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多米尼加共和国简析地铁站防排烟系统的重要性及其设计

【摘要】防排烟设计是地铁站消防中较为复杂的环节,也是交通生命安全系统的重点。优秀的防排烟设计可降低事故的发生率,即使事故发生,也会大大降低现场火灾烟气浓度的80%以上。本文简述了地铁防排烟系统的重要性,对地铁站防排烟系统中存在的问题以及地铁站防排烟系统的设计进行了简要分析,以供参考。

【关键词】地铁站;防排烟系统;重要性;问题;设计

随着社会经济的发展和城市化水平的提高,交通压力已经成为制约城市发展的重要因素之一。为了缓解交通拥堵,各城市都加大了地铁交通的建设。由于地铁基本都处于地下的特性,因此对其防排烟的设计非常重要。以下就地铁站防排烟系统的重要性及其设计进行探讨分析,旨在保障地铁的安全运行。

一.地铁站防排烟系统的重要性

地铁具有高速、高效和准时等优点,可大大缓解当前城市中的交通压力,同时由于地铁站处于一个相对封闭、人员高度集中的地下公共空间,因此防排烟系统是地铁设计中的关键环节。

由于地铁站和区间隧道基本都深埋于地下,受空间封闭、通道狭长、通风不良、电气设备故障、日常管理不到位和人为破坏等的影响,一旦发生火灾,则地铁站内的氧气会被快速消耗,且会聚集大量高温烟气,很难自然排除,进而造成重大灾害事故。因此,有效设计通风排烟系统是地铁防灾系统的重要组成部分,对减少人员伤亡和财产损失具有极为重要的意义。

二、地铁站防排烟系统中存在的问题

笔者认为主要存在以下两方面问题:(1)地铁站防火阀的数量众多,而部分设计人员只考虑了理论尺寸,特别是在设计风井穿越楼板时,常因空间过于狭小而影响施工、调试和维修,导致此部位成为整个防排烟系统的薄弱环节。当火灾发生时,可能因个别风阀开关转换失效或开启、关闭不严导致达不到设计排烟的效果。(2)区间隧道内的排烟原则为背向乘客安全疏散方向排烟,迎着疏散方向送风。发生火灾时,起火位置与列车有3种位置关系,即起火位置位于车头、车中间或车尾部。当起火位置位于车头或车尾部时,隧道内的烟气流向与乘客疏散方向相反;当火灾发生在客车中部时,起火处前部车厢的乘客将向前方地铁站疏通;当起火位置位于后部车厢时,乘客将向后部疏散。无论客车停留在区间隧道中的任何位置,乘客都会向隧道两端疏散。在此情况下,隧道内烟气的流向与部分乘客的逃生方向相同,威胁了同向逃生乘客的安全。

三、地铁站防排烟系统设计的研究分析

1、区间隧道防排烟系统设计。地铁站两端对应的进、出站区间隧道分别设置了活塞风阀。正常情况下,活塞风道和活塞风阀常开。同时,在地铁站两端分别设置了2台区间隧道事故风机、消声器和风阀等设备,通过风阀的开、闭转换,可实现2台风机并联向一条区间隧道送风或排风。假设有地铁A,B两站,对应的上、下行区间分别编号为A1B1和A2B2,一般情况下,A,B站两端区间隧道事故风机主要负责区间隧道排风、调节隧道内温度和湿度等空气指数。当A1B1区间发生火灾时,通过关闭A2B2区间的事故风阀、A1B1区间活塞风阀,可实现A站(B站)2台事故风机同时对A1B1区间排烟、B站(A站)2台事故风机同时对A1B1区间排送风,从而使区间内的气流速度达到2~11m/s,乘客和工作人员可迎着新风的方向疏散;当A2B2区间发生火灾时,则可关闭A1B1区间的事故风阀和A2B2区间的活塞风阀,风机运行方式与A1B1区间发生事故时的类似。

