曹學(xué)明

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地鐵黃浦路站公共區(qū)防排煙設(shè)計淺析

曹學(xué)明

（湖北省城建設(shè)計院股份有限公司 武漢 430051）

以武漢市軌道交通8號線黃浦路站項目為例，針對黃浦路站公共區(qū)建筑特點，通過對比分析公共區(qū)防煙分區(qū)劃分、排煙系統(tǒng)配置及控制模式等不同防排煙設(shè)計方案對本車站的影響，提出了滿足規(guī)范并符合實際工程及運營模式下的安全可靠的防排煙設(shè)計方案，以供同類型車站防排煙設(shè)計提供參考。

地鐵車站；公共區(qū)；中庭；防排煙；

0 引言

地鐵作為現(xiàn)代化城市交通的重要設(shè)施具有客運量大、高速快捷、時間準(zhǔn)確的特點。近年來武漢市軌道交通建設(shè)快速發(fā)展，地鐵線路長度、客運量和建筑規(guī)模不斷增長。目前隨著武漢地鐵建設(shè)的發(fā)展，規(guī)劃線路不斷增加，換乘車站也逐漸增多，導(dǎo)致各種超大、超高公共區(qū)車站不斷涌現(xiàn)，增加了地鐵車站公共區(qū)防排煙設(shè)計的難度。地鐵車站作為人員高度密集的公共場所，通風(fēng)條件、照明條件較差，內(nèi)部環(huán)境因素復(fù)雜，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，產(chǎn)生的煙氣不能及時控制排除就很容易造成較大傷亡事故，因此公共區(qū)防排煙系統(tǒng)作為火災(zāi)情況下人員疏散的重要輔助手段，其設(shè)計合理與否就顯得非常重要。本文結(jié)合黃浦路車站特點及相關(guān)防排煙設(shè)計規(guī)范，對本站防排煙設(shè)計方案及防排煙模式進(jìn)行分析探討。

1 車站概況

武漢地鐵8號線一期工程線路全長33km，共設(shè)12個車站。黃浦路站位于解放大道與盧溝橋路交匯處南側(cè)盧溝橋路上，為地下兩層（局部三層）側(cè)式換乘車站，與武漢地鐵輕軌1號線黃浦路站通道換乘，承擔(dān)過江客流，是8號線全線兩線換乘站點中換乘客流最大站點。

黃浦路站總建筑面積31398m2，站廳層公共區(qū)總建筑面積10384m2，其中站廳層建筑面積7836m2，凈空高8.65m（局部5.3m），站廳內(nèi)設(shè)置夾層天橋連通車站兩端非付費區(qū)，并承擔(dān)過街及出入口人流疏散功能，夾層天橋總建筑面積2548m2，夾層天橋上方凈空高度3.95m，夾層天橋連接換乘夾層，具有連通車站非付費區(qū)、過街、換乘、出入口人員疏散等功能。站臺層公共區(qū)總面積3000m2。

圖1 車站公共區(qū)裝修效果圖

2 防排煙設(shè)計方案

本站由于站廳層層高較高，站廳層層高達(dá)到8.65m，防煙分區(qū)劃分存在一定的難度。劃分防煙分區(qū)主要是保證在一定時間內(nèi)，使火場上產(chǎn)生的高溫?zé)煔獠恢码S意擴(kuò)散，并快速排除，達(dá)到有利人員疏散、控制火勢蔓延的目的。設(shè)置防煙分區(qū)時，如果面積過大，會使煙氣波及面積擴(kuò)大，增加受災(zāi)面，不利于疏散和撲救；如面積過小，不僅影響使用，還會提高工程造價?！兜罔F設(shè)計規(guī)范》（GB 50157-2013）中規(guī)定地下車站站廳、站臺的每個防煙分區(qū)的建筑面積不宜超過2000m2。該規(guī)定建立在標(biāo)準(zhǔn)站站廳和站臺的使用面積均不大于2000m2，使站廳層和站臺層分別劃分為1個防煙分區(qū)的基礎(chǔ)上。目前各城市為解決當(dāng)前以及將來日益擁堵的交通問題，設(shè)計時均按遠(yuǎn)期高峰值考慮地鐵車站建站規(guī)模，已建或在建的大部分車站公共區(qū)面積遠(yuǎn)大于4000m2，其防排煙設(shè)計方案的合理性顯得尤為重要。

