王俊杰

摘要：近年來隨著城市的快速發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂械闹匾煌üぞ?。然而地鐵火災(zāi)也是不可忽視的問題，一旦發(fā)生將會造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。文章具體分析了地鐵火災(zāi)的特點，并在火災(zāi)煙氣蔓延分布研究的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的地鐵火災(zāi)應(yīng)急控制措施，通過合理排煙方式的布置和應(yīng)急管理措施實現(xiàn)地鐵火災(zāi)的高效應(yīng)對。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；地鐵火災(zāi)；煙氣蔓延；應(yīng)急管理；排煙方式

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）15-0101-02

隨著城市化進程不斷發(fā)展，地鐵逐漸成為城市建設(shè)中一項較為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，也是人們出行較為便捷快速且經(jīng)濟高效的一種交通工具。然而由于地鐵半封閉式以及人員較為聚集的特點，通風和疏散工作都存在很大的難點。而地鐵車站一旦發(fā)生火災(zāi)事故，若未及時進行疏散，則有可能由于煙氣的蔓延造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。因此，極有必要對地鐵車站的火災(zāi)特點以及煙氣蔓延方式進行深入研究，以便更好地應(yīng)對地鐵火災(zāi)事件。

1 地鐵火災(zāi)的特點

1.1 不完全燃燒造成煙塵

由于地鐵車站處于地下，封閉性較強，人員分布較為密集，因此在發(fā)生火災(zāi)時能夠用來充分燃燒的氧氣含量較少。這樣將會導致可燃物體的不完全燃燒，而產(chǎn)生大量的有毒煙塵及一氧化碳，嚴重威脅到乘客的安全。同時，由于煙塵的影響，使得地鐵內(nèi)能見度大大下降，進一步影響了人們的疏散速度。據(jù)統(tǒng)計，在火災(zāi)中死于煙氣影響的人數(shù)占總死亡者的80%以上。

1.2 溫度升高快

由于地鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是由各種土壤和巖石所包圍，因此在發(fā)生火災(zāi)時，大量熱量難以通過接觸向外傳導，從而全都集聚在狹小的地鐵車站內(nèi)部，使得溫度上升速度非?？臁Ｇ业罔F內(nèi)可燃物體較多，當溫度上升到一定程度，將瞬間點燃更多可燃物，造成轟燃現(xiàn)象，反過來又進一步促使溫度的上升，造成惡性循環(huán)。導致更大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

1.3 安全疏散困難

安全疏散受到地鐵疏散通道安排，地鐵出口個數(shù)，客流數(shù)量，火災(zāi)情況等各種因素的影響。一方面，由于火災(zāi)發(fā)生時造成了很多煙塵從而極大降低了人們的可見度，且受到火災(zāi)影響，地鐵內(nèi)的電源可能會自動切斷，導致能見度的進一步下降，同時氧氣含量迅速降低使人員產(chǎn)生呼吸困難和情緒上的緊張，也在一定程度上導致疏散困難。另一當面，火災(zāi)產(chǎn)生的煙塵及有毒氣體會隨著氣流上升，熱量也會經(jīng)由出入口垂直上升，而這一路徑與人員疏散撤離的道路是一致的，從而會給人員疏散帶來一定困難。

2 煙氣蔓延分布研究

2.1 煙氣豎向溫度分布

地鐵站發(fā)生火災(zāi)時，可燃物的燃燒經(jīng)歷了循序漸進的三個階段。第一階段是可燃物燃燒增長階段，這一階段處于火災(zāi)剛發(fā)生的時間段內(nèi)，此時煙氣的溫度是逐漸攀升的；第二階段是可燃物穩(wěn)定燃燒階段，此時由于火勢的擴大，可燃物的燃燒逐步保持穩(wěn)定且持續(xù)時間較長，此時煙氣的溫度也較為穩(wěn)定；第三階段為減弱階段，由于可燃物數(shù)量逐漸減少，可用氧氣逐步稀薄，火勢也逐漸減弱，此時煙氣的溫度也相應(yīng)呈降低趨勢。

在豎向分布上，由于煙氣是逐漸上升的，浮力的作用使得煙氣將大量的熱量帶至上方，因此此時越接近頂棚的地方溫度上升的速度將會越快，即整個站臺各處均會遍布煙氣，但在垂直方向上，煙氣的濃度隨著高度的上升而變濃，溫度也隨著高度的上升而變高，且溫度變化是連續(xù)且存在一定梯度的。

2.2 煙氣頂棚射流溫度變化

垂直方向上升的煙氣在遇到頂棚后，攜帶的大量熱量無法釋放，且由于受到頂棚的阻擋，煙氣將會沿水平方向向四周進行擴散，而形成了水平流動的頂棚射流。這一射流攜帶了大量的熱量，受到空氣浮力作用在上方流竄，而當遇到側(cè)壁或擋煙垂壁的遮擋，或是遇到站臺間的各類遮蔽或維護結(jié)構(gòu)時，頂棚射流就會被遮擋下來進而發(fā)生回流，集聚在頂棚的下方。當越來越多的頂棚射流在某一處聚集達到某一厚度時，煙氣就會在相互作用下向下方下沉，從而在站臺間形成一層煙氣層，煙氣層攜帶的熱量更多，并會通過擋煙垂壁進一步向其他防煙區(qū)蔓延，逐漸危及到整個站臺。因此不論是在哪里，處于火源上方的溫度都是最高的，大量煙氣首先垂直上升聚集在頂棚上，因此頂棚的溫度最先上升。