2、地铁站设备管理用房防排烟系统设计。其主要包括车控室、站长室、站务室和卫生间等运营管理用房和通信机房、信号房、变电所和环控机房等设备用房。在具体规划中,可简单划分为非气灭房间和气灭房间。由于设备管理用房小且复杂,综合管线繁多,空间有限,因此,防排烟系统一般与通风空调系统合设。非气体灭火房间发生火灾时,关闭部分(或全部)气体灭火房间回风支管上的电动防烟防火阀,开启排烟风机排烟,同时,开启空调器,保证非火灾房间正压和对火灾房间补风,当烟气扩散至走道时,烟感会自动报警,也可采用FAS控制或手动开启走道排烟风机和常闭排烟口,打开公共区自然进风口补风;走廊发生火灾时,开启走廊排烟风机和常闭排烟口排烟,打开公共区自然进风口补风。

非空调房间设有机械排风系统,通过设置在墙上的防火阀自然进风;厕所、污水泵房设有独立的机械排风系统,通过设置在墙上的防火阀自然进风;气灭房间发生火灾时,关闭该房间送、回风支管上的电动防烟防火阀,并关闭送排风机使房间密闭,待灭火后,开启该房间风管上电动防烟防火阀,通过排风系统将有害气体排出。

3、地铁站轨行区防排烟系统设计。地铁站两端各设置有1台排热风机,负责排出列车的启动发热量和停站过程中冷凝器所产生的热量,尽量避免热量进入区间隧道,从而提高排热效率。该系统可在热气尚未扩散到地铁站空间前,从轨道上收集并排出热气,一般由轨顶和轨底排热风道组成。

4、地铁站公共区防排烟系统设计。地铁站公共区由是地铁站人员最密集的区域,因此公共区防排烟系统的意义重大。在《地铁设计规范》(GB50157―2013)中的28.4.8规定,“地下地铁站站厅、站台公共区和设备及管理用房应划分防烟分区,且防烟分区不应跨越防火分区。站厅、站台公共区每个防烟分区的建筑面积不应超过2000m2,设备及管理用房每个防烟分区的建筑面积不应超过750m2”。标准地下地铁站站厅的公共区面积约为1500m2,站台公共区面积约为1200m2。因此,在划分防烟分区时,应将站厅层公共区设为单独的防烟分区,站台层公共区也设为单独的防烟分区。因地铁站的空间有限,且内部管路系统复杂,一般情况下,公共区防排烟系统与通风空调系统合设,并由地铁站两端排烟风机共同负担。

当站厅层公共区发生火灾时,由烟感反馈到地铁站控制系统或工作人员手动切换至站厅火灾模式,通过风阀控制关闭站厅送风和站台排风,开启防烟分区的排烟风机,将站厅火灾产生的烟气经风管、风井排至地面。同时,打开组合式空气处理机组对站台层补风,从而使站厅的负压使烟气无法扩散到站台,新风由出入口进入站厅,限制了烟气气流的方向,以方便人员撤离。

当站台层发生火灾时,由烟感反馈到地铁站控制系统或工作人员手动切换至站台火灾模式,通过风阀关闭站厅排风和站台送风,开启防烟分区的排烟风机,将站台火灾产生的烟气经风管、风井排至地面。同时,还需开启组合式空气处理机组对站厅补风,并开启相应的排热风机和常闭排烟口加强对站台的排烟,以保证楼梯口部达到1.5m/s的风速要求。站台楼梯口侧面采用电动挡烟垂帘封闭,正面垂至可踏步2.2m的位置,从而使站台烟气无法扩散到站厅、站台楼梯,站台人员可通过楼梯疏散到达站厅,再经出、入口撤离。

5、出入口及换乘通道防排烟系统设计。对于连续长度超过60m的出入口通道需设置机械排烟系统,非空调季节排烟系统兼作通风系统,补风由出入口口部与地铁站公共区自然引入。

四、结束语

地铁防排烟系统的设计过程中,设计人员除了应掌握基本的规范要求外,还要对防排烟技术的发展现状有所了解,从客观的角度分析设计中的问题并改进,从而达到交通消防立足自救安全、可靠的设计目的。

参考文献:

[1]孙有望,李云清.城市轨道交通概论[M].北京:中国铁道出版社,2000

[2]熊忠晖,胡树花.地铁车站与隧道防排烟模式之探讨[J].消防技术与产品信息,2013(10)

[3]李乐.关于地铁站台防排烟设计方案的研究[J].科学时代・上半月 2013(08)

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