地铁防排烟系统设计浅析
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地铁防排烟系统设计浅析
姚富宏
（中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都６１００３１） 摘 要：本文在分析地铁火灾危险性及其特点的基础上，结合地铁车站的实际情况，对地铁防排烟系统的组
成及其运行模式做了具体阐述和说明，提出个人观点，供同行参考． 关键词：地铁车站火灾环控设计防排烟系统 １
引言
近年来，我国社会经济飞速发展，使得全国
车站车行区排热（兼排烟）系统由车行区上部排
姚富宏一地铁防排烟系统设计浅析
熟风道和站台下部排热风道、Ｕ／Ｏ风机、风阀等 组成。车行区发生火灾时，关闭下排热风道，由 站台层排烟系统、着火侧车站两端的车行区排烟 系统和区间隧道通风系统联合进行排烟，形成车 行区负压，站厅送风加以补风，保证楼梯口有向 下不小于１．５ｎｇｓ的气流速度。同时开启着火侧 屏蔽门，乘客经站台、站厅、出入口通道疏散至 地面。未着火侧屏蔽门关闭，控制中心调度控制 其他车辆不再进入本站或快速通过不停站。
５车站设备管理用房防排烟系统
地铁车站的设备管理用房是车站正常运营 的心脏部位，一旦火灾时不能迅速有效排烟的 话，会影响到其他房间的安全，造成设备区混乱 和人员恐慌。因此，做好设备管理用房区的防排 烟系统是地铁安全运营的关键。 但是，由于设备管理用房小而凌乱，不同房 问的使用功能和火灾性质相差很大，加上地下车 站审问有限、综合管线繁多，给设备管理用房的 防排烟系统设置带来了很大困难。实际设计中一 般将设备管理用房平时的通风空调系统和火灾 时的防排娴系统合设，选择耐高温双速风机或并 驳甲．独排烟风机的方法来满足火灾时的排烟要 求。一螳重要的电气设备房间（如信号设备室、 通信设备室、环控电控室、开关柜室等），为了 提高灭火系统的时效性和可靠性，一般采用气体 灭火系统，气体灭火后的排风由该房间通风空调 系统的排风系统完成。
【１］ＧＢ５００１７－２００３Ａ也铁设计规范［Ｓ］ ［２］ＤＧＪ０８．１０９－２００４．城市轨道交通设计规范（Ｓ］ ［３］罗燕萍．地铁车站防捧烟系统［Ｊ］．制冷空调与电力机械，２００４ （３）：４１－４４ ［４］许志豪．地铁火灾的防火分析［Ｊ］．消防技术与产品信息，２００７
（３）：２６－３２
８结论
８．１地铁车站位于地下，人流密集，疏散条 件有限，一旦发生火灾，会造成很大的人员伤亡 和经济损失，其防排烟系统设计显得尤为重要， 应引起各位同行和相关职能部门的重视。 ８．２一般标准地下车站站厅、站台公共区建 筑面积约在１５００ｍ２左右，如按现行《地铁设计 规范》，站厅、站台都需划分两个防烟分区，中 间用挡烟捶壁分隔。国内已建成地铁车站的防排 烟运行模式大多都是站厅（台）着火时将站厅 （台）两个防烟分区的排烟设备同时开启进行排 烟，这与防火规范防排烟的精神有点矛盾。上海 市地方建设标准《城市轨道交通设计规范》 （ＤＧＪ０８．１０９．２００４）和《城市轨道交通技术规范》 （征求意见稿）中已将公共区防烟分区的划分标 准提高至２０００ｍ２，这对简化防排烟模式和提高 排烟系统的可靠性均有很大意义。 ８．３现行《地铁设计规范》第１９．１．３９条规 定“当排烟设备负担两个防烟分区时，其设备能
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图２典型车站隧道通风原理图
列车在区间隧道内发生火灾时，只要不完全