2.3 煙氣流動速度變化

煙氣流在整個流動過程中經(jīng)歷了三個階段的速度變化。在初始階段煙氣在空氣浮力的作用下逐漸上升，在碰到頂棚后進行積累，并形成強烈的氣流漩渦。且在火源附近的溫度較高，熱煙氣在熱浮力的作用下對周圍的冷空氣進行強烈的吸卷，從而使得火源附近煙氣的速度也相對較快，而離火源越遠煙氣的溫度就會越低。當煙氣撞擊頂棚形成頂棚射流后，在頂棚上會形成一個圓形的氣流撞擊區(qū)域，而頂棚射流層在此圓形區(qū)域的中心處速度最大，向外速度逐漸減小。在頂棚射流逐漸向四周水平擴散的過程中，熱煙氣將逐漸吸卷周圍的冷空氣，使得煙氣的質(zhì)量不斷增大同時攜帶的熱量也逐漸流失，隨之而來的是煙氣速度的降低，此后煙氣速度逐漸衰減。直到煙氣繼續(xù)擴散，遇到側(cè)壁或擋煙垂壁時，由于碰撞形成一定的煙氣回流，并因此產(chǎn)生渦流，速度也隨之發(fā)生較為復(fù)雜的變化。

3 地鐵車站火災(zāi)的應(yīng)急處置

地鐵車站火災(zāi)發(fā)生時充滿了不確定性和難以控制性，而車站內(nèi)的煙氣擴散速度極快且攜帶大量的熱量及有毒氣體，足以奪取乘客的生命。因此地鐵車站火災(zāi)發(fā)生時應(yīng)及時根據(jù)地鐵火災(zāi)的特點及煙氣蔓延的路徑方式，通過相關(guān)應(yīng)急措施對乘客進行疏導，及時對火災(zāi)進行撲滅，盡量將損失降到最低。對于地鐵車站火災(zāi)的應(yīng)急處置，主要包括以下兩點：

3.1 合理設(shè)置排煙裝置

地鐵車站發(fā)生火災(zāi)時，造成較大人員傷亡的就是有毒及高熱量的煙氣。因此在進行火災(zāi)應(yīng)急處理時，最先考慮的就是合理設(shè)置排煙裝置，在火災(zāi)發(fā)生時能夠及時啟用，迅速將煙氣排出地鐵車站外。由于煙囪效應(yīng)，大量的煙會從各種通道垂直向上流竄，而人員的逃生通道也主要處于上端，尤其是地鐵出口。因此對于地鐵出入口及站臺頂部的排煙或擋煙裝置需要充分安裝，保證其運能能夠面對大量的煙氣和熱量，保證乘客從站臺層向站廳層的安全迅速轉(zhuǎn)移。由于空氣浮力，煙氣將會首先向上傳導，形成冷熱空氣的分層，對于乘客逃生必經(jīng)的樓梯，需要合理設(shè)置排煙和擋煙裝置，輔助乘客較好地逃生，順利對煙氣和熱量進行疏導，通過最近的地鐵出入口或是預(yù)留的排煙口迅速將煙排除。此外，當火勢較大時，應(yīng)采用被動擋煙和主動機械排煙相結(jié)合的方式，兩者共同作用才能在最短的時間內(nèi)將火勢控制，保證乘客的安全。

3.2 做好應(yīng)急預(yù)案

地鐵車站的火災(zāi)發(fā)生一般較為突然，且撲救困難影響深遠。因此對于地鐵管理者而言，提前做好地鐵火災(zāi)的應(yīng)急預(yù)案是十分有必要的。進行地鐵應(yīng)急預(yù)案時應(yīng)考慮到具體的人員安排、火災(zāi)疏散路徑的設(shè)置、相關(guān)設(shè)備開啟流程、火警報警流程等問題。人員安排上應(yīng)有明確的任務(wù)分工，各個關(guān)鍵節(jié)點處均應(yīng)有專人負責。對于各類設(shè)備的運行和開啟，有條件的情況下可提前做好火災(zāi)模擬，以更好地應(yīng)對真實火災(zāi)的發(fā)生。

4 結(jié)語

地鐵火災(zāi)不同于普通地上建筑火災(zāi)，需要根據(jù)其具體特點進行應(yīng)對。掌握火災(zāi)煙氣的蔓延路徑及特點是進行地鐵火災(zāi)控制的基本前提，只有做好了相關(guān)排煙設(shè)施的布置以及應(yīng)急預(yù)案的管理工作，才能充分控制火災(zāi)煙氣的蔓延，合理應(yīng)對地鐵火災(zāi)的發(fā)生，促進地鐵的安全快速發(fā)展。

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