■ 王鳳艷

地鐵排煙系統(tǒng)的作用是當?shù)罔F發(fā)生火災(zāi)事故時，能提供有效的排煙手段，為乘客和消防人員輸送足夠的新鮮空氣，形成一定的風速，引導(dǎo)乘客迅速撤離現(xiàn)場。西安地鐵二號線行政中心站在站廳層中部設(shè)置公用大廳，在大廳中央設(shè)置采光頂，站廳與站臺之間設(shè)置通透的天井。由于車站中板上開設(shè)大面積的孔洞，相當于使站廳與站臺連通，通過計算設(shè)置防排煙措施，滿足站臺和中庭發(fā)生火災(zāi)時人員疏散的要求。

1 工程概況

行政中心站為西安地鐵二號線第四座車站，該站為中庭式明挖地下兩層島式車站。車站全長225.7 m，標準段寬24.9 m，有效站臺長120 m，島式站臺寬16 m。站廳層公共區(qū)面積3 286 m2，站臺層公共區(qū)面積1 285.3 m2。在站廳層中部設(shè)置公用大廳，在大廳中央設(shè)置玻璃穹頂，穹頂直徑23.9 m，在站廳與站臺之間設(shè)置長42 m、寬9 m的孔洞。設(shè)備及管理用房分別設(shè)置于車站地下一層、二層南北兩端。在車站南、北端地面上分別設(shè)有1座區(qū)間隧道活塞機械風亭、1座新風亭和1座排風亭。

2 工程設(shè)計特點

2.1 防煙分區(qū)劃分

由于車站頂板與中板均開設(shè)大面積的孔洞，通過咨詢專家和結(jié)合國內(nèi)其他城市地鐵工程中該類車站的設(shè)計結(jié)果，考慮把站臺和站廳的開洞區(qū)域作為一個獨立的防煙分區(qū)。一種做法是在頂板圓形孔洞周圍設(shè)擋煙垂簾，在中板長方形孔洞周圍設(shè)置擋煙垂壁。這種做法在站臺中庭發(fā)生火災(zāi)時擋煙垂壁垂至樓梯的正上方與中板沒有閉合，存在煙氣擴散的問題，同時擋煙垂壁在樓梯正上方也影響人員疏散。為使中庭防煙分區(qū)成為一個閉合的空間，劃分時既應(yīng)包含頂板圓形孔洞也應(yīng)包含中板方形孔洞，這樣中庭發(fā)生火災(zāi)時才能有效控制煙氣的蔓延。結(jié)合中庭周圍柱與梁的情況確定防煙分區(qū)劃分形式（見圖1）。

圖1 車站中庭處剖面圖

初步考慮在防煙分區(qū)周圍設(shè)置擋煙垂簾，在中庭發(fā)生火災(zāi)時擋煙垂簾可垂至中板地面，可有效阻擋煙氣向其他防煙分區(qū)蔓延?？紤]到火災(zāi)時樓梯口部的擋煙垂簾影響人員疏散，故改為擋煙垂壁。由于人員疏散問題，對擋煙垂簾的控制分為兩步：第一步，當火災(zāi)發(fā)生后，擋煙垂簾控制器接收到火災(zāi)報警信號后，應(yīng)輸出控制所有垂簾均下垂到距離中板2 200 mm處（即下降800 mm）停止；第二步，保證擋煙垂簾范圍內(nèi)公共區(qū)域的人員全部疏散出該區(qū)域后所有垂簾全部下降到中板地面處（按30 s疏散時間考慮，即擋煙垂簾延時30 s后再次執(zhí)行關(guān)閉控制信號），反饋垂簾就位的信號，此時所有擋煙垂簾垂至中板地面。

其他站廳站臺層區(qū)域按規(guī)范要求劃分防煙分區(qū)的設(shè)計方案。站廳層（不包括中庭部分）公共區(qū)面積為2 502 m2，分2個防煙分區(qū)（見圖2）。

2.2 排煙風機配置

行政中心站公共區(qū)通風空調(diào)系統(tǒng)采用全空氣系統(tǒng)，空調(diào)回排風系統(tǒng)兼作排煙系統(tǒng)。在車站兩端通風空調(diào)機房內(nèi)各布置2臺組合式空調(diào)機組（KT，每臺風量為50 000 m3/h），2臺相對應(yīng)的回排風機（HPF，每臺風量為45 000 m3/h），回排風機兼排煙風機，擔負車站公共區(qū)一半的通風空調(diào)與排煙。兩端區(qū)間通風機房內(nèi)各設(shè)置2臺隧道事故風機（TVF，風量為60 m3/s），1臺排熱風機（TEF，風量為40 m3/s）。

根據(jù)防煙分區(qū)的劃分形式計算各防煙分區(qū)的排煙量為：站廳防煙分區(qū)一面積1 248 m2，排煙量74 880 m3/h；站廳防煙分區(qū)二面積1 254 m2，排煙量75 240 m3/h；中庭防煙分區(qū)面積784 m2，排煙量47 040 m3/h[3]；站臺層（不包括中庭部分）公共區(qū)防煙分區(qū)面積1 285.3 m2，排煙量77 118 m3/h。

