帶屏蔽門的地鐵站通風兼排煙系統問題探討摘 要:通過對地鐵帶有屏蔽門的地下站通風兼排煙系統的分析,論述可能出現的不滿足消防安全方面的問題,給出通過改進可以達到要求的措施。關鍵詞:地鐵車站;屏蔽門;通風與空調系統;消防;防排煙系統1 概述 地鐵地下站空間相對密閉,連通地面的出口少,人員密集,發生事故將很難進行搶險救援。事故中尤以火災最為突出,一旦發生火災,地鐵內會積聚大量高溫煙氣且很難自然排除,給人員疏散和滅火搶險帶來困難。因此,設置有效的機械防排煙系統成為了地鐵必備的和最為重要的安全設施之一,對于減少人員傷亡和財產損失具有極為重要的意義。地鐵地下站通常設有通風與空調系統,但其斷面尺寸較大,本身布置上就很困難,若單獨設置一套防排煙系統,需要再增加面積和空間。為節約寶貴的地下空間,地鐵地下站通風與空調系統大多兼顧了防排煙的功能。筆者針對有屏蔽門系統的地下車站通風兼排煙系統進行分析。2 有屏蔽門的典型站通風與空調兼排煙系統2.1 系統組成 (1)車站公共區通風與空調兼排煙系統; (2)車站設備管理用房通風與空調兼排煙系統; (3)隧道機械通風兼排煙系統,即TVF系統; (4)車站范圍內、屏蔽門外站臺下排熱和車行道頂部排熱兼排煙系統,即UPE/OTE系統。2.2 正常工況下的車站公共區氣流組織 一般的氣流組織形式是,島式站臺車站站廳層、站臺層公共區采用兩側由上向下送風,中間上部回/排風的兩送一回/排或兩送兩回/排形式。送風管分設在站廳和站臺上方兩側,風口朝下均勻送風,回/排風管設在車站中間上部,風口均勻排風。 側式站臺車站站廳層公共區氣流組織與島式站臺相同,站臺層公共區則分別采用一送一回/排形式,均勻送風、均勻回/排風。2.3機房、風道設置 公共區通風空調設備集中布置于站廳層兩端的環控機房內,每側分別設置組合式空調箱、回/排風機,各負責車站一半空間,分別設新風、排風道和混合風室。 設備及管理用房通風機房分設在站廳層兩端,通常送、排風道與公共區系統共用。 隧道TVF風機分別設置于車站兩端隧道風機房內,風道獨立。U/O排熱風機位于車站兩端,通常排出風道與公共區排風道共用。2.4車站火災工況下的氣流組織 當站臺層公共區發生火災,則關閉站臺層送風系統和站廳層回/排風系統,啟動部分組合式空調機組向站廳送風,由站臺層回/排風系統排除煙霧經風井至地面,使站臺層形成負壓,樓梯口形成向下氣流,便于人員安全疏散至站廳層,再到地面。 當站廳層公共區發生火災,則關閉站廳層送風系統和站臺層回/排風系統,啟動部分組合式空調機組向站臺送風,由站廳層回/排風系統排除煙霧經風井至地面,使站廳層造成負壓,煙霧不致擴散到站臺層,新風經出入口從室外進入站廳,便于人員從車站出入口疏散至地面。 設備管理用房火災時,關閉非火災區域回排風管上的電動調節閥,火災區域回排風管排煙,并且送風系統補充新風。3正常通風與空調系統兼顧防排煙功能條件下暴露的問題及其分析 前面已經提到了地鐵地下站出于造價上的考慮,需要控制規模,各系統都盡可能地壓縮占地面積,提高空間利用率。通風與空調系統也不例外,除了自身保證合理設置以外,還大都采用了功能兼顧的策略,這也符合了地鐵規范的要求。對防煙、排煙系統與事故通風和正常通風與空調系統合用的條件下,規范明確了當功能兼顧時,必須滿足可靠性要求和具備快速轉換功能。但規范和條文說明上沒有給出具體的措施范例。通過對多條有屏蔽門系統的地鐵車站通風與空調系統的研究,結合實測實驗結果,發現如下問題。