寧波未來(lái)新建地鐵的消防通道新構(gòu)想

吳雯靜 邢雙軍

摘 ?要：地下軌道交通車站是一個(gè)較為封閉的空間，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧彌漫極為迅速。一旦發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)，消防疏散能力尤為重要。文章在對(duì)寧波市已有地鐵的消防能力調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對(duì)消防通道安全儲(chǔ)備不足或空間閑置等問(wèn)題，提出“消”“商”空間相結(jié)合與利用邊角空間理念，對(duì)地鐵站站臺(tái)層的空間進(jìn)行了創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)，拓展了地鐵消防疏散能力，提高了地下空間的利用率。

關(guān)鍵詞：地鐵站;消防通道;商業(yè);寧波市

中圖分類號(hào)：U231.96 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）28-0044-03

Abstract： The subway station is a relatively closed space. When a fire occurs， the smoke diffuses extremely quickly. In the event of a serious fire， fire evacuation capabilities are particularly important. Based on the investigation of the fire protection capacity of the existing subway in Ningbo， this paper proposes the concept of combining the "fire-fighting" and "commercial" space with the use of corner space for the problems of insufficient safety reserves of the fire passage or idle space. The space has been designed with innovative concepts， expanding the evacuation capacity of the subway fire and increasing the utilization rate of the underground space.

Keywords： subway station; fire exits; commercial street; Ningbo City

城市化進(jìn)程正在加速，城市客流量也正在激增，快速便捷的軌道交通越來(lái)越普及。隨著地鐵使用人數(shù)的劇增，需要完善和改進(jìn)的地方也越來(lái)越多。最大的威脅就是火災(zāi)，這是城市軌道交通的天敵之一。城市軌道交通火災(zāi)具有公共心理恐慌程度高、行動(dòng)混亂程度大、濃煙積聚、升溫迅速、疏散和滅火困難等特點(diǎn)。本文以寧波地鐵站的實(shí)際建造情況為例，通過(guò)對(duì)地鐵站消防現(xiàn)狀和存在問(wèn)題的調(diào)查分析，提出了寧波未來(lái)新建地鐵的消防通道新構(gòu)想。

1 地鐵的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外地鐵發(fā)展及消防現(xiàn)狀

由于城市用地緊張，為了解決交通、商業(yè)等過(guò)于密集的問(wèn)題，19世紀(jì)中葉，西方國(guó)家開始將大量城市設(shè)施轉(zhuǎn)入地下。例如建造于1863年的倫敦大都會(huì)地鐵，干線長(zhǎng)度約為6.6km的蒸汽式列車，并在1980年成為第一輛電動(dòng)列車。

就地鐵消防而言，國(guó)外地鐵發(fā)展較早，在這方面的研究已經(jīng)開展了較長(zhǎng)時(shí)間。英國(guó)相關(guān)研究小組采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)M、區(qū)域模擬、網(wǎng)絡(luò)模擬、CFD模擬等模擬方法對(duì)隧道火災(zāi)中煙氣和有毒氣體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了模擬。[1]前三種方法是基于火災(zāi)實(shí)驗(yàn)，在一維和二維的空間快速給出一些相關(guān)參數(shù);CFD模擬方法是建立在人們對(duì)火災(zāi)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)上，在三維空間中模擬火災(zāi)發(fā)生時(shí)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，能夠給出更加直觀、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

由于地下空間封閉，與外界的聯(lián)系主要只有地鐵站數(shù)個(gè)出入口，因此地下軌道交通在一開始就自帶著各種安全隱患。由于國(guó)外大多數(shù)的地鐵站比較古老，在站臺(tái)與鐵軌道路之間沒(méi)有屏蔽門的存在，所以當(dāng)列車在隧道內(nèi)高速來(lái)回行駛時(shí)，隧道周圍會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣流，使地面空氣通過(guò)隧道上方的通風(fēng)口形成一種上下抽動(dòng)的“活塞效應(yīng)”，[1]帶動(dòng)周圍空氣的流動(dòng)，從而加重地鐵站內(nèi)火災(zāi)的形勢(shì)和煙霧的擴(kuò)散。大量的高溫?zé)熿F難以排除，不僅不利于人員的疏散，還大大加大了救援困難，導(dǎo)致最后產(chǎn)生嚴(yán)重的損失。因此，將地鐵中人流疏散的路線和方案與火災(zāi)發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的煙氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律相結(jié)合能更好地幫助人流疏散，對(duì)未來(lái)城市軌道交通的建設(shè)具有重大意義。

1.2 國(guó)內(nèi)地鐵發(fā)展及消防現(xiàn)狀

中國(guó)最早的地鐵線路是1965年開工建設(shè)的北京地鐵。天津地鐵1970年開始建設(shè)，上海地鐵1990年初開始建設(shè)。2000年后，中國(guó)的城市軌道交通的建設(shè)速度和規(guī)模都達(dá)到了空前的程度。

