吳慶章

摘 ?要：城市軌道交通地鐵車站鑒于特殊的地下建筑設施工程。倘若發(fā)生火災時，救援難、損失大，極易造成群體性傷亡事故。故在消防安全方面，設計必須考慮當發(fā)生火災事故，將如何有效開展應急救援，從而將最大化補救減少人員傷亡及損失。因此消防專用應急照明電源（以下簡稱EPS電源）在發(fā)生火災事故救援時所起到的作用十分重要，它為受困人員能有效應急疏散與逃生有著重要的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：地鐵車站;EPS電源;事故救援;應急疏散

中圖分類號：U231 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）31-0170-03

Abstract： The urban rail transit subway stations is one of the special underground building facilities. In case of fire， the rescue is difficult and its loss is large， which will easily lead to mass casualties. Therefore， in terms of fire safety， the design must consider how to effectively carry out emergency rescue when a fire accident occurs， so as to maximize the remedy and reduce casualties and losses. Therefore， the emergency lighting power supply for fire fighting（hereinafter referred to as EPS power supply） plays a very important role in the rescue of fire accidents， and it has important practical significance for the trapped people to evacuate and escape effectively.

Keywords： subway station; EPS power supply; accident rescue; emergency evacuation

引言

隨著社會的不斷發(fā)展與進步，人們的生活方式也在發(fā)生變化。農(nóng)村及城鎮(zhèn)人口向中心城市聚集，城市人口數(shù)量驟然增加，城市地面道路交通壓力面臨巨大的挑戰(zhàn)。在這樣的背景下，城市軌道交通地鐵這一快捷便利的地下交通出行工具誕生了并得于快速發(fā)展。與此同時也伴隨著一系列安全問題的出現(xiàn)，從而引發(fā)后續(xù)開展的救援問題。本文從事故應急照明與疏散角度出發(fā)，研究消防專用應急電源系統(tǒng)設計應用在地鐵車站的重要性。

1 地鐵車站構造布局特點的局限性

1.1 車站的構造布局形式

以南寧地鐵三號線邕武路車站為例。該站為地下兩層單柱島式站臺車站，總建筑面積為12886m2，其中主體建筑面積為8521m2。具體一是車站外包尺寸：車站總長度209.5m，標準寬段19.7m，車站采用全明挖;二是車站內(nèi)建筑布置：車站為地下二層車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層，站廳層公共面積為1556m2， 站臺層公共面積為1250m2;三是本站設置4個出入口、兩組風亭和1個應急疏散通道，出入口長度在60m范圍內(nèi);四是車站客流情況：車站設計客流量以遠期2043年客流量控制，其設計客流量為5750人/小時。

1.2 車站結構的局限性

通常情況下正常營運時間人流主要集中在公共區(qū)，站廳、站臺層公共區(qū)面積均不足2000m2，通常會設置8～9個防火分區(qū)。而防排煙設計標準中，火災按全線區(qū)間隧道、車站隧道、站臺及站廳同時只有一處發(fā)生考慮來設計。按其設計客流量為5750人/小時。由此可見一旦發(fā)生火情時，人員疏散壓力相當大。

2 地鐵站EPS電源和應急照明及疏散指示的設置

2.1 依據(jù)《地鐵設計規(guī)范》《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》及《城市軌道交通照明》等相關標準、規(guī)范

南寧地鐵三號線標準車站通常會在站廳層或站臺層兩端各設置一間應急照明電源室，每個室內(nèi)設置一套應急照明電源裝置（系統(tǒng)裝置為單列布置離墻安裝），該系統(tǒng)裝置上端接降壓所兩段不同母線供電。下端通常在每端各設2間照明電源配電室，應急照明電源裝置饋線端出線接入相應照明配電箱。應急照明為一級負荷中特別重要負荷，除疏散用導向單獨設置應急配電箱外，其它應急照明（含備用照明、疏散照明和疏散指示標志）回路均由應急照明電源裝置直接饋出。

