地铁车站消防设计策略探讨
摘要：本文根据深圳地铁4号线二期工程消防实例，探讨地铁车站消防设计策略。
关键词：地铁车站，消防设计
一、工程概况
深圳轨道交通4号线续建工程是国内第一条以特许经营方式建设的城市轨道交通线路,由香港地铁有限公司投资建设、运营和管理。深圳市城市轨道交通二期4号线续建工程为《深圳市城市轨道交通建设规划》中的4号线少年宫站至清湖站，线路全长约15.9km，车站10座，其中地下车站2座，地面车站1座，高架车站7座。
地铁火灾是概率很小的事件，但是火灾发生所引起的后果可能是灾难性的，因此，必须对地铁火灾进行必要的防范，减小火灾发生的可能性以及降低火灾发生后可能带来的伤害和损失。对于建筑物内的消防安全，着眼点在于为建筑物提供足够的安全度，将建筑物内人员的生命安全和财产的安全作为消防设计的目标。
二、车站疏散
车站设计必须容许接近火灾的人群能在不需协助下迅速疏散，免受烟火的伤害。设计亦须为离火灾较远的人群提供适当之警示，引导其有秩序地离开车站。
在一般地铁车站设计，最有效疏散大量人群之路径是通过车站之公共区及正常之出入口。电动扶梯能有效疏散大量人流，因此电动扶梯将继续运作协助疏散。 供人员疏散时使用的楼梯及自动扶梯，其疏散能力均按最高通过量的90%计算。 站台公共区的任何一点，距疏散楼梯口或通道口不得大于50m。在站台每端均应设置到达区间的楼梯。
地铁车站防火分区(有人区)安全出口的设置应符合下列规定(GB)：
i) 车站站台和站厅防火分区，其安全出口的数量不应少于两个，并应直通车站外部空间；
ii) 其它各防火分区安全出口的数量也不应少于两个，并应有一个安全出口直通外部空间。与相邻防火分区连通的防火门可作为第二个安全出口。
站台层疏散能力计算
出口楼梯和疏散通道的宽度，应保证在远期高峰小时客流量时发生火灾的情况下，于六分钟内将一列车乘客和站台上候车的乘客及工作人员全部撤离站台。
站台层的事故疏散时间(T)按下列公式计算：
T=1+ Q1+Q2
0.9[A1(N1-1)+A2(N2+B)]
式中 Q1 -一列车乘客数(人)；
Q2 -站台上候车乘客和站台上工作人员(人)；
A1 -自动扶梯通过能力[人/(minm)]；
A2 -人行楼梯通过能力[人/(minm)]；
N1 -自动扶梯台数(顺疏散方向)；
N2 -自动扶梯台数(逆疏散方向)；
B -人行楼梯总宽度(m)。
三、车站建筑防火
地铁防火灾应贯彻「预防为主，消防结合」的方针，建筑防火设计必须控制火灾蔓延。把火灾对人员及财产之影响减至最轻微，同时保障消防人员进行灭火救援行动时的安全。
地铁站的建筑防火及消防系统设计应确保火灾范围以外的防火分区及楼层能在火警发生后30分钟内仍维持在一个安全的状态。
地下车站站台和站厅乘客疏散区应划为一个防火分区。其它部位的防火分区的最大允许使用用面积不应大于1500m2。地上车站不应大于2500m2。
两个防火分区之间采用耐火极限4h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。地下车站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3h的隔墙和耐火极限不低于2h的楼板与其它部位隔离，建筑吊顶应采用不燃材料。隔墙上的门及窗应采用甲级防火门及甲级防火窗。
车站的站台、站厅、出入口楼梯、疏散通道、封闭楼梯间等乘客集散部位，以及各设备、管理用房，其墙、地及顶面的装修材料，以及广告灯箱、座椅、电话亭和售、检票亭等所用材料，应采用不燃材料，同时，装修材料不得采用石棉、玻璃纤维制品及塑料类制品。
四、应急照明和指示标志
确保在紧急情况下，乘客能有充足之指示及照明安全离开车站。
消防用电设备按一级负荷供电，并应在末级配电箱处设置自动切换装置，当发生火灾切断三级用电时，应能保证消防设备正常工作。
下列部位应设置疏散应急照明：
i) 站厅、站台、自动扶梯、自动人行道及楼梯口；
ii) 疏散通道及安全出口；
iii) 管理设备房。
下列部位应设置醒目的疏散指示标志：
i) 站厅、站台、自动扶梯、自动人行道及楼梯口；
ii) 人行疏散通道转弯处、交叉口及安全出口；沿通道长向每隔不大于20m处；