在我國(guó)不同省市的地鐵消防系統(tǒng)和設(shè)施并不是完全一樣的。例如，廣州地鐵具有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、無(wú)線通信、有線通信應(yīng)急電話、閉路電視視頻傳輸系統(tǒng)這四套通信設(shè)備，保證消防信息的傳輸。上海地鐵則主要有兩級(jí)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。深圳地鐵的自動(dòng)控制系統(tǒng)和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)可以說(shuō)是世界上較為先進(jìn)的了。[2]在緊急情況下，自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠通過(guò)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在短短幾秒內(nèi)發(fā)出的火災(zāi)警報(bào)自動(dòng)實(shí)施開啟應(yīng)急救援設(shè)備，例如應(yīng)急照明、氣體滅火裝置等。國(guó)內(nèi)的地鐵消防設(shè)施可以簡(jiǎn)略地概括為設(shè)備和機(jī)制。設(shè)備又可以分為基礎(chǔ)設(shè)備和輔助設(shè)備：基礎(chǔ)設(shè)備主要有消防用水、滅火栓、滅火器、排煙風(fēng)機(jī)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)等;輔助設(shè)備主要由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、消防通信、消防配電等組成?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是擁有獨(dú)立結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，可以單獨(dú)運(yùn)行和管理，其發(fā)出的火警報(bào)警命令具有最高優(yōu)先級(jí)[3]。其存在的意義就是將基礎(chǔ)設(shè)備整合成一個(gè)有序運(yùn)行的整體，并將基礎(chǔ)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行信息顯示在控制室的終端上，中控員可以在顯示屏上實(shí)時(shí)監(jiān)控相關(guān)內(nèi)容;消防通信必須是專用的通信系統(tǒng)，需要單獨(dú)設(shè)置防災(zāi)調(diào)度電話;消防配電主要是災(zāi)情發(fā)生時(shí)用來(lái)保證地下光源的應(yīng)急照明電源，屬于一級(jí)設(shè)備負(fù)荷。消防配電和消防通信都是用來(lái)支撐火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)備，然后三者共同支撐基礎(chǔ)設(shè)備。

我國(guó)城市地鐵消防系統(tǒng)還是比較完善的，但部分城市及地鐵站還是存在著電氣設(shè)備老化、電線及電纜亂鋪亂設(shè)、設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行等問(wèn)題。隨著時(shí)代的發(fā)展，作為我國(guó)第一座建有地鐵城市的北京，其地鐵內(nèi)部的建設(shè)和設(shè)計(jì)指標(biāo)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前的使用要求了，安全疏散能力嚴(yán)重不足。最初，北京地鐵的日運(yùn)力按照每天30萬(wàn)人次而設(shè)計(jì)，但現(xiàn)在最高的日運(yùn)量已經(jīng)翻了六倍不止，基礎(chǔ)設(shè)備的承載力卻沒(méi)有同步提升。大多數(shù)地鐵站的樓梯和疏散通道的寬度都已無(wú)法滿足在6分鐘內(nèi)撤離火車上的乘客以及在站臺(tái)上等待的乘客和工作人員的條件。故在未來(lái)地鐵設(shè)計(jì)中對(duì)客流量的預(yù)估不僅僅只停留在目前的情況，而更應(yīng)該著眼于更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

1.3 寧波地鐵發(fā)展及消防實(shí)地調(diào)研

城市軌道交通擁有運(yùn)輸量大、節(jié)省土地、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)有目共睹，歷經(jīng)20多年的研究發(fā)展，我國(guó)在城市軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)取得了不凡的成就，其安全性、準(zhǔn)時(shí)性等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已位于世界前列。而在當(dāng)前各大城市你追我趕的城市發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期，城市軌道交通對(duì)于一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性是不言而喻的，建設(shè)軌道交通已成為保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)城市快速發(fā)展的共識(shí)。于是緊隨北上廣深等一線城市軌道交通建設(shè)的腳步，寧波加入了第二輪建設(shè)的浪潮。寧波城市地鐵于2014年正式開放運(yùn)營(yíng)。時(shí)至今日，已有三條線路正式運(yùn)營(yíng)，總里程達(dá)90公里，預(yù)計(jì)到2020年底，可建成總里程172公里的基礎(chǔ)軌道交通網(wǎng)絡(luò)。

從目前官方公布的寧波軌道交通路線圖中得知，寧波遠(yuǎn)期的軌道交通線路共有六條，已建有和規(guī)劃中的車站共124個(gè)，其中不包括官方未公布的余姚市和慈溪市的線路。在寧波已開通并投入使用的三條線路和69個(gè)地鐵站中，根據(jù)地鐵站的規(guī)模大小、空間復(fù)雜程度和人流量大小等因素，以寧波鼓樓站為例，進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研。

