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地铁建筑防火设计要求
时间:2015-11-5   |   浏览量:1062   |   来源:K/K

       地铁作为现代城市不可或缺的交通工具,在人们的生活中发挥着越来越重要的作用,它提供给人们的便利是其它交通工具所无法替代的。但是,由于地铁建筑结构特殊,其站台、站厅和通行路线一般处于地面以下,运营线路长,线路至少几至几十公里长,客流量大,是人流高度集中的场所,一旦发生火灾,人员疏散困难,扑救困难,极易造成严重后果。下表是近几十年来发生在国内外的几起较大的地铁火灾事故。1969~2005年世界各国城市地铁火灾案例举例 事件 时间 伤亡及直接损失 原因 北京地铁火灾 1969.11.11 8人死亡,300多人中毒受伤直接损失100多万元 内燃机车电器故障 阿塞拜疆巴库地铁火灾 1995.10.28 558人死亡,269人受伤 机车电路故障失火 广州地铁火灾 1999.7.29 直接损失20.6万元 降压配电所设备故障引发火灾 韩国大邱地铁火灾 2003.2.18 126人死亡,146人受伤,318人失踪.

       一、地铁的火灾危险性

      (一)空间小、人员密度和流量大 地下车站和地下区间是通过挖掘的方法获得地下建筑空间,仅有与地面连接相对空间较小的地下车站的通道作为出入口,不像地上建筑有门、窗,可与大气相通。因此,相对空间小、人员密度大和流量大是其最为显著的特征。

      (二)用电设施、设备繁多 地铁内有车辆、通讯、信号、供电、自动售检票、空调通风、给排水等数十个机电系统设施和设备组成的庞大复杂的系统,各种强弱电电气设备、电子设备不仅种类数量多而且配置复杂,供配电线路、控制线路和信息数据布线等密如蛛网,如一旦出现绝缘不良或短路等,极易发生电气火灾,并沿着线路迅速蔓延。

      (三)动态火灾隐患多 地铁内客流量巨大,人员复杂,乘客所带物品、乘客行为等难以控制,如乘客违反有关安全乘车规定,擅自携带易燃易爆物品乘车,在车上吸烟、人为纵火等动态隐患造成消防安全管理难度大,潜在火灾隐患多。

       二、地铁的火灾特点

      (一)火情探测和扑救困难 由于地铁的出入口有限,而且出入口又通常是火灾时的出烟口,消防人员不易接近着火点,扑救工作难以展开。再加上地下工程对通信设施的干扰较大,扑救人员与地面指挥人员通讯、联络的困难,也为消防扑救工作增加了障碍。

      (二)氧含量急剧下降 地铁火灾发生后,由于地下建筑的相对封闭性,大量的新鲜空气难以迅速补充,致使空气中氧气含量急剧下降,导致人体窒息死亡。

      (三)产生有毒烟气、排烟排热效果差 由于地铁内乘客携带物品种类繁多,大多为可燃物品,一旦燃烧很容易蔓延扩大,产生大量有毒烟气,由于地铁空间狭小,大量烟气集聚在车厢内无法扩散,短时间内迅速扩散至整个地下空间,造成车厢内人员吸入有毒烟气死亡。

      (四)人员疏散困难 首先,地铁完全靠人工照明,客观存在比地面建筑自然采光差的因素,发生火灾时正常照明有可能中断,人的视觉完全靠应急照明灯和疏散指示标志保证,此时如果再没有应急照明灯,车站和区间将一片漆黑,使人看不清逃离路线,使人员疏散极为困难。其次,地铁发生火灾时只能通过地面出口逃生,地面建筑内发生火灾时人员的逃生方向与烟气的自然扩散方向相反,人往下逃离就有可能脱离烟气的危害,而在地铁里发生火灾时,人只有往上逃到地面才能安全,但人员的逃生方向与烟气的自然扩散方向一致,烟的扩散速度一般比人的行动快,因此人员疏散更加困难。 地铁建筑结构特殊,不同于其他普通建筑,其防火应根据其建筑特性和火灾特点采取相应的措施。

       一、防火分区

     (一)一般规定

       1.地下车站 车站站台和站厅乘客疏散区划为一个防火分区。当地下多线换乘车站共用一个站厅公共区时,站厅公共区的建筑面积不应超过5000㎡。地下一层侧式站台与同层的站厅公共区划为一个防火分区。

