新能源公交立體停車(chē)庫(kù)消防問(wèn)題研究

葉 磊

（上海久事公共交通集團(tuán)有限公司，上海 200235）

從2014 年起，上海市以打造“公交都市”為契機(jī)，逐步推廣新能源公交車(chē)在上海浦西中心城區(qū)的全面應(yīng)用，加速實(shí)現(xiàn)公交“零排放”。隨后，國(guó)務(wù)院相繼出臺(tái)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》和《關(guān)于加快新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確要求以純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車(chē)發(fā)展的主要戰(zhàn)略取向，各地方均應(yīng)大力發(fā)展新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。結(jié)合新能源公交車(chē)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)研究，新能源公交車(chē)配套設(shè)施建設(shè)滯后已經(jīng)成為制約新能源公交車(chē)普及發(fā)展的瓶頸[1]。為適應(yīng)不斷增加的新能源公交車(chē)充電需求，倒逼既有公交場(chǎng)站和公交新建場(chǎng)站必須大規(guī)模開(kāi)展配套充電設(shè)施的建設(shè)[2]。

1 研究背景及范圍

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在新能源公交車(chē)推廣使用的過(guò)程中，全國(guó)范圍內(nèi)多次發(fā)生新能源公交車(chē)自燃事故，涉及廈門(mén)、上海、深圳等諸多城市[3]。鑒于安全風(fēng)險(xiǎn)日益突出，對(duì)于新能源公交車(chē)所涉及的消防問(wèn)題應(yīng)給予高度重視?；谏虾Ｆ治髦行某菂^(qū)新能源公交車(chē)運(yùn)營(yíng)及配套充電設(shè)施建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)本次研究的范圍歸納如下。

1.1 新能源公交車(chē)的分類

新能源汽車(chē)是相對(duì)于傳統(tǒng)汽、柴油車(chē)而言的，一般指用非汽油、非柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或新能源作動(dòng)力替代或部分替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力的汽車(chē)，主要有：慢充式純電動(dòng)公交車(chē)、超級(jí)電容公交車(chē)、換電式純電動(dòng)公交車(chē)、快充式純電動(dòng)公交車(chē)、插電式混合動(dòng)力公交車(chē)等[4]。

現(xiàn)階段上海市浦西中心城區(qū)共投放了慢充式純電動(dòng)公交車(chē)、超級(jí)電容公交車(chē)和插電式混合動(dòng)力公交車(chē)等三種新能源環(huán)保型公交車(chē)。截至2020 年底，公交公司擁有公交車(chē)約7600 輛，其中純電動(dòng)公交車(chē)5011 輛，占車(chē)輛總數(shù)66%；預(yù)計(jì)至2022 年底，公交公司擁有公交車(chē)約7437 輛，其中純電動(dòng)公交車(chē)7066 輛，占車(chē)輛總數(shù)約95%。故本文的研究主體為純電動(dòng)公交車(chē)，不涉及其他類型的新能源公交車(chē)。

1.2 公交停車(chē)場(chǎng)類型

公交停車(chē)場(chǎng)主要以公交車(chē)停放、維護(hù)和中修為核心，兼具小修、車(chē)輛清洗和運(yùn)營(yíng)管理等輔助功能，根據(jù)建筑物性質(zhì)，主要分為：露天停車(chē)場(chǎng)、立體停車(chē)庫(kù)及地下停車(chē)場(chǎng)（庫(kù)）[5]。目前，上海浦西中心城區(qū)公交企業(yè)合計(jì)擁有21 座停車(chē)場(chǎng)，其中露天停車(chē)場(chǎng)9 座、立體停車(chē)庫(kù)12 座?？紤]到露天停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)均為平面，城市土地及空間的利用率較低，為更好地節(jié)約城市用地，公交停車(chē)場(chǎng)由平面向立體發(fā)展趨勢(shì)已較為明顯[6]；同時(shí)，露天停車(chē)場(chǎng)消防保障、人員逃逸等條件較好，故選擇公交立體停車(chē)庫(kù)為研究對(duì)象。

