地铁乘务人员微笑服务.-城市轨道交通技术工作委员会
肖磊+梅旭
摘 要：本文以城市地铁防排烟技术为研究对象，首先分析了地铁防排烟系统的构成，进而探讨了地铁车站公共区及区间隧道的防排烟设计，在此基础上，分析了地铁火灾工况排烟模式并探讨了未来发展重点，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词：城市地铁 防排烟 排烟模式
中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（b）-0066-02
烟气窒息和中毒是造成地铁火灾中人员死亡的主要原因。地铁防排烟系统担负着排热、排烟、补充新风的重任，通过控制烟气产物及運动以改善火灾环境、降低火场温度以及热烟气和火灾热分解产物的浓度、改善视线，其性能对于保障地铁火灾中人员的生命安全以及保护隧道内基础设施和结构都至关重要，是衡量和评估地铁整体可靠性、安全性以及疏散防灾能力的重要指标。
1 地铁防排烟系统的构成
地铁的防排烟系统总体可分为以下两种构成方式：（1）通风系统和排烟系统分开设置，各自分别成为相对独立的系统，这种形式的系统将需要投入较大的成本。（2）通风和排烟同为一个系统，即通风系统和排烟系统均由相同的风机、消音器、风口、风道和风亭组成。由风机正转或反转以及阀门转换，来实现系统的送风或者排烟。目前北京地铁的车站防排烟系统均与车站通风空调系统合用，在正常运行情况下为通风功能，在火灾情况下转换为控烟、排烟功能。对于空调通风与防排烟系统合用的车站，空调通风系统主要由隧道通风系统（含防排烟系统）和车站通风空调系统（含防排烟系统）两大部分组成。
2 地铁车站公共区及区间隧道的排烟设计（集成闭式系统）
2.1 车站公共区站厅、站台（标准站）
车站公共区机械排烟系统由平时通风空调系统兼作。车站每端设置的2台可逆转TVF轴流风机，兼作排烟风机，风量满足同时排除站厅、站台2个防烟分区的烟量。站台轨道上方排风管道、站厅排风管道和站台层排风管兼作排烟管道，排烟风口沿车站纵向布置。站台各排烟管道上均设有可电控的防火阀，可根据不同的火灾部位，切换不同的管道排烟。车站内发生火灾时，立即转换车站公共区通风空调系统进入火灾模式，保证站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有不小于1.5m/s的向下气流。通常气流组织形式是采用两侧由上向下送风，送风管分设在沿车行方向站厅和站台上方两侧，中间上部设回/排风管，车站轨行区正上方设回/排风管道并均匀布置排风口。
2.2 区间隧道
区间隧道通风系统的主要设备包括设于每个区间两端头的TVF事故风机、射流风机和相应的风阀、消声器和相关的阀门，通过相关风阀的开启和关闭，实现车站公共区送、排风与区间隧道机械通风运行模式的转换。2台隧道风机可并联对一条区间隧道通风，也可2台隧道风机互为备用，单独对一条区间隧道通风，以满足车站相邻区间隧道正常工况、阻塞工况通风降温或火灾工况时排烟要求。
2.3 设备管理
用房面积超过200m2房间设机械排烟系统，最远点至公共区超过20m的内走道设机械排烟系统，走道内设置常闭排烟口。排烟风机单独设置，排烟管路与设备管理用房排风系统共用。
2.4 长通道
长度超过60m的地下通道和出入口通道应设机械排烟系统。
3 地铁火灾工况排烟模式
3.1 站厅层公共区火灾工况排烟模式
当站厅层公共区发生火灾时，关闭站厅层送风系统和站台层排风系统，启动部分组合式空调机组向站台送风，站厅层排风系统排除烟气，使站厅层公共区形成负压，新风由出入口和站台自然补入，烟雾不致扩散到站台层，便于人员从车站出入口疏散至地面。
3.2 站台层公共区火灾工况排烟模式
当站台层发生火灾时，车站两端双风机共同进行排烟，关闭站厅层排风管和站台下通风道，开启区间风阀，形成火灾站台层排烟，出入口、楼梯口自然进风（部分线路同时由站厅层机械送风）的局面，使楼梯口形成速度不小于1.5m/s的向下气流。在此同时楼扶梯口处挡烟垂帘下降至距地面不小于2m，四周挡烟垂帘下落至地面，防止烟气向站厅层扩散。
3.3 车站轨道区火灾工况排烟模式
车站轨道区发生火灾，启动车站站台层排烟及轨道区上部排烟，站厅层补风，当站台层设有屏蔽门/安全门时，停车侧应打开。排烟量除了满足与列车火灾规模匹配的烟量外，还应满足站厅至站台楼扶梯口不小于1.5m/s的向下气流。
3.4 设备管理区火灾工况排烟模式
