高铁站房防排烟系统的消防性能化设计研究

陈占国

摘  要：针对现代大型火车站建筑的主要特点，分析了大型火车站建筑在防排烟设计中面临的主要问题，结合性能化消防设计方法的目标性、针对性、综合性、灵活性和合理性等基本特点，提出了一种基于性能的消防设计方法。并针对火车站建筑高、大空间的建筑特点，提出了一些大型火车站建筑的防排烟设计及基本方法。同时指出了大型火车站建筑性能化防火设计应注意的主要问题，为进一步健康有序地推进大型火车站建筑性能化防火设计提供了技术依据。

关键词：高铁站  防排烟系统  消防性能

中图分类号：U291.6    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（b）-0035-02

新型開放的大型现代化铁路客运站建筑对消防设计提出了更高的要求，特别是对合理设置防火防烟区提出了更高的要求。我国现行的建筑防火规范没有明确规定大空间的防排烟问题，有些规定很难执行。因此，有必要针对站房的具体火灾特点进行有针对性的分析研究，并将建筑防火的相关技术要素作为一个整体来考虑，以实现安全、可靠、技术先进、经济合理的消防设计。性能化设计是当前技术条件下解决上述问题的有效方法之一。

1  消防性能化设计的概述

在传统建筑中的消防系统设计是根据建筑物的建筑规模、结构等进行设计，根据固定的指标和方法对消防系统的方案进行确定，这样具有一定的规范作用，但不能适应功能复杂、体积大和现有规格无法涵盖。

消防性能化的消防系统设计是在基于消防性能最大化，为建筑物进行最优的消防设计，是一种以消防安全危最终导向，充分利用建筑物内个种功能空间和结构进行定性、定量的分析、模拟、预测和评估建筑物的火灾危害和后果，已完成对建筑物最佳消防系统设计的过程。所以这种性能化设计相对传统消防系统设计更具有针对性、高效性、灵活性。是对新技术和新理念的一种合理运用，能够初步对传统消防设计的补充或替代。

2  工程分析

2.1 工程概况

临沂北站位于山东省临沂市兰山区白沙埠镇沂蒙路与孝圣街交汇处，是一座正在建设中的大型高铁枢纽站，隶属于中国铁路济南局集团有限公司，建成后将是区域大型枢纽，是全国地级市中最大的车站之一。，如图1所示。

2.2 防排烟设计的难点分析

2.2.1 大型交通枢纽类建筑特性

大型交通枢纽建筑，作为一个城市或者多个城市和核心枢纽，是一种具有多功能综合性和建筑物，相对于写字楼等大型建筑来说更加具有独特性。

（1）建筑物的面积巨大、体积容量大、结构较为复杂。

（2）建筑内设施连续运营时间长（一般为24h不间断运行）并且为了保证建筑空间的有效运行，对于建筑结构的质量要求较高。

（3）建筑物内的人员密集，且流动性大，内部运营方式也复杂多样，分为不同的工作线路，所以对建筑物内的消防安全提出了更高的要求。

2.2.2 消防设计难点

根据大型交通枢纽建筑的特点，对消防系统设计提出了更高的要求，整个设计过程中会更具有一定的困难。

（1）对建筑物内的防火区域划分复杂，在《建筑设计防火规范》种的相关规定，建筑防火需要建设大量的防火门进行防火区域划分，但大型交通枢纽建筑人员流动大，空间分布复杂，大型防火门建设不利于人员流动，并且在建筑物内具有较强的通透性，不利于大面积使用防火门（帘），所以在防火区域划分中较为困难。

（2）排烟量的计算难以控制，在交通枢纽建筑中的区域多，面积广，各个功能空间结构不一。若使用《规定》中的排烟系统设计，其计算量大，工程难以进行实现。

（3）灭火系统设计困难，在消防系统中的灭火系统需要大量的水源，在交通枢纽建筑物中结构复杂、跨度大，对水源供应较为复杂。

（4）疏散设计困难。在交通枢纽建筑中，为了提高客流容量和交通换乘等，建筑物纵深大，面积广，这样就给疏散设计带来一定的困难，楼梯间与消防电梯也无法过多设置。

3  防排烟系统的消防性能化设计

3.1 排烟气流的组织

排期组织是防烟排烟系统中的关键设施，但是因为交通枢纽建筑中的覆盖范围较大，需要进行设计的排烟系统较为复杂，各个区域中的排烟管道较多，容易和其他管道区域重合造成不必要麻烦，并且会造成排烟管道尺寸变小，排烟管道长度过大，无法实现排烟功能要求。为了使排烟系统不受建筑物高度的限制，也不受排烟效果的影响。为有效减小风管尺寸，降低建筑层高，节约土建费用，在设计排烟系统时，每层均采用水平排烟方式。

3.2 排烟风机的选型和配置

根据消防性能化设计，地下交通换乘层一层（行李火灾、车间火灾）排烟设备为7.344×104m3/h;地下车站大厅二层（行李火灾、车间火灾）排烟设备为8.694×104m3/h;三层（行李火灾、列车火灾）排烟设备为7.694×104m3/h。在站台公共区域发生行李火灾时，机械排烟量7.938×104m3/h，当轨道区域发生列车火灾时，考虑到列车火灾溢至站台后的烟气量可能大于行李火灾产生的烟气量，站台公共区域的烟气量暂按《地铁设计规范》中烟气量的计算方法计算。短站台层机械烟量1.08×105m3/h，长站台层（地下三层）机械烟量2.304×105m3/h，轨道区机械烟量5.04×105m3/h（单线区），排烟设备考虑10%漏风。

3.3 烟气控制模式

在发生火灾时，按照不同高度和楼层，对防烟排烟方式采用不同的控制方法，按照枢纽站的排烟要求，防排烟系统设计具体原则如下。

（1）地下1层（BI层）交通转换层发生火灾：地下1层的防排烟区域进行开启排烟系统，同时对地下一层中的送风系统进行关闭处理，运用区域出口进行自然补风。

（2）地下2层（B2层）候车厅发生火灾：将该区域内的防烟区域开启，同时关闭送风系统，地下1层开启送风进行补风

（3）地下3层（B3层）站台层公共区发生火灾：开启轨顶及站台层排烟系统进行排烟，关闭本层送风系统，同时地下2层开启送风进行补风

（4）当轨道区列车发生火灾时，由于排烟量大，车站两端活塞轴自然补充补气，地下两层送风为机械补气。由于列车在轨道区域发生火灾时，烟气会溢出站台公共区域，因此根据“列车火灾对应的轨道区域和与轨道区域相邻的站台的烟气排放”设计烟气控制模式。

4  结语

由于高铁建筑结构的特殊性，对建筑中的消防设计提出了更高的要求。该文中在基于高性能化的设计理念对高铁枢纽站的防排烟系统进行设计研究和评价。在此基础上，进行了相应的消防排烟设计。为了适应大型火车站站房建设的需要，确保火车站站房建设安全有序地发展，需要在铁道部的统一指导下，进一步健康有序地推进大型火车站站房性能化消防设计。铁道部和有关单位共同努力，以加强工作，稳步实施，合理运行为目标。

参考文献

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[3] 张晓露.试论超高层综合办公楼防排烟系统设计[J].中华建设，2018（11）：108-109.