綜上所述，本文研究范圍為純電動(dòng)公交車(chē)入駐立體停車(chē)庫(kù)所涉及的消防改造問(wèn)題。

2 現(xiàn)狀問(wèn)題梳理

自2014 年以來(lái)，12 座立體停車(chē)庫(kù)陸續(xù)開(kāi)展充電設(shè)施建設(shè)，合計(jì)建有充電車(chē)位3958 個(gè)。各立體停車(chē)庫(kù)充電設(shè)施建設(shè)及停車(chē)庫(kù)建設(shè)時(shí)間統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。其中，2015 年后建成的停車(chē)庫(kù)共計(jì)2 座；2000 年至2015 年間建成的停車(chē)庫(kù)共計(jì)7座；1990 年至1999 年間建成的停車(chē)庫(kù)共計(jì)2 座；1990 年前建成的停車(chē)庫(kù)1 座。

表1 立體停車(chē)庫(kù)充電設(shè)施建設(shè)及停車(chē)庫(kù)建設(shè)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表

上述立體停車(chē)庫(kù)在設(shè)計(jì)階段入駐車(chē)型均為傳統(tǒng)燃油公交車(chē)（添加柴油或汽油等燃料），而未來(lái)入駐車(chē)型均調(diào)整為純電動(dòng)公交車(chē)；考慮到入駐車(chē)型與原有傳統(tǒng)車(chē)型存在差異，且國(guó)家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)均未對(duì)立體公交停車(chē)庫(kù)配套充電設(shè)施建設(shè)提出明確的指引和要求，本文從上述兩個(gè)原因出發(fā)，對(duì)純電動(dòng)公交車(chē)入駐立體停車(chē)庫(kù)所引發(fā)主要消防問(wèn)題梳理如下。

（1）建筑類別和耐火等級(jí)方面。原有立體停車(chē)庫(kù)均按傳統(tǒng)燃油公交車(chē)設(shè)計(jì)，并且附設(shè)有面積不等的維修區(qū)、檢測(cè)線、輔助用房及設(shè)備用房等功能分區(qū)?，F(xiàn)調(diào)整為純電動(dòng)公交停車(chē)庫(kù)，需根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范對(duì)停車(chē)庫(kù)的建筑類別進(jìn)行判定，并以此復(fù)核建筑耐火等級(jí)是否滿足要求。

（2）防火分區(qū)及防火單元設(shè)置方面。應(yīng)結(jié)合建筑類別與純電動(dòng)公交車(chē)自身特性，對(duì)防火分區(qū)及防火單元面積設(shè)置等問(wèn)題進(jìn)行重新考慮與研究。

（3）建筑防火構(gòu)造方面。需對(duì)原有建筑墻體構(gòu)造、豎向井道構(gòu)造、屋頂、悶頂和建筑縫隙、建筑保溫、建筑幕墻的防火構(gòu)造、建筑外墻裝修及天橋、棧橋和管溝等進(jìn)行復(fù)核。

（4）安全疏散設(shè)施方面?？紤]到純電動(dòng)公交車(chē)配套充電設(shè)施的建設(shè)勢(shì)必對(duì)原有停車(chē)庫(kù)的布局產(chǎn)生較大影響，需復(fù)核疏散距離、疏散寬度、疏散樓梯是否滿足需求。

（5）消防給水和消防設(shè)施方面。針對(duì)純電動(dòng)公交車(chē)自燃特性，結(jié)合防火分區(qū)及防火單元的更新設(shè)置對(duì)原有消防系統(tǒng)如消防水源、消防泵房等進(jìn)行復(fù)核。

3 國(guó)內(nèi)外案例分析

3.1 美國(guó)波士頓奧爾巴尼停車(chē)場(chǎng)

該停車(chē)場(chǎng)建于1941 年，用于停放傳統(tǒng)柴油公交車(chē)（車(chē)長(zhǎng)40ft，折合12.2m），后因純電動(dòng)公交車(chē)的推行對(duì)其進(jìn)行改造。改造方案中，考慮到純電動(dòng)公交車(chē)使用的鋰離子電池容易著火，著火后會(huì)產(chǎn)生氧氣和助燃成分使火勢(shì)蔓延，對(duì)臨近車(chē)輛易產(chǎn)生失控效應(yīng)，可燃燒數(shù)日，撲救難度大，因此消防設(shè)計(jì)做了如下考慮。

