地鐵火災事故中乘客安全逃生設計探討摘 要: 分析了在地鐵火災事故中影響乘客安全逃生的客觀因素, 指出了現行地鐵設計中存在的缺陷, 并提出改進意見。關鍵詞: 地鐵; 火災事故; 乘客; 安全逃生; 設計0 前言 地鐵交通在城市公共交通中的優勢不言而喻, 但歷史告誡我們, 近 20 年來, 國內外發生的地鐵火災事故, 都以其慘痛的教訓給我們以深刻警示。 廣州市地下軌道交通建設已全面展開,從地鐵一號線到三號線, 不到8年的時間內, 3條線路先后投入使用, 其投資規模、速度可謂國內空前。未來10年, 廣州地鐵將形成以地鐵一、二、三號線為基本骨架, 北連廣州新國際機場, 南抵南沙港, 加上科學城到大學城之間的四號線, 約170km左右的軌道交通網。 作為廣州最早投入使用的地鐵一、二號線, 從消防安全設計及施工方案而言, 兩條線路仍存在一定的缺陷。對此, 通過分析影響乘客安全逃生的客觀因素和現行地鐵設計中存在的缺陷, 進而對消防部隊在處置地鐵火災事故時如何有效實施救助進行初步的探討。1 影響乘客安全逃生的客觀因素分析 地鐵是構筑于地下的大容量軌道交通系統, 由于地鐵運營環境的特定性等因素,地鐵突發火災事故, 乘客緊急逃生極其困難, 群死群傷的可能性極大。1.1 客流量大 廣州地鐵一、二號線目前建成的總長已超過 41km, 據有關資料顯示, 2005 年“十一”黃金周, 一、二號線總客流達 68.8 萬人次, 其中一號線 41.2 萬人次, 二號線 27.6 萬人次。在地鐵突發火災事故情況下, 這么大的客流量, 組織有序疏散很難, 若要確保所有乘客在安全允許的時間內全部逃生, 難度更大。按《地鐵設計規范》第 19.1.19 條規定:“出口樓梯和疏散通道的寬度, 應保證在遠期高峰小時客流量時發生火災的情況下,6min 內將一列車乘客和站臺上候車的乘客及工作人員全部撤離站臺”。 現以二號線某站為例, 該站站臺至站廳提升高度 3 層, 根據客流情況, 列車遠期采取 6 列編組, 通過計算, 該站一列滿載乘客列車總人數 1 860 人, 高峰期列車發車時間間隔 2min, 候車乘客 395 人, 工作人員按 10人計算, 須疏散人數為 2 264 人, 設計 6min內疏散能力為 4 470 人, 疏散設計完全可以滿足要求。但如上所述, 據統計, 該站 2005年 “十一”黃金周期間瞬間客流達到 8 300人, 大大超出了該站的疏散能力。1.2 逃生條件差 (1) 垂直高度深。按《建筑設計防火規范》等消防設計規范的要求, 商業營業廳設置在地下層時, 不應超過地下 3 層, 按常規最深只設置在地下 12m 左右。而地鐵站臺站廳一般埋深都在 15m 以下, 如二號線某換乘站, 深入地下達 28.3m, 光臺階就有 100 多級。現正施工的某號線因地質原因, 埋深已達 30 多 m。火災發生后, 乘客從站臺及站廳層僅憑體力往地面逃生, 既耗時, 又耗力, 再加上不可知因素, 安全逃生的把握性不大,對老弱病殘的乘客而言, 更是兇多吉少。 (2) 逃生途徑少。地下民用建筑的人員密集場所, 每個分區面積都控制在 2 000m2以內, 且每個分區安全出口不少于兩個, 當與地面出入口地面的高差超過 10m 時, 每 100人疏散寬度指標約達 1m, 且均為安全系數較大的封閉樓梯間。而按地鐵疏散計算方式, 以某廣場站為例: 站臺至站廳設扶梯 5 臺(第如寬 600mm), 設開敞式步行樓梯一座, 寬 2m,總寬為 5m, 需疏散人數為 2 338 人, 如不考慮扶梯繼續運行, 每 100 人疏散寬度指標僅為 0.21m, 且人員均暴露在火場煙氣中。 另外, 向上的疏散方式、檢票閘機等障礙物擋道, 也嚴重影響乘客快速逃生。列車若在隧道內發生火災, 乘客逃生的唯一通道是列車首尾一扇寬度僅為 80cm 的直通式緊急疏散門或寬 60cm 側平臺, 其后果更為嚴重。