城市轨道交通地下车辆基地消防车道设计若干问题探讨
时间：2023-02-12 19:40:08 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
目前国内城市轨道建设中车辆基地主要设置在地上，地下车辆基地的建设模式未得到大范围的使用，尚处于探索阶段。我国第一座地下车辆基地—中心公园停车场建成于2011年，从城市空间综合利用、协调城市面貌等方面做了有益的尝试，北京、成都、深圳、广州、武汉等城市也逐渐摸索及建设了地下车辆基地。（表1）
表1 国内轨道交通地下车辆基地一览表（5年内）
消防车道是地下车辆基地消防设计重要的组成部分。该车道除满足车辆基地日常的人流、车流通行外，同时也是地下车辆基地消防安全的重要保障。特殊工况下，该车道可满足消防车顺利通行及作业的需求，同时也认为是安全区域。安全疏散时，人员通过防火门疏散到消防车道，被视为到达安全区。目前，各地下车辆基地消防车道的设置标准不一，虽有相关设计规范，但部分具体解决措施及关键设计参数如何选取并未明确，为工程设计、建设带来隐患，如何在既有规范的基础上，借鉴相关工程的经验，提出合理的消防车道布置方案，是地下车辆基地设计的重难点。（图1）
图1 某地下车辆基地效果图
轨道交通地下车辆基地内需设置不少于2条与外界道路相通的消防车道，有利于在不同条件下快速调整灭火场地和实施灭火。当停车库、停车列检库、运用库等设置在地下时，应在地下设置环形消防车道，预防消防车辆堵塞，保证灭火救援的需要。消防车道一般不宜与列车进入咽喉区前的出入线平交。当库房的总宽度不大于75m时，可以沿库房的一条长边设置消防车道，尽头式的消防车道应设置回车道或回车场，回车场的面积按不小于15m×15m布置。
地下消防车道与地下各功能建筑之间应设置耐火极限不低于3h的防火墙分隔，当无法设置防火墙或其他防火分隔物时，局部开口部位可以考虑水幕系统。总平面布局在执行现有规范的同时，需结合地下车辆基地运营及工艺需求统筹布置。（图2）
图2 某地下车辆基地消防车道总平面布局示意图
为确保消防车道满足消防车通行和扑救建筑火灾的需求，消防车道布置应注意以下问题：
3.1 消防车道的净宽度和净空高度
3.1.1 消防车道的净宽度
根据目前国内在用的各种消防车辆的外形尺寸，结合既有规范对消防车道净宽度不小于4m的要求，并考虑车辆基地内部车辆日常通行的需求，地下车辆基地单车道宽度设置为4m，双车道宽度考虑设置为7m。
3.1.2 消防车道的净空高度
根据相关规范要求，地面消防车通行的净空高度不小于4.0m。当消防车道置于地下，车道顶板不是全敞开，火灾工况时，车道顶板有烟气聚集，灭火救援时，人员位于消防车上方进行操作，人员所需最小清晰高度为6m。当消防车道顶部采用自然排烟方式时，储烟仓的厚度不应该小于消防车道净高的20%，最小不小于500mm，参考《建筑设计防火规范》（2018年版）第5.3.6条对步行街顶棚的下檐距地面的高度不小于6m的规定。因此，当消防车道置于地下，车道顶部有盖时，消防车道顶板距地面的高度最小不应小于6m，但具体高度需考虑消防车通行需求、人员所需最小清晰高度及车道顶板储烟仓厚度等因素综合确定。（图3）
图3 某地下车辆基地消防车道示意图
3.2 消防车道的转弯半径
地下车辆基地消防车道的转弯半径需满足消防车转弯的要求。目前，我国普通消防车的转弯半径为9m，消防登高车的转弯半径为12m，一些特殊的消防车的转弯半径为16m～20m。因为地下车辆基地一般不需要考虑消防登高需求，因此地下车辆基地消防车的转弯半径可按9m设置。消防车道回车场地的大小根据一般消防车的最小转弯半径确定，对于地下车辆基地回车场地的大小《地铁设计防火规范》中规定面积不小于15m×15m。考虑车辆基地设置于地下，因此，设计时还需考虑土建规模、结构柱网的布置和当地消防车的配置情况，综合确定回车场地的大小。
3.3 消防车道的坡度和承载力
3.3.1 消防车道的坡度
根据《建筑设计防火规范》中规定，消防车安全行驶的坡度要求不宜大于8%。因此，地下车辆基地供消防车道行驶的坡度可按不大于8%设置，此坡度仅供消防车道行驶，不是供消防车停靠和展开灭火行动的场地坡度。一般情况下消防登高操作的场地坡度不大于3%，特殊情况也可采用5%的坡度，因为地下车辆基地一般不涉及消防登高操作，因此，场地坡度仅供设计时参考。
3.3.2 消防车道的承载力
地下车辆基地消防车道的路面和救援操作场地下面的管道和暗沟等，必须能承受重型消防车的压力。在布置消防车道和灭火救援操作场地时，如果考虑不周，将会发生路面或场地的设计承受荷载过小，道路下面管道埋深过浅，沟渠选用轻型盖板等情况，从而不能承受重型消防车的通行荷载。设计时需要结合当地消防车配置情况认真核算相应的设计承载力。
3.4 消防车道顶部的开孔
与地面车辆基地相比，地下车辆基地消防车道顶部设置顶板。运用库发生火灾时，烟气将由着火的防火分区通过库区左右两侧消防车道蔓延至其他区域。
