本文作者：邱速希 庄大建
1 前言
国内城市经济的蓬勃发展给城市带来了勃勃生机,同时也使得城市的城主人口和流动人口急剧增加,城市空间变得狭窄,而随着城市经济的发展,居民购买力大大提高,城市的汽车保有量也急速增加,给城市道路带来了巨大压力,塞车成为了城市的一大特征,不仅降低了城市发展的效率,并且给城市居民工作生活带来了极大的不便,因此发展地下轨道交通系统,缓解城市地面道路的压力,将成为我各大中型城市发展交通系统的趋势。
地下轨道交通系统作为城市耒来交通主体,具有运送能力强、客流量大、运行准时、运行速度快捷、运价低廉、无污染等一系列优越的特点,目前国内的北京、上海、广州三大城市陆续投资建设了多条地下铁路,特别是上海地下铁路,已经发展到了13条线,形成了四通八达,纵横交错地下交通网,每年的客流量高达10亿人次,为市民提供了便捷的同时,大大了缓解了城市地面交通压力。
地下轨道交通系统之所以具有如此多的优点,是因为其深人地下,其运行一般不受干扰和影响,由于其深入地下,人流交换场所也必然建设于地下深处,正是这种建筑深人地下,一旦发生意外危机,将会给乘客的生命安全带来严重的威胁,造成群死群伤以及严重的经济损失,其灾难程度将远远大于地面,由于灾难无法完全避免,特别是恐怖袭击具有很大的隐蔽性,其发生时间、形式难以估计,因此需要采取有效的措施来减少灾难发生时所带来的破坏。
2 地下轨道交通系统灾难
2.1 地下轨道交通系统的主要灾难类型
纵观近几年来全世界陆续发生的地下轨道交通系统灾难,无论是人为或是意外灾难,主要有以下几种:
(1)火灾:对于地下轨道交通建设和管理而言,火灾预防是非常重要的,因为火灾可以说是地下轨道交通的主要灾难,因为其破坏力及伤害力大,能造成火灾的隐患因素多;
(2)爆炸:地下轨道交通发生爆炸是近年来频频发生的事件,主要是由于恐怖袭击所引起的,基本属于人为制造灾难;
(3)生物或化学袭击:生物或化学武器具有隐蔽性和欺骗性强的特点,容易逃避检测,其在空气中的传播速度快,感染力强,一旦在地铁发生这种类型的袭击,很容易造成大面积的感染。
而无论是人为的或意外的火灾灾难、爆炸灾难或生物袭击,对于人流
密度大,人流集中的地下交通系统而已,灾难一旦发生,所造成的人员伤亡都是非常巨大的,从1987年的伦敦地铁火灾到2003年的韩国大邱市地铁火灾,从2004 年的莫斯科地铁爆炸案到2005年的西马德里地铁大爆炸以及1985年日本东京地铁的沙林毒气案都证明地下轨道交通系统灾难的巨大杀伤力。
2.2 地下轨道交通系统灾难特征
与地面建筑不同,地下轨道交通系统配套建筑设施位于地下,因此发生其灾难具有自身的特征,其主要表现在:
(1)人流场所空间小并且相对
密封,发生火灾时,热量容易聚集,环境温升速度快,并且由于空间密闭,火焰燃烧不充分,烟雾量大浓度高,烟雾难以排除,严重影响人流逃生;爆炸时,空间小,爆炸冲击波冲击力大;
(2)逃生困难:地下轨道交通系统的人流交换场所位于地下,而逃生通道狭窄,疏散距离长,不利于逃生,并且人流密度大,恐慌时,容易产生踩踏事故,另一方面,人员逃生由下而上,也给逃生带来更大难度;
(3)救援困难:由于建筑深入地下,受空间限制,发生灾难时,救援人员难以即刻到场实施救援工作,特别是火灾时,救援工作更是容易受外界环境条件的限制。
2.3 地下轨道交通系统灾难的原因
通过分析早期的伦敦地下铁路火灾到近期的地下铁路爆炸灾难,地下轨道交通系统灾难的发生的原因,主要有几种:
(1)人为灾难:人为因素是大部分地下轨道交通灾难的主要原因,部分人可能会由于家庭、情感、经济等原因而造成心理失控,从而对社会产生报复行为,也有极端分子由于宗教、政治、种族的原因而对大众采取极端的行为;
(2)监管难度大:人为灾难是主要的因素,通过检测控制来减少人为因素是最有效的措施,由于地下轨道交通系统人流密度大,人流速度快,采取和机场同等程度的安检力度是很难以实现的,即使采取更大程度的监管,也不能完全杜绝极端分子的极端行为,近期的底特律飞机爆炸未遂案就是一个明显的例子;
(3)环境原因:地下空间湿度较大,电器
设备容易受潮起火,同时地下也是老鼠活动的场所,也有可能咬破电缆导致电线路起火,但环境因素毕竟可以通过工作人员来达到尽量排除的目的。
3 地铁站区域安防分隔
地铁灾难发生的预先防范难度非常大,灾难发生后的救援工作也极其不容易,早在国家进行大规模地地铁建设之前,地铁的安防问题就成为政府部分、建筑设计单位与以及广大群众关注的焦点,有关人员并就地铁的
防火、
防爆问题进行了深入的研究和探讨并提出了建立应急指挥系统、应急保证体系和《地铁爆炸应急预案》、《地铁疫情的应急预案》、《地铁火灾应急预案》以及《地铁火灾区间救援方案》等一系列应急预案的建议,国标《地铁设计规范》