（1）噴淋系統(tǒng)。由于鋰離子電池負(fù)極為碳素材料，正極為含鋰的化合物，沒(méi)有金屬鋰存在(金屬鋰的化學(xué)性質(zhì)很活潑，常溫和加熱時(shí)分別與氧氣化合，和水劇烈反應(yīng))，且水的導(dǎo)電系數(shù)較低，可以使用水噴淋方式滅火。

（2）熱成像技術(shù)。由于用水量巨大，著火后建議用熱成像技術(shù)有針對(duì)性地進(jìn)行撲救。

（3）用水量。美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)規(guī)定普通巴士停車(chē)場(chǎng)一平米每分鐘需要7.33L 的水進(jìn)行滅火（7.33L/min·m2），考慮到電池材料以及易燃性，最后設(shè)計(jì)使用了0.7gal/min·ft2（34.2L/min·m2）的用水量。

3.2 深圳月亮灣綜合車(chē)場(chǎng)

月亮灣綜合車(chē)場(chǎng)是國(guó)內(nèi)第一座純電動(dòng)車(chē)的公交車(chē)庫(kù)，2016 年完成設(shè)計(jì)和審圖，2019 年竣工驗(yàn)收，其設(shè)計(jì)主要參考了《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《電動(dòng)汽車(chē)充電站設(shè)計(jì)規(guī)范》兩個(gè)國(guó)標(biāo)規(guī)范。但因2016 年設(shè)計(jì)審圖 時(shí)，2018 年才完成編制的推薦性國(guó)標(biāo)規(guī)范《電動(dòng)汽車(chē)分散充電設(shè)施工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》尚未出臺(tái)。因此，2019 年 竣工驗(yàn)收仍然參照前兩個(gè)規(guī)范和2016 年的設(shè)計(jì)審圖圖紙。該工程在消防設(shè)計(jì)方面做了如下考慮。

（1）防火分區(qū)設(shè)置：該立體停車(chē)庫(kù)采用垂直式停車(chē)，中間柱距為12m，該排布方式比較適應(yīng)用防火墻和防火卷簾來(lái)完成對(duì)防火分區(qū)的分隔，參照《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)高層停車(chē)庫(kù)防火分區(qū)最大建筑面積為2000m2的要求，并基于開(kāi)敞式和帶自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的因素，防火分區(qū)最大建筑面積按8000m2考慮。

（2）排煙設(shè)計(jì)：考慮到停車(chē)庫(kù)中部分停車(chē)位所在位置進(jìn)深超過(guò)30m，因此在二至七層平面對(duì)齊設(shè)置兩個(gè)采光天井，尺寸為12×3m。

由于月亮灣綜合車(chē)場(chǎng)雖為純電動(dòng)車(chē)的公交車(chē)庫(kù)，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有考慮設(shè)置防火單元。因此，深圳正在設(shè)計(jì)和建設(shè)的10 個(gè)綜合停車(chē)場(chǎng)，包括鳳凰山、安托山等停車(chē)場(chǎng)，將同時(shí)參考《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《電動(dòng)汽車(chē)充電站設(shè)計(jì)規(guī)范》和《電動(dòng)汽車(chē)分散充電設(shè)施工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》三個(gè)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4 分析與建議

本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外案例及最新規(guī)范的梳理，以及對(duì)純電動(dòng)公交車(chē)立體停車(chē)庫(kù)主要消防問(wèn)題的研究，并考慮到現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外針對(duì)純電動(dòng)公交車(chē)立體停車(chē)庫(kù)消防設(shè)計(jì)規(guī)范的缺失，提出以下建議。

4.1 建筑類別、耐火等級(jí)及安全疏散、消防設(shè)施方面

圖1 美國(guó)波士頓奧爾巴尼停車(chē)場(chǎng)

圖2 深圳月亮灣綜合車(chē)場(chǎng)

《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中明確，汽車(chē)庫(kù)是指用于停放由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)且無(wú)軌道的客車(chē)、貨車(chē)、工程車(chē)等汽車(chē)的建筑物，修車(chē)庫(kù)是指用于保養(yǎng)、修理由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)且無(wú)軌道的客車(chē)、貨車(chē)、工程車(chē)等汽車(chē)的建（構(gòu)）筑物。該規(guī)范對(duì)汽車(chē)庫(kù)和修車(chē)庫(kù)的分類、耐火等級(jí)、安全疏散及消防設(shè)施的設(shè)置做出了規(guī)定，雖與本文探討研究的純電動(dòng)公交車(chē)停車(chē)庫(kù)有一定差異，結(jié)合深圳案例經(jīng)驗(yàn)，建議參照規(guī)范中的相關(guān)要求。