在发生火灾时，根据火灾发生的具体位置组织排烟，同时设备管理用房的空调机组兼作补风机。对于气体灭火房间，火灾时关闭该灭火单元内的所有送排风口或送排风支管上的电动阀门，同时关闭送排风机，以使房间密闭。灭火后开启房间内的常闭排烟口及排风机排除废气。
3.5 列车在区间隧道中火灾工况排烟模式
当列车在区间隧道发生火灾时，排烟模式见图1。火灾工况排烟系统运行模式如下：（1）隧道内列车头部着火时，列车前方一侧车站风机排烟，后方车站风机均送风，乘客向列车后方方向迎风撤离。（2）隧道内列车尾部着火时，列车前方车站风机正转送风，后方车站风机排烟，乘客向列车前方方向迎风撤离。（3）隧道内列车中部着火时，则要根据列车停靠位置，根据上述原则确定组织排烟方向，一部分乘客顺着已被冲淡并降温的烟气流动方向，通过最近的中间联络通道向另一隧道疏散撤离，一部分乘客迎风向较近的车站撤离。（4）火灾区间如果设有射流风机，则射流风机按照上述风向投入运行。
4 地铁防排烟待解决问题与未来发展重点
结合多年地铁防排烟系统检验鉴定及有关防排烟、安全疏散等的研究工作，对地铁防排烟技术现存问题及其未来发展重点提出几点体会。
4.1 设备与控制模式应简化
通风空调系统和防排烟系统涉及控制模式太多，造成全线设备与风阀等辅助装置数量巨大，给操作控制、维护管理都带来了非常大的难度。从目前来看，北京地铁正在向着模式精简的方向发展，但是与此同时也带来了许多新的问题有待解决。具体如下：（1）到目前为止，几乎所有新线设计中已将标准站（面积不超规）的站厅层和站台层分别作为一个防烟分区和一个控制模式处理。但是此种做法要将公共区站厅和站台的排烟量按照公共区总面积进行计算，故设备能力需大幅增大。（2）为减少设备与阀门数量，使得“集成闭式系统”技术产生并得到普遍的应用。但若增大运载量，则会造成站台长度增长，使得风管截面积过大，对空间要求增大，风机等设备选型增大。（3）区间隧道火灾排烟的模式控制更为繁琐，涉及相邻多个站及区间风井设备的联合动作，如何减少区间火灾模式控制量、提高设备利用率是未来需要探讨和解决的问题之一。endprint
4.2 地铁区间隧道内火灾时的安全疏散
由于目前设计普遍采用排烟与空调系统合用的形式，隧道内为全纵向通风排烟，使得列车中部发生火灾的人员疏散问题始终未能得到有效的解决，总有一部分乘客需要穿越烟气弥漫区域进行逃生，形成对安全的威胁。该问题的解决有赖于排烟系统设计方式的改进，若借鉴长、大地下隧道的做法，考虑区间内增设专用排烟管道，无疑将使建设成本大幅增加。
4.3 射流技术的有效利用
地铁区间隧道中存在气流复杂的单渡线、交叉渡线、端头折返线以及大断面区间停车线等位置处，通过设置射流风机以辅助火灾时气流组织，经实际测试可以使着火侧区间隧道的排烟风速大幅升高，有效减少联动设备，达到规范要求。对于线路高差大、坡度高的区间隧道，为加强控制通风排烟工况下的烟气流动，强化单向坡线路区间火灾工况下的气流组织，考虑在站台端部设置喷嘴形成射流，将传统设计方案中垂直向下改为斜向区间输送气流。
4.4 换乘车站或交通枢纽车站
换乘车站或作为交通枢纽的车站，防排烟策略则不能按常规设计模式一概而论，需考虑到车站具体结构、相邻线路车站公共区的影响、换乘设置等因素，合理考虑公共部分的预留、预埋等，在排烟能力指标及风亭、风道等设置上统筹规划，不同线的通风空调系统宜独立设置，分期实施，以便于后期不同的运营部门管理。
4.5 补风条件与隔烟装置
车站出入口作为主要（部分车站为唯一）的补风区域，两端应设计相对对称和足够的面积；楼扶梯面积除符合疏散要求外应做流体阻力平衡考量；楼扶梯口、楼扶梯四周等位置处的挡烟垂帘、挡烟垂壁等防火隔烟装置要提高安装质量、减小漏风，以上对于站内合理组织气流、防止烟气蔓延、保证楼扶梯口处的向下气流速度至关重要。
4.6 排烟系统功能的实现
现有规范对防排烟系统与事故通风和正常通风空调系统合用的条件下，功能兼顾时必须满足可靠性要求和具备快速转换功能进行了规定，但却没有给出具体的措施范例。设计中，如何加强模式转换的针对性设计，解决系统共用时风亭、风阀、风道等可能产生的窜烟问题，还需做更多的思考与尝试。系统控制上，目前普遍存在的问题是风机、风阀与防火阀由BAS与FAS分开监控，无法统一管理，且图形界面中无法全面显示执行状态。进一步改进控制系统与操作界面，提高系统的集成程度，是未来管理层面需努力的方向。
参考文献
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[2] 董芳芳.性能化防火評估技术在大空间建筑的应用研究[J].建筑技术，2017，48（2）：215-217.endprint
