摘 要:在經(jīng)過大量調(diào)研和查閱有關資料的基礎上,對我國已建和在建地鐵的消防設施進行了介紹,并對我國地鐵存在的主要消防問題進行了分析。
關鍵詞:地鐵;消防設施;火災危險性
為緩解當前及將來日益惡化的城市交通問題,我國一些大城市已經(jīng)或正在著手修建地鐵。目前已經(jīng)投入運行的有北京、天津、上海、廣州四個城市,正在建設的有南京和深圳,地鐵將成為我國各大城市的主要交通工具。筆者主要介紹我國已建和在建地鐵的消防設施,并分析我國地鐵存在的主要消防問題。
1我國地鐵的主要消防設施
1.1廣州地鐵
1.1.1四套通訊設備確保火災信息暢通無阻
廣州地鐵可從四個渠道迅速收集到有關信息。一是自動報警系統(tǒng),車站內(nèi)的FAS火災自動報警系統(tǒng)非常靈敏,可自動收集轄區(qū)的火災信息,并迅速傳輸?shù)杰囌究刂剖液涂刂浦行?自動觸發(fā)火災排煙模式;二是無線電通訊,車站工作人員和地鐵司機可通過無線系統(tǒng)向控制中心傳遞事故信息;三是有線通訊緊急電話,工作人員可通過有線電話與控制中心聯(lián)系;四是站臺內(nèi)的CCTV視頻傳輸系統(tǒng)。車站內(nèi)裝設全方位的監(jiān)視器,實時收集站內(nèi)各方位視頻信息。
1.1.2 建筑裝飾耐火材料
廣州地鐵的列車座椅采用不銹鋼材料制作,地鐵隧道內(nèi)的光纖電纜采用耐火阻燃、低煙無鹵材料,列車、車站的裝飾材料均采用無毒不燃材料,車站區(qū)間工程采用鋼筋混凝土結構。這些設計將車站自身著火的可能性降低到最低點。
1.1.3 消防設施完善
列車上每節(jié)車廂都配備有兩只滅火器,足以應付車廂內(nèi)的初期火災。在車站內(nèi),消防設施非常完善,按規(guī)范配置足夠的消火栓和滅火器。重要設備房都配置了自動氣體滅火系統(tǒng)。在車站的出入口附近設有與外部消防車接口的消火栓,方便外部救援力量的支援。
1.1.4控制系統(tǒng)可靠
列車上有緊急報警按鈕,發(fā)生火災、爆炸等意外事故時,乘客可迅速按壓此按鈕通知司機。在處理事故時司機盡可能將列車開到前方車站處理,這樣可以依靠車站的消防力量進行救災(列車通常只需1.5min左右就可行駛到下一車站)。如果列車已停在車站,乘客可自行拉開對應站臺位置車門上方的紅色緊急機械解鎖手柄和屏蔽門上綠色解鎖按鈕開門進行疏散(即使沒有電源供應,列車車門和屏蔽門也可手動打開),不會出現(xiàn)像韓國地鐵事故中乘客不能打開車門的情況。
當發(fā)生火災、爆炸等意外事故,列車在隧道中無法運行時,司機將通知乘客通過列車兩端的緊急疏散門進行疏散,同時啟動車內(nèi)的緊急照明和通風系統(tǒng)(車內(nèi)應急備用電源可保證車內(nèi)照明、送風45min)。乘客可在工作人員的組織下,迎著新風方向進行疏散。
廣州地鐵自動化程度很高,當車站列車著火,煙感系統(tǒng)迅速將信息傳到控制中心,并啟動信號閉塞系統(tǒng),避免鄰線列車進入車站。同時,各車站也具備扣車的功能,并且操作簡單。廣州地鐵站內(nèi)有可靠的排煙設施,排煙能力遠遠大于火災產(chǎn)生有毒氣體的能力。在排煙設計上,按照“以人為本”的原則,系統(tǒng)在2s內(nèi)就可收集到火災信息,2min就可完成設備的啟動,排煙設備啟動后大量新鮮空氣從出入口涌入,通過合理的氣流組織,煙氣從車站兩端的通風井排出,保證乘客始終能迎著新鮮空氣疏散。
1.1.5 雙路供電系統(tǒng)確保萬無一失