       2.地上车站 设备管理区应与公共区划分不同的防火分区。公共区防火分区的最大允许建筑面积不应大于5000㎡。设备管理区的防火分区位于建筑高度小于等于24m的建筑内时,其每个防火分区的最大允许建筑面积不应大于2500㎡;位于建筑高度大于24m的建筑内时,其每个防火分区的最大允许建筑面积不应大于1500 ㎡。

      (二)防火分隔措施

       1.防火分区间分隔 地铁车站面积大都在5000㎡~6000㎡,一旦发生火灾,如无严格的防火分隔设施势必蔓延成大面积火灾,因此应采用防火墙、防火卷帘加水幕或复合防火卷帘等防火分隔物划分防火分区。两个防火分区之间应采用耐火极限不低于3.00h的防火墙和甲级防火门分隔。在防火墙设有观察窗时,应采用C类甲级防火玻璃。站台与站台之间设纵向防火墙分隔,并把防火墙在站台有效长度各端延伸10mm。

       2.设备用房分隔 地铁车站内的行车值班室或车站控制室、变电所、配电室、通信及信号机房、通风和空调机房、消防水泵房、灭火剂钢瓶室等重要设备用房,应采用耐火极限不低于3.00h的隔墙和耐火极限不低于2.00h的楼板与其他部位隔开,建筑吊顶应采用不燃烧材料,隔墙上的门及窗应采用甲级防火门窗。 当管线穿越防火墙时,应采用防火封堵材料将墙与管线之间空隙紧密填实;当风管穿越时,该处应设防火风阀;当穿越的管线为难燃材质时,应在防火墙两侧的管道上采取防火措施。穿过防火墙处的管道保温材料,应采用不燃材料。

       3.防火门设置要求 设于防火墙、防烟楼梯间、避难走道及区间联络通道处的门应采用甲级防火门。设于防火分隔墙上的疏散门应采用乙级防火门,设于管道井的检查门可采用丙级防火门。 设于设备管理区与公共区临界面上的防火门以及安全出口、消防专用出入口、联络通道、防烟楼梯间的前室等处的防火门,应保证消防火灾时不需使用钥匙等工具能向疏散方向开启,并应在显著位置设置标识和使用提示。

       二、防烟分区

      (一)一般规定 室内地面至顶棚或顶板的高度小于等于6m的场所应划分为防烟分区,并符合下列定:    

      1.地下车站站厅、站台的防火分区应划分防烟分区,每个防烟分区的建筑面积不宜超过750 ㎡。

      2.站台至站厅的楼扶梯等开口四周的临空部位应设置挡烟垂壁。

      3.设备管理区每个防烟分区的建筑面积不应大于750 ㎡。 4.防烟分区不得跨越防火分区。

      (二)防烟分隔措施 相邻防烟分区之间应设置挡烟垂壁。挡烟垂壁应符合下列规定:

       1.从顶棚下突出不应小于500mm,镂空吊顶应伸至结构板面。

       2.顶板下突出不小于500mm的结构梁,可作为挡烟垂壁。

       3.挡烟垂壁下缘至楼地面、踏步面的垂直距离不应小于2.3m。

       4.活动挡烟垂壁应能在火灾时与火灾探测器联动,并自动下垂至设计位置。

       5.车站公共区吊顶与其他场所相连通部位的顶棚或吊顶面高差大于500mm时,该部位可不设置挡烟垂壁。

       三、安全疏散

       地下车站站台至站厅的疏散楼梯、扶梯和疏散通道的通过能力,应保证在远期或客流控制期中超高峰小时最大客流量时,一列进站列车所载乘客及站台上的候车乘客能在6min内全部疏散至站厅公共区或其他安全区域。

      (一)安全出口

       1.车站的每个站厅公共区均应设置不少于2个直通室外的安全出口。安全出口应分散布置,且两个安全出入通道口之间的净距不应小于10m。

       2.换乘车站共用一个站厅公共区时,该站厅的安全出口数量应按每条线不少于2个设置。每个站台至站厅公共区或地面的出口通道或楼扶梯的数量不应少于2个。电梯、竖井爬梯以及设于管理区的专用楼梯不得作为乘客的安全出口。位于站台层屏蔽门(安全门)端门之外的设备管理区,该处通向端门的外走道可作为设备管理区的疏散走道。

