地鐵車站、隧道的通風(fēng)系統(tǒng)及火災(zāi)工況下的運(yùn)行模式

■李法浩 符寧寧 武漢地鐵集團(tuán)

隨著社會的發(fā)展，城市化程度越來越高，在城市化進(jìn)程中，地鐵作為一種運(yùn)量大、速度快、污染少、方便舒適、安全快捷的交通工具，對緩解市域交通壓力、解決居民出行難具有十分積極的意義，但地鐵也存在著安全方面的隱患，如火災(zāi)。對地鐵車站、隧道的通風(fēng)系統(tǒng)及火災(zāi)工況下的運(yùn)行模式進(jìn)行研究具有重要意義。

一、地鐵車站、隧道通風(fēng)系統(tǒng)概況

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn) GB 51298-2018》8.1.1規(guī)定，地下或封閉車站的站廳、站臺公共區(qū)，同一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)總建筑面積大于200m2的地下車站設(shè)備管理區(qū)，連續(xù)長度大于一列列車長度的地下區(qū)間和全封閉車道應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。

（一）系統(tǒng)構(gòu)成

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)包括隧道通風(fēng)系統(tǒng)（正常運(yùn)營時(shí)間內(nèi)運(yùn)行模式、車站范圍內(nèi)火災(zāi)模式）、車站通風(fēng)空調(diào)大系統(tǒng)、小系統(tǒng)三個(gè)部分。其中，車站大系統(tǒng)是指公共區(qū)（含站廳、站臺、出入口通道）的通風(fēng)、空調(diào)、防排煙系統(tǒng)；小系統(tǒng)是指車站內(nèi)設(shè)備及管理用房的通風(fēng)、空調(diào)、防排煙系統(tǒng)。

（二）系統(tǒng)功能

1.大系統(tǒng)功能

根據(jù)地鐵運(yùn)營環(huán)境要求，在車站的站廳層以及站臺層的公共區(qū)域內(nèi)，設(shè)置通風(fēng)空調(diào)和防排煙系統(tǒng)。在正常模式下，通過調(diào)節(jié)車站內(nèi)空氣溫度、濕度，為乘客提供舒適的環(huán)境。在火災(zāi)模式下，通過機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)迅速排出煙氣，以保障列車在區(qū)間正常運(yùn)行。

2.小系統(tǒng)功能

根據(jù)運(yùn)營管理要求，在車站的設(shè)備及管理用房區(qū)域內(nèi)，設(shè)置通風(fēng)空調(diào)和防排煙系統(tǒng)。在正常模式下，使車站內(nèi)的各類設(shè)備穩(wěn)定在適宜溫度，同時(shí)，也可為工作人員提供舒適的溫度。在火災(zāi)模式下，迅速組織排除煙氣，以保障車站內(nèi)的各類設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）設(shè)備及閥門的顯示量和控制量

車站設(shè)備及閥門的顯示量和控制量，有現(xiàn)場級、車站級、中央級三個(gè)級別，現(xiàn)場級為環(huán)控電控室，車站級為車控室，中央級為中央控制室。車站大系統(tǒng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置就地控制、車站控制、中央控制三級控制；車站小系統(tǒng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置就地控制、車站控制兩級控制；隧道風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置就地控制、車站控制、中央控制三級控制，所有系統(tǒng)的顯示量級別和數(shù)量與控制量相同。

二、地鐵火災(zāi)的特點(diǎn)

（一）火情探測和撲救困難

地鐵在地下，出入口較少，火災(zāi)時(shí)又需要出入口來承擔(dān)一部分排煙功能。消防人員不易通過出入口靠近火源，給撲救工作增加了難度。同時(shí)，火災(zāi)時(shí)，通信設(shè)施運(yùn)行不穩(wěn)定，消防人員與地面人員存在聯(lián)絡(luò)難的情況，也增加了消防工作的難度。

（二）氧含量急劇下降

地鐵車站相對封閉，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，新鮮空氣難以及時(shí)輸送到地鐵站內(nèi)，導(dǎo)致氧氣含量迅速降低，會出現(xiàn)窒息死亡的狀況。