3.1在火災事故工況下站廳、站臺之間樓扶梯開口部位風速滿足規范要求需具備一定條件 2003版地鐵規范強制條文中第19.1.39條規定,當站臺發生火災時,應保證站廳到站臺的樓梯和扶梯口處具有不小于1.5m/s的向下氣流。在實際設計中,計算上主要是用樓扶梯開口面積的總和去除站臺層的排煙量進行校核。實際測試結果得到的數據差別很大,分析原因如下。 (1)在計算樓扶梯開口處風速時,不能以面積總和為基數。開口大的部位,由于氣流阻力較小的原因,空氣流量遠大于開口小的部位,造成開口大的部位流速高,開口小的部位流速低,或低于規范值。 (2)車站兩端由于管道特性的問題,可造成風量分配不均勻,進而造成樓扶梯口氣流分布不均勻,小的一端可能造成風速低于規范值。 (3)屏蔽門的泄漏量也是不容忽視的因素。 (4)如有列車停靠,屏蔽門開啟,單靠公共區排煙系統排煙更難以滿足要求。3.2 回風閥不能快速關閉,不能滿足火災時快速轉換的要求,造成站廳、站臺之間竄煙 實際測量顯示,回風閥采用組合風閥時,其執行機構的行程時間在25～28s;而防火閥的動作是瞬間完成的。從排煙模式啟動,風道內的風速可達10m/s,從最遠風口到回風閥之間的距離為70～90m,此時煙氣會在10s左右時間內到達回風閥,沒有完全關閉的風閥必定會泄漏部分煙氣進入送風系統。更有火災報警確認和延遲時間的因素,使得煙霧彌漫范圍更大。3.3風亭竄煙現象 盡管按規范要求送、排風亭在高度、方向或水平距離上都盡量錯開,風亭或送排風口距離也已大于5m,但在風亭排煙效果上依然面臨以下問題。 (1)由于受到規劃條件及景觀因素的影響,其高度錯開的條件受到限制,設計上以矮風亭居多; (2)組合風亭設置得較多,其進/排風口在同一高度,雖然在水平距離上大于5m,但受風向風力影響,組合式風亭的排風亭與新風亭之間還是存在竄煙現象。3.4 大小系統之間風道共用,火災狀況下有相互影響的現象發生 正常通風與防排煙系統共用、大小系統共用的結果,容易造成排煙時煙氣相互串通。4 采取的對策 (1)提高站臺排煙量,以能引導人員疏散為首要原則。通過打開屏蔽門端門,用TVF風機參與排煙的方式,增大站臺層的排煙量,更有利于站臺上乘客的撤離,盡快排除煙霧,給消防滅火創造條件。 (2)站臺發生火災又有列車停靠站臺并打開了屏蔽門時,需增加進TVF風機和U/O風機參與排煙的模式。由于屏蔽門已打開,需要更多的風量排除煙氣。實驗證明此時TVF風機和U/O風機參與排煙可解決此問題,樓扶梯口風速達到要求,排煙效果也有顯著提高。 (3)投入使用組合風閥快速執行機構。該機構應能實現風閥快速關斷,以達到規范規定的正常工況向火災事故工況的快速轉換要求。 (4)從設計上避免設置組合風亭,使進、排風亭在距離上拉開,最大限度地防止煙氣串通。 (5)設備管理用房通風系統在管道進入共用風道處應與主氣流方向一致;有排煙功能的風管應直接鋪設到地面以上。 (6)應加強公共區與設備管理用房之間正常通風與火災事故模式轉換的針對性設計。5 小結 為達到規范要求,帶屏蔽門的地鐵車站防排煙設施防護的重點應放在站臺層;通風兼排煙系統的轉換要靠控制系統提供保障,即執行器必須引入快速執行機構;在建筑風道、風亭設置上采取特殊處理方式等,才能解決好此類地鐵車站的防排煙問題,使地鐵安全運營。參考文獻:［1］GB50157—2003，地鐵設計規范［S］.［2］GB50299—1999，地下鐵道工程施工及驗收規范［S］.
