地鐵火災撲救排煙技術研究

滕振

（江蘇省常州市武進區消防救援大隊，江蘇 常州 213000）

1 我國地鐵運營情況及各類火災事故統計

地鐵作為一座城市的交通大動脈，因其具有載客多、快速、高效、準時、安全、便利等優勢，深受人們的歡迎。據交通運輸部網站消息，截至2022 年3 月，全國31 個省、市、自治區共有51 個城市開通運營軌道交通線路273 條，總里程8837km，列車運行277 萬列次，運送乘客16 億人次。

然而，地鐵里程增長的同時也增加了火災發生的可能性。地鐵發生火災時，濃煙是威脅群眾疏散逃生、影響滅火救援效率的主要因素之一[1]。第一時間有效開展排煙降毒，能有效降低地鐵火災中乘客死傷數目和火災撲救難度。針對地鐵火災發生時煙霧流動特點和地鐵固定排煙系統的設計，本文分析了不同情況下的排煙措施。將地鐵固定排煙系統與消防移動排煙機器相結合，提出了符合當前地鐵火災撲救的排煙技術，為地鐵火災撲救技術運用提供一些借鑒。按照《生產安全事故報告和調查處理條例》對整理的地鐵火災事故進行統計分析[2-5]，總結歸納世界各地地鐵火災事故原因，如表1 所示。

表1 世界各地地鐵火災事故統計

2 地鐵火災撲救排煙難點

1969 年11 月，北京地鐵發生列車著火事故，發生火災原因是機械排煙設施建設不滿足實際要求，現場濃煙密布，大量人員被困，滅火攻堅行動難以開展，造成重大損失[6]。地鐵火災發生時的排煙技術，仍然是當前消防救援人員在滅火救援中的難題之一。在參考了相關文獻的基礎上[7]，將地鐵火災按照發生的區域分為五大類：列車、站廳或站臺、設備區、區間隧道（或高架）、基地（維修段或場站等）。通過對五類火災的研究，可歸納總結出排煙技術的四個難點：

第一，煙霧蔓延迅速。活塞效應伴隨著地鐵列車運行過程，發生火災時，會在空調、通風系統送排風作用下，區間隧道與站臺、站臺與站廳、站廳與地面的連通部位形成煙囪效應，濃煙積聚并迅速充滿站區間隧道、臺層、站廳層等區域。

第二，排煙要求高。地鐵站內部空間大，火災發生后一旦機械排煙設施失效，現有消防移動排煙設備無法滿足迅速排煙需要，就容易形成煙熱聚集，影響乘客疏散逃生，而且也會毀壞車站、隧道內的混凝土和鋼結構，造成坍塌等二次事故。

第三，疏散困難。地鐵站垂直高差大，樓梯長，空間迂回曲折，照明條件差，站臺站廳內和隧道內部障礙物多，濃煙中人員疏散速度嚴重受限。

第四，滅火救援難度大。地鐵火災內部地形復雜，空間密閉，疏散通道少，縱深距離長，濃煙積聚、能見度低，客流量大。受內部結構、裝備性能和技術條件等因素影響，偵察難、通信難和展開難。

3 地鐵排煙相關技術標準

在 參 考《 地 鐵 設 計 防 火 標 準》（GB 51298—2018）[8-11]等技術標準的基礎上，為了更加清楚地說明研究問題，介紹以下三個指標的含義。

防排煙系統：主要可分為通風和排煙系統，系統可獨立或組合運行。其中，共同設置的系統正常狀態下作為通風使用，火災時轉為送風、排煙使用。

排煙量：地下車站站臺、站廳火災時的排煙量，應根據一個防煙分區的建筑面積1m3/m2·min 計算。當火災發生時，應保證站廳到站臺之間的樓梯和扶梯部位從上至下氣流速度≥1.5m/s。地下車站的設備與管理用房、內走道、長通道和出入口通道的排煙量，應根據一個防煙分區的建筑面積1m3/m2·min 計算；當排煙設備負擔兩個（含）以上防煙分區時，根據最大防煙分區的建筑面積2m3/m2·min 計算。區間隧道的排煙流速應保持在2～11m/s 之間。在區間隧道、設備管理用房和地下車站公共區，溫度達到250℃時排煙風機應有效運行1h。設備管理用房、地面和高架車站公共區域，當溫度達到280℃時，排煙風機可繼續運行0.5h。

管道內風速：使用金屬管道時，設計風速≤20m/s；使用非金屬管道時，設計風速≤15m/s。

4 地鐵火災撲救排煙技術應用

地鐵火災發生部位分別為站廳層、站臺層和區間隧道。若列車在區間隧道內發生火災，此時可分為兩種情形：列車可以繼續前進和不能繼續前進。當列車可以繼續前進時，列車司機應當駕駛列車至前方車站進行處置并組織乘客疏散逃生；當列車不能繼續運行時，列車司機應當立即組織乘客疏散逃生。地鐵站臺、站廳、設備管理用房或區間隧道發生火災時，應能夠正確操作地鐵內部固定排煙設施和合理架設消防移動排煙裝備排煙降毒，為火情偵察、內攻滅火、疏散救援等創造有利條件。由于地鐵內部存在地形復雜、空間密閉、縱深距離長、出口少、排煙路徑少等問題，因此針對不同起火部位要采取針對性的排煙方式，盲目排煙易造成人員無法有效疏散并加劇火勢蔓延。火災發生后，機械排煙設施受高溫影響無法正常動作，大量濃煙積聚，在區間隧道與站臺、站臺與站廳、站廳與地面連通的豎向開口部位形成煙囪效應，濃煙迅速充滿地鐵內部，造成大量乘客被困。

