蘇州站大型交通樞紐工程消防設(shè)計(jì).doc

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　　 摘要：通過對(duì)蘇州火車站大型交通樞紐換乘中心的消防設(shè)計(jì)分析，探索大型空間交通建筑消防設(shè)計(jì) 　　 關(guān)鍵詞：消防；人員疏散；大空間性能化防火設(shè)計(jì)；大型交通樞紐 　　1 引言 　　 新蘇州火車站南臨北環(huán)路及護(hù)城河，北依平江新城，東西兩側(cè)分別是人民路和廣濟(jì)路，是一座集鐵路、城市軌道、城市公共交通換乘功能于一體的大型城市交通樞紐設(shè)施，其空間形態(tài)和立面設(shè)計(jì)結(jié)合蘇州古城風(fēng)貌，表達(dá)出地域性和文化性的特征，整體連續(xù)的棱型屋頂與結(jié)構(gòu)渾然一體，粉墻裊裊伸進(jìn)了深灰色屋面的端頭，并采用大空間建筑形式層層疊疊、縱橫交錯(cuò)，是蘇州市的標(biāo)志性城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。 　　2 概述 　　 蘇州火車站由南站房、北站房和高架候車廳組成，主體站房地下三層，地上二層，南北站房地上部分通過高架候車廳連接，地下部分通過中央通廊連接。地下一層主要布置地鐵2號(hào)線站廳層、國(guó)鐵出站通道和中央通廊（圖2），中央通廊聯(lián)通南、北站房下方的商業(yè)用房和小型車輛停車場(chǎng)；地下二層是地鐵2號(hào)線站臺(tái)層和4號(hào)線的站廳層；地下三層是地鐵4號(hào)線的站臺(tái)層以及設(shè)備及管理用房；南、北站房地上一層主要布置候車大廳、無障候車室、售票廳、出站廳、商業(yè)服務(wù)用房及車站管理辦公用房和消防控制室，庭院和天井根據(jù)功能需要布置；二層主要為高架侯車廳及服務(wù)設(shè)施，中部的天井周圍布置衛(wèi)生間、檢票員室等服務(wù)用房和空調(diào)機(jī)房。 　　 　　 旅客流向設(shè)計(jì)為上進(jìn)下出的形式，由高架進(jìn)站，自地下出站，使得地鐵、國(guó)鐵的換乘人流均可以方便快捷地到達(dá)各功能區(qū)域。國(guó)鐵旅客下至地下層出站通道，檢票后到達(dá)南、北出站廳前往南北廣場(chǎng)地下的出租車載客區(qū)和地下社會(huì)車場(chǎng)，也可通過自動(dòng)樓扶梯下至地鐵站廳層換乘2、4號(hào)地鐵。（圖3） 　　 　　3 車站消防設(shè)計(jì) 　　3.1 總平面消防設(shè)計(jì) 　　 在南北廣場(chǎng)的靠近建筑外墻范圍和站內(nèi)的南北兩個(gè)基本站臺(tái)都可滿足消防車的通行，所以消防車道可在南北站房分別形成環(huán)路。同時(shí)消防車也可以由高架車道直達(dá)北站房的二層進(jìn)站廣廳。附屬建筑與主體建筑以院落的方式自然斷開，實(shí)際距離>9m，滿足規(guī)范要求。 　　3.2 平面布局消防設(shè)計(jì) 　　 主體站房地下三層，地上二層，建筑高度31.25m，總建筑面積85717m2，其中地上54445 m2，地下31272 m2，屬于二類高層建筑，建筑耐火等級(jí)為一級(jí)。由于建筑功能和規(guī)模的特殊性，存在防火分區(qū)的面積突破規(guī)范的情況。面積較大的候車廳、售票廳和商業(yè)空間利用混凝土梁作為擋煙垂壁，高架候車室室內(nèi)凈高>6m，不劃分防煙分區(qū)。防火墻采用250mm厚輕集料混凝土砌塊，耐火極限大于3h，防火墻上的門和卷簾均為甲級(jí)防火門和3h特種復(fù)合防火卷簾。地下一層地鐵的進(jìn)站口和付費(fèi)區(qū)采用防火卷簾與國(guó)鐵區(qū)域分隔開。由于主體建筑高度不超過32m，故未設(shè)消防電梯。 　　3.3. 安全疏散 　　 對(duì)于交通建筑而言，旅客最高聚集人數(shù)是消防設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，盡可能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)建筑物內(nèi)的使用人數(shù)是安全疏散分析過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于城際的候車人數(shù)沒有明確的依據(jù)，按候車室的座位數(shù)對(duì)疏散人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，候車室總計(jì)5519座，具體疏散寬度的計(jì)算結(jié)果如下： 　　 地下出站通道總寬度為20m，通過5個(gè)出站樓梯與室外站臺(tái)連通，按每0.90m每小時(shí)通行1400人計(jì)（城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范第5.3.2條），每小時(shí)通行能力31100人。