許巍，張潔，呂珍余

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，南京 210000）

1 引言

地鐵車(chē)站一般為地下封閉空間，主要通過(guò)出入口與外界聯(lián)系，人流量大，人員密集，相較于地面建筑發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)性更強(qiáng)，因此，地鐵車(chē)站防災(zāi)系統(tǒng)的可靠性決定了在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能否最大限度地挽救乘客的生命，減小地鐵火災(zāi)帶來(lái)的損失。其中，地鐵通風(fēng)排煙系統(tǒng)是地鐵防災(zāi)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，地鐵通風(fēng)排煙系統(tǒng)的作用是在火災(zāi)發(fā)生后及時(shí)動(dòng)作，有效排除煙氣，控制煙氣流向或減緩煙氣沉降的速率，為人員疏散爭(zhēng)取足夠的時(shí)間。

2 地鐵工程熱煙測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

地鐵工程熱煙測(cè)試是參照國(guó)際上通用的熱煙測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)AS4391-1999 Smoke Management Systems,Hot Smoke Test，在地鐵車(chē)站內(nèi)利用受控的火源與煙源模擬真實(shí)的火災(zāi)場(chǎng)景而進(jìn)行的煙氣測(cè)試。具體而言，在車(chē)站站廳以及站臺(tái)公共區(qū)中部分別選取實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，采用熱煙實(shí)驗(yàn)裝置產(chǎn)生預(yù)設(shè)火災(zāi)功率的熱煙氣，通過(guò)熱煙測(cè)試驗(yàn)證火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、通風(fēng)排煙、事故照明、站臺(tái)門(mén)、閘機(jī)等系統(tǒng)以及設(shè)備能夠按照預(yù)設(shè)的防災(zāi)模式進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，并且觀測(cè)站廳、站臺(tái)內(nèi)溫度場(chǎng)變化以及煙氣的擴(kuò)散情況，以確保乘客能夠在正確的指引下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)安全撤離車(chē)站。

根據(jù)AQ 8007—2013《城市軌道交通試運(yùn)營(yíng)前安全評(píng)價(jià)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《安全評(píng)價(jià)規(guī)范》）要求，熱煙測(cè)試的具體指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 熱煙測(cè)試指標(biāo)

以上熱煙測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，第5項(xiàng)針對(duì)區(qū)間防排煙模式的驗(yàn)證，第6~11項(xiàng)為其他系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)相關(guān)要求，不在本次討論范圍內(nèi)。本文主要針對(duì)車(chē)站通風(fēng)排煙系統(tǒng)運(yùn)行效果相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行討論。

1）第1、2項(xiàng)指標(biāo)主要反映車(chē)站火災(zāi)情況下，人員在1.5 m疏散高度之上的溫度場(chǎng)對(duì)人員疏散產(chǎn)生不利影響的程度。一般而言，只要通風(fēng)排煙系統(tǒng)正常運(yùn)行可通過(guò)排煙系統(tǒng)將火源產(chǎn)生的熱量部分排出，除近火源處局部區(qū)域外，車(chē)站內(nèi)各溫度測(cè)點(diǎn)處的溫度基本可以達(dá)標(biāo)。

2）第3項(xiàng)指標(biāo)反映車(chē)站火災(zāi)情況下煙氣層的高度對(duì)人員疏散產(chǎn)生的不利影響的程度。地鐵車(chē)站通風(fēng)排煙系統(tǒng)采用半橫向排煙模式，其機(jī)理就是通過(guò)排煙系統(tǒng)排除儲(chǔ)煙倉(cāng)中的煙氣，減緩煙氣沉降的速率，在規(guī)范所規(guī)定的6 min疏散時(shí)間內(nèi)保證人員在1.5 m疏散高度范圍內(nèi)煙氣濃度以及可見(jiàn)度滿(mǎn)足疏散要求。對(duì)于1.5 m疏散高度范圍的能見(jiàn)范圍，《安全評(píng)價(jià)規(guī)范》并沒(méi)有給出量化指標(biāo)，但是參照人員掩鼻情況下能夠走行的距離，個(gè)人建議此能見(jiàn)度范圍宜不小于30 m。

