蘇州站大型交通樞紐工程消防設(shè)計.doc

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　　 摘要：通過對蘇州火車站大型交通樞紐換乘中心的消防設(shè)計分析，探索大型空間交通建筑消防設(shè)計 　　 關(guān)鍵詞：消防；人員疏散；大空間性能化防火設(shè)計；大型交通樞紐 　　1 引言 　　 新蘇州火車站南臨北環(huán)路及護城河，北依平江新城，東西兩側(cè)分別是人民路和廣濟路，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)計結(jié)合蘇州古城風(fēng)貌，表達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，是蘇州市的標志性城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目。 　　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號線站廳層、國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；地下二層是地鐵2號線站臺層和4號線的站廳層；地下三層是地鐵4號線的站臺層以及設(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)機房。 　　 　　 旅客流向設(shè)計為上進下出的形式，由高架進站，自地下出站，使得地鐵、國鐵的換乘人流均可以方便快捷地到達各功能區(qū)域。國鐵旅客下至地下層出站通道，檢票后到達南、北出站廳前往南北廣場地下的出租車載客區(qū)和地下社會車場，也可通過自動樓扶梯下至地鐵站廳層換乘2、4號地鐵。（圖3） 　　 　　3 車站消防設(shè)計 　　3.1 總平面消防設(shè)計 　　 在南北廣場的靠近建筑外墻范圍和站內(nèi)的南北兩個基本站臺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。同時消防車也可以由高架車道直達北站房的二層進站廣廳。附屬建筑與主體建筑以院落的方式自然斷開，實際距離>9m，滿足規(guī)范要求。 　　3.2 平面布局消防設(shè)計 　　 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，建筑耐火等級為一級。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防火門和3h特種復(fù)合防火卷簾。地下一層地鐵的進站口和付費區(qū)采用防火卷簾與國鐵區(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 　　 對于交通建筑而言，旅客最高聚集人數(shù)是消防設(shè)計的重要依據(jù)，盡可能準確地預(yù)測建筑物內(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)對疏散人數(shù)進行統(tǒng)計，候車室總計5519座，具體疏散寬度的計算結(jié)果如下： 　　 地下出站通道總寬度為20m，通過5個出站樓梯與室外站臺連通，按每0.90m每小時通行1400人計（城市道路交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范第5.3.2條），每小時通行能力31100人。由于地下中央通廊位于兩個地下出站通道之間，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)和濕式自動噴水滅火系統(tǒng)，候車室及進站大廳凈高大于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器及微型自動掃描滅火裝置相結(jié)合的自動報警及滅火系統(tǒng)，對被保護空間進行全方位立體防護。射水流量 5 L/s，系統(tǒng)最不利點工作壓力 0.4 Mpa，保護半徑15m，安裝高度6~20m。設(shè)計同時開啟的自動滅火裝置數(shù)量為9個，系統(tǒng)設(shè)計流量為45 L/s，火災(zāi)延續(xù)時間為1h。 　　3.5防排煙系統(tǒng)設(shè)計 　　在地下防煙樓梯間及其前室共設(shè)置六個加壓送風(fēng)系統(tǒng)；地下一層設(shè)兩個排煙系統(tǒng)，其余大空間采用電動排煙窗，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)自動報警系統(tǒng) 　　 消防控制室設(shè)在北站房一層入口處，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)采用集中報警系統(tǒng)。走廊、休息廳、餐廳、辦公、樓梯間、機房、庫房等場所均設(shè)置感煙探測器，二層商業(yè)及軟席候車室采用空氣采樣早期煙霧報警探測器，二層中央通廊的高大空間設(shè)置雙波段探測器，在客運機房設(shè)置感煙、感溫雙路探測器；各層疏散樓梯出口等位置設(shè)有手動報警按鈕，消防控制室設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急廣播機柜。 　　4 消防設(shè)計存在的問題 　　 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)代化快捷換乘運營模式，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)計中是否能視為準安全區(qū)域；高架候車廳人員數(shù)量較多，火災(zāi)負荷較大，其防火分區(qū)、疏散距離、疏散寬度均超過規(guī)范要求，如何對于人員疏散進行全面評估及分析，確保人員安全疏散；位于站房中央通廊下方的地鐵2號線、4號線的站臺、站廳層與中央通廊有較多聯(lián)系開口，且地鐵4號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鐵的中央通廊，這些開口對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)計上存在的諸多不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的地方，需要運用性能化消防設(shè)計方法進行分析論證，確認其消防安全可否達到規(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，其中停車場延伸至廣場地下。中央通廊防火分區(qū)面積、疏散距離超限，在消防設(shè)計中可否視為安全區(qū)域。（圖4） 　　 　　 分析建筑物的火災(zāi)危險性首先需要弄清有關(guān)建筑的結(jié)構(gòu)特點，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、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)計等，進而需要識別該建筑物的重大火災(zāi)危險源，或者說應(yīng)當按可能出現(xiàn)的最危險狀況進行分析，這樣就可以保證在任何情況下發(fā)生的災(zāi)害性結(jié)果都不會超過評估中考慮的結(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)備用房內(nèi)的電氣設(shè)備等。其中，屏幕、指示牌等物品可經(jīng)過處理達到一定的阻燃性能，行李唯一無法控制的重要火災(zāi)危險源。 　　 當?shù)叵乱粚又醒胪ɡ劝l(fā)生火災(zāi)后，人員從兩側(cè)疏散門進入相應(yīng)的出站通道，人員再通過出站通道向站臺層半室外空間疏散。