基于火灾下地铁人员疏散的电气系统设计研究

基于火灾下地铁人员疏散的电气系统设计研究

李鑫李振强褚金磊

青岛地铁运营有限公司，266599

摘要；作为当前城市交通最重要的手段，地铁相比于其他交通设施更加复杂，且地下建筑结构更麻烦。发生火灾时，会给国家和国民的生活和财产带来巨大损失。因此，我们必须高度注意安全有效地避难。安全避难的要求非常广泛。我们不仅要推进地铁各系统、各部门的建设，还要提高员工和乘客的消防知识意识，随时更新相关的消防设备。另外，在发生灾害的时候，应该制定冷静舒适的避难计划

关键词：火灾；地铁人员疏散；电气系统；设计研究

1.地铁火灾的主要特点

1.1.车站的空气含氧量大幅度下降

地铁几乎没有连接地下站的部分。地下车站被视为一个密闭的场所。在这种地方，如果有火焰，氧气就会迅速地减少。最终人类活动机能的降低和判断事物的能力会下降，严重的情况下会导致人的窒息和死亡。

1.2.车站排出的大量烟尘

车站的顶棚、装饰、电管等可燃性很高，车站的新气补充剂量不足，火灾时没有完全燃烧，烟雾的数量和产生危险的气体将会更多。烟雾和毒气对人的视力造成了很大的影响，人们看不到逃生方向，陷入困境，进而增加群众避难的风险。根据相关统计，空气中C0浓度高是导致死亡的主要原因。

1.3.车站避难很困难

由于地铁运营的大旅客流动，到2021年，北京地铁的总行驶距离达到了859km，428站，地铁的平均旅客流动超过1241.1万人次。在这样大的旅客流动情况下，地铁发生火灾事故的话，组织规则性的避难是很困难的，要确保所有乘客的安全避难更加困难。其次，地铁的避难状况不好。正如上面提到的，地铁通常都是在10至数十米的地下，是封闭的。除与地面相连的气柱外，与地面相连的出入口还可作为进出人员的进出通道，而且在发生火灾事故时，只有安全的避难路径才能连接到地面。

1.4.车站的烟排热不良

整个车站都在地下。整个车站由钢筋、岩石、泥土和其他材料覆盖，因此没有像地面结构那样连接外部和内部的窗户。在这样的地方发生火灾，产生的大量高温气体无法迅速与室外交换，地下区域的温度迅速升高，“爆炸”现象会发生得比平时更快一些。这加剧了火灾威胁，并使车站工作人员的疏散变得更加困难。如果发生火灾，地铁工作人员安全避险设计的主要目的是保护人员在火灾起火点的安全性，提高逃生的生存概率；第二是保护车站其他地区人员的安全，使资产损失最小化。优秀的工程设计根据不同的工程条件设置了不同的安全避难方法。

2.地铁智能照明控制系统的研究

2.1.地铁照明控制系统

照明负载按照其使用的不同和重要程度划分为以下三个等级：第一个负载：站台照明，应急照明，地下区间照明；第二个负载：地面照明，设备管理用房照明；第三个负载：广告照明。一种负荷的驱动方式是双重供电和双电路。为站台与车站走廊提供照明，50%的照明设备使用这种特殊电路。二类负载应该由二重源单电路线专用线供电。三类负载可以由单个电源和单次线路提供。当只有一个系统的电源系统工作时，可以断开级别Ⅲ负载。在上述电源模式下，当发生站故障时，对于所有三个级别的负载电源都可以切断的消防车，级别Ⅲ负载装置切断所有非火灾负载，以满足消防车的需要。

2.2.地铁智能照明控制系统

地铁照明系统包含很多内容。一般来说，需要事先制订相应的标准。车站照明设计原则是安全可靠、技术先进、便于相关工作人员维护管理，具有特定和灵活性，与车站建筑样式相协调。车站灯光的基本内涵是：节能，高效，舒适，安全，环保。按照绿色照明委员会的有关规定，在达到亮度、灰度等指标的情况下，采用亮灯和高效光源，可以有效地提高灯具的利用率。车站电力分配原理是采用径向和后车厢电力分布的组合，主要采用径向配电模式。单独设置车站广告的照明。

