帶屏蔽門的地鐵站通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)問題探討摘 要:通過對地鐵帶有屏蔽門的地下站通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)的分析,論述可能出現(xiàn)的不滿足消防安全方面的問題,給出通過改進(jìn)可以達(dá)到要求的措施。關(guān)鍵詞:地鐵車站;屏蔽門;通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng);消防;防排煙系統(tǒng)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(fā)生事故將很難進(jìn)行搶險救援。事故中尤以火災(zāi)最為突出,一旦發(fā)生火災(zāi),地鐵內(nèi)會積聚大量高溫?zé)煔馇液茈y自然排除,給人員疏散和滅火搶險帶來困難。因此,設(shè)置有效的機(jī)械防排煙系統(tǒng)成為了地鐵必備的和最為重要的安全設(shè)施之一,對于減少人員傷亡和財產(chǎn)損失具有極為重要的意義。地鐵地下站通常設(shè)有通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng),但其斷面尺寸較大,本身布置上就很困難,若單獨設(shè)置一套防排煙系統(tǒng),需要再增加面積和空間。為節(jié)約寶貴的地下空間,地鐵地下站通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)大多兼顧了防排煙的功能。筆者針對有屏蔽門系統(tǒng)的地下車站通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)進(jìn)行分析。2 有屏蔽門的典型站通風(fēng)與空調(diào)兼排煙系統(tǒng)2.1 系統(tǒng)組成 (1)車站公共區(qū)通風(fēng)與空調(diào)兼排煙系統(tǒng); (2)車站設(shè)備管理用房通風(fēng)與空調(diào)兼排煙系統(tǒng); (3)隧道機(jī)械通風(fēng)兼排煙系統(tǒng),即TVF系統(tǒng); (4)車站范圍內(nèi)、屏蔽門外站臺下排熱和車行道頂部排熱兼排煙系統(tǒng),即UPE/OTE系統(tǒng)。2.2 正常工況下的車站公共區(qū)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(qū)采用兩側(cè)由上向下送風(fēng),中間上部回/排風(fēng)的兩送一回/排或兩送兩回/排形式。送風(fēng)管分設(shè)在站廳和站臺上方兩側(cè),風(fēng)口朝下均勻送風(fēng),回/排風(fēng)管設(shè)在車站中間上部,風(fēng)口均勻排風(fēng)。 側(cè)式站臺車站站廳層公共區(qū)氣流組織與島式站臺相同,站臺層公共區(qū)則分別采用一送一回/排形式,均勻送風(fēng)、均勻回/排風(fēng)。2.3機(jī)房、風(fēng)道設(shè)置 公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)設(shè)備集中布置于站廳層兩端的環(huán)控機(jī)房內(nèi),每側(cè)分別設(shè)置組合式空調(diào)箱、回/排風(fēng)機(jī),各負(fù)責(zé)車站一半空間,分別設(shè)新風(fēng)、排風(fēng)道和混合風(fēng)室。 設(shè)備及管理用房通風(fēng)機(jī)房分設(shè)在站廳層兩端,通常送、排風(fēng)道與公共區(qū)系統(tǒng)共用。 隧道TVF風(fēng)機(jī)分別設(shè)置于車站兩端隧道風(fēng)機(jī)房內(nèi),風(fēng)道獨立。U/O排熱風(fēng)機(jī)位于車站兩端,通常排出風(fēng)道與公共區(qū)排風(fēng)道共用。2.4車站火災(zāi)工況下的氣流組織 當(dāng)站臺層公共區(qū)發(fā)生火災(zāi),則關(guān)閉站臺層送風(fēng)系統(tǒng)和站廳層回/排風(fēng)系統(tǒng),啟動部分組合式空調(diào)機(jī)組向站廳送風(fēng),由站臺層回/排風(fēng)系統(tǒng)排除煙霧經(jīng)風(fēng)井至地面,使站臺層形成負(fù)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(dāng)站廳層公共區(qū)發(fā)生火災(zāi),則關(guān)閉站廳層送風(fēng)系統(tǒng)和站臺層回/排風(fēng)系統(tǒng),啟動部分組合式空調(diào)機(jī)組向站臺送風(fēng),由站廳層回/排風(fēng)系統(tǒng)排除煙霧經(jīng)風(fēng)井至地面,使站廳層造成負(fù)壓,煙霧不致擴(kuò)散到站臺層,新風(fēng)經(jīng)出入口從室外進(jìn)入站廳,便于人員從車站出入口疏散至地面。 設(shè)備管理用房火災(zāi)時,關(guān)閉非火災(zāi)區(qū)域回排風(fēng)管上的電動調(diào)節(jié)閥,火災(zāi)區(qū)域回排風(fēng)管排煙,并且送風(fēng)系統(tǒng)補(bǔ)充新風(fēng)。3正常通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)兼顧防排煙功能條件下暴露的問題及其分析 前面已經(jīng)提到了地鐵地下站出于造價上的考慮,需要控制規(guī)模,各系統(tǒng)都盡可能地壓縮占地面積,提高空間利用率。通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)也不例外,除了自身保證合理設(shè)置以外,還大都采用了功能兼顧的策略,這也符合了地鐵規(guī)范的要求。