地铁车站商业建筑的防火设计分析
田 浩
（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 100000）
地铁车站是当前重要的城市交通体系，人流量大；
地下商场是人口密集场所，存放商品种类多。而在地铁车站结合商业开发区的建筑（以下简称“地铁车站商业建筑”），会将地铁车站和地下商场的特征叠加，一旦发生火灾，人员疏散难度进一步提升，导致火灾造成的生命及财产损失更大。因此在现阶段地铁车站商业建筑的设计过程中，需要加强建筑防火设计管控力度，优化建筑内安全疏散通道设计方案，从根本上提升地铁车站商业建筑的整体防火水平[1]。本文以某地区轨道交通1号线为例，分析地铁车站商业建筑的防火设计难点、重点及安全疏散设计，以供参考。
该项目工程路线全长26.2m，共设20座车站。车站为地下岛式站台结构，两层共10.4m，有效站台长度为120m。车站配线上方站停层内预留商业开发面积共3500m2，内包括商业建筑用房。经分析，该项目防火设计难点主要表现在以下几点：
（1）地铁车站商业建筑内部功能较为复杂，建筑空间规划及通行线路曲折。部分地铁车站商业建筑导向牌设置数量不足，建筑通行路线会进行重复交叉设计，导致发生火灾后的疏散难度增大。
（2）地铁车站商业建筑可燃物质较多。如地铁车站商业建筑内各商家宣传条幅、不同种类商品等均具有易燃性。火灾发生后会加快火势蔓延，导致火灾造成的损害量巨大。
（3）因地铁车站商业建筑内部人员密集，在疏散时难度较大。如果没有设置充足的安全疏散出口，不熟悉地铁车站商业建筑的人将会很难及时从建筑物中撤离[2-3]。
目前，地铁车站商业建筑防火设计标准更为严格。现阶段国家及有关部门对地铁车站商业建筑工程防火设计颁布了诸多明文规定，要求地铁车站商业建筑配备数量充足的消防设施，设置合理的消防防火分区及疏散场所。但就目前来看，地铁车站商业建筑防火设计水平依然处于有待提升阶段，防火分区等空间功能无法充分发挥。
2.1 平面布局
地铁车站商业建筑整体占地面积大，火灾发生后的救援难度较高。因此为使防火设计理念能够渗透至建筑建设与运营全过程，还需要重点关注建筑总平面布置工作[4]。要求甲类与乙类地铁车站商业建筑中的火灾危险场所与其他民用建筑的防火间距应当严格遵照现行规定设置。
2.2 防火分区及分隔设计
2.2.1 防火分区划分
在每层地铁车站商业建筑防火分区超过两个的情况下，防火分区内防火墙以及甲级防火门不得用作安全出口。结合工程具体建设要求合理设置安全出口位置、数量。地铁车站商业建筑的防火分区需要设置两个不同方向的安全出口。建筑内商户任意一点到安全出口的距离能够直接影响到疏散效果。结合现有消防安全规定，商户任意一点至最近疏散口或安全出口的距离应当小于22m。在商户内部配置了自动喷水灭火装置的情况下，安全距离也不得小于27.5m。
结合地下商业建筑使用性能，在安全疏散区域设置自然排烟及机械排烟相结合的排烟系统，使火灾发生后产出的烟气能被顺利排出。要求机械设备的排烟位置应当与人员紧急疏散方向相反，从根本上提升疏散期间的安全性与可靠性[5-6]。着重安排出口与商铺、货架之间的位置，消除影响疏散速度的不利因素。
依照现有防火设计规定，在该案例中，地铁车站商业部分防火分为3个防火分区、8个防烟分区。各防火分区面积需要控制在2000m2范围内。相邻防火区域采用耐火极限≥3h的防火墙材料。防烟分区面积需要＜500m2，相邻房间分区顶板需要采用厚度为500mm、耐火极限为0.5h的挡烟垂壁设施分隔[7]。防烟分区不得跨越防火分区，且各防火分区不得少于一个直通到室外的安全出口。相邻防火分区可以利用相邻防火分区墙的防火门作为安全出口，从而节约后续工程建设成本。
