浅谈地铁地下车站站台公共区火灾防排烟系统

安睿

合肥市轨道交通集团有限公司 安徽合肥 230000

摘要：2018年12月1日《地铁设计防火标准》（GB 51298-2018）正式实施后，对地铁地下车站站台公共区火灾排烟方案有一定影响，本文通过研究分析三种站台公共区集中排烟方案的优缺点，对实际工程中方案的选择具有一定指导意义。

关键词 地下站，集中排烟，站台公共区，火灾

前言

近年来随着城市人口和经济快速增长及公共政策的强有力推动下，国内地铁正在进入一个快速发展的新阶段，地铁以其高效、准时、安全等优势迅速成为众多大、中型公共交通运输的骨干，如城市的血管一般连接着城市每个角落、带动着城市发展。中国城市轨道协会统计数据显示，截止2019年底，中国大陆地区（不含港澳台）共有40座城市开通城市轨道交通运营吸纳了208条，运营线路总长度6736.2公里，其中地铁运营线路高达5180.6km，占比75.6%^[1]。

地铁地下车站一般深入地下数十米，其站台公共区更是位于车站底部，是乘客候车的主要集中区域，人员密度大，该空间的安全性至关重要。站台公共区发生火灾时，按规范要求每平方米排烟量不应小于60m³/h，2018年12月1日前，站台火灾时应满足《地铁设计规范》（GB20157-2013）第28.4.10条的要求，“当车站站台发生火灾时，应保证站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有能够有效阻止烟气向上蔓延的气流，且向下气流速度不应小于1.5m/s。”但单凭站台公共区排烟风机的风量远不能够使站台的楼梯和扶梯口处满足向下不小于1.5m/s的风速。对此，各地铁设计单位采用站台公共区排烟方案主要为：站台公共区空调回风管兼作排烟风管，空调回排风机并联排烟风机，排烟量满足每平方米排烟量不应小于60m³/h。站台公共区发生火灾时，打开排烟风机进行排烟，开启站台公共区站台门两端的首尾共四樘滑动门，并同时开启车站轨行区排热风机与区间隧道风机进行辅助。此方案可有效保证站台的楼梯和扶梯口处满足向下不小于1.5m/s的风速。

2018年12月1日，《地铁设计防火标准》（GB 51298-2018）正式实施，其第8.1.3条第2款中要求，“当对站台公共区进行排烟时，应能防止烟气进入站厅、地下区间、换乘通道等邻近区域。”因此，新的地下车站站台公共区排烟方案的确定迫在眉睫，本文提出三种站台公共区集中排烟方案进行论述讨论。

1 三种集中排烟方案

目前站台公共区集中排烟方案主要有三种：排热风室接集中排烟管方案、空调送风管兼作排烟管方案与轨顶风道侧开排烟阀方案。

本文将以一座11m宽站台标准地下车站为例，对三种集中排烟方案进行讨论分析。车站站台公共区面积1325m²，计算排烟量为1325×60=79500 m³/h，楼梯和扶梯口处开口面积33.5m²，满足向下1.5m/s风速所需风量为180900m³/h。因此，站台公共区火灾时，从楼梯和扶梯口处的补风量不应小于180900m³/h。排热风机（UOF）风量为40m³/s，隧道风机（TVF）风量为60m³/s，并假设站台门密闭性好。

1.1 排热风室接集中排烟管方案

（1）方案简介

该方案通过在站台层两端排热风室（排热风机入口端）接集中排烟管至站台公共区，通过电动阀门切换运行工况，示意图如图1.1-1。平时工况下，排烟管上阀门关闭，轨顶与轨底风道的阀门打开，轨顶与轨底风道接通，对轨行区进行排风；站台公共区火灾工况下，排烟管上阀门打开，集中排烟管接通，轨顶与轨底风道的阀门关闭，可实现排热风机对站台公共区协同排烟的功能。

图
1.1-1 排热风室接集中排烟管方案原理图

（2）分析讨论

该方案中，在站台公共区火灾工况下，排烟系统排烟量79500 m³/h，每端集中排烟管排风量144000 m³/h，站台公共区总排风量为367500 m³/h，火灾工况时，主要从楼梯和扶梯口补风，因此补风量约为367500 m³/h，为满足1.5m/s向下风速所需风量的2倍，理论上可满足规范要求。

优缺点分析讨论：该方案的主要优势在于集中排烟风路密闭，且充分利用了两端排热风机的容量，理论上可满足规范要求且冗余量较大。其缺点主要在于车站站台层排热风室一般位于车站两端，距离公共区较远，集中排烟管需穿越站台层设备区到达公共区，按集中排烟管风速不超20m/s考虑，每端集中排烟管净截面积不应小于2.0m²，占用空间较大，对设备区综合管线布置影响较大，施工难度较大，尤其对于集中排烟管需穿越牵引混合变电所的车站应慎重考虑。