足够宽敞的室外空间，可以有效阻止火灾的蔓延。为控制烟气蔓延范围、降低烟气对人员及环境的影响、保证火灾烟气快速地自然排放，结合地下车辆基地工程实际情况，提出了消防车道顶部开孔。
3.4.1 工程实例
目前国内建成的地下车辆基地消防车道顶部开孔标准不一，如武汉3号线升官渡停车场消防车道开孔率50%，开孔宽度6m，开孔之间距离31m；
深圳地铁9号线笔架山停车场的消防车道开孔率为30%；
深圳地铁10号线益田停车场消防车道开孔率27%，开孔宽度5m，开孔之间的距离不大于60m；
成都9号线武青车辆段消防车道顶部全敞开，成都19号线二期长顺村停车场消防车道开孔率25%，开孔宽度为7m。
3.4.2 相关规范标准
①开孔率。《北京市轨道交通车辆基地上盖综合利用项目工程特殊消防设计要点（征求意见稿）》中规定“板地下部消防车道顶部或侧部应为开敞形式，确有困难时，开敞面积不得小于消防车道地面面积的25%。”；
《无锡4号线具区路车辆段上盖开发消防沟通会议记录》中记录“盖下联合车库、停车库等库外准安全区需保证消防车通行及人员疏散的安全，各大库四周消防通道环通，通道上方开口应满足段内消防通道开口的相关要求（开口率不小于7米宽消防道路面积的50%）。”；
苏州轨道交通5号线胥口车辆段消防设计专家评审会会议纪要中明确“运用库和联合车库之间的消防车道以及和咽喉区相邻的消防车道顶部均匀开口（开敞天井），顶部自然排烟，开敞洞口的长边尺寸总和不小于下部消防车道长度的37%”。
参考现行的《建筑设计防火规范》中“对用于防火分隔的下沉式广场等室外开敞空间中规定，下沉广场等室外敞开空间确需设置防风雨篷时，防风雨篷不应完全封闭且开口部位应均匀布置，开口的面积不小于该空间地面面积的25%。”
②孔尺寸。关于消防车道的顶部开孔尺寸，苏州市轨道交通5号线胥口车辆段及上盖平台项目消防设计专家评审会会议纪要中明确“运用库和联合车库之间的消防车道以及和咽喉区相邻的消防车道顶部均匀开口（开敞天井），顶部自然排烟，开敞洞口短边尺寸大于13m。”
《建筑设计防火规范》中对用作防火分隔的下沉式广场等室外开敞空间中规定，分隔后的不同区域通向下沉式广场等室外开敞空间的开口最近边缘之间的水平距离不应小于13m。室外开敞空间除用于人员疏散外不得用于其他商业或可能导致火灾蔓延的用途，其中用于疏散的净面积不应小于169m2，即最小长度×宽度，13m×13m。
③开孔间距。苏州5号线胥口车辆段消防车道顶部相邻开口之间的距离按不超过60m布置。
《地铁设计防火标准》中对于采用自然排烟的车站，区域内任意一点至最近自然排烟口的水平距离不应该大于30m。《建筑防烟排烟系统技术标准》中规定，防烟分区内任意一点至最近的自然排烟窗（口）之间的水平距离不应大于30m，当公共建筑空间净高不小于6m且具有自然对流条件时，其水平距离不应该大于37.5m。
④小结。
既有的《建筑设计防火规范》、《地铁设计规范》和《地铁设计防火标准》中都对城市轨道交通地下车辆基地消防车道的开孔均没有明确规定，部分内容无法遵循现有规范进行设计。一般消防车道上方开孔30%，即可视为半敞开空间，开孔率为50%，可视为敞开空间。综上所述，根据目前现有规范资料并结合工程实例，地下车辆基地消防车道开孔率可按25%进行布置，为确保排烟的可靠性，消防车道顶部采用自然排烟的方式进行排烟，相邻开孔之间的距离可按60m布置，结合具体项目特点开孔率、开孔尺寸及开孔间距等数值的选取还需针对消防车道内的温度、能见度、CO浓度分布及烟气积聚蔓延情况进行必要的模拟分析和研究，另外还需与当地消防主管部门沟通确定。（图4）
图4 某地下车辆基地消防车道顶部开孔示意图
为量化设计中相关措施对消防车道安全性的作用，需提出消防车道安全需求判定标准。目前主要判定标准为消防车道内烟气层高度是否大于人员疏散与灭火救援所需最小清晰高度。最小清晰高度计算的依据有：
①《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）（2018年版）中规定：消防车道的净宽度和净空高度均不应小于4m；
②《建筑防烟排烟系统技术标准》中第4.6.2条规定：安全疏散所需的最小清晰高度按本标准第4.6.9条的规定计算确定。
走道、室内空间净高大于3m的区域的最小清晰高度应按下式计算：
Hq=1.6+0.1H
式中：Hq——最小清晰高度（m）；
H——建筑空间净高度（m）。
③灭火救援时消防车通行所需的最低安全高度为4m，灭火救援是人员位于消防车上方进行操作时，人员所需最小清晰高度为6m。
本文参考现有规范标准并结合工程实例，从地下车辆基地消防车道总平面布局入手，针对城市轨道地下车辆基地消防车道的宽度、高度、坡度、转弯半径及顶部开孔等设计要点进行分析，并提出地下车辆基地消防车道安全需求判定标准，希望能为今后类似工程提供一定的借鉴。
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