站台层公共区楼梯、扶梯口需要采用挡烟垂帘或垂壁。挡烟垂帘下方距离楼梯踏步面的垂直距离应当≥2.3m。各防烟分区需要采用挡烟垂壁或混凝土梁进行分隔，房檐垂直高度不得小于吊顶面下方500mm。
2.2.2 防火分区设计
地铁车站商业建筑需做好防火分区设计工作。目前，防火分区设计工作存在与规范不符等问题，相关设计规范没有充分发挥出应有的约束作用[8]。因此在现阶段防火分区设计过程中，应当结合现行防火设计规范，切实优化分区设置方案。针对地下建筑，配备数量充足的火灾自动预警系统及自动喷淋设施。要求建筑内使用的装饰材料符合规范要求的地下商业空间的防火等级A级。
2.2.3 防火分隔设计
防火卷帘等防火分隔物经常会受到柜台或货架阻隔而无法正常下落，导致防火分隔功能受到不利影响。因防火设施频繁出现故障，发生火灾后难以及时启动防火分隔物，致使火势蔓延速度难以得到有效控制。为此，需要进行防火分隔设计[9]。结合现行地铁设计规范，在地铁站内站厅层中部需要设置4m宽联络通道，将车站与商业区连接在一起。车站与商业连接处需要设置两道耐火极限为3h的特级防火卷帘进行防火分隔。在防火卷帘侧墙处还需要设有防火卷帘电源切换箱，实现对地铁车站及商业区的分别管控目标。
2.3 应急救援系统设计
为从根本上提升地铁车站商业建筑消防救援效率，还需要在具体防火设计工作中制定出应急救援措施，确保建筑防火设计效果。根据地铁车站商业建筑工程结构特征以及实际功能，设置安全设施，最大限度增强地铁车站商业建筑防护水平。在建筑合理位置处安装火灾自动报警及自动喷淋系统[10]。火灾自动报警系统需根据地铁车站商业建筑实际运营特征设置运行参数，确保发生火灾后可及时将预警信号通知给相关人员。自动喷淋系统可分为区域喷淋与局部喷淋两种类型，可在火灾发生时抑制火势的蔓延。
2.4 建筑构件耐火等级
地铁车站商业建筑内部存在较多的可燃性物质，火灾发生后火势蔓延速度极快，在燃烧过程中还会产生有毒烟气。由于地下建筑与室外地坪存在着较大高度差，自然通风效果较差，进一步增加了建筑内部烟气浓度，容易引发火灾，导致巨大人身伤害与财产损失。为使建筑主体能够具备较强的耐火性，为人员疏散争取更多时间，规范要求地下商业空间的防火等级为A级。
地铁车站商业部分共设置5个供商业区人员疏散的出入口通道，每个出入口通道内还扩大了封闭楼梯间面积，确保在发生火灾时，建筑内部人员能够快速撤离到安全区域。商业部分安全疏散宽度需要满足防火分区内人员疏散宽度。
3.1 安全疏散宽度
地铁车站商业建筑防火分区应当配备两个安全出口。在具体施工过程中，两个安全出口会在一定程度上增加实际建设难度，导致工程整体成本压力加大。因此在实际设计工作中，利用防火墙、防火门作为安全出口，使防火区内部的一个安全出口可以直接通到室外。防火分区防火墙的疏散距离不得小于1.4m，使人员能够尽快撤离。由于考虑到地铁车站商业建筑结构承载力，相邻防火分区的防火墙疏散宽度也不可以超过实际设计要求。
3.2 安全疏散距离
疏散距离是在发生火灾后，建筑内部人员在建筑最深处到安全出口的行走距离。地铁车站商业建筑内商铺距离以及商铺货架排列需要受到严格管控，因此需要在安全疏散期间结合实际疏散要求、建筑物整体排布情况，对疏散距离进行合理设置，从根本上提升疏散速率[11]。
3.3 安全疏散通道
分析地铁车站商业建筑火灾案例，我们发现，引发巨大经济损失与人员伤亡的建筑内均没有做好安全疏散设计工作，疏散通道宽度、距离等与规定要求不符，使人员疏散难度进一步提升。为了从根本上提升地铁车站商业建筑防护设计水平，还需重点关注安全疏散通道设计工作。结合建筑物空间特征及总面积，设置合理疏散时间、疏散距离以及疏散安全口数量。科学设置疏散宽度，确保疏散宽度能够满足地铁车站商业建筑营业厅疏散要求。对安全疏散出口进行合理布局，要求疏散空间面积的设置工作应当以营业厅建筑面积、疏散楼梯人数计算，地铁车站商业建筑中面积的折算率应当≥70%。
