1.山东省建筑科学研究院 山东济南 250031;2.临沂市公安消防支队 山东临沂 276000
摘要：针对中庭式地铁车站的特殊空间形式及火灾特点，在满足该类型车站公共区防排烟系统功能需求的前提下，为了使该系统配置模式更为紧凑，功能区域划分更为合理，通过对目前国内典型中庭式地铁车站公共区防排烟系统设计方案的综合分析与对比，提出在防烟分区划分、防排烟系统的配置和防排烟系统控制方式等方面的优化解决方案。
关键词：中庭地铁公共区
引言：随着我国城市轨道交通事业的蓬勃发展，地铁车站的设计日臻精致与人性化。车站的内部空间已不再局限于简单的自然层叠加，而是越发注重将地上建筑的设计手法引入地下空间，以求为乘客带来更加丰富与生动的空间体验。
一、简介
中庭式地铁车站，就是在这种时代背景下应运而生的成功实践之一。它将站厅层和站台层统筹为一个整体来进行归纳与重组，沿纵、横两个方向建立起一个或多个空间焦点，打破了原本封闭僵硬的空间界面，创造出开阔敞亮的空间视野、富有韵律感的空间序列以及令人愉悦的精神感受。
事故中尤以火灾最为突出，一旦发生火灾，地铁内会积聚大量高温烟气且很难自然排除，给人员疏散和灭火抢险带来困难。中庭空间形式的引入，使车站内部功能布局和流线组织更加复杂，同时也加剧了火灾时防排烟的复杂性。因此，如何在火灾发生时提供更为安全、完备、可靠的防排烟措施，从而有效地保障乘客的生命安全，是中庭式地铁车站防排烟系统设计须深入研究的问题。
目前国内的中庭式地铁车站按照中庭开孔方式主要可分为两种形式:一种为在车站顶板、中板均开洞，顶板开洞区域上盖穹顶，可进行自然采光和通风;一种为仅在车站中板开洞，中庭属于室内空间。按照中庭面积分为大中庭和小中庭，当其孔口总面积占站台公共区面积的比例＞1/3时可称为大中庭，否则为小中庭。本文就上述中庭形式选取2个具有代表性的车站，通过详细的分析与对比，提出在公共区防烟分区划分、防排烟系统配置和防排烟系统控制方式等方面。
二、中庭式地铁车站火灾的特点
针对地铁车站自身建筑布局特点，中庭式地铁车站的中庭区域，通常结合公共区楼扶梯统一设计。根据《地铁设计规范》强制性条文中:“地下车站站台和站厅乘客疏散区应划分为一个防火分区”，从而决定了此类型车站中庭区域无法按照民用建筑中进行防火分隔，中庭与其周围车站公共区是互通的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因中庭区域空间大，使用功能复杂、火灾荷载大、乘客密度大，火灾烟气一旦进入，高温有毒的烟气将迅速扩散，充满整个空间，并很快蔓延到与中庭相通的其他区域，加快火灾的扩展，影响安全疏散，因此中庭更容易形成巨大的火灾隐患。
三、公共区防排烟系统的相关设计
3.1规范未做明确规定
国内地铁地下车站公共区防排烟系统设计，主要根据现行的地铁规范并参考民建和人防相关规范［4-7］。而上述各规范仅仅对地铁车站防烟分区的划分面积及排烟量计算给出了相应的规定，并未就中庭式地铁车站在防烟分区的划分方法、防排烟系统的配置及防排烟系统的控制方式给出具体的要求。因此，就上述3个方面，如何采用安全、可靠、经济、便捷的方式方法，是该类型车站公共区防排烟系统设计的重点。
3.2站台层火灾时，楼扶梯口部风速的要求
《规范》［4-5］规定:“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不小于1.5m/s的向下气流。”如上文所述，中庭式地铁车站的中庭区域，通常结合公共区楼扶梯统一设计，车站各层通过中庭竖向连通且开孔面积较大。如何采取有效的措施，满足站台火灾时楼扶梯口部风速要求，有效阻止烟气向站厅蔓延，保证乘客安全疏散，是该类型车站公共区防排烟设计的难点。
四、实例分析
4．1某站台的楼梯口部风速满足情况
