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《地铁设计规范》新旧版本对照及防火分区、安全疏散的一些问题探讨

2015-05-06陈丽娟

隧道建设(中英文) 2015年4期
关键词:用房条文设计规范

陈丽娟

(广东南海国际建筑设计有限公司,广东佛山 528251)

0 引言

GB 50157—2013《地铁设计规范》[1](以下简称新规范)于2014年3月1日正式实施。该规范根据近年来我国地铁工程建设和运营管理方面的新经验和新技术,纳入了新的设计理念、原则和方法,对原来的GB 50157—2003《地铁设计规范》[2](以下简称旧规范)进行了大篇幅修订。回顾旧规范实施之初,《都市快轨交通》于2004年开辟专栏“《地铁设计规范》问与答”[3],进行了历时多年的不定期探讨。目前新规范带来的新问题,同样值得同行的关注与探讨。对《地铁设计规范》新旧版本进行对照研究,总结两者存在的差异,以指导地铁建设及设计,显得非常必要。

2012年8月,新规范尚处于征求意见阶段,广州地铁设计研究院有限公司结合新旧规范制定了企业标准——《广州市轨道交通新线工程设计技术标准》[4]。该标准侧重于对新规范已经明确的修订条文进行了实施细则的统一规定,但并未对新旧规范存在的差异进行归纳总结。

在2014年中国(青岛)城市轨道交通管理和技术创新研讨会上,北京交通大学林元琪、刘明辉、梁青槐及贺晓彤4位学者发表了《新旧地铁设计规范中车辆基地设计对比研究》[5],对2013版《地铁设计规范》(报批稿)与旧规范存在的发展变化进行了探讨,侧重于车辆基地部分展开对比研究,而在地铁车站的防火分区、安全疏散方面并没有进行研究讨论。

本文结合多年地铁车站建筑设计经验,对新旧规范在建筑防火设计中的防火分区、安全疏散等问题进行系统研究和比对,归纳两者存在的差异;并对存在歧义的问题进行探讨。

1 建筑防火设计差异

1.1总平面风亭设置要求

在总平面风亭设置要求上,旧规范没有具体的距离要求,仅第8.6.3条作了简单表述“单建或与建筑物合建的风亭,其口部距其他建筑物距离应不少于5 m。”所以,在过往广州地铁地下车站方案设计中,为减少风亭地面建筑的征地拆迁面积,一般情况下无论高风亭还是敞口低风井,新风、排风和活塞风口的距离基本上都是按最小距离5 m来控制。新规范修订之后,在功能与边界条件的权衡下,于第9.6.2和9.6.3条分别对各风口之间的控制距离作出详细而明确的规定,便于设计落实。而在9.6.4条中,出入口与排烟风口的距离执行与进风口相同的标准。现根据本人在实际工程设计中对规范条文的理解,整理出入口、风亭、冷却塔之间控制距离见表1。

表1 出入口、风亭、冷却塔之间控制距离表Table 1 Criticaldistanceamong exit/entrance,ventilation pavilion and cooling tower m

1.2 公共区防火分区划分

在公共区防火分区划分方面,旧规范要求“地下车站站台和站厅乘客疏散区应划为一个防火分区”,其防火分区面积是没有限制的。但新规范在 GB 50490—2009《城市轨道交通技术规范》[6]相关规定基础上进行了量化,“地下换乘车站当共用一个站厅时,站厅公共区面积不应大于5 000 m2”。

在防火分区的耐火极限规定上,新旧规范也有差异:新规范把2个防火分区之间防火墙的耐火极限由原来4 h调整为“不低于3 h”。该条文的修订,与现行GB 5006—2006《建筑设计防火规范》[7]标准统一,笔者认为更合情合理。

1.3 疏散距离

在公共区疏散距离的要求上,旧规范只对站台公共区做了要求,而新规范要求“站台和站厅公共区内任一点,与安全出口疏散的距离不得大于50 m”。

在设备与管理用房区,当房间疏散门位于2个安全出口之间时,疏散门与最近安全出口的距离由旧规范的“不得超过35 m”调整为“不应大于40 m”;当房间位于袋形走道两侧或尽端时,其疏散门与最近安全出口的距离由不得超过35 m的1/2(即17.5 m)调整为不应大于22 m。

1.4 事故疏散时间计算

在事故疏散时间核算上,计算公式没有作出调整,但疏散计算的前提和公式参数的解释作了很大修订。体现了新规范为尽量避免特大灾害发生时造成重大人员伤亡,对疏散能力的强制规定作出更严谨的阐述。

新规范疏散时间计算公式:

式中:Q1为远期或客流控制期中超高峰小时1列进站列车的最大客流断面流量;Q2为远期或客流控制期中超高峰小时站台上的最大候车乘客;A1为1台自动扶梯的通过能力,人/(min·m);A2为疏散楼梯通过能力,人/(min·m);N为自动扶梯数量;B为疏散楼梯的总宽度,m,每组楼梯的宽度应按0.55 m的整倍数计算。