站廳層公共區(qū)南北兩端每端設(shè)置2根排風管與2根送風管，站臺層公共區(qū)每端設(shè)置1根排風管與1根送風管，排風管兼做排煙風管。站廳層中庭頂板穹頂周圍設(shè)射流消聲風口送風，單獨設(shè)置2根排煙管。中庭發(fā)生火災(zāi)時同時打開車站兩端4臺HPF風機，關(guān)閉公共區(qū)其他排煙支路，對中庭集中排煙。中庭防煙分區(qū)的排煙量為47 040 m3/h，4臺HPF的總風量為45 000×4=180 000 m3/h，計算結(jié)果表明，車站公共區(qū)的排煙風機可以滿足中庭排煙要求。為避免煙氣擴散至站廳層其他防煙分區(qū)，中庭發(fā)生火災(zāi)時將擋煙垂簾垂至地面。實測結(jié)果表明此種排煙措施可迅速排除中庭部分的煙氣，板式排煙口的位置如圖3所示。

另外，站廳頂部玻璃穹頂設(shè)置電動開啟外窗。當車站公共區(qū)需要自然通風時，能控制穹頂開啟部分開啟或關(guān)閉。既節(jié)約能源，又改善車站內(nèi)的空氣質(zhì)量及人員的舒適度。同時保證機械排煙控制煙氣層高度，以及人員疏散后對穹頂煙倉的煙氣通過外窗自然排出。

圖2 站廳層防煙分區(qū)示意圖

圖3 中庭排煙口布置示意圖

行政中心站中板設(shè)有9 m×42 m的孔洞，為滿足GB 50157—2003《地鐵設(shè)計規(guī)范》第19.1.39的要求：“當車站站臺發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)保證樓梯和扶梯口處具有不小于1.5 m/s的向下氣流”，有2種設(shè)計方案。方案一可在中板開孔部位中間加梁，發(fā)生火災(zāi)時利用防火卷簾水平封堵，樓梯口部面積減小，排煙方式同標準車站，利用車站的排煙風機即可滿足人員疏散方向和煙氣蔓延方向相反的氣流組織要求，有利于人員疏散。缺點是中板開孔部位中間加梁影響建筑中庭通透效果，并增加土建方面投資。方案二是利用車站兩端的隧道通風事故風機輔助排煙，站臺層公共區(qū)發(fā)生火災(zāi)時開啟站臺兩側(cè)屏蔽門的滑動門，并同時開啟車站兩端4臺HPF、2臺TEF及4臺TVF風機排煙，3種風機的總風量為45 000÷3 600×4+40×2+60×4=370 m3/s，中板孔洞周圍設(shè)有擋煙垂壁，樓梯口部過風面積為143 m2，滿足GB 50157—2003《地鐵設(shè)計規(guī)范》不小于1.5 m/s向下氣流的要求，最少需要排煙量為143×1.5=214.5 m3/s，計算結(jié)果表明可以滿足人員疏散和規(guī)范的要求。在消防冷煙試驗過程中按照設(shè)計模式運行后，測得樓梯、扶梯口部向下氣流為2.4 m/s，此種排煙措施可以滿足設(shè)計要求。

2.3 火災(zāi)控制要求

車站公共區(qū)發(fā)生火災(zāi)時，立即停止車站空調(diào)水系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換進入火災(zāi)模式。

（1）當站廳層發(fā)生火災(zāi)時，站廳排煙系統(tǒng)進行排煙，關(guān)閉站廳層及站臺層送風，排風、補風由出入口引入，人員迎著新風向地面疏散。

（2）當站臺層發(fā)生火災(zāi)時，關(guān)閉站廳排風管和站廳、站臺送風管上電動風閥，利用大系統(tǒng)HPF兼作排煙風機，將煙氣排出。同時為保證站廳站臺連通的樓梯、扶梯口處向下氣流風速大于1.5 m/s，需打開屏蔽門，關(guān)閉站臺下排熱風道，利用TEF風機輔助排煙，同時開啟車站兩端TVF風機及相應(yīng)事故風閥加強排煙。

（3）當中庭防煙分區(qū)發(fā)生火災(zāi)時，站廳排煙系統(tǒng)集中在中庭進行排煙，關(guān)閉站廳層及站臺層送風、排風，同時穹頂周圍擋煙垂簾垂至地面。

車站穹頂部分

3 結(jié)論

（1）行政中心車站站廳、站臺與地面連通，達到車站通透寬敞的建筑效果。該設(shè)計很好地解決了車站高大空間的排煙、通風及空調(diào)問題，同時保持了建筑的美觀性。

（2）站廳頂部玻璃穹頂設(shè)置電動開啟外窗，當車站公共區(qū)需要自然通風時，能控制穹頂開啟部分開啟或關(guān)閉。既節(jié)約能源，又改善車站內(nèi)的空氣質(zhì)量及人員的舒適度。同時保證機械排煙控制煙氣層高度，以及人員疏散后對穹頂煙倉的煙氣通過外窗自然排出。

（3）利用車站排煙風機、區(qū)間事故風機與排熱風機共同配置，解決地下頂板和中板開孔車站的通風及排煙問題，設(shè)備及相關(guān)風閥組合轉(zhuǎn)換可滿足正常、事故等不同工況要求，在技術(shù)上具有一定的先進性、實用性。

[1] GB 50157—2003 地鐵設(shè)計規(guī)范[S]. 北京：中國計劃出版社，2003

[2] 陸耀慶. 實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[S]. 2版. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008

[3] GB 50016—2006 建筑設(shè)計防火規(guī)范[S]. 北京：中國計劃出版社，2006