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标题 带上盖开发的地铁车辆段防排烟方案研究
范文

    高吉祥

    

    

    摘 要:针对带上盖开发的车辆段防排烟设计标准无明确依据的问题,结合国内类似工程案例,通过性能化设计手段,合理确定车辆段内高大厂房的防排烟设计原则。

    关键词:车辆段;上盖开发;性能化研究;防排烟

    中图分类号:S611 文献标识码:A

    车辆段上盖开发是通过一个盖板将车辆段在竖向上一分为二,盖板下作为地铁功能使用,盖板以上作为民用建筑功能使用,从而取得“一地两用”和“一举两得”的效果。对于这种新型的建筑体系,国家工程建设相关标准,尚未对其防排烟的设计原则作明确规定,尽管国内已有不少类似工程案例,但是尚无统一做法,本文以广州地铁首个上盖物业开发的萝岗车辆段为例,对其高大厂房的防排烟设计方案进行研究,通过性能化设计论证,提出合理可行的设计原则。

    1 项目概况

    萝岗车辆段位于六号线二期线路的东端,萝岗区开创大道以南,荔红一路以东的地块内。段址东面为大公山,东南侧为植树公园,南侧为南岗河与伴河路。整个地界呈南北走向,长度约为1200m,最宽处约为440m,总用地面积约为31.5公顷。由停车列检库库、检修库、调机及工程车库、综合楼等组成。

    车辆段的全部库房区、白地区、咽喉区、以及出入段线的部分区域设置盖板,在盖板上方进行居住小区的综合开发建设。盖板面积约21万平方米,盖下车辆段与盖上物业开发划分界面是以9米平台(局部为15米板)为竖向分隔线,0-9米为车辆段使用空间,9米以上为民用建筑开发空间。

    2 防排烟设计相关依据及存在的问题

    车辆段检修库、停车列检库为高大厂房,层高9m,检修库的火灾危险性等级为丁类,停车列检库的火灾危险性等级为戊类。

    1)相关规范依据

    根据《建筑设计防火规范》GB 50016-2006的9.1.3规定:建筑面积大于5000㎡的丁类厂房,应设置排烟设施。

    根据未颁布的《地铁设计防火规范》(报批稿)的8.4.2规定:车辆基地的停车库等场所的防排烟设计,除应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016 的有关规定外,尚应符合下列要求:

    (1)当厂房净高超过6m时,可不划分防烟分区;

    (2)当丁类厂房采用机械排烟时,排烟量应按换气次数不小于4 次/h计算。

    2)存在的问题

    (1)两个规范对于丁类厂房均明确要求考虑排烟设施,《地铁设计防火规范》(报批稿)是对《建筑设计防火规范》要求的补充和细化,而都没有明确是否适用于上盖开发的这种建筑体系。

    (2)停车列检库存放地铁车辆,是戊类厂房,两个规范对于戊类厂房均无明确是否需要考虑排烟设施。

    3 性能化研究方案及计算结果

    (1)设计方案

    检修库、停车列检库均设置机械排烟,结合国内类似工程案例的排烟设计方案,根据不同排烟量、有无排烟分区、不同排烟模式确定三个排烟设计方案,利用FDS软件对不同防排烟设计方案进行论证分析,考察烟气扩散、烟气高度、温度变化的情况。

    方案一:排烟量按60m3/(h.m2)计算,设置一万平方米防烟分区,分区排烟。

    方案二:排烟量按30m3/(h.m2)计算,设置一万平方米防烟分区,分区排烟。

    方案三:排烟量按12m3/(h.m2)计算,不划分防烟分区,动态排烟。

    (2)目标设定

    火灾对人员的危害主要是火灾产生的烟气,表现为烟气的热作用和毒性,另外对于疏散而言烟气的能见度也是一个重要的影响因素。所以在分析火灾对疏散的影响时,一般从烟层高度、温度、毒性气体的浓度、能见度等方面进行讨论。在本项目中将采用以下的性能指标:

    1)烟气层的安全高度确定:空间净空高度大于6m的大空间场所,安全高度按以下公式计算,Z=1.6+0.1H;因此萝岗车辆段的安全高度取值为2.5m。

    2)最保守判据:烟气层高度控制在安全高度以上。

    (3)计算结果

    1)烟气扩散结果

    2)空间烟气温度结果

    (4)结果分析

    1)方案一基本能将烟气控制在防烟分区范围之内,仅有少量烟气翻过挡烟垂壁下檐,蔓延至相邻防烟分区,防烟分区内烟气沉降高度约为5.5m,大于2.5m的安全高度,防烟分区内温度约为33~42度,热辐射不会对人员和结构造成影响。需要说明的是,本方案起火点设在防烟分区的中部,若起火点靠近防烟分区边缘,则烟气蔓延至相邻防烟分区的范围更大,还需要启动相邻防烟分区内的排烟设备。

    2)方案二与方案一的区别在于排烟量减为一半,防烟分区基本失效,大量烟气翻过挡烟垂壁下檐,蔓延至相邻防烟分区,需启动相邻防烟分区内的排烟设备同时排烟,防烟分区内烟气沉降高度约为5m,大于2.5m的安全高度,防烟分区内温度约为35~45度,热辐射不会对人员和结构造成影响。本方案采用挡烟垂壁无法有效控制烟气扩散,但是各项指标均满足计算目标设定值,对人员疏散没有影响。

    3)方案三取消挡烟垂壁,根据FAS探测情况,动态启动相应排烟设备,在模拟的1200s内,无法有效控制烟气扩散,但烟气随着时间扩散的速度在逐渐下降,烟气在到达边缘后,自然排出室外,烟气高度在2.5m以上,稳定后起火区域顶棚的温度大约在75℃~110℃,烟气层的温度由起火位置向外逐渐减小为环境温度,热辐射不会对人员和结构造成影响。本方案各项指标均满足计算目标设定值,对人员疏散没有影响。

    4)从安全疏散来看,三个方案都满足要求,方案一的设备规模最大,方案三的规模最小,建议本项目排烟方案采用方案三。

    4 结论及建议

    (1)车辆段进行上盖开发后,盖下车辆段的防排烟应从严设计,丁类、戊类厂家均按机械排烟考虑。

    (2)高大厂房的层高为9m,排烟设计时需充分考虑这一巨大储烟仓的影响,借助性能化设计手段,通过多方案比较,合理确定排烟方案。

    (3)随着车辆段上盖开发的案例增多,不断积累工程经验,相信有关消防规范会逐步得以完善,为工程设计提供更确切依据。

    参考文献

    [1]GB50016-2006,建设部.建筑设计防火规范[S].

    [2]建设部.地铁设计防火规范(报批稿)[S].

    [3]刘桂江,王栋.苏州太平车辆段上盖开发消防设计[J].铁道工程学报,2012,170(11):67-72.

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更新时间:2025/3/15 17:38:40