大型轨道交通枢纽消防安全研究
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摘 要：随着经济发展、城市化进程加快，交通需求和有限土地资源制约城市发展，铁路、航空、公路等多种交通运输工具之间联运需求增强，作为交通换乘中心的综合交通枢纽、消防安全成为城市发展的核心。
关键词：轨道交通；枢纽工程；火灾；消防安全
中图分类号：U298.4 文献标识码：B 文章编号：1008-4428（2012）11-85 -03
大型轨道交通枢纽工程规模庞大，且枢纽内的轨道交通多位于地下空间，功能复杂，人员高度密集，对灾害情况，特别是火灾工况下的防灾、疏散及救援要求极高，而相应的规范和标准特别是地铁行业消防方面的规范标准滞后，同时，随着以交通功能为主的超大型地下空间开发格局形成，地铁车站与周边各种规模、不同形式的商业开发联系愈发密切，如何确定消防尺度标准，直接影响今后枢纽建筑的设计方向，所以轨道交通枢纽的消防安全日益受到关注。
一、轨道交通枢纽消防安全研究采用的方法
为了使轨道交通枢纽工程的消防系统安全可靠且经济合理，针对交通枢纽工程存在的消防问题，运用消防安全工程学原理，对人流安全疏散、防火分隔等方面进行全面的分析，提出更适宜的、安全可靠、行之有效的解决方案和措施。
（一）消防安全工程学
消防安全工程学研究内容包括火灾现象、人在火灾中的行为、消防系统对火的反应、消防安全设计与评估等许多方面。目前，国外消防安全工程学的研究主要集中在以下几个方面：火灾的发生和发展、燃烧物的产生与传播特性、火灾烟气流动特性、火灾中人的行为与疏散模型等。
（二）消防性能化
性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法，它运用消防安全工程学的原理与方法，根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况，由设计者根据建筑的各个不同空间、功能及其他相关条件，通过采取一系列防火措施，进行适当的安全疏散设施的设置、设计，以提供合理的疏散方法和其他安全防护方法，保证建筑中的所有人员在紧急情况下迅速疏散，或提供其他方法以保证人员具有足够的安全度。
二、大型轨道交通枢纽地下工程火灾分析
对于地下空间，尤其是人员密集程度高、地下规模大、深度又深的大型轨道交通工程，消防安全是至关重要的问题。
（一）轨道交通枢纽地下工程火灾特点
1、疏散困难
2、扑救难度大
3、通讯系统容易瘫痪
（二）火灾事故原因分析
1、管理方面的原因。管理上的疏漏是造成火灾等其他事故的主要原因。
2、列车以及地下空间装饰材料的因素。
3、人的因素。人的因素是造成大多数事故发生的最主要原因。人的行为加上物的不安全状态导致了危险的出现，而危险会不会最终演变成为事故，是取决于人面对危险所采取措施的正确与否。
（三）城市地下交通枢纽工程与地面建筑不同，这是由地下建筑的特点及其火灾特点所决定的，其主要特点为：
1、交通枢纽通常是由地上以及地下多层建筑组成，只有室内空间，而且其空间连续性强，防火困难。
2、受地面条件所限，地下工程的出入口较少，一旦发生火灾，出入口还必须具有排烟、散热、人员疏散和消防队员扑救的入口的功能。
3、一旦发生火灾，所产生的浓烟和热浪充积地下空间，同时可能产生大量有毒的气体、浓烟或因停电造成一片黑暗，对遇险人员的安全疏散和消防员的抢险救生与火灾扑救带来很大困难，造成生命财产巨大损失。
三、火灾中人的心理行为分析
建筑安全疏散设计与许多因素相关联，如建筑的类型和功能，人员的组成和特性，人员密度及分布情况等等。研究人在火灾中的心理行为，可以将其应用于建筑消防设计，使设计更贴近人在火灾中的规律特点。与此同时，建筑设计和主动、被动的消防安全措施都能够对火灾中人的行为产生显著的影响，而对这个领域的研究成果可以用来减少危险，增强系统的可靠性。
例如针对人员在火灾中表现出的趋光的特点，在建筑设计中应予以考虑。有的建筑设计师仅单纯从建筑本身美观为出发点，在地下结构顶板设置天井，但开设天井的位置没有考虑人员疏散的趋光性，天井的下方可能并未通向安全出口，这样的设计对安全疏散是极为不利的。因此建筑设计首先应注意空间与照明等的导向，标志与文字的引导固然也很重要，但从紧急状态时人员的心理与行为来看，对空间、照明、音响等的设计需予以高度重视。
四、轨道交通枢纽工程建筑防火存在的主要问题
（一）建筑功能与防火分区的矛盾
建筑设计中通常采用的防火分隔措施主要有：防火墙、防火门进行物理分隔；防火卷帘，平时开启，火灾时通过自动控制或手动控制关闭。这些传统方法在实际工程中都有应用，对于普通建筑效果良好。
但目前建设的轨道交通枢纽工程多为大面积、高大、开放式的流动空间，建筑功能需要无论是平面还是竖向交通流线保证通畅，这使得按照传统的防火分区方法无法同时满足使用功能要求，例如大面积地使用防火卷帘。