明，空气中氧含量降至１５％时，人体 肌肉活动能力下降；降至ｌＯ％～１４％时， 人体四肢无力，判断能力低，易迷失方向；降至 ６％～１０％时，人即会晕倒，失去逃生能力；当 空气中含氧量降到５％以下时，人会立即晕倒或 死亡。 （２）人员疏散困难 燃烧产生的烟雾充满地下车站后，人的视觉 能见度降低，无法辨别安全通道和出口的位置， 人行速度减慢，疏散所需的时间随之大大增加。 同时，高温浓烟还会对人的生理、心理造成强烈 的刺激，造成心理恐慌和尽快离开火场的欲望， 在这种环境条件下，人们往往会失去理智，一拥 而上，争先恐后的涌向疏散通道，造成混乱拥挤， 严重影响疏散。再加上地铁火灾时人员从车站向 地面疏散，受热烟雾也从地下往上升腾，与疏散 人流同向，更加增加了疏散难度。 （３）灭火救援困难 由于地铁车站及隧道建筑深埋与地下，直通 地面的出入口数量有限，消防队员没有进行外部 灭火的条件，通过有限的安全通道进入车站时， 往往会与车站向外疏散的人流相对撞，严重影响 进入速度，耽误了最佳的灭火救援时机。再加上 地下空间的屏蔽效应使现有一般的消防无线通
４．１站厅层防排烟系统 站厅层公共区是上、下车乘客的必经之地。 一般标准地下车站站厅公共区的面积约为 １５００ｍ２，按照现行《地铁设计规范》 （ＧＢ５０１５７．２００３）第１９．１．３７条“地下车站站 厅、站台的防火分区应划分防烟分区，每个防烟 分区的建筑面积不宜超过７５０ｍ２，且防烟分区不 得跨越防火分区”的规定，可将站厅公共区以有 效站台中心线为界划分为２个防烟分区，中间用 挡烟垂壁隔断。 当站厅公共区发生火灾时，停止车站空调水 系统运行，关闭站厅、站台送风系统及站台层回 ／排风系统，将站厅层回／排风系统切换到排烟工 况，烟气途径风管（道）经风井排至地面，造成 站厅层负压，使烟气不致扩散到站台层，新风由 出入口进入站厅。
２地铁火灾危险性及其特点
地铁车站和区间隧道深埋于地下，空问封 闭，通道狭长，通风不良，这些客观的物理环境， 加之电气设备故障，管理不善，乘客违章吸烟， 人为恐怖破坏等安全隐患的存在，决定了地铁一 旦发生火灾等事故，事故状况难以控制，疏散、 救援极为困难。与地面建筑相比，地铁火灾的特 点主要表现在以下几个方面： （１）氧含量急剧下降 地铁火灾发生时，由于隧道的相对封闭性， 大量的新鲜空气难以迅速补充， 致使空气中氧气含量急剧下降。有研究表
信设备不能正常使用．扑救人员与地面指挥人员 的信息联络十分困难，亦为消防扑救工作增加了 障碍。
３地铁防排烟系统简介
地铁防排烟系统由车站公共区（站厅、站台） 防排烟系统、车站设备管理用房防排烟系统、车 站车行区防排烟系统和区间隧道防排烟系统组 成。当地铁内发生火灾事故时，地铁防排烟系统 应能有效排除烟气和控制烟气走向，并向乘客、
６区间隧道防排烟系统
区间隧道的通风及防排烟设备一般位于车 站的曲端，系统由隧道风机、电动组合风阀等组 成，通过风机、风阀的转换，区间隧道通风系统 应满足正常、阻塞和火灾工况的使用要求。
７车站车行区防排烟系统
典型车站隧道通风原理图如下：
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４车站公共区防排烟系统
地铁车站公共区由站厅层公共区和站台层 公共区组成。其防排烟系统一般与正常的通风空 调系统合设。 典型车站公共区通风空调（兼排烟）原理图 如下图：
气流，使站台层烟气不致蔓延到站厅。
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图１典型车站公共区通风空调原理图
姚富宏一地铁防排烟系统设计浅析
姚富宏—地铁防排烟系统设计浅析