本站為側(cè)式站臺，站臺層公共區(qū)共劃分為4個防煙分區(qū)，換乘夾層為1個防煙分區(qū)，在公共區(qū)防排煙設(shè)計方案比較中，因站臺層和換乘夾層排煙方案較為簡單，對其防排煙設(shè)計方案本文將不再一一論述，著重探討和比較站廳層中庭區(qū)域內(nèi)防排煙設(shè)計方案，針對本站建筑特點，共提出了四種防排煙設(shè)計方案，具體方案如下所述。

2.1 防排煙設(shè)計方案一

2.1.1 防煙分區(qū)劃分

圖2 站廳層公共區(qū)防煙分區(qū)簡圖1

方案一將站廳層和夾層統(tǒng)一按照公共區(qū)考慮，將車站公共區(qū)劃分為六個防煙分區(qū)，其中防煙分區(qū)一面積為1792m2，防煙分區(qū)二面積為1195m2，防煙分區(qū)三面積為1920m2，防煙分區(qū)四面積為995m2，防煙分區(qū)五面積為977m2，防煙分區(qū)六面積為895m2。本站除防煙分區(qū)一層高為5.3m，換乘夾層層高為3.45m，其余防煙分區(qū)（含夾層天橋）層高8.65m。

2.1.2 防排煙系統(tǒng)設(shè)備配置

方案一各防煙分區(qū)分別單獨設(shè)置獨立的排煙風(fēng)機(jī)，根據(jù)防煙分區(qū)劃分情況，車站左右兩端空調(diào)機(jī)房分別設(shè)置2臺、3臺排煙風(fēng)機(jī)，每臺排煙風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)一個防煙分區(qū)的排煙。當(dāng)排煙風(fēng)機(jī)數(shù)量及排煙管道設(shè)置有困難時，各防煙分區(qū)可合用排煙風(fēng)機(jī)，但根據(jù)地鐵設(shè)計規(guī)范，排煙設(shè)備負(fù)擔(dān)多個防煙分區(qū)時，其設(shè)備能力應(yīng)按負(fù)擔(dān)最大的兩個防煙分區(qū)煙量配置，如此左端排煙設(shè)備排煙容量達(dá)到215000m3/h，右端排煙設(shè)備排煙容量達(dá)到210000m3/h。換乘夾層與右端公共區(qū)共用排煙風(fēng)機(jī)，車站兩端空調(diào)機(jī)房需分別設(shè)置2臺排煙風(fēng)機(jī)。

2.1.3 防排煙系統(tǒng)控制模式

當(dāng)公共區(qū)任一防煙分區(qū)著火時，開啟與該排煙分區(qū)對應(yīng)的排煙風(fēng)機(jī)；當(dāng)公共區(qū)右端換乘夾層著火時，開啟公共區(qū)排煙風(fēng)機(jī)，并關(guān)閉其他排煙分支管道。

2.2 防排煙設(shè)計方案二

2.2.1 防煙分區(qū)劃分

圖3 站廳層公共區(qū)防煙分區(qū)簡圖2

方案二在方案一的基礎(chǔ)上，利用頂板結(jié)構(gòu)縱梁將防煙分區(qū)進(jìn)行縱向分隔，車站站廳層共劃分為8個防煙分區(qū)，其中防煙分區(qū)一、二面積為750m2，防煙分區(qū)三、四面積為860m2，防煙分區(qū)五面積為1328m2，防煙分區(qū)六面積為1227m2，防煙分區(qū)七面積為995m2，防煙分區(qū)八為895m2。

2.2.2 防排煙系統(tǒng)設(shè)備配置

方案二公共區(qū)左端排煙設(shè)備排煙容量為123840m3/h，右端排煙設(shè)備排煙容量為183960m3/h，公共區(qū)各防煙分區(qū)合用1臺排煙風(fēng)機(jī)，右端換乘廳與公共區(qū)右端共用排煙風(fēng)機(jī)，車站左右兩端空調(diào)機(jī)房分別設(shè)置1臺排煙風(fēng)機(jī)。