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，地下北廣場有一個下沉廣場能夠連通室外地面，其面積約2600米，該區(qū)域也可視為準安全區(qū)域。通過對這些區(qū)域采用不燃材料裝飾，設(shè)置噴淋、火災(zāi)自動報警、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，國家消防工程技術(shù)研究中心安全評估咨詢部著重通過對設(shè)定火災(zāi)場景進行火災(zāi)模擬計算分析，通過對火災(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，通過不同火災(zāi)場景的分析，確定人員可以利用的疏散時間時，以遠離火源的疏散出口附近區(qū)域的各項參數(shù)為依據(jù)加以確定。通過實驗數(shù)據(jù)，獲得以下結(jié)論：當中央通廊發(fā)生火災(zāi)時，在模擬時間內(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間在20min 內(nèi)就可視為安全的。通過人員安全疏散的計算分析知道，當本建筑中央通廊發(fā)生火災(zāi)時，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)煙氣流動預(yù)測分析知道，中央通廊旅客行李發(fā)生火災(zāi)時，20min 內(nèi)遠離火源區(qū)域的火災(zāi)環(huán)境沒有達到影響人員安全疏散的極限值，人員能夠在危險來臨之前疏散完畢，經(jīng)計算分析中央通廊可視為準安全區(qū)。 　　 4.2 高架候車大廳能否視為一個防火分區(qū) 　　 二層高架候車廳縱跨站臺上方，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18400平方米（圖5）。進站廣廳、高架候車廳，人員數(shù)量較多，火災(zāi)負荷較大，尤其北進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，進站廣廳、高架候車廳能否視為一個防火分區(qū)。 　　 　　 高架層候車大廳面積較大，設(shè)計中采用防火隔離帶的方法進行分隔（圖2.3）。兩側(cè)候車室與站臺開孔處分隔玻璃均應(yīng)采用耐火極限時間為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)域采用耐火極限時間為1h 的A級的隔墻材料分隔，對于防火玻璃應(yīng)開式側(cè)向噴頭在受火面一側(cè)進行保護，并確保證火災(zāi)發(fā)生時聯(lián)動打開，水能均勻噴灑在受護的防火玻璃上。共享大廳空間高大且通透，便于及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，易于將火災(zāi)控制在初期階段。對于火災(zāi)危險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)機房則采用獨立防火單元（2.0h 隔墻、1.5h樓板）的形式進行分隔，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)計概念進行設(shè)計，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)置自動滅火系統(tǒng)和點型感煙探測系統(tǒng)以控制火災(zāi)規(guī)模，面積大于100m2的商業(yè)用房，設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。如有無蓋移動商攤則按“燃料島”設(shè)計，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、，以有效阻止火勢蔓延至相鄰區(qū)域認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號線、4號線的換乘區(qū)域，軌道站臺、站廳層與中央通廊有較多聯(lián)系開口，其中4號線的3、4疏散出口也開向中央通廊，這些開口對中央通廊內(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)不會對中央通廊構(gòu)成威脅，確保人員安全疏散。 　　 　　 2號線站廳層與南北聯(lián)系通道之間采用防火卷簾進行分隔，防止2號線站廳層的火災(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號線與南北聯(lián)系通道相連的區(qū)域為3、4號出入口，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)的危險性。基于出入口處的低火災(zāi)危險性，4號線的3、4號出入口直接與南北聯(lián)系通道相連，不做防火分隔。同時，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)采用防火墻和甲級防火門進行嚴格分隔，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號線和4號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，不會蔓延到另外一條線；車站公共區(qū)站臺和站廳之間不進行防火分隔，但通過排煙在樓扶梯形成的下行補風(fēng)，控制火災(zāi)在站臺和站廳之間蔓延；通過以上措施，將起火范圍控制在起火站廳或者站臺范圍之內(nèi)，同時軌道區(qū)域采取相應(yīng)的防排煙技術(shù)策略，并在4號線-1F與南北聯(lián)系通道相通的3、4號出入口區(qū)域設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，防止該區(qū)域起火煙氣進入南北聯(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，國家消防安全評估人員從保守不利的角度出發(fā)，設(shè)置多個火災(zāi)場景，采用火災(zāi)專用模擬軟件FDS進行量化模擬分析煙氣流動蔓延情況，采用疏散模擬軟件STEPS對蘇州軌道交通火車站站4號線部分和中央通廊進行了整體疏散模擬，得出軌道起火對中央通廊影響較小，人員可用安全疏散時間ASET大于所需安全疏散時間RSET，人員可以實現(xiàn)安全疏散。經(jīng)專家評定，軌道線開口對中央通廊的火災(zāi)危險性影響較低，能夠有效的防止煙氣相互蔓延，火車站站4號線能夠通過通過南北聯(lián)系通道實現(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)計中，防火分區(qū)劃分的指導(dǎo)思想如下： 　　 按使用功能進行性能化分區(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)置明顯標志，座椅采用不燃材料； 　　 對于存在火災(zāi)危險性的特殊部位加強防護措施，設(shè)置獨立的防火單元； 　　 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”概念進行設(shè)計； 　　 在國家消防工程技術(shù)研究中心安全評估咨詢部及專家們的幫助下，蘇州站消防設(shè)計中建筑功能著手，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)潛在危險性，對今后類似大型交通樞紐的消防設(shè)計具有啟發(fā)意義。