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【摘 要】地铁中可能发生的灾害事故中最常见的就是火灾事故，本文列举了一些地铁火灾的特点，对比了地铁防排烟设计与常规建筑防排烟设计的区别，列举了严寒地区地铁通风空调及防排烟常用运行模式并提出进行了优化意见。
【关键词】地铁；防排烟；运行模式；疏散
一、引言
近几年来，随着经济的快速发展，我国同时进入城市轨道交通的快速发展时期。由于地铁处于地下相对封闭的空间内且人员较多，一旦发生事故，人员逃生较为困难，极易发生大规模伤亡事件。地铁可能发生的灾害事故有火灾、水淹、地震等，其中火灾事故发生最多，地铁发生火灾时造成的人员伤亡，绝大多数是被烟气熏倒、中毒、窒息所致，据记载，仅从1971年12月-1987年11月间，欧洲和北美洲的地铁中就发生重大火灾40多起，造成了极为严重的经济损失及人员伤亡。所以，必须设置一套完善的防排烟系统来预防及应对火灾对人员生命造成的威胁。
二.地铁火灾的特点
与地面建筑相比，地铁火灾具有以下几个特点：
2.1难以预防。尽管地铁建设和运营中采取了了各种预防措施，但由于实际运营过程中各类意外因素的影响，仍然不能排除火灾危险的发生。由于地铁人员众多，用电负荷较大且线路较长，火灾预防难度非常大。
2.2发烟量大。由于地下环境氧气供应不足，火灾时可燃物难以明火燃烧，阴燃时间较长，产生大量的有毒烟气。
2.3疏散极为困难。由于地铁地处地下，仅通过少数出入口与地面相通，一旦发生火灾，烟气难以在较短时间内排出，势必造成烟气横向扩散，而消防应急照明灯一般设置于吊顶内，极易被浓烟遮挡，在昏暗的地下环境内，会对人员造成极大的心里压力，从而影响疏散。
2.4防排烟系统设置困难。由于地铁体量有限且内部管线繁多，因此，布置尺寸较大的防排烟系统风管非常困难，特别是在行车隧道内，设置防排烟风管更是毫无可能。
2.5控制系统复杂。由于环境的特殊性，火灾发生在车站的地点不同、发生在列车的部位不同、列车所处的位置不同时，需开启或关闭的阀门、设备也各不相同。地铁火灾工况多，控制系统复杂。
三.《建筑设计防火规范》及《地铁设计规范》对于防排烟部分规定的不同
3.1防火分区划分要求不同。《建筑设计防火规范》（以下简称建规）要求室内净高不超过6m时应划分防烟分区，每个防烟分区面积不得大于500㎡，而《地铁设计规范》（以下简称地规）规定地下车站的公共区及设备与管理用房，应划分防烟分区，站厅与站台公共区每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000㎡，设备与管理用房每个防烟分区面积不宜超过750㎡。此条主要考虑地铁站台、站厅面积较大，若防烟分区面积过小，排烟口数量必然增加，会造成FAS系统较为繁琐，且较多的挡烟垂壁会影响其他专业管线通行。
3.2排烟量要求不同。建规对于排烟量的要求为：当系统担负两个及两个以上防烟分区时，排烟量应按照最大防烟分区面积X120m?/h，而地规规定：当排烟设备需要同时排除两个或两个以上防烟分区的烟量时，其设备能力应按排除所负责的防烟分区中最大的两个防烟分区的烟量配置。造成此条的原因是地铁的站厅、站台面积较大，并且在划分防烟分区时，各个防烟分区面积并不均匀，由于地铁结构的特殊性，经常出现防烟分区面积差异较大的情况，此时，若执行建规排烟量，设备将大大冗余，造成不必要的浪费。
3.3排烟系统耐火等级不同。建规要求排烟设备及附件需要在280℃环境下工作不小于30min，地规要求地下排烟设备需要在250℃时能连续有效工作1h。造成此条的原因是地下环境可燃物及氧气较少，火灾难以持续燃烧，温度相对较低，但地下环境复杂，人员疏散时间较长，故要求排烟设备及附件能在250℃时能连续有效工作1h。