站台防烟分区发生火灾时，站台两侧屏蔽门的滑动门开启，电动挡烟垂帘降至站厅层公共区地面。开启车站4台回排风机(兼排烟风机)进行排烟，同时开启2台排热风机及4台隧道事故风机进行辅助排烟，关闭其他防烟分区排烟管道分支。3种风机的总风量为370m3/s，中板孔洞周围设有挡烟垂壁，楼扶梯口部过风面积为143m2，计算楼扶梯口部风速为2.59m/s，大于规范所要求的1.5m/s的风速要求。在消防冷烟试验过程中按照设计模式运行后，测得楼扶梯口部向下气流为2.4m/s，实测结果表明，此种排烟措施可以满足设计要求，并顺利通过消防验收。
4.2防排烟口的设计
公共区通风空调系统采用全空气系统，空调回排风系统兼作排烟系统。车站两端空调机房内分别设置2台回排风机(每台风机风量为45000m3/h)，回排风机兼排烟风机，负担车站公共区一半的通风空调与排烟。两端区间通风机房内各设置2台隧道事故风机(每台风机风量为60m3/s)，1台排热风机(每台风机风量为40m3/s)。因中庭防烟分区如采用自然排烟方式，所需自然排烟口面积较大(39.2m2)，同时考虑到穹顶外观造型，最终中庭排烟采用了机械排烟+自然排烟(辅助)的方式。
五、优化设计
5.1公共区防烟分区划分
车站中庭区域应划分为一个独立的防烟分区。根据中庭的具体形状，该分区应包括整个开孔区域和站厅层通往站台层的楼扶梯，结合车站站厅层吊顶净高，在站厅层楼扶梯的正上方灵活设置电动挡烟垂帘或挡烟垂壁，防烟分区其余边缘处设置电动挡烟垂帘，站台层中板开孔四周设置挡烟垂壁。
按此方式设置，既可满足中庭着火时阻止烟气蔓延至其他防烟分区，又可保证站台公共区(除中庭区域外)发生火灾时，减小楼扶梯口部过风面积，通过该区域排烟及辅助排烟措施，达到规范所要求的楼扶梯口部向下1.5m/s的风速要求(该工况发生火灾时，如楼扶梯上方设置电动挡烟垂帘，则降低至距离站厅层地面2.2m高度;其余部分电动挡烟垂帘需降至地面)。
5.3防排烟系统的配置
因中庭作为车站公共区的特殊部分，人流密集、火灾危害性大，考虑独立配置该区域的防排烟设备，以提高该区域发生火灾时的安全保障;除中庭区域外的站厅、站台层公共区，按照通常标准二层或多层车站方式设置一套防排烟系统，排烟风机独立设置。中庭区域的排烟管道应尽量独立设置，如车站可提供管线安装空间有限，将中庭专用排烟风机与公共区排烟风机并联，共用排烟主管路，通过排烟主管路上的分支接至中庭区域。
结语：中庭式地铁车站是新型地铁车站类型之一，其公共区防排烟系统设计方案的优劣，直接影响到该形式车站设计的可行性与普及性。通过对目前国内典型中庭式地铁车站公共区防排烟系统设计的分析研究，主要结论和建议如下。
(1)车站中庭区域应划分为一个独立的防烟分区，根据中庭的具体形状，该分区应包括整个开孔区域和站厅层通往站台层的楼扶梯。结合车站站厅层吊顶净高，在站厅层楼扶梯的正上方灵活设置电动挡烟垂帘或挡烟垂壁，防烟分区其余边缘处设置电动挡烟垂帘，站台层中板开孔四周设置挡烟垂壁。
(2)中庭作为车站公共区的特殊部分，人流密集、火灾危害性大，对中庭防烟分区宜设置独立的防排烟系统及专用排烟风管。
(3)当车站可利用空间尺寸较小，管线布设困难时，中庭与除中庭区域外的公共区，可采用合设防排烟系统的形式，但排烟风机应考虑设置备用风机。
参考文献：
［1］孙路．带屏蔽门的地铁站通风兼排烟系统问题探讨［J］．铁道标准设计，2006(7):95．
［2］余斌．大中庭地铁车站的防火系统分析［J］．中国市政工程，2010(5):60-62．
论文作者:马苗苗,张哲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/17
标签：中庭论文; 车站论文; 排烟论文; 扶梯论文; 地铁论文; 站台论文; 分区论文; 《防护工程》2018年第23期论文;