由于地下中央通廊位于兩個(gè)地下出站通道之間，受位置的制約沒有直通室外的安全出口，故在與出站通道相鄰的墻上設(shè)置安全門作為緊急出口，在緊急情況下借用出站通道的樓梯疏散。 　　3.4消防給水和滅火設(shè)備 　　 工程設(shè)消火栓系統(tǒng)和濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，候車室及進(jìn)站大廳凈高大于12m的區(qū)域均采用大空間滅火系統(tǒng)。采用雙波段圖像探測(cè)器及微型自動(dòng)掃描滅火裝置相結(jié)合的自動(dòng)報(bào)警及滅火系統(tǒng)，對(duì)被保護(hù)空間進(jìn)行全方位立體防護(hù)。射水流量 5 L/s，系統(tǒng)最不利點(diǎn)工作壓力 0.4 Mpa，保護(hù)半徑15m，安裝高度6~20m。設(shè)計(jì)同時(shí)開啟的自動(dòng)滅火裝置數(shù)量為9個(gè)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為45 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為1h。 　　3.5防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　　在地下防煙樓梯間及其前室共設(shè)置六個(gè)加壓送風(fēng)系統(tǒng)；地下一層設(shè)兩個(gè)排煙系統(tǒng)，其余大空間采用電動(dòng)排煙窗，自然排煙窗開啟面積不小于建筑面積的2%防排煙系統(tǒng)： 　　 　　3.6火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 　　 消防控制室設(shè)在北站房一層入口處，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)采用集中報(bào)警系統(tǒng)。走廊、休息廳、餐廳、辦公、樓梯間、機(jī)房、庫房等場(chǎng)所均設(shè)置感煙探測(cè)器，二層商業(yè)及軟席候車室采用空氣采樣早期煙霧報(bào)警探測(cè)器，二層中央通廊的高大空間設(shè)置雙波段探測(cè)器，在客運(yùn)機(jī)房設(shè)置感煙、感溫雙路探測(cè)器；各層疏散樓梯出口等位置設(shè)有手動(dòng)報(bào)警按鈕，消防控制室設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急廣播機(jī)柜。 　　4 消防設(shè)計(jì)存在的問題 　　 蘇州站主體站房整座建筑體量大、功能復(fù)雜，為適應(yīng)現(xiàn)代化快捷換乘運(yùn)營(yíng)模式，日發(fā)送旅客量很大，相應(yīng)功能分區(qū)較大，地下一層中央通廊及出站通道貫穿路軌下部，南北方向的盡端與城市的下沉廣場(chǎng)相連，防火分區(qū)面積與疏散距離超出規(guī)范要求，在消防設(shè)計(jì)中是否能視為準(zhǔn)安全區(qū)域；高架候車廳人員數(shù)量較多，火災(zāi)負(fù)荷較大，其防火分區(qū)、疏散距離、疏散寬度均超過規(guī)范要求，如何對(duì)于人員疏散進(jìn)行全面評(píng)估及分析，確保人員安全疏散；位于站房中央通廊下方的地鐵2號(hào)線、4號(hào)線的站臺(tái)、站廳層與中央通廊有較多聯(lián)系開口，且地鐵4號(hào)線的出入口因受上部站房限制，其部分疏散出入口開向了國(guó)鐵的中央通廊，這些開口對(duì)中央通廊的安全性產(chǎn)生一定影響，如何采取合理的防火分隔措施控制火災(zāi)蔓延，是否能夠?qū)崿F(xiàn)安全疏散。 　　 