工作人员和消防人员提供必要的新风量。 防排烟系统的主要设计标准如下： （１）火灾事故按区间隧道、站厅、站台、 设备及管理用房同一时间只有一处发生火灾考 虑； （２）站厅、站台公共区的排烟量按 ６０ｍ３／ｈ・ｍ２计算，当排烟设备负担两个防烟分区 时，其设备能力应按同时排除两个防烟分区的烟 量配置： （３）站台火灾时，站厅至站台的楼梯、自 动扶梯通道口应有向下不小于１．５ｍ／ｓ的气流速 度； （４）同一防火分区内的设备管理用房的总 面积超过２００ｍ２，或面积大于５０ｍ２且经常有人 停留的单个房间，应设置机械排烟设施，其排烟 量按６０ ｍ３／ｈ－ｍ２计算； （５）车站设备区域室内长度大于２０ｍ的内 走道、连续长度大于６０ｍ的出入口通道和地下 通道应设机械排烟设施。排烟口距最不利排烟点 不超过３０ｍ； （６）区间隧道火灾按单洞区间隧道断面的 排烟风速２～１ ｌｍ／ｓ计算排烟量； （７）地下车站排烟风机应在２５０℃条件下 连续运行ｌｈ；区间隧道排烟风机在１５０℃条件下 连续运行ｌｈ；车行区排热风机应在２５０℃条件下 连续运行１ｈ。烟气流经的风阀、消声器等辅助 设备的耐温标准与风机相同。
丧失动力，应尽量将列车开行至前方车站，按车 行区火灾的模式进行排烟和疏散。若列车丧失动 力滞留在区间隧道内时，则需要根据列车的着火 部位，采用纵向通风的防排烟模式来保证绝大多 数乘客的疏散路径处于新风区，根据着火的位置 不同，有以下几种防排烟模式： ６．１列车前部火灾 列车前部发生火灾时，为保证大多数乘客的 安全，应组织乘客向列车尾部侧车站疏散。同时， 区间隧道通风系统迅速动作，列车尾部侧车站的 隧道风机送风，列车头部侧车站的隧道风机排 风，使区间形成２～１ ｌｍ／ｓ的气流速度，乘客迎 着新风方向疏散。 ６．２列车尾部火灾 列车尾部火灾时乘客的疏散方向、防排烟 系统的运作模式等与列车前部火灾反向。 ６．３其他 列车中部火灾时，不管防排烟设备如何动 作，总有一部分乘客处于非新风区，此时对事故 救援和人员疏散最为不利，此问题一直是现行的 隧道通风系统无法解决的。２００６年版的《中国 消防手册》建议列车中部火灾和列车火灾部位不 明确时的疏散路径、防排烟设备运行模式同列车 前部火灾模式。
姚富宏
（中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都６１００３１） 摘 要：本文在分析地铁火灾危险性及其特点的基础上，结合地铁车站的实际情况，对地铁防排烟系统的组
成及其运行模式做了具体阐述和说明，提出个人观点，供同行参考． 关键词：地铁车站火灾环控设计防排烟系统 １
引言
近年来，我国社会经济飞速发展，使得全国
车站车行区排热（兼排烟）系统由车行区上部排
姚富宏一地铁防排烟系统设计浅析
熟风道和站台下部排热风道、Ｕ／Ｏ风机、风阀等 组成。车行区发生火灾时，关闭下排热风道，由 站台层排烟系统、着火侧车站两端的车行区排烟 系统和区间隧道通风系统联合进行排烟，形成车 行区负压，站厅送风加以补风，保证楼梯口有向 下不小于１．５ｎｇｓ的气流速度。同时开启着火侧 屏蔽门，乘客经站台、站厅、出入口通道疏散至 地面。未着火侧屏蔽门关闭，控制中心调度控制 其他车辆不再进入本站或快速通过不停站。
５车站设备管理用房防排烟系统
地铁车站的设备管理用房是车站正常运营 的心脏部位，一旦火灾时不能迅速有效排烟的 话，会影响到其他房间的安全，造成设备区混乱 和人员恐慌。因此，做好设备管理用房区的防排 烟系统是地铁安全运营的关键。 但是，由于设备管理用房小而凌乱，不同房 问的使用功能和火灾性质相差很大，加上地下车 站审问有限、综合管线繁多，给设备管理用房的 防排烟系统设置带来了很大困难。实际设计中一 般将设备管理用房平时的通风空调系统和火灾 时的防排娴系统合设，选择耐高温双速风机或并 驳甲．独排烟风机的方法来满足火灾时的排烟要 求。一螳重要的电气设备房间（如信号设备室、 通信设备室、环控电控室、开关柜室等），为了 提高灭火系统的时效性和可靠性，一般采用气体 灭火系统，气体灭火后的排风由该房间通风空调 系统的排风系统完成。