4.2 消防給水和消防設(shè)施方面

《電動(dòng)汽車(chē)充電站設(shè)計(jì)規(guī)范》適用于整車(chē)充電模式的電動(dòng)汽車(chē)充電站，該規(guī)范主要從建筑滅火的角度，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電站消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則、同一時(shí)間火災(zāi)次數(shù)及室內(nèi)消火栓的設(shè)置做出了規(guī)定，考慮到本文研究的立體停車(chē)庫(kù)以停車(chē)功能為主，兼有充電功能，建議在消防給水和消防設(shè)施方面參照?qǐng)?zhí)行，但該規(guī)范未對(duì)防火分區(qū)等重要部分做出解釋。

4.3 防火分區(qū)及防火單元設(shè)置方面

（1）防火分區(qū)及防火單元最大建筑面積建議值。根據(jù)《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，多層汽車(chē)庫(kù)可因設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)并定義為敞開(kāi)式，其防火分區(qū)的最大建筑面積可增加一倍再增加一倍，即2500×2×2=10000m2；同理，單層汽車(chē)庫(kù)也可因設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)并定義為敞開(kāi)式，其防火分區(qū)的最大建筑面積可增加一倍再增加一倍，即3000×2×2=12000m2。《電動(dòng)汽車(chē)分散充電設(shè)施工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了防火單元最大建筑面積，該面積為內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)防火分區(qū)面積的50%。據(jù)此建議多層汽車(chē)庫(kù)（設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)并定義為敞開(kāi)式）防火單元最大允許建筑面積選用5000m2，單層汽車(chē)庫(kù)防火單元最大允許建筑面積選用6000m2。

針對(duì)純電動(dòng)公交車(chē)庫(kù)的防火分區(qū)設(shè)置依據(jù)為空白，建議參照《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的規(guī)定。在設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)并定義為敞開(kāi)式后，純電動(dòng)公交車(chē)的多層立體停車(chē)庫(kù)防火分區(qū)設(shè)置為10000m2，防火單元可設(shè)置為5000m2；單層停車(chē)庫(kù)防火分區(qū)設(shè)置為12000m2，防火單元可設(shè)置為6000m2。

（2）停車(chē)庫(kù)防火單元間分隔的設(shè)置。建議純電動(dòng)公交立體停車(chē)庫(kù)的防火單元間、或防火單元與汽車(chē)庫(kù)其他部位分隔的耐火極限應(yīng)不小于2.0h 的防火隔墻。首先考慮使用防火隔墻和電動(dòng)防火卷簾門(mén)的組合，不方便使用防火隔墻的停車(chē)區(qū)，可使用寬度15m 以內(nèi)的防火分隔水幕。

（3）修車(chē)庫(kù)防火分區(qū)的設(shè)置?，F(xiàn)有停車(chē)庫(kù)底層的修車(chē)區(qū)設(shè)有修車(chē)地溝，應(yīng)定義為修車(chē)庫(kù)。建議修車(chē)庫(kù)與停車(chē)庫(kù)合建時(shí)，應(yīng)將車(chē)位數(shù)控制在15 個(gè)以下，或總建筑面積控制在3000m2以下，并與其他部位用防火墻隔開(kāi)。

5 結(jié)語(yǔ)

在提倡“綠色公交”與“節(jié)約用地”的趨勢(shì)下，純電動(dòng)公交車(chē)大規(guī)模入駐立體公交停車(chē)場(chǎng)的趨勢(shì)已較為明顯，但現(xiàn)階段國(guó)外和國(guó)內(nèi)在指導(dǎo)相關(guān)消防設(shè)施設(shè)計(jì)方面均無(wú)明確的規(guī)范或設(shè)計(jì)導(dǎo)則。本文結(jié)合實(shí)際建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范，對(duì)新能源公交立體停車(chē)庫(kù)防火分區(qū)、防火單元、消防設(shè)施等方面給出相關(guān)建議，以期對(duì)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)公交立體停車(chē)庫(kù)建設(shè)充電設(shè)施提供共性技術(shù)指導(dǎo)。