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探討如何解決地鐵站臺隧道的通風(fēng)排煙問(wèn)題
摘要：介紹了防排煙設計在地鐵建筑設計及火災中的重要性, 以及目前國內地鐵防排煙設施的情況, 并詳細地分析了地鐵建筑的防排煙方面存在的問(wèn)題及防火設計的對策。關(guān)鍵詞：地鐵 防排煙 隧道 通風(fēng)
1 科學(xué)地設置防排煙設施及事故狀態(tài)下進(jìn)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、隧道設置通風(fēng)排煙設施是由地鐵的建筑結構決定的。與地面建筑相比, 地鐵工程結構復雜, 環(huán)境密閉、通道狹窄, 連通地面的疏散出口少, 逃生路徑長(cháng)。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(chē)站內蔓延,給人員疏散和滅火搶險帶來(lái)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)統計, 北京地鐵自1969 年至今的34 年運營(yíng)歷史中就曾發(fā)生過(guò)151 起火災。1969年11 月11 日, 北京地鐵客車(chē)行至萬(wàn)壽路東600 米處時(shí), 在隧道內因車(chē)下放弧引燃車(chē)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(chē)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(chē)站因縱火造成火災, 造成196 人死亡、147 人受傷。國內外地鐵火災的歷史充分證明: 地鐵車(chē)站、客車(chē)和隧道不僅會(huì )發(fā)生火災, 而且一旦發(fā)生火災將很難進(jìn)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。根據國內外地鐵火災資料統計, 地鐵發(fā)生火災時(shí)造成的人員傷亡, 絕大多數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(chǎng)所, 恐怖集團、邪教組織、對社會(huì )不滿(mǎn)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(fēng)排煙設施極為重視, 不僅將通風(fēng)排煙設施做為地鐵必備和最為重要的安全設施, 在各自國家的規范中明確提出了很高的設計標準和設置要求, 而且無(wú)一例外在地鐵的站臺、隧道都設置了機械通風(fēng)排煙設施。由此可見(jiàn), 在地鐵站臺、隧道科學(xué)地設置防排煙設施以及事故狀態(tài)下合理地進(jìn)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 目前國內地鐵站臺、隧道設置的通風(fēng)和排煙設施的情況
因建設年代不同, 北京地鐵、上海地鐵、廣州地鐵的通風(fēng)和排煙系統不盡相同�？傮w可分為兩類(lèi)。
第一類(lèi)是通風(fēng)和排煙同為一個(gè)系統, 即通風(fēng)和排煙系統均由相同的風(fēng)機、消音器、風(fēng)口、風(fēng)道和風(fēng)亭組成。由風(fēng)機的風(fēng)葉進(jìn)行正轉或反轉, 來(lái)實(shí)現系統的送風(fēng)或者排煙。隧道、站臺內的煙氣流動(dòng)方向為沿隧道或站臺水平方向流動(dòng)。站臺發(fā)生火災, 通風(fēng)排煙方式是站臺隧道入口上部的風(fēng)機反向運轉, 將站臺內的煙氣由風(fēng)口吸入風(fēng)道, 經(jīng)風(fēng)道盡頭處的風(fēng)亭排到地面; 隧道內發(fā)生火災, 區間風(fēng)機反轉吸風(fēng), 站臺風(fēng)機正轉送風(fēng), 使隧道內煙氣從事故發(fā)生處流向區間風(fēng)口, 經(jīng)風(fēng)口進(jìn)入風(fēng)道, 再從風(fēng)道盡端的風(fēng)亭排到地面。