2.2 應急照明及疏散指示的分布設置

通常分為站廳站臺層設備區(qū)、公共區(qū)和區(qū)間應急照明與疏散指示，并滿足《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)》（GB17945-2010）的要求。（1）設備區(qū)走道、車控室、會議室等采用LED燈（色溫400K，顯示指數(shù)不小于80，燈具功率25W/盞或45W/盞），其余設備區(qū)采用熒光燈（三基色熒光燈，色溫4000K，顯示不小于80），懸掛設置高度不低于2.5m;疏散指示標志燈安裝高度距地0.5m，安裝距離不大于10m。（2）公共區(qū)采用LED燈，懸掛設置高度不低于2.5m，與正常照明燈同一水平線，同一間距安裝在設備下方;疏散指示標志燈安裝要求同設備區(qū)。（3）區(qū)間（含折返線）采用能適應區(qū)間環(huán)境、壽命長、緊湊型、遮光性能好的三基色熒光燈（28W/盞），疏散指示標志額定電壓為交流220V，指示雙向可控。為保證人員正確疏散，區(qū)間隧道內(nèi)每隔9m或10m設置一盞應急照明燈具（安裝高度為中心線距疏散平臺面2125mm）和一盞疏散指示標志（安裝高度為底邊軌面650mm），兩者均用304不銹鋼支架離強20mm固定。

3 EPS電源組成與工作原理及優(yōu)勢介紹

3.1 組成及工作原理

EPS電源在南寧地鐵使用的整套系統(tǒng)采用模塊化設計，由電源屏、饋線屏和電池屏組成。其設計原理是基于一種后備型電源裝置，正常情況以雙路市電為主供電狀態(tài)即一主一備工作方式運行。通過靜態(tài)轉換開關切換市電與蓄電池組供電。當兩路市電正常供電或者一路市電故障失電的情況下，由雙電源切換裝置切換，選擇市電接入到EPS應急電源整流充電器，對蓄電池組進行浮充充電，同時輸出到饋出回路，此時蓄電池組處于浮充狀態(tài)，逆變器與輸出回路斷開，由市電為應急電源饋出回路供電。當兩路市電均失電，則通過切斷斷路器，切斷饋出與市電的連接，此時EPS應急電源切換到蓄電池組供電狀態(tài)，蓄電池組經(jīng)過逆變器，由直流轉換成380V三相交流電，為應急回路供電，同時設備區(qū)應急燈具回路全部強啟，保證燈具處于點亮狀態(tài)。

其工作原理如圖1所示：

3.2 模塊化EPS電源的優(yōu)勢

（1）高可靠性。該系統(tǒng)采用模塊化并聯(lián)設計，可實現(xiàn)N+1模塊并聯(lián)備份，并聯(lián)系統(tǒng)中，功率模塊部分是并聯(lián)冗余的，即使一個出現(xiàn)故障也不影響整個系統(tǒng)工作;采用熱插拔結構，減少了維修時間，提高了可用性。

（2）運行成本低。一是系統(tǒng)運行智能：觸屏監(jiān)控可實現(xiàn)故障定位、電池管理（即充放電）智能化控制，使電池使用壽命更長、用戶可維護。二是維修簡單快捷：在線熱插拔，即插即用;模塊可互相調(diào)配，體積小且易操作等。三是人員要求不高，簡單的基本培訓皆可滿足維護需求。

（3）節(jié)能減排。該套系統(tǒng)采用第三代DSP數(shù)字控制全諧振高頻技術，開關技術采用LLC全諧振技術，提高了電源工作效率，節(jié)約能源;采用積木式結構易擴展，保護原有投資，也可降低后續(xù)投資。

3.3 模塊化與傳統(tǒng)一體化EPS對比

變頻器組成的EPS一體化輸出波形測試結果是諧波干擾嚴重，對敏感設備干擾強;而模塊化EPS輸出的是純正正弦波，對敏感設備無影響。

綜合性能比較分析：模塊化N+1備份系統(tǒng)干擾低、可靠性高、效率高、備品備件兼容性好和電池壽命長等優(yōu)點;而一體機的綜合性能正好相反。

而南寧地鐵3號線車站所采用了這種模塊化EPS電源系統(tǒng)，為地鐵車站內(nèi)消防應急照明系統(tǒng)提供了高可靠的電源保證。

4 EPS電源在地鐵消防中的重要性

4.1 在實際運用工作中的體現(xiàn)