四.现行地下车站防排烟模式
我国从1969年第一条地铁线路运行至今，已有46年历史，之间也发生过火灾事故，痛定思痛，同时结合国外地铁火灾教训，目前我国已形成了一套完整的地铁通风空调及防排烟系统运行模式，下面重点介绍下严寒地区地下标准双活塞车站，其原理图如下：4.1当火灾发生在站厅层。当站厅层发生火灾时，关闭与消防无关的系统。站厅回排风（与排烟系统合用）系统进入排烟状态，同时关闭站台送、排风及站厅送风，出入口自然补风，乘客通过车站出入口向车站外疏散。4.2当站台层发生火灾时，关闭送风系统和站厅层排风系统，开启回排风机排除站台的烟气，同时开启两侧屏蔽门端部各两扇滑动门，启动车站轨行区排热风机及区间事故风机参与排烟，使站厅层至站台层楼梯口形成正压，楼梯口产生向下不小于1.5m/s的气流，通过出入口自然补风。乘客通过车站出入口向车站外疏散。此处需注意设计阶段轨顶排热风道净面积需满足单侧排烟要求。4.3当设备管理区有排烟要求房间发生火灾时，关闭与消防无关的系统，开启设备区排烟风机机械排烟，同时连锁开启设备区消防补风机机械补风，车站设备管理区人员通过走道疏散至公共区，或通过设置于设备区的疏散走道疏散至室外地面。当设有气体灭火的房间发生火灾时，应立即电动关闭该房间防火阀及送排风系统，待工作人员确认灭火后再行开启相应送排风系统。着火区所在车站端设有加压送风的疏散楼梯以及车站控制室立即进行加压送风。4.4当列车在站台轨行区内发生火灾时，关闭送风系统和站厅层排风系统，通过组合式空调机组向站厅层送风，开启车站排热风机及着火侧列车顶部排风道，关闭非着火侧轨顶排风道及两侧轨底排风道，对着火侧轨行区内排烟，并开启隧道风机辅助排烟，使站厅层至站台层楼梯口形成正压，使站厅层楼梯口产生向下不小于1.5m/s的气流，便于乘客经站厅层安全疏散至地面。开启火灾侧的部分屏蔽门，乘客通过车站站台、站厅/站台的楼梯疏散至站厅层。4.5当列车在区间隧道着火时，应尽量将列车继续行驶至前方的地下车站，充分利用车站的条件疏散人群，此时应按照列车在站台轨行区内发生火灾进行处理。当列车在区间隧道发生火灾并失去动力停止运行时，根据列车着火时在区间的位置，列车着火部位及火源距离安全通道的距离等因素，通过区间隧道事故风阀和活塞风阀的开启和关闭组合组织排烟，并保证区间隧道内风速为2～11m/s，且风向与人员疏散方向相反。具体执行如下：4.5.1当区间隧道内列车一端着火时，列车着火端一侧的地下车站的4台事故风机均进行排烟，另一侧地下车站的4台事故风机均进行送风。乘客迎着新风方向疏散。4.5.2当区间隧道内列车中部着火时，距离列车较远的地下车站的4台事故风机均进行排烟，距离列车较近的地下车站的4台事故风机均进行送风。乘客迎着新风向距离较近的车站疏散。对于设有区间风井的隧道，根据列车火灾停靠位置和火灾部位，由区间隧道风机和地下车站事故风机组织排烟。对于设有射流风机的隧道，应根据列车停靠位置和火灾部位，由射流风机协助地下车站事故风机组织排烟。4.6当设置机械排烟系统的出入口通道发生火灾时，关闭空调水系统，打开排烟风机排煙，地面出入口补风，人员尽量通过其他出入口疏散。 五.浅谈地铁现行排烟模式优化
5.1尽量合并设置系统。现阶段，多数城市通用做法为排烟风机和排风风机完全分设，个人认为，此举不仅增大了设备初投资，占用更大空间，且多数消防风机缺少必要的检修、维护，火灾时开启可靠性较差。因此，建议区别对待，将人员较少的房间（如空调机房）排风、排烟风机及风管合并为一个系统，人员较多的区域排风、排烟系统分别设置，但应加强管理，定期检修。
