摘　要：以某高铁站出站厅为例，针对高铁站内大空间出站层用作地铁站人员疏散通道的消防设计方案展开研究。结合建筑特点，提出将人员疏散“准安全区”概念用于大空间出站层的方法，将出站层作为一个防火分区设计，出站厅和出站通道划分为不同的防烟分区，其中出站厅利用上站台楼梯口自然排烟，出站通道采用机械排烟的设计方法可以满足人员安全疏散的要求，但是必须保证出站通道机械排烟的有效性。

关键词：高铁站；地铁站；出站层；准安全区；大空间建筑

 

      城市用地的紧张以及乘客换乘效率的需求使得现代客运交通由单一封闭的客运方式逐渐转变为各种交通工具分工协作的模式，旅客客运站也从服务于一种交通工具转变成集多种交通工具于一身的综合转换站。目前，高速铁路因其输送能力大、速度快、舒适方便等优点得到大力发展，随着京津城际铁路、武广高速铁路、郑西高速铁路、沪宁城际高速铁路等相继开通运营，中国高铁正引领世界高铁的发展。与此同时，城际高速铁路与城市地铁之间的衔接换乘模式造就了面积较大、垂直高度较深的大体量综合换乘车站的出现。

      高铁与地铁衔接换乘车站在方便换乘的同时，也为建筑的消防设计带来了诸多困难，如大面积空间的防火分隔问题以及不同使用功能的公共空间人员流向问题。吴凤等针对交通枢纽内防火分区面积过大、安全疏散距离过长等设计问题提出“准安全区”的概念；夏令操等也提出可在交通枢纽建筑中设置“准安全区”缓解人员疏散的压力；肖春花等对城市综合交通枢纽内消防“准安全区”的设置原则和评估流程进行了比较系统的研究，提出采用自然排烟的大空间建筑作为人员疏散“准安全区”设计的判定和评估条件。以上研究都是基于同一功能设计建筑提出的，而目前高铁站与地铁站一般按功能不同分属于两个设计单位，其建筑交叉部位以及两者之间的相互影响尚待研究。    

 

      某车站站房用地范围内车站建筑部分为地上二层、地下三层，局部设夹层。其中地面层为高铁站台层，地上二层为高铁站高架候车层和进站广厅，地下一层为高铁出站层，布置出站区和综合换乘通道。地下二层为地铁换乘站站厅，地下三层为地铁站台。地下一层和地上（高铁部分）以及地下二、三层（地铁部分）分别由不同的设计单位设计，工程结构示意图如图１所示。

      笔者旨在对高铁与地铁相邻的地下一层出站层进行研究，分析两部分相互影响下消防设计的思路，因此仅对高铁出站层进行详细说明。出站层层高１０．８ｍ，总建筑面积２１　８３７．１３ｍ^２，其中出站厅及出站通道８　１８０．２９ｍ^２，旅客服务用房２　８５５．６９ｍ^２，售票用房１　５７６．０７ｍ^２，设备用房４　０３４．４７ｍ^２，出站厅到站台楼梯面积３　３００ｍ^２，其他设施１　８９０．６１ｍ^２，如图２所示。

      由于功能需要，出站层划分为一个防火分区，防火分区面积超出现有规范的规定。出站层中部换乘通道及出站厅利用通向站台的通道和楼梯进行疏散，疏散宽度满足规范要求，但是由于出站换乘通道面积较大，导致出站厅内部分区域疏散距离超出规范要求，如图３所示。

      此外，高铁出站层位于地铁站厅的上部，地铁内的人员需通过该层出站通道到达室外。当地铁发生火灾时，地铁内人员的疏散安全依赖于高铁出站层的安全程度。

 

      鉴于高铁出站层自身防火分区较大、疏散距离较长以及地铁站内人员安全完全依靠高铁出站层的安全程度，考虑将高铁出站层作为人员疏散的“准安全区”设计，该方案不仅能保障高铁出站层自身的消防安全，同时可为地铁站人员疏散提供一个相对安全的缓冲区域，可以有效延长人员疏散时间。

      “准安全区”要求出站层的出站厅和出站通道等公共区域内不设置固定可燃物。考虑该案例的实际情况，采用到顶隔断的方式将出站厅和出站通道分别设置为两个防烟分区，分别考虑排烟设计。

      当出站厅内发生火灾时，可利用出站厅侧上站台的通道与楼梯进行自然排烟。出站厅采用上站台楼梯进行自然排烟，上站台楼梯同时也是人员疏散楼梯，导致火灾烟气与人员疏散同向。疏散楼梯越接近站台平面，人员与顶部烟气之间的距离就越近，危险性就越大。因此，出站层至站台层的楼梯上空开口边缘至楼梯踏步的垂直距离需保证烟气不会影响人员疏散。出站层上站台的楼梯高约１０ｍ，考虑人员高度２ｍ，人员上部预留３ｍ高的排烟空间，则有盖楼梯的高度不能超过５ｍ，于是得出：出站层上站台层楼梯顶部开口沿楼梯下行方向的尺寸不能小于楼梯进深的一半，以保证人员在疏散过程中不受顶部烟气的影响。