EPS電源是在UPS電源基礎上發(fā)展起來的，運用時間久且技術成熟，廣泛應用在消防應急電源領域，重點是保護人的生命安全，符合在人員密集的場所設置。南寧地鐵3號線車站設計的EPS電源是專用應急照明、疏散指示和導向照明設備提供的備用應急電源，其運行穩(wěn)定性與可靠性是安全評價與應用推廣的一項重要評定指標。3號線開通運營至今，車站目前現(xiàn)狀是環(huán)境衛(wèi)生差、施工遺留垃圾多、灰塵量大和溫濕度超標，遠達不到設備穩(wěn)定運行要求及標準化管理。在這樣環(huán)境下而EPS電源系統(tǒng)運行表現(xiàn)出很強穩(wěn)定性，故障率很低，環(huán)比車站其他類型機電設備（如：風閥、水閥、水泵和低壓配電設備等）故障率明顯要低。與此同時3號線目前的設備維修人員在技術水平上處于相對低下，大部分為校招畢業(yè)生，而3號線所采用的這套EPS電源系統(tǒng)自動化程度高使得維護簡單快捷，系統(tǒng)能自動準確定位故障，通過對人員簡單指導即可快速解決消除故障，正好彌補了人員維修技術上的不足。本人所在的3號線管轄車站通過歷史故障統(tǒng)計查詢分析，沒有一條故障是因EPS電源故障引起應急照明、疏散指示和導向照明等設備斷電的，這也充分體現(xiàn)出EPS電源系統(tǒng)在地鐵消防設施中可靠性，值得推廣與發(fā)展。

4.2 國內(nèi)外典型事故案例及原因分析

案例一：“2003年2月18日，韓國大邱市地鐵發(fā)生人為縱火事件，導致198人死亡，147人受傷，298人失蹤?！?/p>

該事件起因雖然是有人故意縱火而造成的，但為什么造成如此嚴重的傷亡呢？據(jù)當時韓國專家和媒體的分析，指出三個方面的問題。其中排在首位是設備方面的隱患，車站和車廂內(nèi)安全裝置不足。韓國地鐵車站內(nèi)雖然安裝了火災自動報警系統(tǒng)、自動淋水滅火裝置、除煙設備和緊急照明燈，但是這些安全裝置在對付嚴重火災時仍明顯不足，由于車廂上方是高壓線，為防止觸電，車廂內(nèi)均沒有安裝自動淋水滅火裝置。因此，此次大邱市地鐵發(fā)生大火時，不可能盡早撲救。車站內(nèi)斷電后，四周一片漆黑，緊急照明燈和出口引導燈均沒有閃亮。此外，車站內(nèi)的通風設備容量不大，只能保障平時的空氣流通，難以排除大量的濃煙。韓國媒體報道說，火災的死亡者中許多是在跑出車廂后找不到出口而吸入含有有毒成分的濃煙窒息而死的。

案例二：“2018年8月25日凌晨，哈爾濱市松北區(qū)北龍溫泉酒店發(fā)生火災事故，火災共造成20人死亡，20多人受傷被送往醫(yī)院進行救治。”

2019年1月31日，黑龍江省應急管理廳發(fā)布了“8.25”重大火災事故調(diào)查報告，報告認定為一起責任事故。其中事故背景內(nèi)容提到，據(jù)當?shù)孛襟w2017年8月報道，北龍溫泉景區(qū)接待大廳消火栓門被木質(zhì)雕塑遮擋，門框上“安全出口”指示燈不亮;更衣室內(nèi)未設置“安全出口”指示燈，也未看到滅火器;溫泉區(qū)通往客房的兩處臺階上貼有“安全出口”字樣，但指向的大門卻被封住。此外，從黑龍江省公安消防總隊網(wǎng)站查詢到6次消防監(jiān)督抽查中4次不合格。

以上兩例真實事故案例中，存在的相似點，消防應急照明、疏散導向等相關消防應急設施均失效，關鍵時未起到有效地安全疏散導向功能，是導致事故損失擴大的其中一個重要因素。

EPS應急電源作為消防應急疏散導向設施的重要電源保障，事故發(fā)生后不能有效地為其設備持續(xù)供電，是導致消防應急照明和疏散指示設施失效直接原因，這體現(xiàn)出EPS在消防應急設施運用中的重要性和必要性，是降低事故損失擴大關鍵要素之一。

5 結束語

發(fā)展離不開安全。EPS應急電源系統(tǒng)作為地鐵消防安全配電中重要組成部分。本文通過EPS應急電源的組成及工作原理與實際工作中的運用分析，深入探討其在事故應急救援與安全疏散工作中重要性與實用價值。隨著科技不斷進步與發(fā)展，EPS應急電源將仍需進一步優(yōu)化與改進，為消防應急提供更有力度地安全保障，使其在消防事故中發(fā)揮更大作用。

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