以上為蘇州站工程在消防設(shè)計(jì)上存在的諸多不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的地方，需要運(yùn)用性能化消防設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析論證，確認(rèn)其消防安全可否達(dá)到規(guī)范要求的同等水平，以下就上述問題一一闡述。 　　4.1中央通廊是否可視為安全區(qū)域 　　 中央通廊在站房下部，兩側(cè)為出站通道，地鐵出入口設(shè)在中央通廊的中部和北端，在南、北站房下側(cè)布置有商業(yè)用房和各種小型車輛停車場(chǎng)，其中停車場(chǎng)延伸至廣場(chǎng)地下。中央通廊防火分區(qū)面積、疏散距離超限，在消防設(shè)計(jì)中可否視為安全區(qū)域。（圖4） 　　 　　 分析建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性首先需要弄清有關(guān)建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，例如應(yīng)了解建筑構(gòu)件的耐火性能、典型構(gòu)件的防火保護(hù)、防火分區(qū)的劃分、防止火災(zāi)和煙氣蔓延的重要措施、通風(fēng)換氣、人員疏散設(shè)計(jì)等，進(jìn)而需要識(shí)別該建筑物的重大火災(zāi)危險(xiǎn)源，或者說應(yīng)當(dāng)按可能出現(xiàn)的最危險(xiǎn)狀況進(jìn)行分析，這樣就可以保證在任何情況下發(fā)生的災(zāi)害性結(jié)果都不會(huì)超過評(píng)估中考慮的結(jié)果。 　　 地下一層主要為中央通道及出站通道，并相應(yīng)設(shè)置出站廳服務(wù)設(shè)施，可能的火災(zāi)荷載主要有旅客隨身攜帶的行李、廣告牌、指示牌、信息提示屏幕以及設(shè)備用房?jī)?nèi)的電氣設(shè)備等。其中，屏幕、指示牌等物品可經(jīng)過處理達(dá)到一定的阻燃性能，行李唯一無法控制的重要火災(zāi)危險(xiǎn)源。 　　 當(dāng)?shù)叵乱粚又醒胪ɡ劝l(fā)生火災(zāi)后，人員從兩側(cè)疏散門進(jìn)入相應(yīng)的出站通道，人員再通過出站通道向站臺(tái)層半室外空間疏散。出站通道與中央通廊間采取防火分隔措施，并且出站通道應(yīng)安裝有獨(dú)立噴淋及排煙系統(tǒng)，并在出站通道內(nèi)不設(shè)置固定可燃物。同樣的，地下北廣場(chǎng)有一個(gè)下沉廣場(chǎng)能夠連通室外地面，其面積約2600米，該區(qū)域也可視為準(zhǔn)安全區(qū)域。通過對(duì)這些區(qū)域采用不燃材料裝飾，設(shè)置噴淋、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、排煙等措施，確保這些區(qū)域可作為安全地帶，滿足人員的疏散。 　　 在上述措施的前提下，國(guó)家消防工程技術(shù)研究中心安全評(píng)估咨詢部著重通過對(duì)設(shè)定火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行火災(zāi)模擬計(jì)算分析，通過對(duì)火災(zāi)荷載的分析，得出中央通廊內(nèi)可能存在的最不利的火源點(diǎn)，通過不同火災(zāi)場(chǎng)景的分析，確定人員可以利用的疏散時(shí)間時(shí)，以遠(yuǎn)離火源的疏散出口附近區(qū)域的各項(xiàng)參數(shù)為依據(jù)加以確定。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得以下結(jié)論：當(dāng)中央通廊發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在模擬時(shí)間內(nèi)(1200s)，疏散樓梯間面向火源一側(cè)的煙氣層溫度和空氣層溫度以及能見度均未達(dá)到影響人員安全疏散的極限值。 　　 中央通廊與出站通道之間的防火分隔可以起到阻止火災(zāi)蔓延的作用，火災(zāi)煙氣沒有蔓延到出站通道。也就是說：人員在中央通廊的疏散時(shí)間在20min 內(nèi)就可視為安全的。通過人員安全疏散的計(jì)算分析知道，當(dāng)本建筑中央通廊發(fā)生火災(zāi)時(shí)，中央通廊內(nèi)的全部人員（共5519人）可 在 20min（1200s）內(nèi)通過中央通廊疏散到室外。