      中央换乘通廊不具备自然排烟条件，建议设置机械排烟，可利用东西方向结构梁作为防烟分隔划分防烟分区，单个防烟分区面积不大于２　０００ｍ^２，计算得单个防烟分区最小机械排烟量为６２　７２９ｍ^３／ｈ，排烟口距防烟分区最远点水平距离不应大于３０ｍ，设置机械补风，补风量不应小于排烟量的５０％。

 

      笔者采用的安全判据为：人员必需安全疏散时 间ＲＳＥＴ小于可用安全疏散时间ＡＳＥＴ；烟气对出站层人员安全造成影响的危险临界时间不小于１　８００ｓ。

      为了验证该方案的安全性，对高铁出站层设计不同工况的火灾场景和疏散场景，并进行安全性分析。

      火源设计为行李火，火灾规模按照ＮＦＰＡ实验数据并考虑一定的安全系数，取为１．５ ＭＷ。具体场景设置如表１所示，对应的疏散场景设置如表２所示。

      两列动车组同时到站后，列车乘客全部下车并进入出站厅的人员数量为２　５６０人（动车组定员为１　２８０人／辆），考虑出站层工作人员及接亲友人员占火车出站总人数的３０％，则出站总人数为３　３２８人。

      地铁站内的人员需进入出站层的换乘通道，然后再由出站层疏散至室外。因此，出站层人员需要考虑地铁高峰客流时的人员数量，参考相关资料，该地铁站的总高峰客流约为５６３４人。则出站厅和出站通道的总人数为５　６３４＋３　３２８＝８　９６２人。

      采用烟气模拟软件ＦＤＳ和人员疏散模拟软件Ｐａｔｈ－ｆｉｎｄｅｒ分别对设计火灾场景和人员疏散场景进行模拟计算，所得结果对比如表３所示。

      从以上结果可以看出，三个场景下人员疏散的可用安全疏散时间ＡＳＥＴ均大于必需安全疏散时间ＲＳＥＴ，且有较大的安全余量；场景１和场景２的危险临界时间大于１　８００ｓ，但场景３的危险临界时间未达到１　８００ｓ。因此，要使该消防解决方案能有效保障出站层内的人员安全，必须保证出站通道内机械排烟的有效性。

 

      对于高铁站与地铁站零换乘衔接的多功能车站，可充分利用高铁站出站层为高大空间的优势，将与地铁站相连的高铁出站层作为人员疏散的“准安全区”设计，在满足高铁出站层自身火灾安全的同时，也为地铁站人员疏散提供了解决方案。笔者采用具体案例对某高铁出站层用作“准安全区”设计的火灾安全性进行了计算分析，验证了方案的可行性，可为类似工程案例提供借鉴。

 

［１］覃力，严建伟．交通建筑的发展趋势及其模式的演变［Ｊ］．建筑学报，１９９５，４２（１０）：３６－３８．

［２］张海波．高速铁路与城市地铁的衔接换乘［Ｊ］．交通标准化，２００６，（１１）：１５１－１５３．

［３］吴凤，邓军，沈奕辉．浅谈大型地下商场安全岛的设置［Ｊ］．中国安全科学学报，２００４，１４（８）：７１－７４．

［４］夏令操，朱江，刘文利．大型民用机场航站楼建筑消防设计理念与实践［Ｊ］．建筑科学，２０１０，２６（１１）：９５－９９．

［５］肖春花，姚斌，刘跃红，等．城市综合交通枢纽内消防“准安全区”设置原则和评估流程研究［Ｊ］．火灾科学，２０１０，１９（４）：１９８－２０４．

［６］ＧＢ　５００１６－２００６，建筑设计防火规范［Ｓ］．

［７］ＴＢ　１００６３－２００７，铁路工程设计防火规范［Ｓ］．

［８］ＮＦＰＡ　９２Ｂ，Ｇｕｉｄｅ　ｆｏｒ　ｓｍｏｋｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｉｎ　ｍａｌｌｓ，ａｔｒｉａａｎｄ　ｌａｒｇｅ　ａｒｅａｓ［Ｓ］．

［９］Ｋｅｖｉｎ　Ｍ，Ｂｒｙａｎ　Ｋ．Ｆｉｒｅ　ｄｙｎａｍｉｃｓ　ｓｉｍｕｌａｔｏｒ（Ｖｅｒｓｉｏｎ５）ｕｓｅｒ＇ｓｇｕｉｄｅ［Ｍ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ：Ｕ．Ｓ．Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｏｆｆｉｃｅ，２００７．