面積，該面積為內燃機汽車防火分區面積的50%。據此建議多層汽車庫（設置自動滅火系統并定義為敞開式）防火單元最大允許建筑面積選用5000m2，單層汽車庫防火單元最大允許建筑面積選用6000m2。

針對純電動公交車庫的防火分區設置依據為空白，建議參照《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》中的規定。在設置自動滅火系統并定義為敞開式后，純電動公交車的多層立體停車庫防火分區設置為10000m2，防火單元可設置為5000m2；單層停車庫防火分區設置為12000m2，防火單元可設置為6000m2。

（2）停車庫防火單元間分隔的設置。建議純電動公交立體停車庫的防火單元間、或防火單元與汽車庫其他部位分隔的耐火極限應不小于2.0h 的防火隔墻。首先考慮使用防火隔墻和電動防火卷簾門的組合，不方便使用防火隔墻的停車區，可使用寬度15m 以內的防火分隔水幕。

（3）修車庫防火分區的設置。現有停車庫底層的修車區設有修車地溝，應定義為修車庫。建議修車庫與停車庫合建時，應將車位數控制在15 個以下，或總建筑面積控制在3000m2以下，并與其他部位用防火墻隔開。

5 結語

在提倡“綠色公交”與“節約用地”的趨勢下，純電動公交車大規模入駐立體公交停車場的趨勢已較為明顯，但現階段國外和國內在指導相關消防設施設計方面均無明確的規范或設計導則。本文結合實際建設經驗，依據現有規范，對新能源公交立體停車庫防火分區、防火單元、消防設施等方面給出相關建議，以期對現階段國內公交立體停車庫建設充電設施提供共性技術指導。