2.2.3 防排煙系統(tǒng)控制模式

當(dāng)車站左端防煙分區(qū)一、二任一區(qū)域著火，開啟車站左端排煙設(shè)備排煙，同時關(guān)閉其它排煙分支管道；當(dāng)防煙分區(qū)三、四任一區(qū)域著火，開啟車站左端排煙設(shè)備排煙，同時關(guān)閉其它排煙分支管道。當(dāng)車站右端防煙分區(qū)五、六任意區(qū)域著火，開啟車站右端排煙設(shè)備排煙，同時關(guān)閉其它排煙分支管道；當(dāng)防煙分區(qū)七區(qū)域著火，開啟右端車站排煙設(shè)備，同時打開相鄰防煙分區(qū)六排煙管道，關(guān)閉其它排煙分支管道；當(dāng)車站換乘廳防煙分區(qū)八著火時，開啟右端車站排煙設(shè)備，同時關(guān)閉其它排煙分支管道。

2.3 防排煙設(shè)計方案三

2.3.1 防煙分區(qū)劃分

圖4 站廳層公共區(qū)防煙分區(qū)簡圖3

方案三將站廳層和夾層分開考慮，圍繞中庭區(qū)域劃分防煙分區(qū)，夾層作為中庭回廊考慮，中庭四周設(shè)置電動擋煙垂簾與夾層回廊分隔。車站公共區(qū)共劃分七個防煙分區(qū)，其中防煙分區(qū)一、二面積為750m2，防煙分區(qū)三體積為10156m3，防煙分區(qū)四面積為1024m2，防煙分區(qū)五28175m3，防煙分區(qū)六面積1200m2，防煙分區(qū)七面積為895m3。

2.3.2 防排煙系統(tǒng)設(shè)備配置

方案三站廳夾層區(qū)域，各中庭設(shè)置專用排煙風(fēng)管，夾層回廊區(qū)域內(nèi)設(shè)置回排風(fēng)兼排煙風(fēng)管，中庭與夾層之間設(shè)有電動擋煙垂簾分隔，站廳中庭排煙量按換氣次數(shù)計算，夾層回廊排煙量每平米60m3/h計算。公共區(qū)左端排煙設(shè)備容量為146850m3/h，右端排煙設(shè)備容量為221640m3/h。車站左右兩端空調(diào)機(jī)房各需設(shè)置2臺排煙風(fēng)機(jī)。

2.3.3 防排煙系統(tǒng)控制模式

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在防煙分區(qū)一、二時，開啟左端排煙風(fēng)機(jī)，同時關(guān)閉其他防煙分區(qū)排煙管道分支。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生中庭區(qū)域時，開啟中庭專用排煙風(fēng)機(jī)對中庭進(jìn)行排煙，電動擋煙垂簾降至夾層回廊地面，避免中庭煙氣向回廊擴(kuò)散，保證人員疏散安全。

2.4 防排煙設(shè)計方案四

2.4.1 防煙分區(qū)劃分

圖5 站廳層公共區(qū)防煙分區(qū)簡圖4

方案四將站廳層及夾層回廊統(tǒng)一按中庭考慮，中庭四周設(shè)置擋煙垂壁。車站公共區(qū)共劃分5個防煙分區(qū)，其中防煙分區(qū)一、二面積為750m2，防煙分區(qū)三體積為14560m3，防煙分區(qū)四體積為31012m3，防煙分區(qū)五面積為895m2。

2.4.2 防排煙系統(tǒng)設(shè)備配置

方案四計算中庭排煙量時，中庭體積取中庭以及中庭相連通的各層的全部空間的體積。公共區(qū)左端排煙設(shè)備容量為110000m3/h，右端排煙設(shè)備容量為148858m3/h。車站左右端空調(diào)機(jī)房分別設(shè)置1臺排煙風(fēng)機(jī)。為保障夾層回廊在火災(zāi)中能起到有效疏散人群的作用，避免中庭煙氣和火焰蔓延到夾層回廊空間，在中庭邊緣設(shè)置擋煙垂壁。

2.4.3 防排煙系統(tǒng)控制模式

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在防煙分區(qū)一、二時，排煙控制模式同方案三；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在中庭區(qū)域時，開啟對應(yīng)端的排煙風(fēng)機(jī)，通過布置在中庭四周的排煙風(fēng)口進(jìn)行強(qiáng)制排煙，同時開啟夾層回廊上方的排煙風(fēng)口排除回廊區(qū)域的煙氣，保證夾層回廊這一重要疏散通道的安全。