       3.站厅公共区与商业等开发的出入口应各自独立设置。当合用时,必须保证每个站厅公共区具有不少于2个直通地面的安全出口,且满足疏散距离不超过50m要求。

       4.有人值守的设备管理区内,其每个防火分区安全出口的数量不应少于两个,并应有一个安全出口直通地面。无人值守的设备管理区内,其每个防火分区应至少设置一个与相邻防火分区相通的防火门作为安全出口或通向公共区。进入设备管理区的消防专用楼梯可作为该设备管理区人员的安全出口。

       5.地下一层侧式站台车站,每侧站台设不少于2个直通地面或其他敞开空间的安全出口。当站厅公共区设于侧站台同层平面时进入站厅公共区应不少于2个门洞,且洞口之间的距离不应小于10m。

       6.中央控制室、设备室等房间内的设备布置应方便人员逃生,其安全出口不应少于2个。

       7.主变电所内长度大于7m的控制室、配电装置室、补偿装置室,应设置2个安全出口,并宜布置在设备室的两端。长度大于60m时,宜设置3个安全出口。当配电装置室有楼层时,一个出入口可设在通往室外楼梯平台处。建筑面积超过250㎡的电缆夹层,其疏散口不宜少于2个。

       8.车辆基地、上盖物业的人员疏散出口应分别独立设置;上盖物业的人员疏散通路不应经过车辆基地,应独立进行疏散。

      (二)疏散楼梯和疏散通道

      1.设置要求 站台至站厅以及站厅至地面的每一组出入口应至少设置1处人行楼梯,或备用自动扶梯。站台端部均应设置用作区间疏散的楼梯。建筑高度大于24m的高架车站,站台两端应加设直达地面的防烟楼梯间。单洞双线载客运营区间隧道的线路间宜设置耐火极限不小于3.00h的防火隔墙。不设防火隔墙时,应在区间隧道内每隔800m设置直通地面的疏散井,井内楼梯间应为防烟楼梯间。 当长区间隧道设有区间风井时,井内应设置直达地面的防烟楼梯间作为安全出口。载客运营轨行区道床面应具有疏散通道功能。道床面应平整、连续、无障碍物。轨行区的配线段道床面应铺设宽度不小于700mm的连续疏散通道。 两条单线载客运营区间隧道之间应设置联络通道,联络通道可作为区间的疏散出口,相邻两个通道之间的距离不应大于600m,通道内应设置二樘反向开启的甲级防火门。 列车客室门应设有手动紧急解锁装置,行驶于地下区间的列车,应在其车头、尾节设置疏散梯门,各节车厢之间应贯通。

       2.宽度要求

      (1)公共区单向通行人行楼梯宽度不应小于1.8m,双向通行不应小于2.4m;

      (2)设备、管理区房间单面布置时,疏散通道宽度不应小于1.2m;双面布置时,不应1.5m;

      (3)区间通向站台的人行楼梯宽度,不应小于1.1m;

      (4)区间风井内的疏散楼梯及消防专用通道的宽度,不应小于1.2m;

      (5)乘客出入口通道的疏散路线应各自独立,不得重叠,也不得设置尽端式袋形走道、门槛和有碍疏散的物体。当两出入口汇集合用同一个疏散通道出地面时,应视为一个安全疏散口。

      (三)疏散平台

       1.区间两端为侧式站台车站时,线路两侧应设置纵向疏散平台。

       2.区间两端为岛式站台车站时,上、下行线路之间应设置纵向疏散平台。

       3.当列车车头、车尾节设有疏散门,且每节车厢之间贯通时或车辆侧门设置有乘客下到道床面的设施时,可不设置纵向疏散平台。

      4.区间隧道内应设置纵向疏散平台,当联络通道之间的距离小于等于300m时,可不设纵向疏散台。

      (四)疏散距离

       1.站厅公共区和站台计算长度内任一点到梯口或疏散通道口的最大疏散距离不应大于50m。

       2.有人值守的车站设备、管理用房的门当位于2个安全出口之间时,其房间门至最近安全出口的距离不应大于40m,当位于袋形走道两侧或尽端时,其疏散门至最近安全出口的距离不应大于20m。

      (五)疏散指示标志

       1.站台和站厅的公共区、人行楼梯及其转角处、自动扶梯、疏散通道及其转角处、防烟楼梯间、消防专用通道、避难走道、设备管理区内走道、变电所的疏散通道和安全出口等,均应设置疏散指示标志。