GB50157-2003也提到对地铁火灾的防范和救援。
对于地铁安防而言,仅仅关注于应急处理是不够的,灾难的处理和救援需要一定的时间才能到位得以实施,因此对于乘客而言,在救援工作到位之前,适当的预防设施或设备保障其安全或为其争取逃生时间显得非常重要,将火灾、爆炸袭击甚至生物袭击分隔或限制在区域,阻止其向另外一个区域蔓延或波及,就地铁建筑安防而言,可以将地铁站空间与地铁空间划为两个的分区,在这两个区间采取有效的安防分隔结构,可以将发生在地铁站(地铁上)的灾难与地铁上(地铁站)有效地分隔开来。
采用适用于地铁轨道交通并具有防火、防炸弹保障的安防
玻璃系统是解决这一分隔问题的有效方案,采用安防玻璃系统可以保持地铁站原先通透的建筑外观,保留乘客与地铁的人车交流,更重要的是,这种玻璃安防系统提供一种安全保障,可以有效地阻隔各种灾难的蔓延。
从设计图1和实际应用图2中可以看到,安防玻璃系统将地铁站台人流与地铁分隔开来,形成两个分区,这种安防分隔形式可以有效地将灾难隔开,防止灾难在地铁站台与地铁上之间的蔓延。
4 安防玻璃系统
具有防火、防炸药爆炸功能的安防玻璃系统主要应用于分区
隔断,对于火灾而言,其作用在于将阻挡在特定的区域,防止火灾在不同区域之间的蔓延,并能有效地阻隔烟雾的渗透,对于炸药爆炸而言,安防玻璃系统能阻隔并吸收爆炸冲击波,并阻止高速飞溅的破碎物质,因此具有保障乘客安全,为乘客逃生争取时间预防功能,典型的安防玻璃系统由具有防火、防炸药爆炸功能的安防玻璃和配套支撑
框架组成。
4.1 安防玻璃的防火分隔
地铁有火灾、地震、人为灾难等十几种灾难,但火灾事故最多,并且人员伤亡和经济损失最严重,所以地铁防范灾难通常把火灾放在主要地位,《地铁设计规范》
GB50157-2003并就此安防问题提出了“预防为主,防消结合”的指导方针,安防玻璃的防火功能为实施这一方针提供了解决的方案。
从表1可以看出,安防玻璃具有良好的防火性能,能防止火灾蔓延,同时能阻隔火灾浓烟。
采用CFD软件对地铁火灾情况进行分析,从分析图中可以看到,作为屏蔽
门系统的安防玻璃对地铁站台火灾浓烟有良好的阻隔作用。
4.2 安防玻璃的爆炸隔离
随着我国民族分裂势力有所抬头、非法宗教团体的出现和社会不稳定因素的增多,在全球爆炸恐怖活动日益泛滥的今天,我国也难独其身,炸药爆炸作为地铁恐怖活动的主要手段之一,爆炸物技术含量高,破坏力越来越大,地铁的防灾不仅需要大力关注火灾问题,防爆炸也是地铁防灾的重点问题,所以必须采用有效的隔离手段,安防玻璃具有高
强度和抗挠性能,能充分阻挡并吸收爆炸冲击波,并且由于其高强度性能使其具有良好的抗重物冲击性能,能抵御爆炸时飞溅的高速物体,实现完好的分隔功能,另一方面,
夹层安防玻璃是采用
单片防火玻璃为基片,因此同时具各良好的防火性能。
4.3 配套钢框架型材
作为一个系统,不仅安防玻璃需要具各有防火、防爆炸能力,配套的框架型材也需要具各有相应的性能,否则,框架一旦失去支撑作用,安防玻璃也将会由于失去支撑而无法提供完好的性能,另一方面,地铁站作为人流密集的活动公共场所,所采用的配套型材必须有精致的外观质量,满足这些条件的型材只有采用一次成型的钢框架型材,目前国内外能生产这种类型的
钢型材国外有
意大利foter、瑞士的janson等,国内的只有广东金刚玻璃科技股份有限公司,特别是广东金刚玻璃科技股份有限公司的钢型材,作为生产
冷弯钢型材的后起之秀,在吸收了国外的钢型材设计优点和生产技术的同时,结合自身的技术,根据防生学设计并采用一次冷弯成型工艺所生产的钢框架型材具有防火、防爆炸的优越性能,并且外观精致美观。
5 结束语
地下轨道交通安防玻璃系统作为具有特性功能的玻璃系统,其作用就如同《高层
建筑防火规范》中的火灾预防作用一样,目的是为了阻止各种灾难对不同区域的波及,为灾难中其它区域的人群争取逃生的时间和空间,有效的减少灾难所造成的伤亡,为人群提供一道安全的保障,采用这种安防玻璃系统,也符合了《地铁设计规范》所强调的“预防为主”的安全预防措施,目前上海地铁的多个地铁站已经采用了具有防火性能的安防玻璃,是地铁灾难预防的先行者,体现了上海政府对地铁安防的重视,但遗憾的是该安防玻璃并不具各防爆炸性能,相信国内地铁站将陆续采用具有防火、防爆炸的安防玻璃系统,以提高其安全性。
参考文献
[1] 王斌、刘英杰.《地下铁道火灾控制研究与分析》,铁路暖通空调专业2006年学术交流会论文 2006
[2] 高俊、范永辉.《城市地铁防火反恐刍议》,综合运输,2005.06
[3] 耿民、王小平.《恐怖袭击下地铁防(反)恐研究概况》,城市轨道交通网,2008
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