1.2 空调送风管兼作排烟管方案

（1）方案简介

该
方案在站厅层两端通风空调机房内，从排热风机负压端的风道分别引出集中排烟管，与公共区空调送风管及回排风管相接，站台公共区空调送风管及回排风管均兼做排烟管，通过集中排烟管上的电动风阀切换运行工况，详见图1.2-1与图1.2-2。平时工况下，集中排烟管上的阀门关闭，排热风机通过轨顶与轨底风道对轨行区排风，空调送、回风管正常通风；站台公共区火灾工况下，关闭轨顶与轨底风道的阀门，关闭空调系统相关设备以及站厅公共区空调风管阀门，打开集中排烟管上的阀门，排热风机通过站台公共区空调送、回风管进行排烟。

图1.2-1 空调送风管兼作排烟管方案原理图（一）

图1.2-2 空调送风管兼作排烟管方案原理图（二）

（2）分析讨论

该方案中，在站台公共区火灾工况下，是靠空调送回风管兼作排烟管到进行排烟，理论排烟量为144000×2=288000 m³/h，从楼梯和扶梯口的补风量约为288000 m³/h，约为满足1.5m/s向下风速所需风量的1.6倍，理论上可满足规范要求。

优缺点分析讨论：该方案的主要优势在于集中排烟风路密闭，且充分利用了两端排热风机的容量，理论上可满足规范要求且有一定冗余量；集中排烟管设置于通风空调机房，不影响站台层综合管线。其缺点主要在于集中排烟管与空调风管直接连接，虽然采用阀门隔断，但平时工况下阀门两侧压差可达1000Pa以上，根据《建筑通风和排烟系统用防火阀门》（GB 15930-2007）第6.11.2条要求，阀门两侧保持1000Pa±15Pa的气体静压差下，单位面积漏风量不大于700m³/(m²·h)，按集中排烟管风速不超20m/s考虑，每端接入空调送、回风管的集中排烟管净截面积分别不应小于1.0m²，故平时工况下，每端空调送风理论漏风量约为700m³/(m²·h)，能源浪费较大。

1.3 轨顶风道侧开排烟阀方案

（1）方案简介

该方案在站台公共区两侧轨顶风道侧面设置若干电动常闭排烟阀，平时工况下排烟阀关闭，进行轨行区排风与公共区空调通风；火灾工况时，开启两端排热风机，打开排烟阀（轨顶排热风口无需关闭），同时开启两端隧道风机使轨行区形成负压，抵消部分排热风机通过轨顶排热风口对轨行区的抽吸作用，使站台公共区更多的烟气通过侧面电动排烟阀吸入，与站台公共区排烟系统协同排烟。

图1.3-1 轨顶风道侧开排烟阀方案原理图

图1.3-2 轨顶风道侧开排烟阀方案剖面示意图

（2）分析讨论

该方案中，通过理论计算难以获得站台火灾时楼梯和扶梯口的补风量，需要通过软件模拟或现场试验获得数据。根据武汉某地铁车站现场试验测试结果，该站站厅至站台公共区共5组楼扶梯，站台火灾工况测试风速最大为2.3m/s，最小为1.6m/s，满足规范要求。

优缺点分析讨论：该方案的主要优势在于增加的工程量较小，配合开启合适数量与位置的隧道风机，可实现烟气不从轨顶风道风口进入轨行区的同时满足楼梯和扶梯口的风速不低于1.5m/s的要求。其缺点主要在于轨顶风道侧排烟阀需要一定的安装与检修空间，对站台层公共区综合管线布置有一定影响；火灾工况时由于开启了排热风机与隧道风机，轨行区负压，存在烟气通过站台门缝隙及轨顶风口蔓延至轨行区的可能。

2 总结

三种站台公共区集中排烟方案各有优缺点，排热风室接集中排烟管方案在实际工程中已有应用，可满足楼扶梯向下1.5m/s风速的要求，但集中排烟管尺寸较大，对安装空间要求较高；调送风管兼作排烟管方案工程中尚无实际应用，增加工程量较少，对既有方案影响小，理论分析上可满足楼扶梯向下1.5m/s风速的要求，但存在平时工况阀门漏风问题，节能性不好；轨顶风道侧开排烟阀方案在武汉某车站工程应用实测中，可满足楼扶梯向下1.5m/s风速的要求，但由于轨行区负压，有烟气蔓延至轨行区的可能。实际工程中，可根据具体需求与工程重点考虑选择集中排烟方案。

三种站台公共区集中排烟方案各有优缺点，切均可满足楼扶梯向下1.5m/s风速的要求，但其各有优缺点，应根据实际工程的需求进行考虑选择较为合理的站台公共区排烟模式。

参考文献

1. 城市轨道交通2019年度统计和分析报告

2. 《地铁设计规范》（GB50157-2013）

3. 《地铁设计防火标准》（GB 51298-2018）

4. 《建筑设计防火规范》GB 50016—2014 （2018年版）

5. 《建筑通风和排烟系统用防火阀门》（GB 15930-2007）