鼓樓站位于海曙區(qū)中山路和解放路交叉路口的東側(cè)和北側(cè)。這是寧波第一個(gè)地鐵換乘樞紐站。其中，1號(hào)線站點(diǎn)位于中山東路路中，位于地面以下約20m深處，為地下三層島式車站，車站凈長(zhǎng)約168m，凈寬約19m;二號(hào)線位于地面以下約10m深處，2號(hào)線車站凈長(zhǎng)約300m，凈寬約19m。兩線呈“L”形換乘，地下總建筑面積51150m2。鼓樓站有14個(gè)直通地面的出入口，7個(gè)通往相鄰防火分區(qū)的防火門或封閉樓梯間和9個(gè)防火卷簾，但是平時(shí)開放的出口只有六個(gè)。鼓樓站每天的日運(yùn)力約為30萬(wàn)人次，但是站臺(tái)處的樓梯只有三處，總寬度在3-4m，目前的消防疏散能力略顯不足。

由于鼓樓站地下商業(yè)街直通天一廣場(chǎng)，人群逗留的時(shí)間長(zhǎng)且人群較為密集。[4]當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電力系統(tǒng)無(wú)法正常供電，密集的人流在照明不足、不熟悉逃生路線、逃生路線長(zhǎng)和被煙霧包圍等不利條件的影響下，容易產(chǎn)生恐慌心理，發(fā)生踩踏事故的概率上升，極易對(duì)人員造成二次傷害。除此之外，商業(yè)場(chǎng)所的存在大大增加了可燃物的數(shù)量，當(dāng)周圍溫度上升到一定程度，會(huì)引起周圍的商品和裝修材料進(jìn)行二次燃燒，產(chǎn)生大量的濃煙和有毒氣體。除此之外，消防部隊(duì)的救援方向正好與乘客疏散方向相對(duì)，在擁擠且充滿濃煙的環(huán)境下很難確定著火位置，判斷火災(zāi)形勢(shì)，進(jìn)行控火、滅火行動(dòng)。[4]并且地鐵站道空間有限，救援車輛無(wú)法進(jìn)入，一些大型設(shè)備的使用也會(huì)被局限，使消防部隊(duì)無(wú)法最大化利用救援設(shè)備。

2 未來(lái)新建地鐵消防通道的新構(gòu)想

2.1 未來(lái)新建地鐵消防通道設(shè)計(jì)理念

（1）利用潛在空間。地鐵站臺(tái)層和站廳層一般通過(guò)樓梯和自動(dòng)扶梯連接，如果站臺(tái)區(qū)域發(fā)生火災(zāi)，一般來(lái)說(shuō)，站臺(tái)層的乘客只能從與站廳連接的扶梯和樓梯逃生，同時(shí)高溫和有毒煙氣也會(huì)朝著站廳層蔓延，人們難以避免將其吸入體內(nèi)。在人流較大的時(shí)間段，慌張的人群極易發(fā)生踩踏事故，增加人員傷亡。由于逃生路線單一且沒(méi)有隔離措施，若著火點(diǎn)在樓梯或自動(dòng)扶梯處，唯一的逃生出口被切斷，加大了逃生和救助的難度。

在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧在不同方向上的擴(kuò)散速度是不同的，其中在縱向擴(kuò)散時(shí)的速度可達(dá)到1～5m/s，而在橫向擴(kuò)散時(shí)的速度則遠(yuǎn)低于縱向擴(kuò)散，由初期的0.1m/s至中期的0.5～0.8m/s。該方案利用了煙氣擴(kuò)散速度的規(guī)律，在站臺(tái)層增設(shè)了水平方向的消防通道，來(lái)減少煙氣的吸入和減輕現(xiàn)有因人流量大而造成的消防通道的疏散壓力。除此之外，利用站內(nèi)潛在的空間作為消防緩沖通道也是本方案設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)之一。目前寧波地鐵站臺(tái)層的兩端都用一扇玻璃門封鎖的，是不允許進(jìn)入的。玻璃門后面其實(shí)原先就有通道，通道的一側(cè)是一些設(shè)備間。消防通道的構(gòu)想就是將原先的通道利用起來(lái)，將其拓寬作為消防通道和商鋪，并在通道末端設(shè)置消防樓梯與地面直接連接以縮短站臺(tái)層人員的疏散逃生路線的距離。因在現(xiàn)有的軌道交通基礎(chǔ)上去重新建設(shè)或修改工程量大且有局限性，故該消防通道的設(shè)計(jì)只是針對(duì)寧波未來(lái)軌道交通的建設(shè)，不適用于現(xiàn)有的軌道交通。