（二）枢纽运营配套商业设施的设置与规范的矛盾
随着运营服务水平的提高，交通枢纽工程不可避免地要分散或集中设置一些商业设施以方便乘客出行，但是这些商业设施会给人流密集的枢纽带来更大的火灾风险。对于轨道交通地下工程，根据现行国家标准《地铁设计规范》（GB50157-2003）第19.1.3条的规定：“地下车站站厅乘客疏散区、站台及疏散通道内不得设置商业场所……”
（三）枢纽换乘空间建筑功能复杂
交通枢纽是集多种交通方式于一体的建筑，内部换乘功能复杂，即使在正常运营状态下，人们还需要标识导向系统的引导，更何况是在火灾疏散状态下，可见复杂的建筑空间加大了人员疏散的难度。
五、大型交通枢纽工程建筑消防安全策略
（一）规划上做好地面设施的设置和预留控制
地面出入口是地下空间与地面空间的主要联系通道，在地下空间人流集散与安全保障上有着重要的作用，只有合理的设置和预留地下空间的地面出入口，才有利于地下空间的开发建设，保证城市空间拓展的可持续性，使地下空间资源能得到有效的利用，而且随着城市发展，地面空间的密度增加，对于地面出入口的预留就更显重要。
（二）结合下沉式广场的设置统筹考虑消防安全措施
大规模地下空间，由于疏散距离长、烟的走向和人的逃离方向可能一致，人们很难迅速脱离危险。因此，需要设置安全的人员避难及疏散场地，而在地下空间内如何设置避难场地、如何解决避难场地与整个城市地下空间开发的矛盾一直较为棘手。在避难场地的设置上，建议结合火焰与烟气具有向上蔓延的方向性，设置下沉式空间，也可设置采光的中庭广场或开敞式的下沉广场。
一方面在灾难发生时，采光顶是天然的大坐标，增强了人们的方向感便于人员的疏散，另一方面下沉式广场的采光顶便于内部热烟气的排出及室外新鲜空气的进入，同时也极大地方便了消防人员和消防设施的进入。另外，适当设置可采光的下沉广场，还可丰富建筑空间效果，满足客流的心理感受。
（三）设置适应大规模地下空间的疏散通道
在地下建筑设计中，应创造一个易于识别、具有引导方向特点的室内布局。尽可能在室内外环境间提供视觉上的联系，以加强方向感，并强调标识应急出口。
（四）加强对适应地下空间消防救援设备研发力度及相关问题的深入研究
1、研究更适合地下建筑的自动报警设备。
2、研发能帮助人们疏散及灭火救援的烟雾浓度监测系统。
3、研发适合地下空间的低耗水量灭火系统。
4、加强对大型地下空间运营管理模式的研究，特别是消防救援运营管理的研究。
（五）建筑设计更加充分地考虑平面布置、出入口数量及宽度等
建筑平面中应考虑设置救援专用通道或者方便紧急救援的途径。
对于枢纽地下商业防火分区面积超过规范相关规定的，建筑设计可考虑采用在该分区内设置安全通道并加设疏散前室的策略，并辅以正压送风。与周围环境充分结合，设置充分的安全疏散出口以满足大型交通枢纽内人员的疏散需要。
（六）充分考虑环境因素以及人流的行为因素
在紧急事件发生时，建筑设计还应考虑环境因素，包括建筑物内乘客的潜在影响。
（七）研究制定消防扑救路线
设计应与消防部门配合共同完成枢纽工程安全、快捷的消防扑救路线。
（八）有效的防火、防烟分隔以及不燃材料的应用
目前我国地下建筑最深已达十几层，这对火灾的扑救和人员疏散是不利的。为了防止地铁火灾的蔓延扩大，除进行有效的防火、防烟分区外，还应加强工程材料的不燃化。
（九）设置现代化的防灾指挥中心
大型交通枢纽设置了报警系统、通信系统、导向疏散系统、防排烟系统等，以便在火灾等灾害发生时，确保乘客的安全。为了监视控制这些防灾设备系统使之能有机的结合和有效的工作，枢纽必须设置防灾指挥中心。防灾指挥中心是管理支配防灾设备的场所，对火灾控制设备起着监视控制的作用，当地下车站或隧道内万一发生火灾等情况时，使这些设备能够迅速、可靠地引导乘客疏散和进行灭火工作。
总之，建筑消防安全研究已成为大型交通枢纽工程消防设计发展的必然趋势，它的发展将大大促进消防安全设计的科学化、合理化和成本效益的最优化，并将产生十分重大的社会效益和经济效益，同时有利于建筑设计的创造性和灵活性，有利于新材料、新工艺的运用，有利于建筑消防设施的优化设计、提高建筑物的消防安全水平。
对大型交通枢纽建筑消防安全的深入研究是我国大力发展交通设施建设的必备技术条件与储备，只有对其有高水平的研究成果，才能使我国建成功能更加完善、水平更加先进的枢纽工程。
参考文献：
[1]GB50016-2006，建筑设计防火规范[S].
[2]GB50157-2003，地铁设计规范[S].
[3]GB50045-95（2005），高层民用建筑设计防火规范[S].
[4]杨立新.加强地铁车站防火灾设计措施的研究[J].铁道工程学报，2007，（06）.
作者简介：
戴丽君，南京铁道职业技术学院讲师、工程师，主要从事铁道供电教育工作。