侯博文

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

0 引言

随着我国经济的不断发展，高铁建设规模也日益庞大，旅客站房作为铁路交通与城市的交汇点，既是城市门户工程，也是实现人员流动及文化交流的关键。国内高铁站房的候车厅及进站厅多为高大空间，整体结构形式复杂，装修风格具有鲜明当地文化特色，为旅客营造出空阔舒适的环境。高铁站房的候车厅及进站厅人员密集，流线复杂，环境陌生，一旦发生火灾，当发生初期没有及时准确的预警，高大空间烟雾不容易排除，火灾不受限制就会迅速蔓延，严重威胁人民生命、财产安全。以昭通东站设计为例，分析旅客站房内高大空间可能发生火灾的种类及位置，介绍设计中选择的火灾探测器的特点，阐述高大空间的火灾自动报警系统多种探测器的结合使用，最终实现火灾快速准确的探测与报警。

1 高铁站房高大空间可能发生的火灾分析

乘坐高铁携带物品有严格规定，旅客站房候车厅等高大空间内一般可能会发生A 类火灾和E 类火灾。A 类火灾是指固体物质火灾，这种物质具有有机物质性质，在燃烧时，能够产生灼热的余烬，比如说纸张、煤炭、塑料、木材、毛、干草、棉、麻等火灾。E 类火灾是指电气火灾。

A 类火灾发生初期，通常表现为阴燃。当起火点发生在高大空间的底部时，火灾烟气会迅速扩散、上升；发烟量小的阴燃物产生的烟气上升至一定高度，烟气的浮力与重力达到平衡，烟气不再上升，烟气达不到顶部，就开始出现沉降的现象，发烟量大的阴燃物产生的烟气会迅速上升至顶棚，并形成稳定的烟气层。

高铁站房候车厅为高大空间，顶部较高，候车厅吊顶内电气管线较多，存在很大的电气火灾隐患。

2 设计相关规定及依据

《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116—2013）第12.4 章规定：

12.4.1 高度大于12m 的空间场所宜同时选择两种及以上火灾参数的火灾探测器。

12.4.2 火灾初期产生大量烟的场所，应选择线型光束感烟火灾探测器、管路吸气式感烟火灾探测器或图像型感烟火灾探测器。

12.4.3 线型光束感烟火灾探测器的设置应符合下列要求：

1.探测器应设置在建筑顶部。

2.探测器宜采用分层组网的探测方式。

3.建筑高度不超过16m 时，宜在6～7m 增设一层探测器。

4.建筑高度超过16m 但不超过26m 时，在6～7m和11～12m 处各增设一层探测器。

5.由开窗或通风空调形成的对流层为7～13m时，可将增设的一层探测器设置在对流层下面1m 处。

6.分层设置的探测器保护面积可按常规计算，并宜与下层探测器交错布置。

12.4.6 电气线路应设置电气火灾监控探测器，照明线路上应设置具有探测故障电弧功能的电气火灾监控探测器。

3 火灾探测器介绍

3.1 点型感烟火灾探测器

点型感烟火灾探测器是以烟雾为主要探测对象，吸顶安装在建筑顶棚上，适用于火灾初期有阴燃阶段，烟气可以聚集到建筑顶棚处的空间。

3.2 红外对射线型光束感烟火灾探测器

红外对射线型光束感烟火灾探测器由光束发射器和光电接收器两部分组成，采用烟减光法原理，利用烟减少红外发光器发射到红外收光器的光束光量来判定火灾。红外对射线型光束感烟火灾探测器安装方便，探测器反应迅速且价格合理，适用于无遮挡的高大空间。

3.3 图像型火灾探测器

图像型火灾探测器的原理是利用彩色CCD 摄像头和红外CCD 摄像头进行监控，将获得的视频图像信息发送至图像型火灾探测系统主机，采用计算机模式识别技术，以软件方式识别视频中的火焰和烟雾的视频图像特征，从而进行火灾判定。图像型火灾探测器可以使工作人员通过监控录像直接确认火灾是否发生，不用耗费人力、物力进行现场确认，在管理上具有显著优势。