3）第4項(xiàng)指標(biāo)特指在站臺(tái)層公共區(qū)火災(zāi)工況下，防止煙氣蔓延到站廳層公共區(qū)，樓梯口部斷面所需要達(dá)到的疏散迎面風(fēng)速，GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下稱(chēng)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》）對(duì)此的要求是不小于1.5 m/s。這項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于站臺(tái)層發(fā)生火災(zāi)時(shí)乘客的疏散尤為重要。樓梯口部斷面風(fēng)速要求對(duì)應(yīng)站臺(tái)發(fā)生火災(zāi)時(shí)所投入的實(shí)際排煙量的大小，此處的實(shí)際排煙量并不能和車(chē)站配備的車(chē)站排煙風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量相等。由于排煙管路實(shí)際阻力與設(shè)計(jì)計(jì)算阻力存在偏差，以及全封閉站臺(tái)門(mén)并非完全密閉等因素，實(shí)際排煙量往往有可能小于所配置的車(chē)站排煙風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量，從而導(dǎo)致樓梯斷面風(fēng)速不達(dá)標(biāo)。一般而言，站臺(tái)層火災(zāi)模式下，車(chē)站排煙風(fēng)機(jī)配合排熱風(fēng)機(jī)、區(qū)間事故風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行，樓梯口部風(fēng)速一般能達(dá)到3~5 m/s，完全滿(mǎn)足規(guī)范要求。但是，需要注意的是，樓梯口部風(fēng)速過(guò)大雖然滿(mǎn)足規(guī)范要求，但是過(guò)大的風(fēng)速會(huì)沖散煙氣分層，樓梯側(cè)邊局部區(qū)域容易形成窩煙區(qū)，從而造成站臺(tái)層公共區(qū)局部區(qū)域1.5 m疏散高度以下能見(jiàn)度受到影響，因此，站臺(tái)層公共區(qū)火災(zāi)工況模式并不是投入的排煙量越大越好，樓梯口部風(fēng)速控制在3~4 m/s為宜[1]。

4）第12項(xiàng)指標(biāo)主要反映車(chē)站各防火（煙）分區(qū)之間防火封堵的完善程度。如果施工階段防火封堵措施不到位，那么在實(shí)際排煙工況下，煙氣就有可能通過(guò)防火封堵缺陷部位蔓延至相鄰的防火（煙）分區(qū)。此問(wèn)題在實(shí)際熱煙測(cè)試經(jīng)常出現(xiàn)，為解決此問(wèn)題，需要投入大量的人力物力查找泄漏點(diǎn)，完善防火封堵，因此，施工階段需要對(duì)施工單位進(jìn)行明確的交底工作，強(qiáng)調(diào)防火封堵的重要性以及防火封堵不完善的后果。

3 對(duì)于車(chē)站站臺(tái)火災(zāi)模式的思考

國(guó)內(nèi)以往車(chē)站在站臺(tái)公共區(qū)火災(zāi)工況下，一般的排煙模式是開(kāi)啟車(chē)站排煙風(fēng)機(jī)，利用站臺(tái)層排風(fēng)管對(duì)站臺(tái)公共區(qū)進(jìn)行排煙運(yùn)行，同時(shí)開(kāi)啟站臺(tái)兩側(cè)站臺(tái)門(mén)，啟動(dòng)車(chē)站排熱風(fēng)機(jī)，利用軌頂風(fēng)道對(duì)區(qū)間進(jìn)行輔助排煙，為了保證樓梯口部斷面風(fēng)速，也可以同時(shí)啟動(dòng)車(chē)站兩端的事故風(fēng)機(jī)利用事故風(fēng)閥對(duì)區(qū)間進(jìn)行輔助排煙。在這種火災(zāi)模式下，由于排熱風(fēng)機(jī)以及事故風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量遠(yuǎn)大于車(chē)站排煙風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量，因此，排熱風(fēng)機(jī)以及事故風(fēng)機(jī)是這種模式下的排煙主力，樓梯口部風(fēng)速的形成主要靠排熱風(fēng)機(jī)以及事故風(fēng)機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)。

GB 51298—2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出“對(duì)站臺(tái)公共區(qū)進(jìn)行排煙時(shí)，應(yīng)能防止煙氣進(jìn)入站廳、地下區(qū)間、換乘通道等鄰近區(qū)域”。此條規(guī)范的要求與以往的站臺(tái)火災(zāi)運(yùn)行模式是相抵觸的，直接否定了以往火災(zāi)模式中排熱風(fēng)機(jī)利用軌頂風(fēng)道，事故風(fēng)機(jī)利用事故風(fēng)閥對(duì)區(qū)間進(jìn)行輔助排煙的方式。為了應(yīng)對(duì)規(guī)范要求，保證站臺(tái)火災(zāi)時(shí)的實(shí)際排煙量以及樓梯口部斷面風(fēng)速，只能在站臺(tái)兩端各設(shè)置一條集中排煙管，通過(guò)風(fēng)閥轉(zhuǎn)換，利用排熱風(fēng)機(jī)通過(guò)集中排煙管在站臺(tái)兩端進(jìn)行集中排煙，同時(shí)為防止煙氣進(jìn)入?yún)^(qū)間，站臺(tái)兩側(cè)站臺(tái)門(mén)不能開(kāi)啟。（1）由于地鐵車(chē)站空間有限，管線(xiàn)復(fù)雜，集中排煙管體量很大，進(jìn)一步加劇了車(chē)站管線(xiàn)綜合的難度。（2）站臺(tái)火災(zāi)工況下，雖然在車(chē)站排煙風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上投入了車(chē)站排熱風(fēng)機(jī)，但是對(duì)于個(gè)別較為復(fù)雜的3層車(chē)站而言，樓梯口部風(fēng)速存在不達(dá)標(biāo)的可能。

此條規(guī)范在條文解釋中指出，不開(kāi)啟站臺(tái)門(mén)主要是考慮到站臺(tái)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可能存在列車(chē)過(guò)站可能，此時(shí)列車(chē)的活塞效應(yīng)會(huì)沖擊熱煙層流，使熱煙擴(kuò)散至整個(gè)車(chē)站，惡化乘客疏散環(huán)境。但是對(duì)于采用閉式或者開(kāi)閉式系統(tǒng)的車(chē)站（注：此兩種類(lèi)型系統(tǒng)站臺(tái)安裝非封閉站臺(tái)門(mén)），要求列車(chē)減速過(guò)站，降低活塞效應(yīng)對(duì)煙氣場(chǎng)的沖擊。（1）這種說(shuō)法本身對(duì)于不同系統(tǒng)制式就存在標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行層面的不一致。（2）列車(chē)在進(jìn)站時(shí)，活塞效應(yīng)的確會(huì)沖散煙氣場(chǎng)，造成煙氣在整個(gè)車(chē)站的擴(kuò)散，但是當(dāng)列車(chē)離站時(shí)，站臺(tái)區(qū)域的煙氣會(huì)被大量吸入軌行區(qū)，在很短時(shí)間內(nèi)降低站臺(tái)層的煙氣濃度。由于列車(chē)是高速過(guò)站，這個(gè)變化過(guò)程會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)完成，而列車(chē)離站后的效應(yīng)延遲，對(duì)乘客的疏散反而是有利的。

通過(guò)多次熱煙正式測(cè)試前的調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，列車(chē)過(guò)站的活塞效應(yīng)確實(shí)會(huì)造成樓梯口部氣流逆行，煙氣部分進(jìn)入站廳公共區(qū)，但是在很短時(shí)間內(nèi)，由于列車(chē)離站的活塞效應(yīng)影響，進(jìn)入站廳的煙氣很快又被吸回站臺(tái)，并且列車(chē)離開(kāi)后所帶走的大量氣流很快降低了整個(gè)站臺(tái)區(qū)域的煙氣濃度，從效果上而言，甚至要比排煙系統(tǒng)的效果更好。因此，不能簡(jiǎn)單地看待活塞效應(yīng)對(duì)于煙氣場(chǎng)的沖擊，正如活塞效應(yīng)對(duì)于地鐵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的作用，活塞效應(yīng)對(duì)于站臺(tái)排煙而言是把雙刃劍，所以，因?yàn)榱熊?chē)進(jìn)站的活塞風(fēng)效應(yīng)沖擊煙氣場(chǎng)而禁止開(kāi)啟全封閉站臺(tái)門(mén)的方式存在不妥。

排煙風(fēng)機(jī)的配置是保證乘客疏散的主動(dòng)措施，事故風(fēng)機(jī)是否運(yùn)行往往是決定站臺(tái)排煙效果好壞以及樓梯口部風(fēng)速是否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。目前，國(guó)內(nèi)很多城市仍然采用打開(kāi)全封閉站臺(tái)門(mén)進(jìn)行站臺(tái)排煙的方式，但是，為了降低活塞效應(yīng)對(duì)煙氣場(chǎng)的沖擊，僅打開(kāi)端門(mén)或首尾滑動(dòng)門(mén)，經(jīng)過(guò)熱煙測(cè)試驗(yàn)證，此種方式能較好地發(fā)揮事故風(fēng)機(jī)的作用，完全抑制了煙氣向站廳的蔓延。

