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探討如何解決地鐵站臺隧道的通風排煙問題
摘要：介紹了防排煙設(shè)計在地鐵建筑設(shè)計及火災中的重要性, 以及目前國內(nèi)地鐵防排煙設(shè)施的情況, 并詳細地分析了地鐵建筑的防排煙方面存在的問題及防火設(shè)計的對策。關(guān)鍵詞：地鐵 防排煙 隧道 通風
1 科學地設(shè)置防排煙設(shè)施及事故狀態(tài)下進行合理的防排煙處置, 對于減少人員傷亡和財產(chǎn)損失具有極為重要的意義。
在地鐵站臺、隧道設(shè)置通風排煙設(shè)施是由地鐵的建筑結(jié)構(gòu)決定的。與地面建筑相比, 地鐵工程結(jié)構(gòu)復雜, 環(huán)境密閉、通道狹窄, 連通地面的疏散出口少, 逃生路徑長。發(fā)生火災, 不僅火勢蔓延快, 而且積聚的高溫濃煙很難自然排除, 并迅速在地鐵隧道、車站內(nèi)蔓延,給人員疏散和滅火搶險帶來困難, 嚴重威脅乘客、地鐵職工和搶險救援人員的生命安全, 這是造成地鐵火災人員傷亡的最大原因。經(jīng)統(tǒng)計, 北京地鐵自1969 年至今的34 年運營歷史中就曾發(fā)生過151 起火災。1969年11 月11 日, 北京地鐵客車行至萬壽路東600 米處時, 在隧道內(nèi)因車下放弧引燃車體起火, 造成300 多人中毒, 3 人死亡的重大事故。1987 年11 月18 日英國倫敦地鐵國王十字車站電梯引發(fā)火災, 造成32 人死亡、100 多人受傷。2003 年2 月18 日韓國大邱市中央路地鐵車站因縱火造成火災, 造成196 人死亡、147 人受傷。國內(nèi)外地鐵火災的歷史充分證明: 地鐵車站、客車和隧道不僅會發(fā)生火災, 而且一旦發(fā)生火災將很難進行有效的搶險救援和火災撲救, 極易造成群死群傷的重大災害事故。根據(jù)國內(nèi)外地鐵火災資料統(tǒng)計, 地鐵發(fā)生火災時造成的人員傷亡, 絕大多數(shù)是因為煙氣中毒和窒息所致。而且地鐵是人員高度密集的公眾聚集場所, 恐怖集團、邪教組織、對社會不滿分子均有可能把地鐵作為襲擊的目標, 人為破壞造成的火災, 其損失和影響將更為嚴重。因此, 有地鐵的國家, 均對地鐵的通風排煙設(shè)施極為重視, 不僅將通風排煙設(shè)施做為地鐵必備和最為重要的安全設(shè)施, 在各自國家的規(guī)范中明確提出了很高的設(shè)計標準和設(shè)置要求, 而且無一例外在地鐵的站臺、隧道都設(shè)置了機械通風排煙設(shè)施。由此可見, 在地鐵站臺、隧道科學地設(shè)置防排煙設(shè)施以及事故狀態(tài)下合理地進行防排煙處置, 對于減少人員傷亡和財產(chǎn)損失具有極為重要的意義。
2 目前國內(nèi)地鐵站臺、隧道設(shè)置的通風和排煙設(shè)施的情況
因建設(shè)年代不同, 北京地鐵、上海地鐵、廣州地鐵的通風和排煙系統(tǒng)不盡相同。總體可分為兩類。
第一類是通風和排煙同為一個系統(tǒng), 即通風和排煙系統(tǒng)均由相同的風機、消音器、風口、風道和風亭組成。由風機的風葉進行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn), 來實現(xiàn)系統(tǒng)的送風或者排煙。隧道、站臺內(nèi)的煙氣流動方向為沿隧道或站臺水平方向流動。站臺發(fā)生火災, 通風排煙方式是站臺隧道入口上部的風機反向運轉(zhuǎn), 將站臺內(nèi)的煙氣由風口吸入風道, 經(jīng)風道盡頭處的風亭排到地面; 隧道內(nèi)發(fā)生火災, 區(qū)間風機反轉(zhuǎn)吸風, 站臺風機正轉(zhuǎn)送風, 使隧道內(nèi)煙氣從事故發(fā)生處流向區(qū)間風口, 經(jīng)風口進入風道, 再從風道盡端的風亭排到地面。
