消防论文：地铁火灾安全疏散探讨

地铁火灾安全疏散探讨

【摘要】地铁是一个城市的交通动脉，地铁的开通，对于一个城市，一个区域的交通、面貌，包括物业的升值都有深刻的影响。根据成都市地铁规划，将用35年的时间建设总长度274.15公里的7条地铁线路，成都将迎来自己的“地铁时代”。然而，地铁毕竟是一个十分复杂的交通运输系统，潜伏着一定的火灾危险性。本文将通过地铁火灾特征研究以及对于地铁火灾下安全疏散的分析，在战术和装备上研究地铁火灾下的安全疏散方式，提出了建设性的对策和建议，对进一步提高地铁火灾的预防和应急处理有一定指导意义。

【关键词】地铁火灾安全疏散探讨

随着社会的进步,城市的发展，地铁作为现代化的公共交通设施其作用越来越重要, 担负着大客流运输任务，具有准时,不受天气和其他交通工具影响和快速的显著优点。但同时，对于我们消防人员来说，地铁车站内部建筑结构复杂，机电设备种类多，地铁站内有大量的电器设备、空调机组、电线电缆以及办公生活设施，这些都可能成为引发火灾的潜在因素，并且运行中的电动客车上很多部件可能因为过载过热、绝缘损坏引发火灾，并且在火灾中，高温会致使车站装修和电动客车车体的一些材料产生大量的烟雾和有毒气体，加大地铁火灾的危险度。面临如此多的消防安全隐患问题，地铁的安全也越来越引起人们的普遍关注，一旦其内反正爆炸、毒气、火灾等突发事件，社会影响力十分巨大。因此，地铁消防安全措施是否到位至关重要。

2005年12月28日，经过13年的筹备，成都地铁1号线一期工程开工建设。一期工程线路全长15.8公里，设地下车站15座。自2006年6月起，先后又会有人民路，火车北站、人北站等10个地铁站开工建设。预计到今年将完成地铁的设备安装，2010年10月前后投入试运营。成都地铁线路的开工建设也给四川消防提出了一个重大的全新课题，如何在地铁火灾中有效进行安全疏散也成为了新的需要去研讨的问题。在此,作为四川消防一名普通消防警官,通过自身消防工程专业的学习和对地铁火灾一些学术刊物的学习和调查研究,以一名学习

者的身份纂写本文,对地铁火灾的特点和安全疏散所面临的问题进行概述,并对地铁火灾中安全疏散的条件和实施提供一些建议。本文适合对地铁火灾进行了解的初学者，和对地铁安全问题关注的读者，也期望我自己的一些建议对该课题的研究者能起到一定的参考作用。

一、地铁火灾特征分析。

地铁主要包括: 地下铁路、车站建筑、运行列车以及控制中心、主变电站、车辆段等组成。地铁建筑是深埋于地下的封闭空间, 区间隧道内敷设有各种电气线路、电缆, 地下车站设有大量的变配电、空调机组、通信、信号、环控系统、给排水系统等设备, 运行列车设有电机电器、高压电缆、润滑油料。这样复杂的建筑结构，再加上长距离的疏散路线，人员集中，通风照明条件差，出入口少, ,一旦发生火灾,扑救任务将非常艰巨,往往会造成重大的人员伤亡和财产损失。因此掌握地铁火灾的特性对于有效地预防和扑灭火灾有积极的指导作用。地铁火灾一般有以下几个方面的特性。

1、燃烧速度快。地铁由于可燃物质较多，地铁隧道气流流动性大，火势极容易蔓延扩大，如1983年8月16日，日本名古屋地铁发生火灾，瞬间就扩大到3000平方米范围。1987年11月18日下午，英国伦敦地铁君王十字车站发生火灾，由于当时列车正在运行，扰动气流，使火势迅速扩大，起火后仅9分钟时间，大火就顺着自动扶梯烧到票房，燃烧面积迅速扩大。

2、氧含量急剧下降。地铁火灾发生后，由于地铁隧道内部的相对封闭性，大量的新鲜空气被燃烧消耗而难以补充，使得空气内部氧气含量急剧下降。根据研究数据表明空气中氧含量降至15%时，人体肌肉活动能力下降；降至10%～14%时，人体四肢无力，判断能力低，易迷失方向；降至6%～10%时，人即会晕倒，失去逃生能力；当空气中含氧量降到5%以下时，人会立即晕倒或死亡。

3、高温、浓烟、毒气危害严重。列车内车座、顶棚及装饰材料大多可燃，地铁内有大量的电缆，地铁发生火灾后，由于新鲜空气供给不足，气体交换不充分，产生的不完全反应往往造成浓烟充斥，产生大量的一氧化碳（CO）等有毒有烟气体，不仅使能见度降低，

同时由于毒气重加大了疏散人群窒息的可能性，并且被土石包裹的地下隧道，热交换难以实现，烟气不能扩散到大气中，聚集在隧道内，容易使温度骤然上升，较早出现“爆燃”,烟气形成的高温，流动性很强的烟和有毒气体，在隧道内四处流窜，若没有有效的控制和疏散，将会给现场涉险群众和抢险救援人员带来极大的生命威胁。

