摘  要: 依据性能化设计的思想，以某地铁站厅层商场为例，分析了站厅层人员疏散过程，利用火灾场模拟软件 FDS和疏散模拟软件 BuildingExodus 对烟气运动和人员逃生进行模拟，对超长疏散通道内人员疏散的安全性进行探讨，发现在疏散通道防火门开启、关闭时人员均能实现安全疏散。

关键词: 地铁站厅; 商场; 性能化设计; 模拟计算; 疏散

 

      随着我国社会经济的不断发展，城市交通、城市用地日益紧张，地下轨道交通和各类地下商业建筑不断涌现，尤其是近年来很多城市在筹建地铁站时都将站厅层与人防工程相融合，平时作为地下商场、商业街使用。这样的站厅层建筑面积大、结构复杂、安全出口少、人员密集、可燃物多，发生火灾时火势发展快、烟雾浓，灭火救援和人员疏散难度大，易造成群死群伤的恶性事故^［1］。例如 1983 年 8 月 16 日，日本名古屋地下街地铁站因变电所起火，造成 3 名消防队员死亡，3 名救援队员受伤，大火烧了 3 个多小时。在含有地下商场或商业街的地铁站厅层的设计中，人员能否安全疏散至关重要。目前，在地铁站厅层商场消防设计中时常出现地下疏散通道距离过长，不符合规范要求的问题。针对此类问题的常用解决方法是利用性能化防火设计方法^［2］。本文将以某地铁站厅层商场为例，利用模拟软件对烟气运动和人员疏散过程进行模拟，分析确定其安全性，为类似商场的设计提供科学指导。

 

      地铁站厅层商场通常面积较大，由于城市建筑布局的影响，其地面安全出口与商场安全疏散门之间距离较大，地下疏散通道狭长。例如，某在建地铁站，属于典型的站厅层商场构造，地下一层站厅层设计为商场，地下二层为站台层，其地下疏散通道的距离从 10 ～ 43m 不等。《建筑设计防火规范》GB50016 － 2006 第 5． 3． 13 条规定，在除托儿所、医院、学校等民用一、二等级建筑内，直接通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的距离不应超过 40m。《人民防空工程设计防火规范》GB50098 －98 第 5． 1． 4 条规定，在人防工程内除医院、旅馆外，其他场所房间门至最近安全出口的最大距离为 40m。依据规范，该在建地铁站人员疏散通道最大距离为 43m，不符合规范要求。但是，我们可以利用火灾风险评估与性能化防火设计理念，对其疏散安全性进行评价^［3］。首先，分析可能发生的火灾，设计火灾场景; 利用 FDS 对特定火灾场景下的烟气运动情况进行模拟计算，在人员疏散的关键路径上( 安全出口、疏散门) 设计采样点，对采样点的温度、热辐射、烟气能见度、CO 含量等数值进行采样分析，采用火灾风险评估与性能化防火设计中常用的危险判据^［4］，确定该火灾场景下可供人员疏散的时间 TASET; 然后，利用人员疏散工程软件BuildingExodus^［5］对相应火灾场景下的疏散过程进行模拟计算，获取在关键疏散门、安全出口疏散所需要的时间 T_RSET。比较 T_ASET和 T_RSET，即可判定该火灾场景下人员能否安全疏散^［6］，由此判定该设计方案是否安全。

 

      图 1 给出了以某地铁站厅层商场为研究对象，选取其疏散距离过远的防火分区，利用模拟软件 FDS 建立的火灾模型，并给出了采样点布置情况，其中火源位于图中左下角，设计为商场内的图书超市起火。为分析该防火分区安全出口长疏散通道的安全性，设计三个场景，场景 1 假设长疏散通道与商场之间的防火门敞开，模拟烟气进入长通道后的蔓延情况及人员疏散情况; 场景 2 假设防火门关闭，模拟计算防火门处火灾达到危险状态的时间，场景 3 模拟防火分区发生轰燃，疏散通道处防火门全部开启，模拟烟气进入长通道后的蔓延情况。火灾场景设置及模拟结果如表 1 所示。

      由表 1 可见，设计的 3 种火灾场景下，防火分区达到危险状态的最短时间为 224s，依据人员安全疏散模拟结果，人员疏散所需时间为 221s，T_ASET＞ T_RSET，按照性能化设计思想，判定人员可以安全疏散。仔细分析疏散过程还可以发现，所有人员在 140s 时已经完全通过防火门并主要集中在楼梯口，如图 2 所示，此后相当长一段时间( 81s) 内人员都处于楼梯口的缓慢移动过程，直到人员完全离开安全出口时( 221s) ，采样点 2 仍未达到危险状态。由此可见火灾烟气不会对疏散通道内人员造成影响，即该疏散通道在设定的火灾场景下安全。