5.2尽量利用自然补风。现阶段，设备及管理区域火灾补风系统多单独设置补风机，采用机械补风系统。实际上，当条件允许时，应尽量采用联通管联接公共区及设备区以采用自然补风，但应注意补风阻力不应超过50Pa，最大风速不宜大于1.5m/s且连通管应设置70℃防火阀以防止火灾蔓延。当单独设置自然补风风量无法满足规范要求时，可采用现有送风设备补充适当风量，以满足自然补风量与机械补风量之和不小于排烟量的50%。当条件限制完全无法采用自然补风时，亦应优先考虑采用现有送风设备补风，尽量减少设备及风管数量。
5.3优先采用自然排烟。地下车站虽处于地下空间，但对于区间隧道，因自然排烟可靠性要远远大于机械排烟，所以当条件允许时亦应优先考虑自然排烟。地铁设计规范规定，区间隧道和全封闭车道采用自然排烟时，排烟口应设置在上部，其可开启的有效排烟面积不应小于该场所面积的2%，排烟口的位置与最远排烟点的水平距离不应超过30m。国内某专家通过气流模拟与各种分析论证亦得出结论：隧道排烟可采用自然排烟，但通风竖井中心间距不宜超过40m。
5.4优化火灾控制系统。由于地铁火灾情况复杂，控制人员素质参次不齐，因此，应将各种工况下的排烟系统设置分别设置为一键启动并加强对控制人员的培训、管理。
总结
地铁内人员高度密集，一旦发生事故，很容易造成重大人员伤亡及经济损失，因此，在设计及建设阶段，一定要将地铁排烟系统放在重要位置，设置一套完善的排烟系统。平时应预防为主，加强安检，尽量减少火灾源头，并通过多种方式宣传火灾逃生路线，以免火灾时人员慌不择路，影响疏散效果。事故发生时，车站管理人员应能迅速启动相应排烟模式，并通过广播等手段组织人员有序疏散。
参考文献：
1.李国庆《城市轨道交通通风空调新技术及应用》
2.中国建筑工业出版社《地铁设计规范》
3.中国计划出版社《建筑设計防火规范》
【关键词】地铁；防排烟；运行模式；疏散
一、引言
近几年来，随着经济的快速发展，我国同时进入城市轨道交通的快速发展时期。由于地铁处于地下相对封闭的空间内且人员较多，一旦发生事故，人员逃生较为困难，极易发生大规模伤亡事件。地铁可能发生的灾害事故有火灾、水淹、地震等，其中火灾事故发生最多，地铁发生火灾时造成的人员伤亡，绝大多数是被烟气熏倒、中毒、窒息所致，据记载，仅从1971年12月-1987年11月间，欧洲和北美洲的地铁中就发生重大火灾40多起，造成了极为严重的经济损失及人员伤亡。所以，必须设置一套完善的防排烟系统来预防及应对火灾对人员生命造成的威胁。
二.地铁火灾的特点
与地面建筑相比，地铁火灾具有以下几个特点：
2.1难以预防。尽管地铁建设和运营中采取了了各种预防措施，但由于实际运营过程中各类意外因素的影响，仍然不能排除火灾危险的发生。由于地铁人员众多，用电负荷较大且线路较长，火灾预防难度非常大。
2.2发烟量大。由于地下环境氧气供应不足，火灾时可燃物难以明火燃烧，阴燃时间较长，产生大量的有毒烟气。
2.3疏散极为困难。由于地铁地处地下，仅通过少数出入口与地面相通，一旦发生火灾，烟气难以在较短时间内排出，势必造成烟气横向扩散，而消防应急照明灯一般设置于吊顶内，极易被浓烟遮挡，在昏暗的地下环境内，会对人员造成极大的心里压力，从而影响疏散。
2.4防排烟系统设置困难。由于地铁体量有限且内部管线繁多，因此，布置尺寸较大的防排烟系统风管非常困难，特别是在行车隧道内，设置防排烟风管更是毫无可能。
2.5控制系统复杂。由于环境的特殊性，火灾发生在车站的地点不同、发生在列车的部位不同、列车所处的位置不同时，需开启或关闭的阀门、设备也各不相同。地铁火灾工况多，控制系统复杂。
三.《建筑设计防火规范》及《地铁设计规范》对于防排烟部分规定的不同
3.1防火分区划分要求不同。《建筑设计防火规范》（以下简称建规）要求室内净高不超过6m时应划分防烟分区，每个防烟分区面积不得大于500㎡，而《地铁设计规范》（以下简称地规）规定地下车站的公共区及设备与管理用房，应划分防烟分区，站厅与站台公共区每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000㎡，设备与管理用房每个防烟分区面积不宜超过750㎡。此条主要考虑地铁站台、站厅面积较大，若防烟分区面积过小，排烟口数量必然增加，会造成FAS系统较为繁琐，且较多的挡烟垂壁会影响其他专业管线通行。
3.2排烟量要求不同。建规对于排烟量的要求为：当系统担负两个及两个以上防烟分区时，排烟量应按照最大防烟分区面积X120m?/h，而地规规定：当排烟设备需要同时排除两个或两个以上防烟分区的烟量时，其设备能力应按排除所负责的防烟分区中最大的两个防烟分区的烟量配置。造成此条的原因是地铁的站厅、站台面积较大，并且在划分防烟分区时，各个防烟分区面积并不均匀，由于地铁结构的特殊性，经常出现防烟分区面积差异较大的情况，此时，若执行建规排烟量，设备将大大冗余，造成不必要的浪费。
3.3排烟系统耐火等级不同。建规要求排烟设备及附件需要在280℃环境下工作不小于30min，地规要求地下排烟设备需要在250℃时能连续有效工作1h。造成此条的原因是地下环境可燃物及氧气较少，火灾难以持续燃烧，温度相对较低，但地下环境复杂，人员疏散时间较长，故要求排烟设备及附件能在250℃时能连续有效工作1h。
四.现行地下车站防排烟模式
我国从1969年第一条地铁线路运行至今，已有46年历史，之间也发生过火灾事故，痛定思痛，同时结合国外地铁火灾教训，目前我国已形成了一套完整的地铁通风空调及防排烟系统运行模式，下面重点介绍下严寒地区地下标准双活塞车站，其原理图如下：4.1当火灾发生在站厅层。当站厅层发生火灾时，关闭与消防无关的系统。站厅回排风（与排烟系统合用）系统进入排烟状态，同时关闭站台送、排风及站厅送风，出入口自然补风，乘客通过车站出入口向车站外疏散。4.2当站台层发生火灾时，关闭送风系统和站厅层排风系统，开启回排风机排除站台的烟气，同时开启两侧屏蔽门端部各两扇滑动门，启动车站轨行区排热风机及区间事故风机参与排烟，使站厅层至站台层楼梯口形成正压，楼梯口产生向下不小于1.5m/s的气流，通过出入口自然补风。乘客通过车站出入口向车站外疏散。此处需注意设计阶段轨顶排热风道净面积需满足单侧排烟要求。4.3当设备管理区有排烟要求房间发生火灾时，关闭与消防无关的系统，开启设备区排烟风机机械排烟，同时连锁开启设备区消防补风机机械补风，车站设备管理区人员通过走道疏散至公共区，或通过设置于设备区的疏散走道疏散至室外地面。当设有气体灭火的房间发生火灾时，应立即电动关闭该房间防火阀及送排风系统，待工作人员确认灭火后再行开启相应送排风系统。着火区所在车站端设有加压送风的疏散楼梯以及车站控制室立即进行加压送风。4.4当列车在站台轨行区内发生火灾时，关闭送风系统和站厅层排风系统，通过组合式空调机组向站厅层送风，开启车站排热风机及着火侧列车顶部排风道，关闭非着火侧轨顶排风道及两侧轨底排风道，对着火侧轨行区内排烟，并开启隧道风机辅助排烟，使站厅层至站台层楼梯口形成正压，使站厅层楼梯口产生向下不小于1.5m/s的气流，便于乘客经站厅层安全疏散至地面。开启火灾侧的部分屏蔽门，乘客通过车站站台、站厅/站台的楼梯疏散至站厅层。4.5当列车在区间隧道着火时，应尽量将列车继续行驶至前方的地下车站，充分利用车站的条件疏散人群，此时应按照列车在站台轨行区内发生火灾进行处理。当列车在区间隧道发生火灾并失去动力停止运行时，根据列车着火时在区间的位置，列车着火部位及火源距离安全通道的距离等因素，通过区间隧道事故风阀和活塞风阀的开启和关闭组合组织排烟，并保证区间隧道内风速为2～11m/s，且风向与人员疏散方向相反。具体执行如下：4.5.1当区间隧道内列车一端着火时，列车着火端一侧的地下车站的4台事故风机均进行排烟，另一侧地下车站的4台事故风机均进行送风。乘客迎着新风方向疏散。4.5.2当区间隧道内列车中部着火时，距离列车较远的地下车站的4台事故风机均进行排烟，距离列车较近的地下车站的4台事故风机均进行送风。乘客迎着新风向距离较近的车站疏散。对于设有区间风井的隧道，根据列车火灾停靠位置和火灾部位，由区间隧道风机和地下车站事故风机组织排烟。对于设有射流风机的隧道，应根据列车停靠位置和火灾部位，由射流风机协助地下车站事故风机组织排烟。4.6当设置机械排烟系统的出入口通道发生火灾时，关闭空调水系统，打开排烟风机排煙，地面出入口补风，人员尽量通过其他出入口疏散。 五.浅谈地铁现行排烟模式优化
5.1尽量合并设置系统。现阶段，多数城市通用做法为排烟风机和排风风机完全分设，个人认为，此举不仅增大了设备初投资，占用更大空间，且多数消防风机缺少必要的检修、维护，火灾时开启可靠性较差。因此，建议区别对待，将人员较少的房间（如空调机房）排风、排烟风机及风管合并为一个系统，人员较多的区域排风、排烟系统分别设置，但应加强管理，定期检修。
5.2尽量利用自然补风。现阶段，设备及管理区域火灾补风系统多单独设置补风机，采用机械补风系统。实际上，当条件允许时，应尽量采用联通管联接公共区及设备区以采用自然补风，但应注意补风阻力不应超过50Pa，最大风速不宜大于1.5m/s且连通管应设置70℃防火阀以防止火灾蔓延。当单独设置自然补风风量无法满足规范要求时，可采用现有送风设备补充适当风量，以满足自然补风量与机械补风量之和不小于排烟量的50%。当条件限制完全无法采用自然补风时，亦应优先考虑采用现有送风设备补风，尽量减少设备及风管数量。
5.3优先采用自然排烟。地下车站虽处于地下空间，但对于区间隧道，因自然排烟可靠性要远远大于机械排烟，所以当条件允许时亦应优先考虑自然排烟。地铁设计规范规定，区间隧道和全封闭车道采用自然排烟时，排烟口应设置在上部，其可开启的有效排烟面积不应小于该场所面积的2%，排烟口的位置与最远排烟点的水平距离不应超过30m。国内某专家通过气流模拟与各种分析论证亦得出结论：隧道排烟可采用自然排烟，但通风竖井中心间距不宜超过40m。
5.4优化火灾控制系统。由于地铁火灾情况复杂，控制人员素质参次不齐，因此，应将各种工况下的排烟系统设置分别设置为一键启动并加强对控制人员的培训、管理。
总结
地铁内人员高度密集，一旦发生事故，很容易造成重大人员伤亡及经济损失，因此，在设计及建设阶段，一定要将地铁排烟系统放在重要位置，设置一套完善的排烟系统。平时应预防为主，加强安检，尽量减少火灾源头，并通过多种方式宣传火灾逃生路线，以免火灾时人员慌不择路，影响疏散效果。事故发生时，车站管理人员应能迅速启动相应排烟模式，并通过广播等手段组织人员有序疏散。
参考文献：
1.李国庆《城市轨道交通通风空调新技术及应用》
2.中国建筑工业出版社《地铁设计规范》
3.中国计划出版社《建筑设計防火规范》