軌道交通樞紐車站建筑消防設計研究

周偉

摘要：

軌道交通樞紐車站具有工期短、觀賞性強、體量大的設計特點，樞紐車站的選址需要符合當地的發展規律與特點，使車站與周圍環境相協調。以體量、平面、形態作為軌道交通樞紐建筑設計的切入點，配合使用BIM、VR技術開展仿真設計，構建車站建筑體量參數化模型。在把握車站建筑交通流線基本方法路線、控制要點的基礎上，結合車站建筑垂直結構的特點，運用BIM、VR開展垂直流線設計，以此保證任意情景下車站建筑交通的流暢性。同時，消防安全問題一直是軌道交通樞紐車站管理的重要課題，尤其在人員密集、空間封閉的環境中，火災等突發事件可能導致嚴重后果，基于此，本文針對軌道交通樞紐車站建筑消防設計進行重點分析。

關鍵詞：軌道交通樞紐；車站建筑；仿真設計；交通流線

引言

軌道交通樞紐車站具有該地區最大的客流量、承擔著巨大的交通壓力，合理設計車站建筑可以為保障樞紐車站的有序性提供支持。消防設計的所有內容，都必須與建筑的周圍環境、地理情況、線路管理以及工程管理等因素緊密結合，只要有一項審核不合格，就會導致軌道交通樞紐車站的消防設計過程中產生差錯。除此之外，當消防工程設計與消防工程的其它環節發生脫節時，也很難確保工程設計和管理的質量安全。因此，對消防工程施工設計的步驟進行改革是十分關鍵的，要保證設計方式的科學性和合理性。

一、軌道交通樞紐車站設計

（一）設計特點

1.體量大。軌道交通樞紐是旅客換成車輛的集中地，為了容納更多的旅客，軌道交通

樞紐車站建筑具有體量大的特點。車站建筑設計全過程完全按照數據進行，由此在一定程度上決定了車站建筑的單一性[1]。

2.工期短。軌道交通樞紐決定了城市的交通運行效率，城市交通對軌道交通樞紐呈現出剛性需求，因此軌道交通樞紐車站建筑相比其他類型的建筑擁有更多的施工周期。

3.觀賞性強。盡管軌道交通樞紐車站建筑的設計體量較大、單一性較強，但是軌道交通樞紐車站是一座城市的地標性建筑，因此在設計過程中需要將當地的風情風貌融入其中，使其具有一定的觀賞性。

（二）設計選址

軌道交通樞紐建筑的選址設計需要充分參考城市發展現狀、發展趨勢。樞紐車站需要與道路、其他建筑等硬件設施形成協調統一的關系，在此基礎上確定軌道交通樞紐建筑設計選址。

（三）設計選型

軌道交通樞紐建筑設計選型，需要以車輛行進路線與站點功能為依據，在此基礎上制定設計選型方案。表1所示為軌道交通樞紐站點功能。

二、軌道交通樞紐車站建筑消防設計

（一）消防設施布局與設計

1.消防出口的設置與規劃。消防出口作為緊急疏散的關鍵通道，其合理性與平穩性至關重要。但部分車站存在通道狹窄、設置不合理等問題，可能會影響疏散效率。通過調查不同車站的布局，分析通道設置是否滿足疏散需求，以及在高客流條件下的實際效果。

2.滅火設備配置及選址。滅火設備在火災發生初期起著至關重要的作用，但滅火設備的數量、類型、布置是否符合實際需要，仍值得關注。通過比較各站點的滅火設備配置，評估其位置是否能夠快速響應火災，從而提高滅火效率。

3.疏散通道和緊急出口設計。車站內疏散通道和緊急出口的設計直接影響到人員的疏散速度和安全。分析航道緊急出口的寬度、可達性、數量和位置，評估其在緊急情況下的可用性和有效性。

（二）建筑耐火等級設計

1.防火墻。根據防火墻的耐火極限時間選擇墻體類型，用耐火性能較差的輕型防火墻代替磚墻，在框架、梁等車站結構部位設置墻體，相鄰防火隔室之間間隔設置防火隔墻。為避免削弱墻體的耐火性能，非必要時禁止在墻體上鉆孔。如果在墻壁中隱藏或通過管道，必須嚴格控制墻壁開口的深度和面積，并在開口中填充不可燃材料進行密封處理。必要時，應在洞口表面加裝耐火襯板進行加固。