廣州地鐵提供火災重要信息及排煙等設備均采用一類負荷,“雙電源、雙回路”,并且車站兩端的設施也是獨立設置,互為備用。一路電源失電時,另外一路電源立即自動投入供電,確保排煙設備可靠運行。即使雙回路電源供應全部中斷,車站應急電源仍可提供導向標志和緊急照明等基本用電1h,確保萬無一失。
1.1.6管理制度嚴格
廣州地鐵有嚴格的管理制度,能有效地預防和控制火災的發(fā)生。廣州地鐵工作人員每天運營前都會對排煙設備進行啟動檢查,確保設備的正常運行。公司對員工進行準軍事化的管理,并定期進行相應的消防演練,工作人員對各種應急處理技能掌握熟練,并在運行實踐中制定了一整套完善的事故應急處理方案。
1.2上海地鐵
上海地鐵有兩套自動防火設施:兩級自動監(jiān)控系統(tǒng),一級設在車站,一級設在中央控制室;自動滅火噴淋系統(tǒng),有水噴和氣噴兩種,可以針對不同的火災原因進行調(diào)控。在隧道內(nèi)設有消火栓,應急照明和報警電話。地鐵列車車廂內(nèi)改造了車載滅火器支架,增設了256套滅火器材,并在車廂內(nèi)的醒目位置設置發(fā)光指示標志,注明取用方法,方便乘客在緊急狀態(tài)下使用。
配置防毒面具178套,己分發(fā)到23座地下車站,地鐵隧道內(nèi)還設有專門的排煙裝置,一旦發(fā)生火災,隧道內(nèi)的事故風機系統(tǒng)就會啟動,在最短時間內(nèi)排出有毒煙霧,防止窒息。另外,倘若列車車廂內(nèi)發(fā)生意外,在車門不能開啟的情況下,車頭前面特設的“逃生門”可以通過人工開啟,疏散客流。地下車站設應急燈光疏散標志,同時設有安全禁令標。
1.3深圳地鐵
1.3.1裝飾裝修材料
深圳地鐵所有車輛、車站材料全部選用經(jīng)消防局認證通過的防火材料,車輛的車廂、扶手、座位、設備管線,車站站臺、墻壁、天花板等材料全部為不燃或阻燃材料。
1.3.2自動控制及火災報警系統(tǒng)
深圳地鐵的自動控制系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)是目前世界上最先進的。緊急情況發(fā)生時報警系統(tǒng)可在幾秒鐘內(nèi)可靠、準確、迅速報警。接到報警信號后,自動控制系統(tǒng)將自動開啟并操作風機、水泵、緊急照明、氣體滅火裝置等各種緊急救援設備。若電路中斷,蓄電池將啟動以上救援設備,因而不會發(fā)生打不開車門的情況。
1.3.3 防排煙設計
車站設計有防火防煙分區(qū)系統(tǒng),在車站天花板上部安裝若干個存煙區(qū),每個存煙區(qū)都安裝排煙風道,排煙風道可迅速將煙霧、有毒氣體抽入排除,阻止煙霧火勢的蔓延。
1.3.4 緊急疏散系統(tǒng)
深圳地鐵緊急疏散系統(tǒng)完善,在火災發(fā)生時,所有閘機、車門會自動向安全方向敞開,所有電梯會同方向朝安全方向行駛,疏散通道寬敞,在緊急情況下可保證6min內(nèi)將乘客及工作人員全部疏散到安全地帶。同時,深圳地鐵設計利用軟件管理系統(tǒng)來預防應急火災。設計時將所有車站、車廂可能發(fā)生的火災狀況模擬成100多個火災狀況輸入計算機系統(tǒng),計算機系統(tǒng)根據(jù)實際情況迅速啟動滅火緊急疏散系統(tǒng)。
1.3.5 消防給水系統(tǒng)