（三）排煙排熱效果差

燃燒容易產(chǎn)生有毒氣體，由于地鐵站內(nèi)空間有限，有毒氣體在車站內(nèi)無法排出至地面，將會在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散至整個(gè)地下空間，乘客極易吸入有毒氣體。

（四）乘客疏散困難

因?yàn)闊煔饷芏刃∮诳諝饷芏龋匀粻顟B(tài)下，煙氣會往高處擴(kuò)散。在地面建筑內(nèi)，如果發(fā)生火災(zāi)，人員會向樓下撤離，與煙氣的擴(kuò)散方向相反。在地鐵車站內(nèi)，如果發(fā)生火災(zāi)，乘客只能通過出入口撤離到地面，與煙氣的擴(kuò)散方向相同，所以乘客疏散相對于地面建筑會更加困難。在地鐵隧道內(nèi)，站臺與站臺間距（隧道長度）較大，乘客的疏散路線更長，突發(fā)事件出現(xiàn)的概率也將增大。在高溫和有毒氣體的威脅下，乘客疏散難度將會增大。

三、標(biāo)準(zhǔn)站火災(zāi)工況下運(yùn)行模式

（一）大系統(tǒng)火災(zāi)排煙模式

站廳層發(fā)生火災(zāi)時(shí)：車站兩端的空調(diào)機(jī)組、回排風(fēng)機(jī)均關(guān)閉，站臺門關(guān)閉，啟動排煙風(fēng)機(jī)，開啟站廳層的回排風(fēng)及排煙（HPF/PY）風(fēng)管上的電動風(fēng)閥，關(guān)閉站臺層HPF/PY 風(fēng)管上電動風(fēng)閥。兩臺PY 風(fēng)機(jī)同時(shí)排出站廳公共區(qū)的煙氣，外界新風(fēng)從出入口進(jìn)入車站。

站臺層發(fā)生火災(zāi)時(shí)：車站A、B 兩端的空調(diào)（KT）以及HPF 均關(guān)閉，PY 風(fēng)機(jī)啟動，開啟站臺層的HPF/PY 風(fēng)管上的電動閥，同時(shí)，僅保持站廳層的站臺層的HPF/PY 風(fēng)管上的電動閥處于開啟狀態(tài)，其余均保持關(guān)閉狀態(tài)。兩臺PY 風(fēng)機(jī)同時(shí)工作，迅速排出站臺公共區(qū)的煙氣，外界新風(fēng)經(jīng)過出入口再轉(zhuǎn)由扶梯開孔進(jìn)入車站。

（二）小系統(tǒng)火災(zāi)排煙模式

走廊設(shè)有排煙系統(tǒng)：走廊發(fā)生火災(zāi)時(shí)，排煙系統(tǒng)開啟，將煙氣排出車站的同時(shí)對走道補(bǔ)充新風(fēng)。

房間未設(shè)排煙口：如果發(fā)生火災(zāi)的房間相鄰走廊設(shè)有排煙系統(tǒng)，房間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，此房間風(fēng)管上的防火閥將會關(guān)閉，此時(shí)，可以由工作人員進(jìn)入房間，使用滅火器滅火，走廊將會排煙以及補(bǔ)充新風(fēng)；如果發(fā)生火災(zāi)的房間相鄰走廊沒有設(shè)置排煙系統(tǒng)，房間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，此房間風(fēng)管上防火閥將會關(guān)閉，可以由工作人員進(jìn)入房間，使用滅火器滅火。

氣體滅火房間：具有氣體滅火裝置的房間產(chǎn)生火災(zāi)時(shí)，此房間將會由氣體滅火。如果此房間相鄰走廊設(shè)有排煙系統(tǒng)，將會開啟排煙以及補(bǔ)充新風(fēng)。成功撲滅房間內(nèi)的火情后，由風(fēng)機(jī)將該房間產(chǎn)生的廢氣排出車站。

（三）車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)