2.防火門。設計師需要選擇防火門的水平根據建筑的防火要求，專門分為三個類別：A類、B類和C類。一般來說，甲級防火門應安裝在防火墻和各種火災區域的出入口，乙級防火門應安裝在樓梯間等領域，設備房間等，丙級防火門應安裝在管道維修門等領域。在有工程費用預算的情況下，可以增加A級防火門的整體比例。還應安裝具有自閉功能的新型防火門。當火災報警系統向消防控制室發出火災報警信號時，自動控制各防火門的順序關閉，或現場人員手動控制防火門的開啟和關閉[2]。

3.防火窗。設計師注重控制防火窗間距和窗型的選擇。在控制防火窗間距時，應根據防火窗的位置確定間距要求。如在防火墻兩側布置防火窗時，防火窗與相鄰防火門邊緣的水平距離應控制在2.0米及以上，內角兩側防火窗的最小水平距離應保持在4.0米。在選擇窗的類型時，一般區域可選擇具有耐火功能的普通防火窗。在防爆墻體內安裝防火窗時，應選用特殊型號的不燃采光窗。

（三）消防監管體系設計

軌道交通樞紐車站結構復雜、布局復雜、布線廣泛、人口密集，火災危險性高。由于軌道交通樞紐車站運行中需要大量使用電器，當遇到電線老化、電氣設備過載等情況時，發生火災的概率也隨之增加。此外，現代軌道交通樞紐車站結構的復雜性也導致了火災隱患的廣泛分布。一旦發生火災，軌道交通樞紐車站復雜的結構和布局使火災蔓延速度更快，具有更多的火災隱患。強化軌道交通樞紐車站防火監督措施是確保軌道交通樞紐車站火災安全的重要舉措。下面從完善前期預防體系、加大重視程度、貫徹安全責任制、完善防火監督制度等幾項內容，對如何加強軌道交通樞紐車站消防監管措施進行解讀。在軌道交通樞紐車站的設計、施工和驗收階段，應加強對火災防控措施的規劃和落實。包括軌道交通樞紐車站合理布局消防設施、選擇防火材料、確保軌道交通樞紐車站電氣系統安全等。同時，加強對施工單位的監督和檢查，確保軌道交通樞紐車站施工過程中的防火措施符合要求[3]。

（四）電氣系統消防設計

軌道交通樞紐車站消防安全保障還應該從電氣系統著手，要求確保軌道交通樞紐車站電氣系統的安全穩定運行，由此規避因為電氣系統運行故障帶來的安全隱患。基于電氣系統消防安全保障工作的開展而言，應該從前期計劃規劃著手，面臨著越來越復雜的軌道交通樞紐車站電氣系統運行狀況，技術人員除了要優化配置功能強大的電氣設施，以便滿足軌道交通樞紐車站在運行能力方面的需求，往往還應該重點考慮到所有電氣設施運行的消防安全保障效果，對于可能引起火災的因素進行及時調整。比如電力線路之間的位置關系，就需要嚴格按照消防規范執行，避免在線路方面出現較為嚴重的火災隱情。在此基礎上，軌道交通樞紐車站電氣系統的消防安全保障工作還應該具體到后續長期運行維護上，消防安全管理人員應該積極協同電氣系統維護檢修人員，定期針對軌道交通樞紐車站中的所有電氣設施及其相關線路進行檢測分析，一旦發現任何故障問題，均需要及時進行修復處理，如此也就可以有效規避了來自電氣系統方面的火災隱患。比如針對軌道交通樞紐車站電氣系統中存在明顯老化的設備、材料，就需要予以及時更換處理，保證消防設備運行正常[4]。

三、BIM+仿真技術交通流線設計

（一）基本方法路線與控制要點

1.基本方法路線。使用BIM對軌道交通樞紐車站建筑交通流線進行設計，設計的基本方法為BIM技術，基本路線為：集成BIM協同建筑信息→構建動態BIM模型→交互式仿真分析→方案評估。