1995 年阿塞拜疆巴庫發生地鐵列車在隧道內起火事故, 造成多人死亡、269 人受傷。 (3) 逃生口不清晰、距離長。城市建成區地鐵站大部分均設有通道連通地下商場( 通道中間設有防火卷簾與地鐵分隔) 。每個站均設有不少于 2 個直通地面出口, 疏散距離普遍較長。如某中心站, 設有 3 條通道和地下商業場所相連通, 另設兩個直通地面出口, 疏散距離均在 80m 以上。一旦突發火災事故, 乘客往往習慣性從平常行走相對熟悉的路線或盲目跟隨他們逃生, 這對選擇較長路線逃生的乘客來說, 被困受害的可能性也就隨之增大。1.3 允許逃生時間短 針對地鐵火災事故, 現使用的車廂雖然都是由非燃或難燃材料制造, 但車廂內有大量電器產品、有機材料使用的廣告牌, 特別是站廳層普遍設置有商鋪, 起火后, 快則 1.5min, 慢則 8min 之后就會出現對人體有害的氣體。2～5min 內, 車廂內煙霧彌漫就無法看清楚逃生出口, 相鄰的車廂在 5～10min 內也會出現相同情形。試驗證明, 允許乘客逃生只有 5min 左右的時間。另外, 如果乘客的衣物一旦引燃, 火勢能在短時間內擴大, 允許逃生的時間則更短。如韓國大邱莊地鐵火災, 大批乘客因吸入有害氣體葬身車廂。1.4 乘客逃生意識差異大 地鐵站臺( 廳) 或列車內突發火災事故后, 險惡的災害環境, 使乘客容易產生恐慌及焦慮心理, 這對逃生意識較強、通道較熟悉的乘客來說, 還能冷靜判斷險情, 相對準確地采取自救措施, 安全逃生的可能性也就較大。 但就自救意識較差的乘客而言, 從眾是多數人的選擇, 爭先恐后擁向出口處時, 被踩、擠、壓倒地后, 易導致群死群傷。另外, 因恐懼迷失方向后, 易導致被困直接致傷或致死。 綜上所述, 在地鐵消防安全設計、使用過程消防監督中, 雖然有許多無法避免的困難, 如埋深、人員密集等等, 但如果能較好地控制可燃材料的使用, 保證消防設施完整好用, 提高地鐵員工的管理水平, 加大安全宣傳培訓力度, 有效防止事故的發生, 地鐵還是快捷、舒適、安全的最佳城市交通選擇。事實證明, 地鐵在廣州市運行將近 10 年來, 僅發生過幾起火警事故。未造成人員傷亡, 損失較小。2 現行地鐵設計中存在的缺陷及改進意見2.1.1 排煙方式介紹 地下鐵道區間隧道內的空間相對封閉,一旦發生火災, 產生的熱煙氣較難控制排除且火災不易于撲救, 容易造成較大傷亡事故。因此, 有必要對地鐵隧道內火災發生情況進行分析, 找出國產完善的煙氣控制方式。 針對現行規范對防排煙方式不夠明確的情況, 有必要根據各線路地鐵的特點作出多種不同方案的防排煙方式, 從而加以比較、選擇。我們在對二號線驗收時, 曾對現有的系統進行多種排煙機開啟部位和方式、不同吊頂設置方式的測試, 才得出現行的地鐵防排煙方式較為有效的結論。 (1) 隧道發生火災時的防排煙方式。地鐵站建筑構造一般由站廳層、站臺層、行車隧道、設備管理用房組成, 站臺、站廳、管理用房均設置獨立排煙系統。當隧道發生火災時, 防排煙方式設定為: 關閉全站的通風空調系統, 打開隧道屏蔽門和排煙風機, 背著乘客方向排走煙氣, 迎著乘客疏散方向送新風, 并通過排煙產生壓差, 由站廳層出入口,經站臺層進行補風。這就要求在建筑結構上, 地鐵直通地面的出入口、站臺、站廳上下連通部位保持暢通無阻。 (2) 站臺層發生火災時的防排煙方式。當站臺層發生火災時, 防排煙方式設定為:關閉全站的通風空調系統, 打開站臺層相應防煙分區的排煙風機、打開屏蔽門和隧道風機進行排煙, 并通過排煙產生壓差, 由站廳層出入口進行補風。 (3) 設備管理用房發生火災時的防排煙方式。當設備管理用房發生火災時, 防排煙方式設定為: 關閉全站的通風空調系統, 設備用房氣體滅火系統動作, 滅火結束后開啟排煙風機進行排氣。管理用房發生火災時,排煙風機開啟進行排煙。