2.3.地铁智能照明控制系统中的优化研究

地铁站的人员集中面积主要分为车站的公共区域和车站的辅助设备面积。车站、站台、出入口分别设计火灾避难室。该区域的照明标准一般不细分，但相同等级的大部分为2001x。车站发生火灾时，作为车站非火力电源的普通照明必须切断。此时，根据火灾代码的要求，车站的紧急照明的标准照度值为51x。另外，火灾时产生的大量烟雾会进一步减弱紧急照明的照度。减光系数代表了烟气遮挡灯具照度的强度。在烟气中人员疏散的速度和减光系数大小的关系。烟的调光特性进一步减少了车站已经低的公共可视性。而且，直接导致人员避难条件进一步恶化。

2.4.地铁照明系统中电缆选型及线路敷设的要求

应急照明设备的电源线应为降低在燃烧时有害物体的产生、抵抗高温或火灾中保持一定时间安全运行的电线；所有应急照明线路（包括疏散指示标志）应采用耐火铜线和钢管。线路敷设于露天、吊顶或活动地板时，金属管应涂有能够防止火灾的涂料来防备火灾情况的发生。暗线敷设时，应采用镀锌钢管进行保护，并敷设在不燃房屋结构内，保护厚度不应比30m小。配电线电缆敷设于电缆桥架以及支架上，同时可能会敷设于电缆竖井、站台板下、天花板上，一次负载电缆敷设在不同的电缆桥架上，在相同的桥架上敷设中间隔层。电缆通过桥架式

安装电箱的一部分沿着墙壁上的钢管进行暗式敷设，一段在墙上通过钢丝槽的方式铺设。

3.地铁应急疏散信号灯的设计与应用

3.1.地铁区间隧道安全疏散指示系统的分析与探讨

地下隧道的防火性能与地面建筑的防火性能存在着很大的区别。地面建筑物进行燃烧时，大量的烟雾和热量会因为露天的环境立即到达空气中，人员的逃生路线和进出口也因为光线明亮能够看清楚。地下段隧道由于其较为封闭的独特结构，比地面站台燃烧更加危险。首先，地下空间很小而且大部分都呈现出被封闭的状态。只有在隧道的两端与站台连接的部分才能用作出口，当发生火灾时，大量的热、烟、毒气等有毒气体无法及时排放。在这样的条件下，隧道的可视性会大幅度下降，会给撤离的人带来恐慌和不安，加大营救工作的难度，而且，由于隧道截面较小，在横截面隧道中施工的情况更为复杂。而且，在地下通道里，要把大量的旅客从地铁车厢内紧急撤离到地道里，也是非常困难的。

3.2.地铁火灾疏散指示装置的选择与布设

独立型的电源，因为电力供应线的铺设而没有额外的要求，而且照明设备结束后由于线路故障而不能正常工作。集中型的电源，一旦故障就会影响系统的安全运作。基于这样的状况，在实际的工程设计中，对电源电缆本身的材料保护、保护模式采取严格的保护对策。集中型紧急照明系统在此类应用场景下不如独立地紧急照明系统。根据以上比较，紧急照明系统中的集中电源模式和独立电源模式具有各自的优点和缺点。根据地铁事业的特点、建设进行灵活设计运用。一个良好的地铁火灾预警电气系统应该具有多方面的优势，可以让地铁的运行更加的安全高效，在发生险情的时候也更容易处置，减少人员伤亡。

4.结束语

综上所述，地铁是建设在地下的大容量铁路运输系统，它在城市的正常交通中起着非常重要的作用。目前，地铁已成为当地政府进行基础设施建设和拉动区域经济发展的一个热点。但其与在地基内设置了开口部、窗户和其他设施的地面建筑不同，火灾时乘客很难避难。此外，消防和救助工作非常困难。同时，由于巨大的火灾负荷和地铁的人员密度的特征，使人们很难安全地避难。

参考文献

[1]于艳良.基于火灾下地铁人员疏散的电气系统设计研究[D].北京建筑大学,2016.