2.控制要點。保證BIM推進的正向性：使用BIM技術對車站交通流線進行仿真設計，全體參與設計的工作人員均在統一平臺上接受相同的模型信息，并且能夠動態共享最新的設計結果，同時可以縮短仿真結果的調整時間，進一步提升仿真優化效果、確保BIM仿真的正向推進；保證BIM模型信息的可采集性：在BIM模型初步形成的基礎上，設計人員對車站建筑內部、外部開展實地調查，對調查過程中數據信息進行詳細采集、整理，可以將采集的數據上傳至云端。需要注意的是，應當盡量將可量化的數據作為采集對象，盡量避免選取無法量化或量化后模糊的采集對象，以此保證BIM模型信息的可采集性[5]。BIM仿真分析的交互性：在未得到方針結果前，設計人員可以運用人機對話的方式開展提問、回答，以此實現仿真、調整、糾錯同時進行，使仿真、調整、糾錯實現交互，以此突出BIM仿真分析的交互性。結果評估的準確性：可通過圖片、報告、視頻等多種形式表達BIM交通流線仿真設計結果，以此更加直接的對BIM設計車站建筑交通流線的效果進行觀察、判斷、優化，最大限度上保證結果評估的準確性。

（二）情景界定與建模

1.情景界定。軌道交通樞紐車站建筑情景可大致分為正常狀態下與緊急狀態下，不同情景下的車站建筑交通流線會發生變化。正常狀態下：正常狀態下的車站建筑交通流線展現出有序性、流暢性等特點，建筑內人員均能夠按照正常的秩序通行[6]；緊急狀態下：當車站建筑內發生意外情況，大部分乘客會產生應激反應，車站內原有的交通流線秩序被打破，乘客會隨意竄動，由此引起交通堵塞、大幅度降低通行效率。

2.建模。在結合車站建筑設計方案的基礎上，運用BIM+VR創建靜態模型。創建靜態模型的過程中，需要充分利用車站建筑結構層相關元素，結合勘察信息對車站結構數據進行適當的調整，在顯眼的位置放引導牌，在緊急狀態下引導行人正常通行，最大限度上降低緊急狀態下車站建筑交通流線的混亂程度、維持交通流線的正常秩序[7]。

（三）仿真結果下軌道交通流線分析

設計人員通過觀察車站建筑內部行人的活動規律，并在此基礎上進行總結，

通過分析可以發現，建筑內部行人的活動規律會對車站建筑內部空間產生直接影響。結合VR技術進一步對流線展開量化分析。在保持BIM模型特點的基礎上，配合使用VR技術對車站建筑內部情況進行渲染，設計人員進入VR虛擬世界可以親身感受交通流線設計、布置的效果，在此基礎上實現對車站建筑交通流線的分析。

BIM精準建模能夠為有效的VR設計創造條件，分析過程中依然將BIM建模作為工作重點。VR能夠對BIM模型起到補充作用，運用VR在BIM建模的基礎上創建車站建筑虛擬環境，虛擬環境中將預先布置的交通流線體現出來。在流線分析過程中聯合使用VR與BIM，可以在虛擬空間中進一步驗證仿真結果的準確性、有效性。

結語

軌道交通樞紐車站設計、選址、選型的基礎上，運用BIM對建筑體量進行參數化設計，根據建筑體量參數化設計結果，在明確前置條件的前提下對建筑進行平面布置、形態設計。把握軌道交通樞紐車站建筑交通流線的基本方法路線與控制要點，充分考慮建筑結構特點、障礙，聯合運用BIM與VR對建筑交通流線進行可視化仿真設計，并結合實際情況進行適當調整，以此保障建筑設計的有效性、合理性。同時，在軌道交通樞紐車站建筑消防設計環節，充分應用現代化信息技術，可以更好地解決設計環節遇到的問題，保證軌道交通樞紐車站的安全性，為人們的安全出行提供保障[8]。

參考文獻

[1]郭偉剛.BIM技術在大型公共建筑施工中的應用研究[J].科技創新與應用，2023，13（29）：169-172.

[2]孔萌.軌道交通車站建筑設計與人性化換乘體驗研究[J].工程建設與設計，2023（16）：57-59.

[3]王浩.寧波大學高架車站建筑設計特色理念研究[J].北方建筑，2023，8（04）：51-54.

[4]余群濤.成都軌道交通10號線二期車站外立面造型研究[J].江西建材，2023（07）：101-102+105.

[5]唐桂林.軌道交通樞紐車站建筑消防安全研究[J].上海建設科技，2023（03）：26-28.

[6]趙丁.城市軌道交通高架車站站臺區域景觀與管線綜合設計[J].城市軌道交通研究，2023，26（06）：197-200+205.

[7]丁丹.綜合交通樞紐設計中BIM技術應用分析[J].運輸經理世界，2021（19）：84-86.

[8]趙哲逸.BIM技術在高鐵站前廣場場地設計中的應用[J].山西建筑，2021，47（07）：29-31.