車站站臺層軌頂排熱風(fēng)道側(cè)壁適當(dāng)位置設(shè)置有電動風(fēng)閥，當(dāng)車站站臺層火災(zāi)時(shí)，開啟排熱（TF）風(fēng)機(jī)、軌頂排熱風(fēng)道的電動風(fēng)閥，關(guān)閉軌底排熱風(fēng)道的電動風(fēng)閥，可對站臺層進(jìn)行輔助排煙。

（四）加壓送風(fēng)系統(tǒng)

A 端防煙樓梯間設(shè)有一套加壓送風(fēng)系統(tǒng)，在安全疏散樓梯設(shè)有一套加壓送風(fēng)系統(tǒng)；在B 區(qū)防煙樓梯間各設(shè)有一套加壓送風(fēng)系統(tǒng)；在車站出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)開啟。

（五）火災(zāi)工況下的聯(lián)動運(yùn)行模式

（1）當(dāng)車站任一處執(zhí)行火災(zāi)模式時(shí)，車控室及防煙樓梯間均執(zhí)行加壓送風(fēng)模式。

（2）當(dāng)車站相鄰區(qū)間系統(tǒng)執(zhí)行區(qū)間隧道火災(zāi)模式時(shí)，大系統(tǒng)停止運(yùn)行。

（3）當(dāng)車站相鄰區(qū)間系統(tǒng)、軌排系統(tǒng)聯(lián)合執(zhí)行車站軌道火災(zāi)模式時(shí)，大系統(tǒng)執(zhí)行站臺層火災(zāi)模式。

（4）當(dāng)站臺層公共區(qū)火災(zāi)時(shí)，車站大系統(tǒng)執(zhí)行站臺火災(zāi)模式，隧道通風(fēng)系統(tǒng)將協(xié)助車站排煙和煙氣控制，開啟車站排熱風(fēng)機(jī)，保持軌頂風(fēng)閥開啟排煙，關(guān)閉軌底風(fēng)閥。同時(shí)，根據(jù)開啟順序，選擇一側(cè)滑動門，并啟動本側(cè)的隧道風(fēng)機(jī)。打開哪一側(cè)站臺門的判斷由人工確認(rèn)完成，其開啟順序是：

①打開側(cè)沒有地鐵進(jìn)站；

②打開側(cè)地鐵已經(jīng)駛出并且遠(yuǎn)離車站；

③若兩側(cè)站臺同時(shí)滿足①和②的條件時(shí)，可任意選擇一側(cè)開啟；

④若乘客正在上下地鐵時(shí)，此時(shí)應(yīng)立即疏散乘客并讓地鐵快速離開發(fā)生火災(zāi)的車站，當(dāng)同時(shí)有兩列車進(jìn)站或兩線均無列車進(jìn)站時(shí)，可開啟任意一側(cè)站臺門；車站小系統(tǒng)（不含車控室、防煙樓梯間加壓模式）停止運(yùn)行；

（5）當(dāng)站廳層公共區(qū)火災(zāi)時(shí)，車站大系統(tǒng)執(zhí)行站廳火災(zāi)模式，區(qū)間系統(tǒng)、軌排系統(tǒng)、小系統(tǒng)均停止運(yùn)行（不含車控室、防煙樓梯間加壓模式）；

（6）當(dāng)車站任一小系統(tǒng)執(zhí)行火災(zāi)模式時(shí)，軌排系統(tǒng)、大系統(tǒng)和其他無關(guān)小系統(tǒng)均停止運(yùn)行。

四、結(jié)語

筆者對火災(zāi)工況下空調(diào)通風(fēng)運(yùn)行模式進(jìn)行研究，以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)站為例，分析了大系統(tǒng)、小系統(tǒng)、區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)以及車站軌行區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)在火災(zāi)工況下的聯(lián)動模式，希望能對研究此方向的同仁提供借鑒。另外，平時(shí)應(yīng)加強(qiáng)火災(zāi)演練，盡可能模擬真實(shí)火災(zāi)情況，以做到一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠有條不紊地開展工作，盡可能減少火災(zāi)帶來的影響。