4.1 站廳層的排煙技術

場景情況：站廳層發生火災時，由于風向和內部壓力的變化，一部分樓梯口會吸入空氣，而另一部分樓梯口則會冒出濃煙。此時，樓梯、電梯、扶手電梯等豎向通道成為空氣或濃煙流動的重要途徑。

排煙技術：固定消防設施操作。“1+N”建筑消防設施專業隊迅速占據車控室，開啟站廳層排煙風機和站臺層送風機（站臺與站廳連接處的樓梯、扶梯、電梯處形成向上送風狀態），同時釋放相應區域的防火卷簾、擋煙垂壁等消防設施。

消防移動排煙裝備操作：利用消防移動排煙裝備在疏散或進口送風，在排煙口設置排煙風機排煙。此外，可根據現場實際情況利用排煙消防車在送風口送風并在排煙口排煙。

4.2 站臺層的排煙技術

場景情況：地鐵站內部排煙途徑少，火災中內部的樓梯、電梯、扶梯等豎向通道，既是乘客疏散逃生的通道，也是形成煙霧擴散蔓延的途徑。

排煙技術：固定消防設施操作。“1+N”建筑消防設施專業隊迅速占據車控室開啟站臺層排煙風機和站廳層送風機（站臺與站廳連接處樓梯、扶梯、電梯處形成向下送風狀態）。

消防移動排煙裝備：利用消防移動排煙裝備在站臺與站廳的連接處設置消防移動排煙機送風。

在實際工程救援時，常常通過區間隧道風亭進行排煙。其具體操作如下：

第一，固定消防設施操作。在車控室操作打開站廳層風機送風，站臺層風機進行排煙。

第二，消防移動裝備操作。首先，在站臺層、站廳層連接處的樓梯、扶梯、電梯處設置消防移動風機向站臺層送風。其次，在站臺與隧道連接處設置消防移動風機排煙（目的是將煙氣通過隧道風道引導至風亭）。最后，在地面風亭出口處利用排煙消防車排煙模式加速風亭內的煙氣排出（風亭處應設置水槍陣地保護）。

4.3 列車在區間隧道發生火災時的排煙技術

場景情況：根據列車著火部位和在區間隧道內的停靠位置，將火災發生場景大致分為三種情況：列車頭部、中部或尾部。

火災場景位于列車頭部時：應引導乘客從列車尾部疏散逃生，并在車控室開啟區間隧道固定排煙設施，在疏散逃生方向的站臺處開啟風機送風。同時，還需在隧道兩頭架設消防移動排煙設備，保持排煙設施的排煙方向相同。

火災場景位于列車尾部時：應引導乘客從列車頭部疏散逃生，在車控室開啟區間隧道固定排煙設施，并在疏散逃生方向的站臺處開啟風機送風。同時，還需在隧道兩頭架設消防移動排煙設備，保持和固定消防設施的排煙方向相同。

火災場景位于列車中部時：首先，應引導靠近站臺方向的乘客疏散逃生，車控室啟動區間隧道固定排煙設施，在疏散逃生方向的站臺處開啟風機送風。其次，當靠近站臺側乘客疏散完畢后，將風機逆轉，引導其余乘客向遠端站臺或聯絡通道方向疏散逃生。在隧道兩頭架設消防移動排煙設備，保持和固定消防設施的排煙方向相同。有條件單位可使用路軌兩用車或排煙機器人等設備加強排煙效果。

為減少此類地鐵站火災事故發生，以下提出針對性防控措施。

第一，相關管理人員應做好調度指揮。加強第一出動（1～2 個消防站），及時調出增援力量。此外，還應啟動城市地鐵火災事故應急預案，就近調集轄區消防救援站、特勤站和地鐵火災撲救專業隊前往火場。調動大型排煙車、移動排煙機、空呼、充氣車、搜救、通信等設備前往火場。到達現場后第一時間進行指揮，與地鐵站控制室或地鐵調度指揮中心聯系，“1+N”設施操作專業隊應配合地鐵值班人員開啟地鐵廣播系統對人員進行疏散。

第二，盡可能快速掌握地鐵出入口數量、位置和現場煙霧大小。查明風亭數量及其位置，檢查風亭周邊有無堵塞和易燃物，對周邊進行疏散、破拆、移除和警戒。通過設置風向標、風速儀等設備判定地鐵站外部風力風向和站內內部氣流運動情況。消防排煙組應按命令做排煙準備，調整車輛裝備，檢查防護器材和排煙裝備。在排煙口應設置水槍掩護陣地，如需深入內部架設排煙設施，掩護組要做好水槍掩護，排煙口應當設置水槍掩護。消防支隊應設置安全助理，負責現場安全管控監督。消防站明確現場安全員職責，負責現場觀察監測和預警提示。各小組之間明確通信聯系方式，在應急救援工作過程中做到相互協同救援。

5 結語

現如今越來越多的城市都在興建地鐵，因此地鐵站火災安全應被高度重視。應制定切實可行的應急預案并定期組織應急演練，剖析演練中的安全制度落實情況，尋找訓練中存在的不足和需要改進之處。如果以上所述的排煙技術能夠被應用到地鐵站火災防控中，地鐵火災撲救中的排煙問題就可以得到緩解，從而達到減少人員傷亡、提升滅火效率的目的。