深圳地鐵的消火栓系統(tǒng)為濕式系統(tǒng),管網(wǎng)環(huán)狀布置,其服務范圍為車站及車站相鄰區(qū)的線路坡度最低點(聯(lián)絡通道處)。由城市自來水管接出消防管,布置在站廳、站臺層的下部以及區(qū)間、人行通道內(nèi),根據(jù)消火栓位置設置消防支管。消火栓箱的設置間距:站廳層30m～40m;站臺層40m～50m;站廳層、站臺層的設備區(qū)及人行通道按要求設置。
在車站外給水引入管上設置消防水泵接合器,并在接合器40m范圍內(nèi)設室外低壓消火栓。
1.4北京地鐵
北京是我國第一個建成地鐵的城市。當時北京一線地鐵的修建不是為了城市發(fā)展交通,而是為了應對當時的國際環(huán)境而進行的戰(zhàn)爭準備。因而,其內(nèi)部的各項建設及設計標準都已遠遠不能滿足當前的使用要求。北京地鐵建筑結構采用鋼筋混凝土結構,一線地鐵每100m設一個消火栓,二線300m～500m設一個。機房設有自動滅火系統(tǒng),各站點均設有便攜式滅火器,防排煙通風與正常通風共用一套系統(tǒng)。車站設有應急照明,列車上設有應急廣播。
2我國地鐵存在的消防問題
2.1老地鐵火災隱患較多
2.1.1電氣設備隱患嚴重
在北京一、二線地鐵內(nèi)共有變電站50余座,除少數(shù)幾個設在地面上外,其余均設在地下沿線各站。地下發(fā)電站除發(fā)電設備外,還有6座35kV變電站采用油浸變壓器和油浸消弧線圈。一旦電站變壓器或消弧線圈發(fā)生火災油箱爆裂,油則會泄漏四處溢流,從吊裝口或電纜孔流入地鐵隧道,將直接危及運行車輛安全,并會使火災蔓延。另外,變壓器室的吊裝口與隧道之間未設防火隔斷措施,使火災更易蔓延。
2.1.2 電線電纜敷設錯亂
在北京地鐵一些隧道兩側墻電纜托架上,各種電壓級別的電纜雜亂的疊加在一起,只要有一根電線起火,就必然會造成整個系統(tǒng)的停電事故,擴大事故影響范圍。另外,一些無防護的電纜直接敷設在接觸軌的防護板后面,或者有的被水浸泡,甚至有的電纜頭不經(jīng)處理直接埋在水泥里。這些電纜大多以沒有經(jīng)過阻燃處理的聚氯乙烯作絕緣材料,在火災或短路時,會產(chǎn)生大量煙霧和有毒氣體,嚴重危害乘客及搶險人員的生命安全。此外,地下鼠害嚴重,多次發(fā)生老鼠啃咬電線,造成電纜短路,設備燒毀的事故。
2.1.3 火災荷載較大
北京地鐵一、二號線有28個車站,設置了227個商業(yè)服務網(wǎng)點,在各線的站廳、站臺廳、通道內(nèi)、車廂內(nèi)設置了14000多塊燈箱、圖板、墻貼等廣告宣傳載體。這些設施不僅占用了有限的疏散空間,還增加了地鐵站內(nèi)的火災荷載,增加了引發(fā)火災的可能性。
2.1.4設備運轉過負荷
北京地鐵內(nèi)排風機、空調(diào)機、自動扶梯、通信信號控制機、照明設備等用電設備,在長期過負荷運行情況下,容易引發(fā)火災。
2.1.5 私搭亂建房屋
北京地鐵的建筑主體大部分為非燃燒體,但在廳、室等裝修時采用了相當數(shù)量的可燃材料,一些重要機房、設備間、值班室采用了木質的地板、護墻、吊頂和塑料泡沫吸音材料。在地下車間還搭建了一些臨時性房間,以保證工作人員的生活需要。與此同時,地鐵內(nèi)工作人員大量使用除濕器、電熱器、電爐等用電設備,私拉電線,增大了火災的危險性。
2.1.6電客車安全性能不高
北京地鐵現(xiàn)有電客車117列、579節(jié),全部采用玻璃鋼材質。但是由于我國還未制定地鐵車輛專用的防火等級細則,所以,對電客車的設計只能參照現(xiàn)有的消防技術標準來進行設計,而這些技術標準并不完全適合地鐵車輛的特殊要求,車廂內(nèi)裝飾材料阻燃性能不高。此外,車廂內(nèi)報警通話裝置,事故狀態(tài)下開啟門裝置等設備配備不一,不便于乘客與司機之間進行災情通報或采取相應的措施。