根據(jù)煙氣流動(dòng)預(yù)測(cè)分析知道，中央通廊旅客行李發(fā)生火災(zāi)時(shí)，20min 內(nèi)遠(yuǎn)離火源區(qū)域的火災(zāi)環(huán)境沒有達(dá)到影響人員安全疏散的極限值，人員能夠在危險(xiǎn)來臨之前疏散完畢，經(jīng)計(jì)算分析中央通廊可視為準(zhǔn)安全區(qū)。 　　 4.2 高架候車大廳能否視為一個(gè)防火分區(qū) 　　 二層高架候車廳縱跨站臺(tái)上方，連接南側(cè)普速站房和北側(cè)城際站房，并通過共享空間與一層進(jìn)站廣廳相連通，屋面采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，建筑高度22,5m，建筑面積達(dá)18400平方米（圖5）。進(jìn)站廣廳、高架候車廳，人員數(shù)量較多，火災(zāi)負(fù)荷較大，尤其北進(jìn)站廣廳與高架候車廳通過孔洞相連，其防火分區(qū)面積較大，疏散距離過長(zhǎng)，進(jìn)站廣廳、高架候車廳能否視為一個(gè)防火分區(qū)。 　　 　　 高架層候車大廳面積較大，設(shè)計(jì)中采用防火隔離帶的方法進(jìn)行分隔（圖2.3）。兩側(cè)候車室與站臺(tái)開孔處分隔玻璃均應(yīng)采用耐火極限時(shí)間為1h的單片銫－鉀防火玻璃，防火玻璃高度應(yīng)安裝至頂板底部，如做吊頂，則可安裝至吊頂下方，但吊頂至屋頂區(qū)域采用耐火極限時(shí)間為1h 的A級(jí)的隔墻材料分隔，對(duì)于防火玻璃應(yīng)開式側(cè)向噴頭在受火面一側(cè)進(jìn)行保護(hù)，并確保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)聯(lián)動(dòng)打開，水能均勻噴灑在受護(hù)的防火玻璃上。共享大廳空間高大且通透，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，易于將火災(zāi)控制在初期階段。對(duì)于火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的部位以及重要的部位，如高架軟席候車區(qū)、問詢室和空調(diào)機(jī)房則采用獨(dú)立防火單元（2.0h 隔墻、1.5h樓板）的形式進(jìn)行分隔，并按照規(guī)范要求設(shè)置相應(yīng)的消防設(shè)施，將危險(xiǎn)控制在較小的范圍內(nèi)，免受其他部位火災(zāi)的影響，面積大于100m2的用房，設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。候車區(qū)內(nèi)商業(yè)用房等火災(zāi)荷載集中區(qū)域采用防火“艙”設(shè)計(jì)概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，如用于商業(yè)則防火“艙”的面積小于100m2，防火“艙”采用耐火極限不低于1.0h的頂棚，內(nèi)部設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)和點(diǎn)型感煙探測(cè)系統(tǒng)以控制火災(zāi)規(guī)模，面積大于100m2的商業(yè)用房，設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。如有無蓋移動(dòng)商攤則按“燃料島”設(shè)計(jì)，控制其規(guī)模，商鋪面積建議面積不超過20m2，間距不小于7.5m。并且不能設(shè)在靠近疏散主要出口附近，以免發(fā)生火災(zāi)后，影響疏散口的暢通。高架候車大廳采用自然排煙方式排煙，排煙窗面積應(yīng)不小于地面面積2％。排煙窗應(yīng)均勻分布在側(cè)窗與頂窗上，煙氣能有效通過吊頂上升并最終通過自然排煙排除。（圖6） 　　 　　 采取以上措施后，經(jīng)專家論證，采用燃料島、防火單元、防火隔離帶的方法來控制火災(zāi)蔓延。而所謂“防火單元”即是在大空間內(nèi)利用防火分隔帶、，以有效阻止火勢(shì)蔓延至相鄰區(qū)域認(rèn)為該高架候車大廳根據(jù)功能劃分防火分區(qū)是合理的、可行的。 　　