另一類(lèi)是通風(fēng)系統和排煙系統分開(kāi)設置, 各自分別成為相對獨立的系統。即通風(fēng)系統和排煙系統是由各自獨立的風(fēng)機、消音器、風(fēng)道、風(fēng)口(排煙系統含風(fēng)亭) 分別組成。進(jìn)煙口、通風(fēng)口分別設在站臺行車(chē)道上方和站臺集散廳頂部, 站臺內的煙氣流動(dòng)為垂直方向流動(dòng)。
因建設年代早, 北京地鐵的站臺和隧道采用的是通風(fēng)和排煙共為一個(gè)系統。上海、廣州地鐵的通風(fēng)和排煙是將兩種方式結合使用, 即隧道內采用第一種方式,站臺上采用第二種方式。
國內地鐵設置的通風(fēng)排煙設施的實(shí)際排煙能力至今沒(méi)有經(jīng)過(guò)重特大火災的實(shí)踐檢驗。站臺的通風(fēng)排煙設施在通風(fēng)排煙的設計能力上, 能夠有效解決站臺火災的排煙問(wèn)題。北京地鐵每個(gè)站臺及隧道的通風(fēng)排煙系統均采用雙風(fēng)道、雙風(fēng)機, 單臺風(fēng)機的設計排氣量為每小時(shí)20 萬(wàn)立方米, (即每分鐘3333 立方米, 每6 分鐘為2 萬(wàn)立方米) , 每個(gè)站臺或隧道通風(fēng)排煙系統的通風(fēng)排煙能力為每小時(shí)40 萬(wàn)立方米, 北京地鐵多數站臺的體積為6000 立方米至10000 立方米。依靠現風(fēng)機能力, 僅需1～ 1. 5 分鐘即可對站臺內空氣實(shí)現一次換氣�，F《地下鐵道設計規范》對疏散的要求是6 分鐘內將一列客車(chē)及站臺候車(chē)乘客疏散完畢。按此要求, 在車(chē)站乘客6 分鐘的疏散時(shí)間內, 排煙系統能夠對站臺實(shí)現4～ 6 次換氣。因此北京地鐵站臺的通風(fēng)排煙設施是具備了足夠的設計排煙能力。作者雖沒(méi)詳細了解上海、廣州地鐵站臺通風(fēng)、排煙系統設計的具體情況。但上海、廣州地鐵均為九十年代設計建造的, 建設年代近,且通風(fēng)排煙方式較北京地鐵的通風(fēng)排煙方式更為先進(jìn)和有效。因此, 上海、廣州地鐵站臺的通風(fēng)排煙系統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(fēng)和排煙存在的問(wèn)題
3.1 地鐵隧道在通風(fēng)排煙方面存在嚴重問(wèn)題
隧道內排煙的原則是沿乘客安全疏散方向相反的方向送風(fēng)。這樣既可以阻止煙氣與人同向流動(dòng), 又給疏散逃生人員送去新鮮的空氣。地鐵隧道內起火部位與客車(chē)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的排煙方向。因此, 隧道內發(fā)生火災時(shí), 起火部位與客車(chē)的位置關(guān)系既決定了乘客的疏散方向, 又決定了區間兩端站臺風(fēng)機和區間風(fēng)機的送風(fēng)排煙方向。
發(fā)生火災時(shí), 起火部位與客車(chē)大致有三種位置關(guān)系, 即起火部位位于車(chē)頭、車(chē)中或車(chē)尾。
當起火部位位于車(chē)頭時(shí), 乘客必然向車(chē)尾即后方車(chē)站疏散, 后方車(chē)站的風(fēng)機送風(fēng), 前方車(chē)站的風(fēng)機排風(fēng), 使隧道內的煙氣流動(dòng)方向與乘客的疏散方向相反。
當起火部位位于車(chē)尾時(shí), 乘客必然向車(chē)頭方向即前方車(chē)站疏散, 前方車(chē)站的風(fēng)機正轉送風(fēng), 后方車(chē)站的風(fēng)機反轉排風(fēng), 使隧道內的煙氣流動(dòng)方向與乘客的疏散方向相反。
若火災發(fā)生在客車(chē)的中部, 起火處前部車(chē)廂的乘客將向前方車(chē)站疏散; 起火處后部車(chē)廂乘客將向后方車(chē)站疏散。無(wú)論客車(chē)迫停在區間隧道的任何位置, 乘客自然分成兩部分分別向隧道兩端進(jìn)行疏散。在此種情況下, 用地鐵隧道現有的排煙設施無(wú)論采取怎樣的排煙措施, 隧道內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(jiàn), 現在地鐵隧道采用的通風(fēng)和排煙共用一個(gè)系統的方式, 勢必造成煙氣
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