浅析地铁环控系统防排烟模式的优化

赖柳波

摘要：本文就地铁环控系统的消防排烟模式进行了分析，主要对几种简单的防排烟模式进行了探究，并分析了各种模式的特点，指出不断优化防排烟模式以适应消防要求是保证地铁环控系统良好运作的重要因素。

关键词：环控系统 防排烟 消防 优化

随着科技的迅猛发展及社会的不断进步，城市地铁已经成为市民便捷出行的交通工具，而安全出行更是市民选择地铁作为首要交通工具的重要因素。地铁车站候车区人流密度大，机电设备种类繁多，在火灾发生情况下及时控制制止及利用环控系统设备排除烟气是保证地铁正常运营和乘客生命财产安全的重要手段。

一般来说，地铁车站的事故模式按区域主要分为三种，分别为区间隧道火灾模式、站厅站台公共区火灾模式、车站设备及管理用房火灾模式。从地铁设计规范角度来看，当某一区域发生火灾时，引发该区域上的烟感、温感报警，设置在车控室的机电设备监控系统接收消防专业火灾报警信号后，发出火灾模式，开启相应的排烟风机、风阀等进行排烟；如果是站厅站台发生火灾，应能组织机械排烟，保证出入口为正压进新风，隧道通风系统协助排烟；当某区间发生阻塞或火灾时，隧道通风系统将按与列车行车一致的方向进行纵向通风，原则上隧道通风系统背着乘客疏散方向排烟，迎着乘客疏散方向正压送风，形成推拉式的防烟排烟系统。其设计标准是按全线同一时间发生一次火灾考虑，对于换乘车站，按同一车站同一时间发生一次火灾考虑。然而，实际发生火灾时排烟往往与最初的设计标准有所出入。

图例：地铁隧道通风系统图

如上图所示，对于区间隧道发生的火灾，需依靠隧道通风系统进行排烟，具体为通过开启隧道风机和风阀并进行组合使得火灾发生的区域相对于外界大气或站台站厅形成短暂的正压，从而把烟气从风亭风道中排出。虽然目前国内地铁基本上设置了屏蔽门系统将站台与区间隧道分隔开来，但烟气仍有可能从屏蔽门渗入车站并蔓延开来，导致烟气不能有效的排出。因此，当区间隧道发生火灾时，开启区间隧道风机及风阀，联动关闭屏蔽门，并视烟雾从屏蔽门渗入情况开启站台排烟风机及风阀协助排烟，是排出区间隧道烟气的一个有效手段。对于轨道顶部有设置轨道排风机的，为了更有效的排烟，可视情况开启加压排烟。通常认为，烟气流速以不小于2m/s为宜。

当站厅发生火灾时，由于站厅与出入口通道相连紧密，如若进行自然排烟，

烟气会扩散至出入口及站台，因此必须设置机械排烟。通常会开启站厅排烟风机及相关风阀通过风道将烟气排出，但是外界风速较大以致出入口通道形成负压时会导致烟气回窜的情况，使得烟气滞留在通道内无法排出；此外由于活塞风的效应，站台至扶梯再往站厅方向会形成一股周期性的气流，烟气亦有可能进行流窜至站台区域。一种更为有效的排烟方式为，设置站厅站台排烟系统联动，并在出入口通道内设置移动式通风机进行辅助排烟，必要时开启隧道风机加压送风，使得车站保持正压，将烟气排至外界大气。同理，站台发生火灾时，设置隧道通风系统、站厅站台排烟系统、屏蔽门系统联动，保持站台区域正压，并形成一股从站厅至扶梯往站台方向的气流，优先将烟气从区间隧道内排出，将烟气最大限度的排出。对于扶梯到站厅站台的气流速度，根据目前国内地铁较多沿用的要求，一般为1.5m/s为宜。

车站设备及管理用房发生火灾则是直接利用排烟风机通过风管从风道排出，排烟为单方向进行，只要保持风管及风道畅通，设备正常运行的条件下基本可以及时有效的将烟气排出，且过程简单易操作，消防排烟功能较易实现。如要优化主要从风管阻力损失及风道环境上考虑。管道、阀门、风口采用不燃材料制作，风管定期进行清洗、测量风速并进行调校可以使得风管阻力损失较小，并保证一定的全压。风道保持清洁并与风管紧密联通，对不紧密处进行封堵可以有效的保证烟气顺畅的排出。

以上三种类型排烟模式各有特点，基本原理都是利用环控设备将烟气有序快速的通过风路排出，除了通过调节各风机风阀设施组成既定的模式完成定向的排烟外，还可通过对建筑物进行分区，每一分区之间用防火墙、防火门、防火卷帘等隔断，设置防火分区的目的是防止火灾扩大，有效控制火灾产生的烟气流动。每个防烟分区建筑面积按照设计规范来说一般不超过500平方米，可根据车站对称中心线或挡烟垂壁对其进行划分，在疏散通道走廊之间加设防烟隔断，在楼梯间设置前室，并设自动关闭门，以作为防火、防烟的分界。当发生火灾时，通过确定火灾源的位置，可在机电监控系统远程操作采用分区排烟模式或分层排烟模式对该防烟分区进行机械排烟，即火灾出现在哪个区域，就只针对该区域进行排烟。此外，可通过机械补风分区排烟模式，在一端发生火灾时，开启该端的排烟风机进行排烟，同时启动另一端风机进行补风，但是应避免发生排出的烟气通过补风系统被吸入倒灌的现象。这几种排烟模式亦为车站执行较大火灾排烟的有效方式。

综上所述，地铁车站发生火灾时，可根据火灾源灵活选择多种火灾模式进行排烟，同时需综合考虑火灾特点、排烟区域、排烟设备等等因素，其最終目的都是将烟气快速有效的排出，防止对人产生危害。不断优化防排烟模式以适应消防要求是保证地铁环控系统良好运作的重要因素。

参考文献：

【1】 通风工程 王汉青 机械工业出版社

【2】 暖通空调工程设计方法与系统分析 朱颖心 中国建筑工业出版社

【3】 地铁设计规范 GB50157-2003

【4】 环控系统检修 广州市地下铁道总公司 中国劳动社会保障出版社

【5】 地铁站台排烟模式分析 常磊 王迪军 ISSN1005-9180（2005）04-0054-04

【6】 地铁地下车站公共区防排烟设计相关探讨 吴炜 彭金龙 都市快轨交通第24卷第1期 2011年2月