旧规范没有明确上述疏散计算公式适于多少提升高度的车站,只是强调6 min“全部撤离站台”,而新规范则明确了该公式适用情况为“提升高度不超过3层的车站”。当“超过地下3层时,应根据情况详细分段计算而定”;同时补充了“安全区”的定义,“一般情况下指地下封闭车站配备了事故通风系统,能为站台或轨行区列车火灾工况下乘客疏散提供保护的场所”。

旧规范第19.1.19条,对于“在远期高峰小时客流量时”,“一列车乘客数”(即Q1取值)的理解,过往是存在2种不同的情况:1)远期超高峰小时列车开行间隔时间的进站断面客流,也就是客流预测进站列车的实际客流;2)一列车的满载人数。针对不同理解,胡建国等[8]提出了相关见解。这2种取值方法都能满足火灾情况下的安全,但不同取值导致了不同的车站规模。进站断面客流是实际运营列车上的客流,满载客流是一列车的最大运载能力。笔者认为,在工程设计验算中,基本很少有进站断面客流能达到满载客流的情况,因为行车组织方案同样是要根据预测客流进行核算而确定的。所以新规范结合实际疏散人员,明确了Q1取值是“远期或客流控制期中超高峰小时1列进站列车的最大客流断面流量”,是合理的。

Q2取值中,新规范取消了旧规范上的“站台上的工作人员”:火灾发生时,工作人员应按照驻留在车站各岗位上以指挥、协助、引导乘客疏散和进行初期灭火自救的原则,所以改为站台服务人员不计在内。

而其他参数取值在新规范中也进行了调整,例如:A1为1台自动扶梯的通过能力,人/(min·m),由不大于9 600调整为不大于8 190;B为疏散楼梯的总宽度,m,明确了每组楼梯的宽度应按0.55 m的整倍数计算。

2 建筑防火设计的疑问与思考

2.1 安全出口与消防专用通道的关系

新规范第28.2.3条第3款的条文解释“有人防火分区应设置一处直通地面的安全出口,可以兼顾救援”,但第5款又提到“消防专用通道火灾时需供消防人员进入车站进行火灾扑救,故也不能作为安全出口”,似乎有前后矛盾之嫌。

参照《地铁设计防火规范》(报批稿)的相关表述“电梯、竖井爬梯、消防专用通道以及管理区的楼梯不得计作乘客的安全出口”,而“通向设备管理区的消防专用通道,可作为该设备管理区的安全出口”。还有,根据2014年10月28日国家标准《地铁设计规范》管理组对北京城建设计发展集团股份有限公司和辽宁省交通规划设计院《关于消防专用通道疑问的回复意见》,“安全出口可以兼具消防专用通道的功能”,“满足规范要求即可”。

笔者认为设备管理区的安全出口能否兼顾消防专用通道,关键是人员疏散时是否会发生阻塞,影响消防人员的进入。下面参照公共区疏散计算公式,对设备区疏散人数进行推算:

式中:Q为有人值守区的疏散人数;A3为楼梯双向混行最大通过能力3 200/60=53人/(min·m);B为疏散楼梯的总宽度,m,每组楼梯的宽度按0.55 m的整倍数计算。

即 Q=0.9A3Bx(6-1)=0.9×53×1.1×5=262人。换言之,按6 min的疏散时间推算,有人值守设备管理区直出地面的安全出口,在混行情况下,依然可以保证262的进出人次;而实际的车站工作人员数量,基本不多于260人。

所以,结合目前正在设计施工的广州地铁11号线工程实例经验,本人认同通向设备管理区的消防专用通道不能作乘客的安全出口,但可作为该设备管理区的安全出口。消防专用通道及楼梯间设在有车站控制室等主要管理用房的防火分区内:地下2层的车站,需设封闭楼梯间;地下3层及以上车站,需设防烟楼梯间,若安全出入口与站内各层连通的楼梯间位置错开,需由通道相连时,楼梯间与安全出口之间需设置封闭前室。

2.2 地下车站公共区商铺设置的问题

新规范明确了“车站站台、站厅和出入口通道的乘客疏散区内不得设置商业场所”,而“车站站台、站厅内不影响乘客疏散的区域不受此条限制”。但对于所谓的“乘客疏散区”,新规范没有明确的解释。为此,在目前地下车站方案设计中,公共区商铺设置颇有争议。不同的专家有不同的见解,甚至有部分专家认为车站站台、站厅和出入口通道等公共区空间,都属于乘客可以达到疏散的区域,均不能设置商铺。

《地铁设计防火规范》(报批稿)4.1.5条及条文解释有相关的表述:其一,限定了公共区的商铺应设于站厅非付费区且不在乘客流线范围内;其二,商铺总面积不超过100 m2,单处商铺面积不大于50 m2;其三,商铺面积仍纳入车站公共区的防火分区内,但应采用防火墙或防火卷帘与其他部位进行防火分隔,并应设置火灾自动报警和灭火设施。