iii) 疏散通道和疏散门均应设置灯光疏散指示标志，并设有玻璃或其它不燃烧材料制作的保护罩；
iv) 指示标志距地面小于1m。
五、消防系统
消防系统的设置是消防安全的重要保障，其设计原则是根据各种场所的火灾风险不同，安装适用的消防系统，以便能在火灾早期探测到其烟气，并把它控制及扑灭。
1．消防给水系统
地铁的消防给水水源采用城市自来水，每座车站（包括地上、地面及高架车站）由城市两路自来水管各引一根消防给水管与车站环状网供水系统相接，以增加供水的可靠性。
2．消防灭火装置
消火栓系统
地下车站站厅、站台、设备及管理用房区域、人行通道设室内消火栓，其用水量不小于20L/s，地面及高架车站则按《建筑设计防规范》的要求，设室内消火栓，其用水量不小于10L/s。
消火栓的布置保证有两只水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。水枪的充实水柱不应小于10m。消火栓的间距决定于所采用的消火栓是单口单阀或是双口双阀。单口单阀消火栓不应超过30m；双口双阀消火栓则不应超过50m。地下站厅层、地面和高架车站均采用单口单阀消火栓，而站台层则可采用单口单阀或双口双阀消火栓。
气体自动灭火装置
地下车站的计算机房、通信及信号机房、地下变电所，由于灭火难度较大，均设置气体自动灭火装置，但当这些重要设备房间设于地面和地上车站内时，则不须要设气体自动灭火装置。
自动喷水灭火系统
《地铁设计规范》及《高层民用建筑设计防火规范》对各种形式地铁车站设置自动喷水灭火系统并无规定，这与香港地铁运营中的五条地铁线路均不设置自动喷水灭火系统的设计概念一致，所以深圳轨道交通四号线二期的车站也不设自动喷水灭火系统。
除了规范没有规定外，不设自动喷水灭火系统主要原因是如果在站台层内设置自动喷水系统，发生火灾后自动喷水系统启动，除对人员疏散造成影响亦可能令乘客恐慌。另一方面，由于喷水导致地面湿滑，人员疏散速度下降，甚至导致人员摔倒产生践踏，而引至人员伤亡；再者，自动喷水系统导致烟气中水分增加和烟气温度下降，二者均会令烟雾下降影响排烟效果和对人员疏散造成障碍。
鉴于上述主要原因，建议在车站内的公共区域不设置自动喷水灭火系统。
3.火灾自动报警系统
安装火灾自动报警系统，是要在火灾发生的早期，能提供准确的探测信号，以便相关人员能作出适当和有效的救灾和疏散行动，同时启动火灾联动控制，以防止火灾曼延，组织烟气流排放。
根据地铁车站的特质、火灾危险性、疏散和补救难度，地下车站的火灾自动报警系统将按一级设置，而地面和地上车站则按二级设置。火灾探测器将采用光电感烟探测器和手动火灾报警器为主，电缆夹层则采用缆式线型定温探测器，而安装有气体自动灭火装置的重要设备房间则同时采用光电感烟探测器和感温探测器。
六、防烟、排烟
地铁发生火灾时，造成的人员伤亡，绝大多数是被烟气熏倒、窒息所致。因此有效的防烟、排烟是地铁重要救援组成的一部份。
车站的下列区域将设机械防烟、排烟系统：
i) 地下站台和站厅；
ii) 同一个防火分区内的地下设备及管理用房的总面积超过200m2,或面积超过50m2且经常有人停留的地下单个房间；
iii) 最远点到地下车站公共区的直线距离超过20m的地下内走道。
地下站厅、站台的每个防烟分区的建筑面积不超过750m2,且不跨越防火分区。地下站厅与站台之间的楼梯口处设挡烟垂壁,其下缘至楼梯踏步面的垂直距离不少于是2.3m，以防止烟气蔓延到另一楼层。
排烟量
排烟系统的设计排烟量,在一定程度上直接决定防排烟方案是否能够成功的达到设计目的。
地下站台、站厅火灾时的排烟量，将根据一个防烟分区的建筑面积按1m³/(m²•min)计算。同时，当站台发生火灾时，保证站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有不少于己于1.5m/s的向下气流。
同一个防火分区的地下设备及管理用房总面积超过200m²，或面积超过50m²且经常有人停留的地下单个房间，其排烟量根据其中最大防烟分区的面积按2m³/(m²•min)来设计。
由此设计出的排烟量要求如下：
七、结论
地铁消防系统是一个完整的消防有机体系，各专业相互影响、相互制约。只有将消防设计策略整体来考虑，设计才能达到目的，从而起到保障地铁消防的能力，保护地铁旅客的安全。