【１］ＧＢ５００１７－２００３Ａ也铁设计规范［Ｓ］ ［２］ＤＧＪ０８．１０９－２００４．城市轨道交通设计规范（Ｓ］ ［３］罗燕萍．地铁车站防捧烟系统［Ｊ］．制冷空调与电力机械，２００４ （３）：４１－４４ ［４］许志豪．地铁火灾的防火分析［Ｊ］．消防技术与产品信息，２００７
（３）：２６－３２
８结论
８．１地铁车站位于地下，人流密集，疏散条 件有限，一旦发生火灾，会造成很大的人员伤亡 和经济损失，其防排烟系统设计显得尤为重要， 应引起各位同行和相关职能部门的重视。 ８．２一般标准地下车站站厅、站台公共区建 筑面积约在１５００ｍ２左右，如按现行《地铁设计 规范》，站厅、站台都需划分两个防烟分区，中 间用挡烟捶壁分隔。国内已建成地铁车站的防排 烟运行模式大多都是站厅（台）着火时将站厅 （台）两个防烟分区的排烟设备同时开启进行排 烟，这与防火规范防排烟的精神有点矛盾。上海 市地方建设标准《城市轨道交通设计规范》 （ＤＧＪ０８．１０９．２００４）和《城市轨道交通技术规范》 （征求意见稿）中已将公共区防烟分区的划分标 准提高至２０００ｍ２，这对简化防排烟模式和提高 排烟系统的可靠性均有很大意义。 ８．３现行《地铁设计规范》第１９．１．３９条规 定“当排烟设备负担两个防烟分区时，其设备能
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图２典型车站隧道通风原理图
列车在区间隧道内发生火灾时，只要不完全
明，空气中氧含量降至１５％时，人体 肌肉活动能力下降；降至ｌＯ％～１４％时， 人体四肢无力，判断能力低，易迷失方向；降至 ６％～１０％时，人即会晕倒，失去逃生能力；当 空气中含氧量降到５％以下时，人会立即晕倒或 死亡。 （２）人员疏散困难 燃烧产生的烟雾充满地下车站后，人的视觉 能见度降低，无法辨别安全通道和出口的位置， 人行速度减慢，疏散所需的时间随之大大增加。 同时，高温浓烟还会对人的生理、心理造成强烈 的刺激，造成心理恐慌和尽快离开火场的欲望， 在这种环境条件下，人们往往会失去理智，一拥 而上，争先恐后的涌向疏散通道，造成混乱拥挤， 严重影响疏散。再加上地铁火灾时人员从车站向 地面疏散，受热烟雾也从地下往上升腾，与疏散 人流同向，更加增加了疏散难度。 （３）灭火救援困难 由于地铁车站及隧道建筑深埋与地下，直通 地面的出入口数量有限，消防队员没有进行外部 灭火的条件，通过有限的安全通道进入车站时， 往往会与车站向外疏散的人流相对撞，严重影响 进入速度，耽误了最佳的灭火救援时机。再加上 地下空间的屏蔽效应使现有一般的消防无线通
４．１站厅层防排烟系统 站厅层公共区是上、下车乘客的必经之地。 一般标准地下车站站厅公共区的面积约为 １５００ｍ２，按照现行《地铁设计规范》 （ＧＢ５０１５７．２００３）第１９．１．３７条“地下车站站 厅、站台的防火分区应划分防烟分区，每个防烟 分区的建筑面积不宜超过７５０ｍ２，且防烟分区不 得跨越防火分区”的规定，可将站厅公共区以有 效站台中心线为界划分为２个防烟分区，中间用 挡烟垂壁隔断。 当站厅公共区发生火灾时，停止车站空调水 系统运行，关闭站厅、站台送风系统及站台层回 ／排风系统，将站厅层回／排风系统切换到排烟工 况，烟气途径风管（道）经风井排至地面，造成 站厅层负压，使烟气不致扩散到站台层，新风由 出入口进入站厅。
２地铁火灾危险性及其特点
地铁车站和区间隧道深埋于地下，空问封 闭，通道狭长，通风不良，这些客观的物理环境， 加之电气设备故障，管理不善，乘客违章吸烟， 人为恐怖破坏等安全隐患的存在，决定了地铁一 旦发生火灾等事故，事故状况难以控制，疏散、 救援极为困难。与地面建筑相比，地铁火灾的特 点主要表现在以下几个方面： （１）氧含量急剧下降 地铁火灾发生时，由于隧道的相对封闭性， 大量的新鲜空气难以迅速补充， 致使空气中氧气含量急剧下降。有研究表