着重设置疏散楼梯间，尽量避免使用螺旋楼梯。地铁车站商业建筑为1层或2层，两层建筑间隔高度为10m以上的情况下，也应当设置防烟楼梯间。为切实增强地铁车站商业建筑营业厅面积利用率，在疏散区域设计过程中，部分区域也可使用剪刀式楼梯间结构，确保火灾发生后人员疏散更加便利。
应做好地铁车站商业建筑消防事故疏散时间计算工作。通常情况下，地铁车站站台层人员疏散过程中，需要遵循站台、楼梯扶梯、站厅、出入口通道、地面的疏散顺序。车站站台是车站内人员最为集中区域，需要站台与区间隧道相互联通。要求车站公共区楼梯、自动扶梯、出入口通道满足火灾发生后6min内将远期或超高峰期内乘客及候车人员全部安全撤离目标，结合站台具体情况，合理计算出乘客从站台层疏散到站厅至公共区域内时间。
3.4 安全出口
安全出口是连接地上与地下区域的重要设施，在安全出口设计过程中，需要严格遵循双向疏散原则。由于地下车站结合商业建筑内部人员较为密集，需要在具体设计过程中采用两个方向的疏散线路，切实保障疏散工作及时且安全。地下建筑安全出口形式布局以及数量设计，不仅需要着重满足人员疏散以及消防救援要求，还需要严格遵循现行规范，进一步提升地铁车站结合商业开发整体防火要求。
一方面，安全出口设置需要依照不同方向分散布置。通过总结地铁车站及地下商业建筑火灾发生经验，发现安全疏散出口方向一致的情况下，会导致火灾疏散期间人流拥挤、出口被火势封堵等问题出现，严重影响到火灾安全疏散水平。安全出口设置宽度需要满足百人宽度设置指标，确保人员能够安全、高效、迅速地撤离安全区域。
另一方面，在安全出口设置过程中，要求安全出口上方应当配备鲜明的标识。注重在人流密集区域内设置安全出口，保障人员紧急疏散水平。安全出口设置标识通常需要设置在出口顶部，疏散通道指示标识需要设置在疏散通道及转角距离地面1m以上的墙面，满足不同人群疏散要求。
在设备区疏散过程中，地下车站设备与管理用房区域的安全出口数量也应设置为两个或两个以上。有人值守防火分区还需要设置一个安全出口能够直通地面，如值守人员不超过3人的情况下，可以利用相邻防火分区相同的防火门、同层或上层站厅公共区域出口作为安全出口。
在消防专用通道设计过程中，地下车站消防专用通道及楼梯间需要配备车站控制室。如地下为三层或三层以上的情况下，还需要设置防烟楼梯间，为消防人员快速安全地到达火灾发生点提供充足条件。
3.5 喷水灭火、火灾自动报警及防排烟系统设置
在地铁车站结合商业开发区建筑内，除去不宜使用喷水灭火的配电室及其他设备外，其余区域均应当安装自动喷淋系统。喷淋系统安装间距需要依照建筑物火灾等级要求进行严格设置。
商业区内自动火灾报警系统主要包括火灾报警控制装置、商业区域火灾自动报警探测器、手动火灾报警按钮、消防报警按钮，各输入及输出模式。在商业开发区还需要设置独立的消防控制室，对商业区的火情进行专项监测与救灾处理。地铁车站内部还需要配备先进的FAS控制装置，通过连接商业建筑FAS控制器，使火灾信息能够实现互相发送、协同管理目标。
总而言之，在地铁车站商业建筑防火设计中，对建筑整体安全疏散水平的合理设计可直接影响到项目投运后的防火效果。相较于普通建筑工程而言，地铁车站商业建筑安全疏散通道设计难度较大，需要结合工程具体建设要求，制定出专项可行的防火设计方案，优化建筑内安全疏散通道结构，从根本上降低火灾发生后的影响程度，保障地铁车站与商业开发区内人员的人身与财产安全。
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