3 防排煙系統(tǒng)設(shè)計方案比較

方案一的優(yōu)點是系統(tǒng)運行可靠，易于控制，運行維護(hù)管理方便，在地下機(jī)房及管道空間允許情況下較有優(yōu)勢；缺點是排煙系統(tǒng)規(guī)模太大，風(fēng)機(jī)功率增加，受災(zāi)面積大，不利于人員安全疏散且占用較多地下有限空間，增加工程造價。

方案二的優(yōu)點是排煙系統(tǒng)規(guī)模較方案一相對減小，但排煙系統(tǒng)構(gòu)成比較復(fù)雜，系統(tǒng)運行的有效性難以保證，在高大空間設(shè)置擋煙設(shè)施存在一定的困難，同時也給公共區(qū)裝修帶來一定的麻煩。

方案三將中庭空間與夾層回廊進(jìn)行獨立分隔，優(yōu)點是運行可靠，便于人員安全疏散，煙氣控制簡單，中庭著火時的煙氣及中庭四周區(qū)域著火時蔓延到中庭的煙氣由中庭排煙系統(tǒng)排除，中庭夾層回廊著火時的煙氣由夾層回廊排煙系統(tǒng)排除，便于集中控制和管理，缺點是設(shè)計和控制較為復(fù)雜，占用空間較大，初投資較高，中庭四周設(shè)置擋煙垂簾對站廳層中部通風(fēng)空調(diào)管道安裝空間有一定影響。

方案四將中庭和夾層天橋統(tǒng)一按中庭空間考慮，優(yōu)點是排煙系統(tǒng)規(guī)模小，控制簡單，占用空間小，系統(tǒng)初投資小，實施比較容易，因此經(jīng)綜合考慮，本站選用方案四作為本站防排煙設(shè)計方案。

4 結(jié)語

因中庭區(qū)域空間大，使用功能復(fù)雜、火災(zāi)荷載大、乘客密度大，火災(zāi)煙氣一旦進(jìn)入，高溫有毒的煙氣將迅速擴(kuò)散，充滿整個空間，并很快蔓延到與中庭相通的其他區(qū)域，加快火災(zāi)的擴(kuò)展，影響安全疏散，因此中庭更容易形成巨大的火災(zāi)隱患。

由于建筑中庭的特殊性和復(fù)雜性，加上地鐵車站這種特殊的地下建筑形式，公共區(qū)防排煙設(shè)計方案優(yōu)劣，直接影響到該形式車站設(shè)計的可行性與普及性，針對這種特殊的大空間車站新形式，地鐵設(shè)計規(guī)范又未做相關(guān)明確規(guī)定，導(dǎo)致設(shè)計人員進(jìn)行防排煙設(shè)計時存在一定的困惑。同常規(guī)的地下兩層地鐵車站設(shè)計比較而言，中庭式的設(shè)計形式實際上加大了夾層的火災(zāi)危險性，所以應(yīng)在肯定此種設(shè)計形式的基礎(chǔ)上，需進(jìn)一步研究可靠的煙控方案，避免有毒熱煙到處蔓延，造成火災(zāi)規(guī)模的擴(kuò)大并威脅人員和財產(chǎn)安全。

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Analysis of Smoke Control Design in Huangpu Road Metro Station

Cao Xueming

( Hubei Urban Construction Design Institute Co., Ltd, Wuhan, 430051 )

Taking Wuhan Metro Line 8 Huangpu Road station project as an example,According to the Huangpu Road station building architectural features, Comparative of smoke exhaust system partition,Exhaust system configuration and control mode to analysis the influence of different smoke control design schemes on the station, it put forward to meet the specifications and in accordance with the design of smoke control scheme in practical engineering which the operation mode is safe and reliable, in order to provide reference for the same type of station smoke control design.

Metro Station; Public Area; Atrium; Smoke Management

1671-6612（2017）05-482-05

UTQ453.5/TU834

A

2017-01-10

作者（通訊作者）簡介：曹學(xué)明（1983.8-），男，碩士研究生，高級工程師，E-mail：109976789@qq.com