對防煙、排煙系統(tǒng)與事故通風(fēng)和正常通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)合用的條件下,規(guī)范明確了當(dāng)功能兼顧時,必須滿足可靠性要求和具備快速轉(zhuǎn)換功能。但規(guī)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(tǒng)的地鐵車站通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的研究,結(jié)合實測實驗結(jié)果,發(fā)現(xiàn)如下問題。3.1在火災(zāi)事故工況下站廳、站臺之間樓扶梯開口部位風(fēng)速滿足規(guī)范要求需具備一定條件 2003版地鐵規(guī)范強(qiáng)制條文中第19.1.39條規(guī)定,當(dāng)站臺發(fā)生火災(zāi)時,應(yīng)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(shè)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(jìn)行校核。實際測試結(jié)果得到的數(shù)據(jù)差別很大,分析原因如下。 (1)在計算樓扶梯開口處風(fēng)速時,不能以面積總和為基數(shù)。開口大的部位,由于氣流阻力較小的原因,空氣流量遠(yuǎn)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(guī)范值。 (2)車站兩端由于管道特性的問題,可造成風(fēng)量分配不均勻,進(jìn)而造成樓扶梯口氣流分布不均勻,小的一端可能造成風(fēng)速低于規(guī)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(qū)排煙系統(tǒng)排煙更難以滿足要求。3.2 回風(fēng)閥不能快速關(guān)閉,不能滿足火災(zāi)時快速轉(zhuǎn)換的要求,造成站廳、站臺之間竄煙 實際測量顯示,回風(fēng)閥采用組合風(fēng)閥時,其執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速可達(dá)10m/s,從最遠(yuǎn)風(fēng)口到回風(fēng)閥之間的距離為70～90m,此時煙氣會在10s左右時間內(nèi)到達(dá)回風(fēng)閥,沒有完全關(guān)閉的風(fēng)閥必定會泄漏部分煙氣進(jìn)入送風(fēng)系統(tǒng)。更有火災(zāi)報警確認(rèn)和延遲時間的因素,使得煙霧彌漫范圍更大。3.3風(fēng)亭竄煙現(xiàn)象 盡管按規(guī)范要求送、排風(fēng)亭在高度、方向或水平距離上都盡量錯開,風(fēng)亭或送排風(fēng)口距離也已大于5m,但在風(fēng)亭排煙效果上依然面臨以下問題。 (1)由于受到規(guī)劃條件及景觀因素的影響,其高度錯開的條件受到限制,設(shè)計上以矮風(fēng)亭居多; (2)組合風(fēng)亭設(shè)置得較多,其進(jìn)/排風(fēng)口在同一高度,雖然在水平距離上大于5m,但受風(fēng)向風(fēng)力影響,組合式風(fēng)亭的排風(fēng)亭與新風(fēng)亭之間還是存在竄煙現(xiàn)象。3.4 大小系統(tǒng)之間風(fēng)道共用,火災(zāi)狀況下有相互影響的現(xiàn)象發(fā)生 正常通風(fēng)與防排煙系統(tǒng)共用、大小系統(tǒng)共用的結(jié)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(dǎo)人員疏散為首要原則。通過打開屏蔽門端門,用TVF風(fēng)機(jī)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(chuàng)造條件。 (2)站臺發(fā)生火災(zāi)又有列車停靠站臺并打開了屏蔽門時,需增加進(jìn)TVF風(fēng)機(jī)和U/O風(fēng)機(jī)參與排煙的模式。由于屏蔽門已打開,需要更多的風(fēng)量排除煙氣。實驗證明此時TVF風(fēng)機(jī)和U/O風(fēng)機(jī)參與排煙可解決此問題,樓扶梯口風(fēng)速達(dá)到要求,排煙效果也有顯著提高。 (3)投入使用組合風(fēng)閥快速執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)應(yīng)能實現(xiàn)風(fēng)閥快速關(guān)斷,以達(dá)到規(guī)范規(guī)定的正常工況向火災(zāi)事故工況的快速轉(zhuǎn)換要求。 (4)從設(shè)計上避免設(shè)置組合風(fēng)亭,使進(jìn)、排風(fēng)亭在距離上拉開,最大限度地防止煙氣串通。 (5)設(shè)備管理用房通風(fēng)系統(tǒng)在管道進(jìn)入共用風(fēng)道處應(yīng)與主氣流方向一致;有排煙功能的風(fēng)管應(yīng)直接鋪設(shè)到地面以上。 (6)應(yīng)加強(qiáng)公共區(qū)與設(shè)備管理用房之間正常通風(fēng)與火災(zāi)事故模式轉(zhuǎn)換的針對性設(shè)計。5 小結(jié) 為達(dá)到規(guī)范要求,帶屏蔽門的地鐵車站防排煙設(shè)施防護(hù)的重點應(yīng)放在站臺層;通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換要靠控制系統(tǒng)提供保障,即執(zhí)行器必須引入快速執(zhí)行機(jī)構(gòu);在建筑風(fēng)道、風(fēng)亭設(shè)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(xiàn):［1］GB50157—2003，地鐵設(shè)計規(guī)范［S］.［2］GB50299—1999，地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范［S］.