信设备不能正常使用．扑救人员与地面指挥人员 的信息联络十分困难，亦为消防扑救工作增加了 障碍。
３地铁防排烟系统简介
地铁防排烟系统由车站公共区（站厅、站台） 防排烟系统、车站设备管理用房防排烟系统、车 站车行区防排烟系统和区间隧道防排烟系统组 成。当地铁内发生火灾事故时，地铁防排烟系统 应能有效排除烟气和控制烟气走向，并向乘客、
６区间隧道防排烟系统
区间隧道的通风及防排烟设备一般位于车 站的曲端，系统由隧道风机、电动组合风阀等组 成，通过风机、风阀的转换，区间隧道通风系统 应满足正常、阻塞和火灾工况的使用要求。
７车站车行区防排烟系统
典型车站隧道通风原理图如下：
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二｝｛
妒一潲一一晶一
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４车站公共区防排烟系统
地铁车站公共区由站厅层公共区和站台层 公共区组成。其防排烟系统一般与正常的通风空 调系统合设。 典型车站公共区通风空调（兼排烟）原理图 如下图：
气流，使站台层烟气不致蔓延到站厅。
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工作人员和消防人员提供必要的新风量。 防排烟系统的主要设计标准如下： （１）火灾事故按区间隧道、站厅、站台、 设备及管理用房同一时间只有一处发生火灾考 虑； （２）站厅、站台公共区的排烟量按 ６０ｍ３／ｈ・ｍ２计算，当排烟设备负担两个防烟分区 时，其设备能力应按同时排除两个防烟分区的烟 量配置： （３）站台火灾时，站厅至站台的楼梯、自 动扶梯通道口应有向下不小于１．５ｍ／ｓ的气流速 度； （４）同一防火分区内的设备管理用房的总 面积超过２００ｍ２，或面积大于５０ｍ２且经常有人 停留的单个房间，应设置机械排烟设施，其排烟 量按６０ ｍ３／ｈ－ｍ２计算； （５）车站设备区域室内长度大于２０ｍ的内 走道、连续长度大于６０ｍ的出入口通道和地下 通道应设机械排烟设施。排烟口距最不利排烟点 不超过３０ｍ； （６）区间隧道火灾按单洞区间隧道断面的 排烟风速２～１ ｌｍ／ｓ计算排烟量； （７）地下车站排烟风机应在２５０℃条件下 连续运行ｌｈ；区间隧道排烟风机在１５０℃条件下 连续运行ｌｈ；车行区排热风机应在２５０℃条件下 连续运行１ｈ。烟气流经的风阀、消声器等辅助 设备的耐温标准与风机相同。
丧失动力，应尽量将列车开行至前方车站，按车 行区火灾的模式进行排烟和疏散。若列车丧失动 力滞留在区间隧道内时，则需要根据列车的着火 部位，采用纵向通风的防排烟模式来保证绝大多 数乘客的疏散路径处于新风区，根据着火的位置 不同，有以下几种防排烟模式： ６．１列车前部火灾 列车前部发生火灾时，为保证大多数乘客的 安全，应组织乘客向列车尾部侧车站疏散。同时， 区间隧道通风系统迅速动作，列车尾部侧车站的 隧道风机送风，列车头部侧车站的隧道风机排 风，使区间形成２～１ ｌｍ／ｓ的气流速度，乘客迎 着新风方向疏散。 ６．２列车尾部火灾 列车尾部火灾时乘客的疏散方向、防排烟 系统的运作模式等与列车前部火灾反向。 ６．３其他 列车中部火灾时，不管防排烟设备如何动 作，总有一部分乘客处于非新风区，此时对事故 救援和人员疏散最为不利，此问题一直是现行的 隧道通风系统无法解决的。２００６年版的《中国 消防手册》建议列车中部火灾和列车火灾部位不 明确时的疏散路径、防排烟设备运行模式同列车 前部火灾模式。