2.1.7消防設施不完備
北京地鐵一、二號線的消防設備十分簡陋。其車站站臺、站廳均未設置火災自動報警系統(tǒng)及火災自動滅火設施。地鐵車站雖有消火栓系統(tǒng),但維護保養(yǎng)不善,個別站區(qū)地鐵消防管網(wǎng)未與市政管網(wǎng)連接,部分消火栓銹死無法使用。地鐵隧道內(nèi)的疏散指示標志沒有達到“區(qū)間隧道及疏散通道每隔100m設一處”、“其高度距地面1m～1.2m”的要求;事故照明燈沒有達到“疏散通道和區(qū)間隧道內(nèi)每隔20m左右處”設置的要求。
2.1.8 通風、排煙設施差
北京各線現(xiàn)有通風排煙機114個,在火災事故情況下,可以將正常排風系統(tǒng)轉換為排煙系統(tǒng),但風機正常溫度卻限定在80℃,且不具備短時間迅速排煙的能力。此外,在站臺與站臺廳的樓梯口處沒有設擋煙垂壁,未劃分防火、防煙分區(qū)。
北京地鐵風亭被嚴重圈占封堵也構成了一定的危害。一、二線地鐵共有95個地面風亭,有些風亭被圈占,有些風亭被部分封堵,無法保證在高溫濃煙下有效運轉,勢必對人員的安全疏散和滅火救援造成很大的困難。
2.1.9 安全疏散能力嚴重不足
北京地鐵原設計日客運量30萬人次,現(xiàn)在最高日客運量已經(jīng)達到200余萬人次,高峰每小時為2.4萬人次,高峰小時最大進站量可達4581人次,嚴重超出設計能力。北京地鐵設計有215個出入口,絕大多數(shù)地鐵站的出口樓梯和疏散通道的寬度,無法達到“在發(fā)生火災情況下,6min內(nèi)將一列車乘客和站臺上候車的乘客及工作人員疏散完畢”的能力,對客流量的迅猛增長估計不足。特別是一線西部的幾個車站,有的只有兩個出口,一旦發(fā)生火情,疏散能力明顯不夠。況且有些站臺疏散通道步行距離長,嚴重影響了疏散的速度。
2.2 設備區(qū)安全設計不合理
北京地鐵設置的休息室、辦公室等非工作場所較多,且其安全疏散設計在出口的數(shù)量和安全距離上均不能滿足要求。上海地鐵在設備區(qū)無安全出口,其工作人員疏散問題成為較大隱患。由于設備用房小而零亂,各種房屋的使用功能以及火災性質差異很大,其內(nèi)部各種各樣的系統(tǒng),管理多而復雜,因而給消防安全設計很大的困難。以廣州地鐵某站為例,僅在一個設備管理用房區(qū)內(nèi)就設有大大小小的通風、空調(diào)風管系統(tǒng)11個,同時還有眾多的電力電纜橋架、通信電纜橋架和各種大口徑的水管。各個系統(tǒng)還由于功能的要求頻繁的交錯。在一個有限的空間內(nèi)將這些系統(tǒng)合理地布置下來已是相當困難了,如何做好消防安全設計是一個值得關注的問題。
2.3 地鐵站防排煙設計難以把握
地鐵車站是一種非常特殊的建筑物,是否應該劃分防煙分區(qū),在哪些位置需要劃分防煙分區(qū),如何依靠有組織的氣流控制和充足的排風量來保證滿足排煙的要求沒有可靠的理論支持。
3 對我國地鐵消防設計的幾點建議
針對我國地鐵存在的上述問題,考慮可從以下幾方面進行改進。
3.1地鐵車廂
(1)地鐵的車廂應采用非燃燒性材料,并滿足低煙、無毒、耐高溫、易清潔的要求。此外,車廂內(nèi)要配有備用電源,在發(fā)生火災停電時,要保證相當?shù)恼彰髁炼?與此同時,自動推拉門在停電時能夠自動開啟,利于人員的疏散。