4.3 地下一層軌道4號(hào)線的3、4疏散出口可否通過中央通廊疏散 　　 站房下方地下為軌道2號(hào)線、4號(hào)線的換乘區(qū)域，軌道站臺(tái)、站廳層與中央通廊有較多聯(lián)系開口，其中4號(hào)線的3、4疏散出口也開向中央通廊，這些開口對(duì)中央通廊內(nèi)的人員疏散安全性產(chǎn)生一定影響，如何采取合理的防火分隔措施保證站廳層火災(zāi)不會(huì)對(duì)中央通廊構(gòu)成威脅，確保人員安全疏散。 　　 　　 2號(hào)線站廳層與南北聯(lián)系通道之間采用防火卷簾進(jìn)行分隔，防止2號(hào)線站廳層的火災(zāi)和煙氣蔓延到南北聯(lián)系通道內(nèi)，威脅南北聯(lián)系通道內(nèi)人員的安全疏散；4號(hào)線與南北聯(lián)系通道相連的區(qū)域?yàn)?、4號(hào)出入口，通過禁止可燃物和阻礙人員安全疏散物品的擺放，一方面可保證4號(hào)線人員疏散的安全性，另一方面也可降低出入口發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性?；诔鋈肟谔幍牡突馂?zāi)危險(xiǎn)性，4號(hào)線的3、4號(hào)出入口直接與南北聯(lián)系通道相連，不做防火分隔。同時(shí)，車站本身還需要通過合理的防火分隔，控制火災(zāi)在車站內(nèi)部的蔓延。車站公共區(qū)和周圍設(shè)備區(qū)采用防火墻和甲級(jí)防火門進(jìn)行嚴(yán)格分隔，防止火災(zāi)在車站公共區(qū)和設(shè)備區(qū)之間蔓延；連通2號(hào)線和4號(hào)線站廳之間的換乘樓扶梯、轉(zhuǎn)換樓梯處采取防火分隔，一條線起火的狀況下，不會(huì)蔓延到另外一條線；車站公共區(qū)站臺(tái)和站廳之間不進(jìn)行防火分隔，但通過排煙在樓扶梯形成的下行補(bǔ)風(fēng)，控制火災(zāi)在站臺(tái)和站廳之間蔓延；通過以上措施，將起火范圍控制在起火站廳或者站臺(tái)范圍之內(nèi)，同時(shí)軌道區(qū)域采取相應(yīng)的防排煙技術(shù)策略，并在4號(hào)線-1F與南北聯(lián)系通道相通的3、4號(hào)出入口區(qū)域設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，防止該區(qū)域起火煙氣進(jìn)入南北聯(lián)系通道，危及南北聯(lián)系通道內(nèi)的人員安全疏散 　　 基于以上防火分隔措施，國(guó)家消防安全評(píng)估人員從保守不利的角度出發(fā)，設(shè)置多個(gè)火災(zāi)場(chǎng)景，采用火災(zāi)專用模擬軟件FDS進(jìn)行量化模擬分析煙氣流動(dòng)蔓延情況，采用疏散模擬軟件STEPS對(duì)蘇州軌道交通火車站站4號(hào)線部分和中央通廊進(jìn)行了整體疏散模擬，得出軌道起火對(duì)中央通廊影響較小，人員可用安全疏散時(shí)間ASET大于所需安全疏散時(shí)間RSET，人員可以實(shí)現(xiàn)安全疏散。經(jīng)專家評(píng)定，軌道線開口對(duì)中央通廊的火災(zāi)危險(xiǎn)性影響較低，能夠有效的防止煙氣相互蔓延，火車站站4號(hào)線能夠通過通過南北聯(lián)系通道實(shí)現(xiàn)安全疏散。 　　 綜上所述，在蘇州火車站交通綜合樞紐換乘中心的消防設(shè)計(jì)中，防火分區(qū)劃分的指導(dǎo)思想如下： 　　 按使用功能進(jìn)行性能化分區(qū)，候車區(qū)與商業(yè)區(qū)之間采用防火隔離帶分隔，并設(shè)置明顯標(biāo)志，座椅采用不燃材料； 　　 對(duì)于存在火災(zāi)危險(xiǎn)性的特殊部位加強(qiáng)防護(hù)措施，設(shè)置獨(dú)立的防火單元； 　　 候車大廳內(nèi)商業(yè)用房等火災(zāi)荷載集中區(qū)域采用“防火艙”概念進(jìn)行設(shè)計(jì)； 　　 在國(guó)家消防工程技術(shù)研究中心安全評(píng)估咨詢部及專家們的幫助下，蘇州站消防設(shè)計(jì)中建筑功能著手，著重分析火災(zāi)根源、危害性，采取相應(yīng)的措施，既保證交通建筑空間的連貫性、合理性，又有效地化解了火災(zāi)潛在危險(xiǎn)性，對(duì)今后類似大型交通樞紐的消防設(shè)計(jì)具有啟發(fā)意義。