特殊消防设计在大型高铁车站设计中的运用

宋京京，毕南妮，王建伟，雷 洋

（1.唐山工业职业技术学院，河北 唐山 063299;2. 太原铁公安局路局秦皇岛公安处消防支队，河北 秦皇岛 066000）

随着人们出行方式地极大改变，中国高铁站建设正在高速发展，作为人员高度集中的聚集场所，在消防安全方面也面临着前所未有的压力和挑战[1]。大型场所常常人员密集，大型建筑火灾的发生，将给国家、人民财产带来极大的损失，大型单体建筑的防火设计至关重要。

1 工程概况

本文研究对象是大同至张家口客运专线某站，该车站为高架式候车站房，建筑面积为39 990m2，东西长约182m，南北宽约37m，南北总长约185m，建筑高度为 33.3m。站房主体主要分为3层，局部设有夹层，分别为广场层、站台层和高架层。该站房最高聚集人数3 000人，高峰小时发送量为3 288 人，属大型铁路旅客车站。站房站台层南、北进站厅和高架层及其旅客候车区上下贯通为一大空间区域，该空间具有平面面积大、建筑空间高、公共空间相互连通等特点，内部交通流线设计满足乘客在站内的安全性、连续性、便捷性和舒适性的需求。站房平面和空间相互连通、难以分隔的建筑特点，使得现行建筑消防规范不能涵盖这些特殊空间，从而为该高铁站的消防安全带来隐患。

2 消防设计难点

由于站台层南、北两侧进站厅与高架层候车厅及高架夹层空间贯通，该防火分区面积为 24 991m2，作为一个扩大的防火分区，不能满足《铁路工程设计防火规范》规定的“铁路旅客车站候车区及集散厅防火分区面积不应大于 10 000m2的要求”[2]，如图1所示，存在安全隐患；

图1 高架层扩大防火分区图

其次由于本工程高架层候车厅最远疏散距离约为 51m，不能满足 《铁路工程设计防火规范》中“室内任意一点至最近疏散门或安全出口的直线距离不大于30m”的规定，如图2所示，需要进行特殊安全设计。

图2 高架层疏散距离超规范要求的区域图

因此，这需要采用消防安全工程学的原理和方法进行消防安全性分析，通过特殊消防设计，制定基于性能要求的对策；如果不进行特殊消防设计，就无法为使用者提供安全保障，为消防人员提供消防条件并保障其生命安全，无法有效控制火势，减少财产损失，势必会对铁路运营造成干扰。

3 解决措施

3.1 基本设计原则

在站台层南、北两侧进站厅与高架夹层及候车厅组成的防火分区内合理划分防火控制分区，并在分区间设置必要的防火分隔措施[3]；控制大空间的内装修材料与可燃物荷载，对高火灾荷载区域采取防火单元、防火舱和燃料岛的方式处理；全面设置自动灭火系统，保证疏散人员尽早获知火灾信息，设置疏散引导系统，合理引导疏散人员进行疏散；设置应急照明系统与防排烟设施，保证疏散路径安全。

3.2 具体设计措施

3.2.1 防火隔离

1）设置防火隔离带将候车区划分为若干个防火控制分区，每个防火控制分区的面积不大于 5 000m2，候车区座椅所在的控制分区之间采用宽度不小于6.0m 的隔离带进行分隔。在防火隔离带上张贴明显标志物，严禁占用，防火隔离带上原则上不允许设置任何固定可燃物荷载。2）餐饮店铺厨房及热加工区采取无明火作业，按防火单元设计，面积不超过100m2，商业设施与公共区之间的防火分隔构件采用 C 类防火玻璃墙时，在防火单元内侧设置水幕系统进行保护。3）安全疏散出口周围5m范围内不布置开敞的商业设施和按防火单元封闭的零售、餐饮店铺的门洞。4）对大空间区域固定设施和内装修材料进行限制，公共空间内装修设计严格执行《建筑内部装修设计防火规范》。5）普通候车区座椅主体框架采用不燃材料；其他固定设施限制可燃材料的使用，并采用可靠的自动灭火系统对高火灾荷载区域进行保护。

3.2.2 疏散设计

1）高架层人员可通过封闭楼梯间直接疏散到室外，或者通过疏散楼梯向站台层进站厅疏散，然后疏散到室外，或者通过敞开楼梯向站台区域疏散。封闭楼梯间出口采取消防联动，火灾状态下处于开启状态。2）进站闸机和控制门应具有消防联动开启功能。闸机或控制门两侧设置活动式栅栏或疏散平开门，严禁落锁，火灾时应处于可开启状态。3）地面设置明显的疏散指示标志。4）设置一定数量具有消防电源保障功能的垂直电梯。

4 模拟分析计算

发生火灾后的人员疏散安全是建筑防火设计中最重要的指标之一，检验建筑防火设计是否满足人员安全疏散要求，重点要模拟发生火灾时防火设计的各系统是否能够为建筑中的所有人员疏散到安全地点提供足够的时间，使所有人员免于火灾的危害[4]。在结合了特殊消防设计方案以及车站火灾危险性的基础上，进行了火灾场景的模拟设置，本工程需要进行特殊消防设计的区域为广场层出站地道和出站厅、站台层进站厅，及高架层、高架夹层的公共区域。铁路车站公共区域的可燃荷载主要为旅客携带的行李、候车区座椅、旅客服务设施等，同时还应考虑车站在使用中在候车区增加的小型商业网点，所售卖物品的纸质包装箱，包括一些商品本身都是可燃物，且存放比较集中，发生火灾后这些可燃物都会被引燃，加速火灾横向蔓延速度和烟气的纵向蔓延。综上所述，高铁车站火灾场景主要有：1)行李火灾；2)座椅火灾；3)商铺火灾；4)餐饮火灾；5)商摊火灾。

表1 人员疏散安全性判断表

对人员疏散行动时间的模拟分析采用的分析工具是Pathfinder人员疏散商用软件，通过综合对比分析，结果如表1所示。

通过对各区域多种火灾场景的模拟分析结果可以看出，各火灾场景人员可用疏散时间（ASET）均大于人员实际所需疏散时间（RSET），人员安全疏散可以得到充分保证。

5 结语

随着未来会有更多的高铁车站投入使用，在大型高铁车站消防设计中要结合当地经济发展需要和市政规划，发挥特殊消防设计优势，在建筑设计防火规范范围之外，寻求保障人身财产安全和铁路生产运输的有效手段，确保消防安全。