       2 .疏散通道出口处的疏散指示标志应采用电光源型,并应设置在门洞边缘或门洞的上部,其上边缘距吊顶不应小于0.5m,下边缘距地面不应小于2m。

       3.站台、站厅公共区内的疏散指示标志应采用电光源型,并应设置在柱面或墙面上。标志上边缘距地面不应大于1m,间距不应大于20m或不应超过二跨柱间距。宜在相对应位置吊顶下设置疏散指示标志,其下边缘距地面不应小于2.2m。

       4.疏散通道两侧及转角处设置的疏散指示标志应采用电光源型,并应设置在相应位置的墙面上。标志上边缘距地面不应大于1m,间距不应大于20m。在疏散通道转角区内设置的疏散指示标志,其间距不应大于1m。宜在相对应位置吊顶下设置疏散指示标志,其下边缘距地面不应小于2.2m。设置在设备管理区内走道上的疏散指示标志,其间距不应大于10m。

       5.自动扶梯起终点侧面及人行楼梯踏步立面宜加设蓄光型疏散指示标志。

       6.地下区间隧道应设置可控制指示方向的疏散指示标志(集中控制型疏散指示标志),并应设置在疏散平台的侧墙上,且不应侵占疏散平台宽度,其间距不应大于15m,标志中心距疏散平台宜为1.5m~1.9m。

       7.地下区间之间的联络通道洞口,应垂直于门洞设置具有双面标识的电光源型疏散指示标志,其下边缘距疏散平台不应小于2m。

       四、消防设施

       地铁消防设施主要是对各车站站厅公共区、站台、设备区、地下隧道、停车库、控制中心等部位进行火灾监测报警,并对车站站厅公共区、站台、信号机械室、各变配电站、停车库、控制中心等场所和设备用房进行自动灭火,对其他区域实施人工灭火,启动事故照明、应急广播、送排风等系统的设施。 目前,地铁内主要消防设施有:火灾自动报警系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、机械送排风系统、应急照明、疏散指示标志、应急广播、防灾通信和移动式灭火器材等。

       (一)灭火设施

       1.消火栓系统

      (1)设置场所。地下车站、地下区间及体积超过5000m³的地面和高架车站应设消火栓给水统。

      (2)设置标准。应由城市给水管引入二根消防进水管并形成环状供水,当城市供水压力不能满足室内最不利点消火栓管网充水压力要求时,应采用稳高压装置。地下车站室内消火栓用水量为20L/s,地下区间室内消火栓用水量为10L/s;地面和高架车站的室内外消火栓用水量分别见下表。 地上车站的室外消火栓用水量 建筑物名称 体积 V(m³) 5000<V≤25000 25000<V≤50000 V>50000 地面及高架车站的室外消火栓用水量(l/s) 20 25 30 地上车站的室内消火栓用水量 建筑物名称 体积 V(m³) 消火栓用水量(l/s) 同时使用水枪数量(支) 每根竖管最小流量(l/s) 地面及高架车站 5000<V≤25000 10 2 10 25000<V≤50000 15 3 10 V>50000 20 4 15 车场应设消火栓给水系统,由城市二路管网分别引入一根消防进水管,在车场室外形成环网。环状管网上每间隔不大于120m设一只地上式消火栓,寒冷地区为地下式消火栓。 车辆设施与综合基地、控制中心及车场内的建筑其消火栓系统的设置及用水量标准按《建筑设计防火规范》GB 50016的规定行。

       2.自动喷水灭火系统

      (1)设置场所。地下站厅、站台的公共区,地下车辆基地和车辆基地库房内可燃、难燃的高架仓库,高层仓库等场所应设自动喷水灭火系统。

      (2)设置标准。应符合现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084的有关规定。

       3.气体灭火系统

      (1)设置场所。 地下车站的通信机械室、公网引入室、信号机械室、环控电控室及地下变电所等重要电气用房应采用气体灭火系统。控制中心重要设备用房设气体灭火系统。

      (2)设置标准。 目前已建地铁中较多采用的为IG541混合气体灭火系统及七氟丙烷气体灭火系统。系统形式应选择组合分配的全淹没气体灭火系统。对于选用组合分配式系统有困难的局部被保护对象,可选用与被保护对象相匹配的无管网自动灭火系统。

       4.灭火器

      (1)设置场所。 车站站厅层、站台层的公共区和设备区及其车辆设施与综合基地、控制中心的建筑均需设置灭火器。

      (2)设置标准。车站灭火器配置按《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140的规定执行。

      (二)防排烟系统

       1.设置场所

      (1)地下或封闭车站的站厅公共区、站台公共区;