另一類是通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)分開設(shè)置, 各自分別成為相對獨立的系統(tǒng)。即通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)是由各自獨立的風機、消音器、風道、風口(排煙系統(tǒng)含風亭) 分別組成。進煙口、通風口分別設(shè)在站臺行車道上方和站臺集散廳頂部, 站臺內(nèi)的煙氣流動為垂直方向流動。
因建設(shè)年代早, 北京地鐵的站臺和隧道采用的是通風和排煙共為一個系統(tǒng)。上海、廣州地鐵的通風和排煙是將兩種方式結(jié)合使用, 即隧道內(nèi)采用第一種方式,站臺上采用第二種方式。
國內(nèi)地鐵設(shè)置的通風排煙設(shè)施的實際排煙能力至今沒有經(jīng)過重特大火災的實踐檢驗。站臺的通風排煙設(shè)施在通風排煙的設(shè)計能力上, 能夠有效解決站臺火災的排煙問題。北京地鐵每個站臺及隧道的通風排煙系統(tǒng)均采用雙風道、雙風機, 單臺風機的設(shè)計排氣量為每小時20 萬立方米, (即每分鐘3333 立方米, 每6 分鐘為2 萬立方米) , 每個站臺或隧道通風排煙系統(tǒng)的通風排煙能力為每小時40 萬立方米, 北京地鐵多數(shù)站臺的體積為6000 立方米至10000 立方米。依靠現(xiàn)風機能力, 僅需1～ 1. 5 分鐘即可對站臺內(nèi)空氣實現(xiàn)一次換氣�，F(xiàn)《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》對疏散的要求是6 分鐘內(nèi)將一列客車及站臺候車乘客疏散完畢。按此要求, 在車站乘客6 分鐘的疏散時間內(nèi), 排煙系統(tǒng)能夠?qū)φ九_實現(xiàn)4～ 6 次換氣。因此北京地鐵站臺的通風排煙設(shè)施是具備了足夠的設(shè)計排煙能力。作者雖沒詳細了解上海、廣州地鐵站臺通風、排煙系統(tǒng)設(shè)計的具體情況。但上海、廣州地鐵均為九十年代設(shè)計建造的, 建設(shè)年代近,且通風排煙方式較北京地鐵的通風排煙方式更為先進和有效。因此, 上海、廣州地鐵站臺的通風排煙系統(tǒng)應該具備了有效的排煙能力, 能夠保證人員的疏散安全。
3 地鐵站臺、隧道的通風和排煙存在的問題
3.1 地鐵隧道在通風排煙方面存在嚴重問題
隧道內(nèi)排煙的原則是沿乘客安全疏散方向相反的方向送風。這樣既可以阻止煙氣與人同向流動, 又給疏散逃生人員送去新鮮的空氣。地鐵隧道內(nèi)起火部位與客車的位置關(guān)系決定了乘客的疏散方式。而乘客的疏散方式又決定了隧道內(nèi)的排煙方向。因此, 隧道內(nèi)發(fā)生火災時, 起火部位與客車的位置關(guān)系既決定了乘客的疏散方向, 又決定了區(qū)間兩端站臺風機和區(qū)間風機的送風排煙方向。
發(fā)生火災時, 起火部位與客車大致有三種位置關(guān)系, 即起火部位位于車頭、車中或車尾。
當起火部位位于車頭時, 乘客必然向車尾即后方車站疏散, 后方車站的風機送風, 前方車站的風機排風, 使隧道內(nèi)的煙氣流動方向與乘客的疏散方向相反。
當起火部位位于車尾時, 乘客必然向車頭方向即前方車站疏散, 前方車站的風機正轉(zhuǎn)送風, 后方車站的風機反轉(zhuǎn)排風, 使隧道內(nèi)的煙氣流動方向與乘客的疏散方向相反。
若火災發(fā)生在客車的中部, 起火處前部車廂的乘客將向前方車站疏散; 起火處后部車廂乘客將向后方車站疏散。無論客車迫停在區(qū)間隧道的任何位置, 乘客自然分成兩部分分別向隧道兩端進行疏散。在此種情況下, 用地鐵隧道現(xiàn)有的排煙設(shè)施無論采取怎樣的排煙措施, 隧道內(nèi)煙氣流向必然與部分乘客的疏散逃生方向相同, 威脅同向逃生乘客的生命安全。
由此可見, 現(xiàn)在地鐵隧道采用的通風和排煙共用一個系統(tǒng)的方式, 勢必造成煙氣
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