2.1.2 現行防排煙方式的缺陷及改進意見 經在二號線隧道、站臺、站廳現場發煙進行發煙、防排煙實驗, 從測試數據看, 上述防排煙方式基本能保證 20min 內能將煙氣排完, 但仍存在一些有待解決的問題: (1)出現煙氣倒灌現象。《地下鐵道設計規范》中要求站外送風、排煙口間距不小于5m, 實踐證明, 5m 的距離太近, 廣州市一、二號線在關閉送風空調系統, 開啟排煙系統時, 非排煙區普遍出現煙氣倒灌現象, 在室外觀察現場風口, 可明顯看出排煙口排出煙氣因受外界風力影響, 部分漂入送風口。 對此, 廣州市地鐵公司高度重視, 就排煙口設置問題作了專題實驗, 并進行科學評估論證, 得出: ①排煙口與進風口、人員出入口應盡可能拉開距離。②如①不能實現, 則應反方向布置, 人員出入口應布置在上風向。③排煙口百葉建議設置為排煙向上, 有利于煙氣盡快排向高空。④在排煙口處設置擋煙板, 形成煙囪效應, 強制煙氣向上排放。 (2) 頂棚設置方式影響排煙效果。站臺、站廳廳棚設置方式對排煙效果影響較大, 建議盡量減少吊裝頂棚。2.2 現行《地下鐵道設計規范》存在的缺陷及改進意見2.2.1 建議制定消防專項設計技術標準 在《地下鐵道設計規范》中有條文提及消防安全設計標準, 但不夠明確, 且嚴格程度用詞多用“宜”表述, 可操作性不強, 且因各人對規范理解不同, 容易造成設計標準不統一。2.2.2 部分條例提出的要求不全 如《地下鐵道設計規范》僅對地下部分提出防火要求, 但對地上部分外部出口周圍空間, 與相鄰商鋪等可燃物的間距, 及室外消防栓設置距離、數量沒有規定。2.2.3 有關內容缺少 現在廣州市從公共區至室外最遠點疏散距離已達 200 余 m, 太不安全, 因此設計規范中對室外最遠點至車站公共區的直線距離應有所限制, 或規定在一定長度內增設輔助出口。此外, 對如三號線的長距間, 其疏散模式也應列入規范。 廣州地鐵四號線設置多個地上高架站,現行規范對地下站消防安全設計描述較多,但對地上站未有明確要求, 如防火分區的劃分方式、疏散距離的計算、消防系統的設置方式等均無法參照執行。經請示, 《地鐵設計規范》管理組就上述問題給予答復, 明確《地鐵設計規范》未有明確的地上部分防火要求可按《建筑設計防火規范》執行。2.2.4 其它設計存在的缺陷及改進 (1) 站臺、站廳檢票系統過多, 疏散出口過少。站廳層設置了防止未購票乘客從非購票區進入購票區的自動啟閉檢票系統, 平時只能憑票出入, 緊急狀態下釋放其識別系統, 可自由進出, 但由于規范對檢票口的阻礙設施沒有統一規定, 各地鐵公司作法亦五花八門, 有些設施直接影響了人員的快速疏散要求。如一號線檢票口采用的是轉桿式阻礙設施, 釋放其識別系統后, 轉桿依然橫在檢票口, 不能形成無阻礙通道, 大大降低了疏散能力, 甚至因有阻礙物使乘客不能主動利用檢票口作為疏散出口, 或因轉桿轉速過慢在檢票口發生擁擠事件。這個問題在二號線得到改善, 二號線的檢票口采用的是平開門式阻礙系統, 但報警后其單一檢票口寬度只允許一人通過。 一、二號線緊急疏散出口均不能實現自動開啟功能。檢票口要通過控制中心手動操作開啟, 其它分隔欄柵要工作人員到現場機械操作開啟。可靠性和快速反應性均得不到保證。 (2) 應急照明方面所要求的照度太低。在應急照明方面, 雖然規范只要求 0.5- 1LX,可見度只有10m 左右, 這一點應提高, 并建議將部分( 不少于 30%) 照明燈接入消防電源, 在火災時轉為事故照明用。 (3) 疏散指示效果不顯著。疏散指示標志應根據公共場所特殊性進行標準化( 尺寸放大) 。一號線的這個問題比較嚴重, 在人流密集的時候不能起到連續的作用, 所以在二號線增設了連續性的地面發光疏散指示標志, 效果有了明顯改善。 (4) 疏散模式不統一。規范要求距離地面 10m 以上站的扶梯, 事故發生時應上行筆者認為應做到全線統一疏散模式, 因為群眾很難去分別深淺站, 疏散模式不統一, 容易造成混亂。