4 對(duì)于車(chē)站站廳火災(zāi)模式的思考

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定站廳防煙分區(qū)面積不應(yīng)超過(guò)2 000 m2。對(duì)于大部分地鐵車(chē)站，站廳面積均不超過(guò)2 000 m2，整個(gè)站廳設(shè)置為一個(gè)防煙分區(qū)，站廳火災(zāi)工況下，車(chē)站兩端的排煙風(fēng)機(jī)通過(guò)大系統(tǒng)排風(fēng)管路對(duì)站廳進(jìn)行排煙運(yùn)行。但是部分車(chē)站站廳面積超過(guò)2 000 m2，需要設(shè)置兩個(gè)防煙分區(qū)，以往的做法是站廳中任一處發(fā)生火災(zāi)，車(chē)站兩端排煙風(fēng)機(jī)同時(shí)開(kāi)啟，對(duì)兩個(gè)防煙分區(qū)同時(shí)進(jìn)行排煙運(yùn)行。但是2018年頒布的GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》）中第5.2.4條款規(guī)定“當(dāng)火災(zāi)確認(rèn)后，擔(dān)負(fù)兩個(gè)及以上防煙分區(qū)的排煙系統(tǒng)，應(yīng)僅打開(kāi)著火防煙分區(qū)的排煙閥或排煙口，其他防煙分區(qū)的排煙閥或排煙口應(yīng)呈關(guān)閉狀態(tài)?！卑凑沾艘?guī)范條文要求，對(duì)于設(shè)置兩個(gè)防煙分區(qū)的站廳而言，哪個(gè)防煙分區(qū)先觸發(fā)報(bào)警，僅開(kāi)啟此防煙分區(qū)的排煙系統(tǒng)，另一個(gè)防煙分區(qū)不啟動(dòng)排煙系統(tǒng)。因此，目前設(shè)計(jì)單位在編制車(chē)站火災(zāi)模式時(shí)，對(duì)于站廳設(shè)置兩個(gè)防煙分區(qū)的車(chē)站，站廳火災(zāi)模式采用分區(qū)排煙方式。

《安全評(píng)價(jià)規(guī)范》中熱煙測(cè)試指標(biāo)第12條要求煙氣不能蔓延至其他防煙分區(qū)。但是對(duì)于站廳設(shè)有兩個(gè)防煙分區(qū)的車(chē)站而言，在熱煙測(cè)試時(shí)會(huì)先后觸發(fā)兩個(gè)防煙分區(qū)的排煙模式，如果僅啟動(dòng)先行報(bào)警的防煙分區(qū)內(nèi)的排煙系統(tǒng)，煙氣不可避免地會(huì)蔓延至另一個(gè)防煙分區(qū)。如果按照熱煙測(cè)試指標(biāo)要求，則熱煙測(cè)試判定失敗。

《技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》主要針對(duì)民用建筑工程編寫(xiě)，而民用建筑工程不同于地鐵工程，一方面民用建筑工程一般不需要進(jìn)行熱煙測(cè)試流程，并沒(méi)有煙氣蔓延至相鄰防煙分區(qū)的禁忌；另一方面《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定地鐵工程只考慮“一條線(xiàn)路、一座換乘車(chē)站及其相鄰區(qū)間的防火設(shè)計(jì)應(yīng)按同一時(shí)間發(fā)生一次火災(zāi)計(jì)”原則。因此，對(duì)于站廳設(shè)置兩個(gè)以上防煙分區(qū)的車(chē)站而言，規(guī)范之間的盲區(qū)造成了現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的產(chǎn)生，解決此問(wèn)題還有待《安全評(píng)價(jià)規(guī)范》對(duì)于熱煙測(cè)試判定標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步細(xì)化。

5 結(jié)論

地鐵車(chē)站排煙系統(tǒng)的設(shè)置最終目的是為乘客的安全疏散提供條件，為乘客安全疏散爭(zhēng)取必要的時(shí)間。因此，應(yīng)從最有利排除煙氣，保證疏散條件的角度出發(fā)。以往的車(chē)站排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本上都是從理論出發(fā)，缺乏必要的驗(yàn)證手段，《安全評(píng)價(jià)規(guī)范》的出臺(tái)，提出了排煙效果驗(yàn)證以及量化手段，不僅能檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的合理性，同時(shí)也檢驗(yàn)了施工質(zhì)量水平。

1）對(duì)于站臺(tái)火災(zāi)工況而言，開(kāi)啟站臺(tái)門(mén)端門(mén)或首尾滑動(dòng)門(mén)，利用車(chē)站事故風(fēng)機(jī)以及排熱風(fēng)機(jī)對(duì)站臺(tái)區(qū)域進(jìn)行輔助排煙效果要明顯好于采用集中排煙管的系統(tǒng)形式?？焖賹煔馕胲壭袇^(qū)，保持站臺(tái)區(qū)域人員疏散高度范圍內(nèi)煙氣濃度、能見(jiàn)度處于受控狀態(tài)，更加有利于人員的疏散。

2）對(duì)于車(chē)站站廳存在兩個(gè)以上防煙分區(qū)的車(chē)站，由于與《技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》以及《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)要求存在一定的沖突，《安全評(píng)價(jià)規(guī)范》相關(guān)判定準(zhǔn)則還有待進(jìn)一步細(xì)化，以滿(mǎn)足地鐵車(chē)站排煙模式的實(shí)際情況。