（2）“消”“商”空間相結(jié)合。得益于軌道交通管理的提升和安檢設(shè)備的完善，很多消防通道的使用率較低甚至為零，可是它又是必須存在的，這其實(shí)就存在一個(gè)資源浪費(fèi)的情況。對(duì)于這一點(diǎn)，該方案的設(shè)計(jì)理念中賦予了消防通道以商業(yè)價(jià)值，一般情況下，它能作為小型商業(yè)街盈利，在緊急情況下又能作為消防通道進(jìn)行人員疏散。與現(xiàn)有的地下商業(yè)街不同的是，該通道與站臺(tái)同層，可以減輕同層原有樓梯的疏散壓力，還可以提升地鐵的商業(yè)價(jià)值以及滿足乘客在出行時(shí)的日常消費(fèi)需求。如此，乘客在下班時(shí)，可以不用出站就能在同層的便利店買一些速食產(chǎn)品或者是新鮮的蔬菜水果，之后再刷卡出站，通過(guò)通道尾端的扶梯和樓梯直達(dá)地面。這樣不僅在一定程度上緩解了下班高峰期時(shí)出站的人流壓力，還給乘客帶來(lái)了生活上的便利。為了不給人員管理增加負(fù)擔(dān)，該通道秉持“只出不進(jìn)”原則，同時(shí)也是為了避免逃生時(shí)人流方向的沖突。

2.2 未來(lái)新建地鐵消防通道設(shè)計(jì)方案

消防通道和商業(yè)街在目前的技術(shù)條件下看起來(lái)是矛盾的。如何在人流量大且密集的空間還能進(jìn)行人員疏散？就這一問(wèn)題在方案中加入了防火卷簾，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，平時(shí)需要刷卡出站的閘機(jī)自動(dòng)開放，并通過(guò)FAS系統(tǒng)讓商店和通道入口處的卷簾門自動(dòng)降下，將消防通道和商業(yè)店鋪?zhàn)韪糸_，防止商品和裝修材料被點(diǎn)燃發(fā)生二次火災(zāi)。

圖1中的虛線和箭頭表示疏散路線，圓點(diǎn)即乘客所在位置。按照目前地鐵站現(xiàn)有的逃生路線，乘客必須先走樓梯或乘坐自動(dòng)扶梯到達(dá)站廳層，再往各個(gè)地鐵出口方向水平疏散，最后還要再上樓梯或扶梯才能到達(dá)地面。在該方案的消防通道的構(gòu)想中，乘客在站臺(tái)處可以先向左右兩側(cè)進(jìn)行水平疏散，再通過(guò)消防樓梯直達(dá)地面?？偟脕?lái)說(shuō)，這一構(gòu)想中的疏散路線比原有的疏散路線更短且更明確，在某種程度上可以極大地提高乘客在遭遇火災(zāi)時(shí)的逃生率。

將兩張站臺(tái)層的局部平面示意圖進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)方案在原先站臺(tái)層平面的基礎(chǔ)上將其進(jìn)行了拓寬和延長(zhǎng)，加入了消防通道和商業(yè)空間，并且在消防通道和站臺(tái)之間增設(shè)了防火卷簾，防止站臺(tái)處的火蔓延至消防通道（圖2、3）。

3 結(jié)束語(yǔ)

災(zāi)情發(fā)生時(shí)，地鐵站臺(tái)的人員主要面臨高溫、濃煙、疏散困難等問(wèn)題。所以地鐵站的消防出口和通道顯得尤其重要。新構(gòu)想方案設(shè)計(jì)的人防通道不僅增加了安全出口減小了人員疏散的壓力，并且道路也更寬，流線更加順暢，不僅可以使城市地鐵的消防措施更加完善，而且可以使得地下空間得到更充分、更合理地運(yùn)用。未來(lái)地鐵的發(fā)展，不僅應(yīng)從防火材料、防火分區(qū)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)和疏散標(biāo)志等方面進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，還應(yīng)該充分利用地鐵站空間，“消”“商”結(jié)合，增大消防疏散能力的儲(chǔ)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉懷.國(guó)內(nèi)外地鐵消防系統(tǒng)研究綜述[C]//中國(guó)消防協(xié)會(huì).2010消防科技與工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2010：53-59.

[2]蔡蕓.我國(guó)地鐵的主要消防設(shè)施和消防問(wèn)題[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2006（02）：265-268.

[3]董慧妍.地鐵消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)研究[J].漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，19（01）：29-34.

[4]徐華巍.寧波地鐵樞紐站消防安全隱患成因及管理對(duì)策[C].開展消防科技創(chuàng)新促進(jìn)社會(huì)公共安全：浙江省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，2017：98-103.