4 工程实践

4.1 建筑概况

昭通东站站房总建筑面积31998.13m，主体为地上二层（局部夹层），地下一层，屋面为金属坡屋面，建筑总高度32.00m（屋面最高点）。其中站台层为首层，标高±0.000，主要为进站厅，进站厅为两层通高；高架候车层为二层，标高9.900m，主要为候车厅，高架候车局部设置夹层标高18.000m，层高5.000m，主要功能是商业及设备用房。高架候车厅吊顶为波浪形，最高点高度为26.8m，最低点高度为23.6m，吊顶镂空率为43.25%。候车厅吊顶内高度为5.1～6.8m。候车厅宽度106.5m，长度128.0m。建筑空间关系见图1。

图1 建筑剖面图

4.2 设计思路

该建筑根据各空间高度不同，进站厅（位于首层），吊顶下高度为23.6～26.8m，候车厅（位于二层），吊顶下高度为13.9～16.9m，候车厅夹层部分吊顶下高度为5m。进站厅和候车厅空间高度超过12m，按照规范宜选择2 种火灾参数的火灾探测器。进站厅及候车厅建筑上部宽阔无遮挡，正常情况下无粉尘、水雾或油雾等滞留。建筑结构稳定，不会产生较大位移，符合线型光束感烟火灾探测器的使用条件，故在这些场所其中一种火灾探测器选择红外对射线型光束感烟火灾探测器。进站厅大部分区域高度超过16m 没有超过26m，设置3 层火灾探测器，交错布置；候车厅大部分区域高度不超过16m，设置2 层火灾探测器，交错布置。红外对射线型光束感烟火灾探测器布置在该建筑标高7.0m、标高13.5m 和顶部吊顶下0.3m 的位置，详见图2、图3。

图2 红外对射线型光束感烟火灾探测器首层布置

图3 红外对射线型光束感烟火灾探测器二层布置

高铁站房作为重要的交通运输建筑，及时发现火灾至关重要。同时当火灾自动报警系统误报时，能及时确认是否发生火灾，确保旅客正常候车也至关重要。因此进站厅和候车厅的第二种火灾探测器选择火焰/烟雾图像型火灾探测器，在火灾发生初期烟雾为上升至6m 位置或有明火火灾时，图像型火灾探测器能及时发现火情。当系统误报时，工作人员第一时间查看监控视频，解除误报。根据高铁站房可能发生火灾情形的分析，图像型火灾探测器设置在标高17.9m 的位置，安装高度距进站厅地面17.9m，距候车厅地面8m，摄像机角度设置保证距地2m 以内无盲区，火灾探测器布置及保护范围见图4。

图4 图像型火灾探测器布置图

该工程采用两种可视图像火灾探测器参数见表1。

表1 图像型火灾探测器参数表

高架候车厅夹层区域吊顶下高度5m，吊顶镂空率43.25%，不满足吊顶下安装点型感烟火灾探测器的条件。屋面至高架候车厅夹层地面高度为10.5m，满足点型感烟火灾探测器的安装条件，故此区域采取在吊顶内金属屋面上安装点型感烟火灾探测器的方式。进站厅和候车厅吊顶内高度为5～8m，吊顶内设有检修马道，且电气管线较为密集，在进站厅和候车厅区域上方的吊顶内金属屋面上安装点型感烟火灾探测器来保护这些高大空间上部吊顶内区域。

同时，根据规范要求，所有经过进站厅及候车厅上方的电气回路都设置电气火灾监控探测器，进站厅及候车厅区域的照明回路设置具有探测故障电弧功能的电气火灾监控探测器。

4.3 总结

该工程进站厅、候车厅及候车厅夹层的吊顶是完整的一片区域，根据不同功能区域的层高特点，分区域设置不同的探测器种类，采用了点型感烟火灾探测器、红外对射线型光束感烟火灾探测器及火焰/烟雾图像型火灾探测器。

5 结语

随着社会经济和技术的发展，高铁站房的候车厅及进站厅等空间越来越高大复杂，如何实现快速准确的火灾探测在火灾自动报警系统的设计中尤为重要。昭通东站通过将不同火灾探测器结合使用，借助先进的计算机技术、火灾自动报警系统主机对采集的不同可疑火灾参数进行综合分析判断，可在第一时间对火灾作出响应，挽救人民生命财产安全。