(2)車廂內(nèi)要安裝通訊設備,便于在發(fā)生火災時,乘客與司機進行災情通報;安裝廣播系統(tǒng),便于發(fā)生火災時,告知乘客起火部位和應該疏散的方向。
3.2 安全疏散
(1)有附設建筑的地鐵車站的安全疏散設計,其總的安全出口的寬度一定要保證在發(fā)生火災時,6min內(nèi)將地鐵的乘客及工作人員和商業(yè)服務建筑中的顧客和銷售人員疏散完畢。此外,對于像北京西單站地下二層為商業(yè)服務網(wǎng)點,地下三層為地鐵站臺的車站,應在地下三層地鐵站臺開設直接通往地面的安全出口,數(shù)量不應少于兩個,以利于人員的疏散。
(2)對已經(jīng)設置的商業(yè)廣告和服務設施,要進行嚴格審核,對影響安全疏散的要堅決拆除,確保疏散安全。
(3)在地鐵車站乘客流動頻繁的大廳,通道等部位或超過防火分區(qū)使用面積設置防火墻或防火門有困難的地方,可以采用防火卷簾代替防火墻或防火門,防火卷簾應具有延時下降功能或設置小門。
(4)在車站至少要有一個出入口作無障礙設計,供殘疾人和婦幼乘客使用。在設計時可根據(jù)具體地形的可能,設計成斜坡道或坡度小的自動人行道或垂直電梯,直達站臺。無障礙坡道寬度不得小于1.60m,坡度不得大于8%。
3.3地鐵排煙
盡快的進行地鐵的煙氣控制實驗及火災模擬,從理論上給出符合火災事故運行的通風模式,使得在發(fā)生火災時能形成較好的氣流形態(tài),為人員的逃生創(chuàng)造條件。
3.4 自動報警系統(tǒng)
地鐵隧道內(nèi)必須用能探測兩種以上環(huán)境參數(shù)的探測器進行探測以防止誤報,同時,采集參數(shù)要隨時間的變化設定“預報警/報警”參數(shù)值。只有當控制器軟件對各種參數(shù)綜合處理分析后,才能發(fā)出準確的報警信號。
3.5重要設備用房
(1)對于控制室、變、配電室、空調(diào)機房等重要設備用房,要采用有效的防火措施將其隔離。既要考慮到平時機器能夠散熱通風,又要考慮到火災時空間絕對安全。因此,可將這些重要機房的門或窗改用帶有平時可通風,火災時關閉的通風口的防火門、窗。
(2)對于一些沒有必要的地下臨時搭建的生產(chǎn)生活用房,可進行適當?shù)牟鸪?。同時進一步建立健全消防安全管理制度,明確各級人員消防安全責任,普及撲救初起火災和疏散知識,加強消防設施檢查,定期進行維修保養(yǎng),補充配備個人防護設備,增添搶險救援設備。
(3)對于地鐵維修維護材料及其庫房,應單獨設在地面之上。
3.6設置安檢系統(tǒng)
對于地鐵站臺的安全出口應加設安檢系統(tǒng),特別是人員聚集的較大車站。設置安全檢查系統(tǒng),可以防止一些乘客把易燃、易爆物品帶進車站和車內(nèi),以免增加火災隱患。
4 結束語
通過以上的分析,對于我國地鐵的消防安全設計,應從防火分區(qū)的劃分、裝修材料的不燃化處理、火災報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)的設置、防排煙設施、疏散標志和事故照明燈的配備等方面進行控制。同時,應正確處理好運營與安全、合理設計與經(jīng)濟發(fā)展的關系。在此基礎上,建立科學的防火管理體制,增強地鐵企業(yè)消防人員的安全素質,建立一種能應對地鐵火災,統(tǒng)一指揮,運轉高效,分工明確的地鐵滅火搶險救援機制;加大投入,增強裝備,充分做好滅火搶險救援工作,做到防患于未然。
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