结合工程实际,笔者认为在站厅公共区设置适量的商铺,一方面可以方便乘客,另一方面可以增加运营资源开发,在保证消防安全、有效管理的情况下是可以达到双赢效果的。为了保证公共区商铺设置不影响地铁客流安全疏散,限定商铺购物客流不能与地铁客流所需空间重叠,是符合“预防为主、防消结合”的思想方针的。作为地铁设计工作者,在方案设计中认真推敲公共区商铺设置的位置,组织好购物客流和地铁客流,责无旁贷。

笔者建议《地铁设计防火规范》针对“乘客疏散范围”概念进行明确界定,并参照现行的《建筑设计防火规范图示》,配套《地铁设计防火规范图示》,以便更清楚地理解条文,便于设计落实。

2.3 设备管理区防火分区设置的若干问题

2.3.1 风道是否应计入防火分区计算面积

新规范明确了“消防泵房、污水泵房、废水泵房、厕所、盥洗室等面积可不计入防火分区面积”。根据旧规范的相关条文解释,上述空间之所以可不计入防火分区计算面积,是因为此类房间无可燃物或可燃物极少。基于上述理解,在广州地区的过往地铁方案设计中,车站两端环控机房的新、排和活塞风道(风室)等空间,一般情况下不计入防火分区计算面积。但新规范删除了相关条文解释,风道是否计入防火分区面积,成了见仁见智的问题。例如,目前广州地区正处在设计阶段的项目——地铁14号线工程是把车站两端环控机房的新、排和活塞风道(风室)等空间都不计入防火分区计算面积;而地铁11号线工程是要求把车站两端有人员进入维修及有风机设备等的风道空间都计入防火分区计算面积,其余风道空间可不计入。笔者认为,排风(烟)和活塞风道(风室)在火灾工况下,起着重要作用,而且风道内设置风机、风阀等设备,有人员到达检修的可能,应该计入防火分区计算面积。假若风道都不计入防火分区面积,从预防为主的角度考虑,未免有不妥之处。为避免同一地区做法也不甚统一的情况,希望规范应结合各地运营经验和消防单位的意见,对风道计入防火分区计算面积与否进行补充解释。

2.3.2 有人值守与无人值守的防火分区如何界定

新规范在车站安全出口设置相关条文及解释中提到,“地下车站的设备及管理用房区域安全出口的数量不应少于2个,其中有人值守的防火分区应有1个安全出口直通地面”;而“无人值守的防火分区,2个安全出口通向另一个防火分区即可”。有人值守区与无人值守区的设定,新规范没有明确说明,在方案设计中,同样是一个难题。笔者目前设计的广州地铁11号线大金钟站方案是一个地下3层岛式车站,设备区设置于负2层,在防火分区划分与安全疏散设计上,就遇到上述疑问。

《地铁设计防火规范》(报批稿)在相关条文中将“无人值守区”的表述改为“当值守人员不多于3人”,是因为参照了GB 50098—2009《人民防空工程设计防火规范》[9](以下简称人防规范)的类似条文及解释,其原条文为“建筑面积不大于200 m2,且经常停留人数不超过3人的防火分区,可只设置一个通向相邻防火分区的防火门”。相关条文解释为“通风和空调机房、排风排烟室、变配电室、库房等建筑面积不超过200 m2的房间,如设置为独立的防火分区,考虑到房间内的操作人员很少,一般不会超过3人,而且他们都很熟悉内部疏散环境……”。

上述人防规范的条文明确了面积及人数限制,并在条文解释中列举了相关的房间类型,操作性强。建议地铁规范也应该就有无人值守的房间进行界定,对限定人数和相关房间类型等要求加以补充说明。

根据笔者在实际工程设计中的经验,地铁站的用房设置是根据行车、配线、运营等需求来确定的,有标准化的分类,且功能性质、房间规模明确。因此,参照人防规范进行有无人值守区界定是可行的。地下车站用房一般分为运营管理用房、维修工班用房和设备用房3类。运营管理用房和维修工班用房,是经常有人值守办公的;而设备用房一般少人值守,但需与车站控制室紧密相邻设置的设备用房(如综合监控设备室、通信信号设备及电源室、AFC设备室等)因其设置区域靠近车控室而经常有人穿越、停留,建议认定为有人值守;其他设备用房可以认定为无人值守。

希望地铁相关规范能够继续补充明确上述有人值守和无人值守的划分界定,以便设计时有据可依。

3 结论与建议

根据本次对新旧2版地铁设计规范在建筑防火中防火分区、安全疏散方面问题的对比分析,得出如下结论:

1)新规范对总平面风亭控制距离、公共区防火分区面积限定、安全疏散距离及事故疏散时间计算等问题作出了明确修订,比旧规范更具实践意义,可操作性强。

2)消防专用通道与安全出口关系、公共区商铺设置原则、设备管理区防火分区面积计算及有无人值守区界定等相关问题,新规范仍未作出明确解释和界定,在实践中存在歧义,建议在《地铁设计防火规范》中能够进一步地补充和完善,能够明确做法,便于设计落实。

上述这些是自新规范正式实施以来,笔者结合实际工程设计中得出的一些体会与见解。希望能够抛砖引玉,引起同行在地下车站建筑防火及安全疏散方面的思考和探讨,促进规范对相关问题的进一步补充完善。

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