      (2)连续长度大于60m的地下通道和出入口通道,设备管理用房门至安全出口距离大于20m的内走道;

      (3)同一个防火分区内的地下车站设备及管理用房的使用面积超过200㎡,或面积超过50㎡经常有人停留的单个房间;

      (4)连续长度大于300m的地下区间和全封闭车道;连续长度大于60m、但小于等于300m的全封闭载客车行区间。

       2.设置标准 车辆段、控制中心及主变电站等地面附属建筑的防烟排烟可参照《建筑设计防火规范》GB 50016及相关手册设计。

      (1)区间防排烟。区间隧道排烟系统宜采用纵向通风控制方式,有效控制烟气流动方向,保证火灾点疏散侧处于无烟区,为乘客创造不受烟气污染的疏散环境。通常通风气流流速应高于2m/s,但不得高于11m/s,并且还应满足列车处在坡段时,能有效控制烟气逆流,即高于临界风速。当地铁区间采用浅埋方式,顶部可开设较多的通风口时,可考虑采用自然排烟的形式,自然排烟口的间距,开启面积大小应通过计算确定,确保烟气及时排出轨区,不影响乘客疏散。

      (2)车站防排烟。地上车站宜采用自然排烟方式;当不具备自然排烟条件时,应设置机械排烟设施。车站公共区火灾的气流组织原则是确保乘客能快速疏散至安全区。地下车站一般为相对开放式空间,车站通过大面积的出入口、风井与室外相通,同时,车站站台还与两端的区间隧道相通。近年地铁车站的测试也证明了车站大面积的出入口和区间补风可以满足要求。

      (三)火灾自动报警系统

       1.设置场所 地铁火灾自动报警系统设于地铁控制中心、车站、车辆设施与综合基地、停车场、主变电所、区间隧道等场所。

       2.设置标准 系统设置应符合《火灾自动报警系统设计规范》GB50116的规定执行。地下车站及区间隧道按火灾报警一级保护对象设计;设有集中空调系统或每层封闭的建筑面积超过2000㎡但不超过3000 ㎡的地面车站、高架车站按火灾报警二级保护对象设计;车辆设施与综合基地、停车场的办公大楼、大型停车库、检修库、重要材料库及其他重要用房按火灾报警一级保护对象设计,车辆设施与综合基地、停车场内的一般生产及办公用房按火灾报警二级保护对象设计。

      (四)消防通信系统

       1.设置场所 车站车控室(兼消防控制室)、控制中心大楼消防值班室、车辆段(停车场)信号楼控制室(兼消防控制室)应设消防专用电话总机,宜选择共电式电话总机或对讲通信电话设备。

       2.设置标准 在车站、控制中心大楼、车辆段(停车场)的消防泵房、气体灭火钢瓶间及环控电控室、通信设备室、信号设备室、开关柜室、整流变压器室、公网引入室、屏蔽门设备室等所有气体灭火保护的设备用房,建议设置固定消防专用电话分机。 在手动火灾报警按钮、消火栓按钮等处设置电话塞孔。电话塞孔可按区域采用共线方式接入消防专用电话总机。

      (五)消防配电

       1.负荷分级和供电要求 地铁车站中的消火栓泵、喷淋泵、防灾报警、通信、信号、设备监控、气体灭火、防火卷帘门、屏蔽门、隧道风机(含射流风机)、防排风/排烟风机及相关风阀、应急照明(含疏散指示标志照明)、废水泵、区间雨水泵及消防疏散兼用的自动扶梯等消防负荷为一级负荷,应采用双电源双回路进行供电,并在最末一级配电箱处进行自动切换。

       2.电缆(电线)选择及敷设方式 消防用电设备的配电线路应满足在外部火势作用下,保持线路完整性、维持通电的要求,根据地铁发生火灾的危险性、疏散和扑救难度,其电线电缆的选择和敷设方式应满足下述要求:

      (1)电线电缆选用时,应按使用场所和敷设条件选择阻燃级别,但同一建筑物内选用的阻燃和阻燃耐火电线电缆,其阻燃级别宜相同。

      (2)由变配电所(或总配电室)引至消防设备的电源主干线应采用无卤、低烟、阻燃耐火电缆或矿物绝缘电缆;但在地下车站宜采用矿物绝缘电缆。

      (3)电缆穿管暗敷时可采用耐火电缆;明敷或沿支架、桥架敷设时采用无卤、低烟、阻燃耐火铜芯电缆,矿物绝缘电缆采用支架或沿墙明敷。

 
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