4、火情侦查和扑救困难。地铁发生火灾时，由于在地下，无法直观火场，对于火灾发生的部位，需要详细的查询和研究地下工程图，分析出可能发生火灾的部位和可能出现的情况，才能做出灭火方案。而且由于地铁的出入口有限，并且出入口又经常是火灾时烟气排除的冒烟口，灭火抢险人员不易接近着火点，扑救抢险工作难以展开，并且由于在地下，对通讯设备的干扰很大，通讯的不畅通，使得地下的扑救抢险人员难以与地面上的指挥建立起有效通讯联络网络，从而进一步加大了消防扑救工作。

5、极易造成群死群伤。地铁里面特别是上下班和节假日期间客流量大，人员集中，而且地下隧道完全靠人工照明，一旦发生火灾，正常电源被切断，隧道内的照明差，烟气弥漫，大量的人群根本无法有效逃离火场，极易造成群死群伤。比如2003年韩国大邱市地铁火灾126人死亡、146人受伤、318人失踪。

二、地铁火灾中人员疏散的不利因素。

通过对地铁火灾特征的分析，我们不难发现当地铁火灾发生后，火势蔓延迅速，高温、浓烟、有害气体及低氧气含量的环境都将会对地铁内人员造成极大的威胁，面对人员的密集，通讯的不畅，消防人员本着“救人第一”的指导思想，如何在扑灭火灾挽回经济损失的同时，对人员进行安全的救助和疏散就成为我们面对地铁火灾首先要解决的问题。要解决这个问题，我们就先要对安全疏散中存在的不利因素进行分析，从而找到解决问题的途径。

1、高温和浓烟使疏散变得困难。在浓烟充斥的地下车站后，会大大削弱光的强度，使乘客难以辨认安全通道和疏散指示标志,难以找到安全出口。根据2004 年上海地铁火灾测试, 在地铁站台层模拟2. 8MW 火灾, 并设置25 枚烟幕弹, 点火6 m in 后, 站厅站台

层充满浓烟, 能见度几乎为零。并且随着烟雾浓度的增加，光强度的削弱，人的视觉能力受到影响, 导致人的行进速度减慢, 疏散所需的时间随之大大增加。根据日本的相关试验, 不熟悉地铁地形的人员戴上墨镜在地下车站行走, 水平的步行速度为0. 33m /s, 比普通条件下的步行速度降低75%; 楼梯段的步行速度为0. 29m /s, 比普通条件下的步行速度降低55%。当浓烟高温笼罩地下空间时, 人员疏散速度将会更低。并且，地铁火灾发生时，人员从地铁中疏散的安全出口同时也是烟雾涌出地面的排烟口，受热烟雾从地下向上升腾, 与疏散人流相同方向, 更增加了烟雾对疏散的影响。不仅如此，视觉的降低，温度的升高，带有有害气体的浓烟还会对人的生理、心理造成强烈的刺激, 使人产生恐惧心理和逃生欲望, 这时人们往往会失去理智, 争先恐后地涌向安全通道, 造成混乱、拥挤, 影响安全疏散。

2、区间隧道的特性延长了安全疏散时间。列车在区间隧道发生火灾后，按正常的处置程序，应该将列车驶入就近的车站进行疏散，但也不能排除有列车着火后必须停靠在隧道的情况，此时，安全疏散乘客将更为困难。据调查, 列车在区间隧道时, 由于隧道空间狭小, 乘客不能通过车厢门向外疏散, 而只能通过列车前后两端的紧急安全门疏散到隧道, 然后再沿着隧道向就近车站疏散。而根据计算参数，人在车厢内的平均步行速度是50m/min，而安全门疏散梯的通过能力为29人/min,人在区间隧道内步行速度为45m/min。以一辆满载的列车计算，承载人数在1800人左右，两车站之间的区间隧道平均长度取900m , 如果停靠位置在区间隧道中间,那么乘客通过列车前后的紧急安全门疏散, 最短的疏散时间将大于40 m in。并且由于当时的浓烟，高温和嘈杂的环境，再加上在区间隧道内所存在的障碍物, 对从未在隧道内行走的人来说, 能见度低、心理恐惧, 实际在隧道内的疏散时间会大于60 m in。如果是列车前端或者后端起火，通过一个紧急安全门疏散, 时间就会更长。

3、有限的列车紧急安全出口制约了人员疏散。列车每节车厢每侧设有5 个车门, 以每节车厢满载310 人计算, 列车停靠站台后打开一侧的5 个车门,则人员全部撤离车厢的时间需要0.61min左

右。但是, 如果车厢门因故障无法打开, 或列车停滞在区间隧道内车厢门不能打开, 列车上的乘客只能通过车头和车尾的两个紧急安全门疏散。根据地铁设计规范, 区间隧道发生火灾时, 应迎着乘客疏散方向送新风, 背着乘客疏散方向排烟。即区间隧道发生火灾时, 列车上的乘客只能朝一个方向疏散, 而不能同时朝两个方向疏散,否则其中朝排烟方向疏散的乘客就会遭受被烟雾吞噬的危险。因此, 列车在区间隧道内发生火灾时, 能供乘客疏散的紧急安全门只有一个。

4、车站疏散系统不完善严重影响安全疏散。地铁车站的疏散通道和安全出口的数量及宽度是根据规范计算设计的, 一般设有2～4 个直通地面的安全出口。但由于投资经费和地理环境等因素影响, 设计疏散能力的安全系数偏小, 与实际需求有较大的差距。以自动扶梯为例, 梯级宽度为1. 0 m , 设计最大输送能力为150 人/m in, 现场实测平均通过能力仅为105 人/m in。此外, 设计还没有考虑火灾时烟雾和恐惧对人员疏散的影响。如果车站发生火灾, 在站台上候车的乘客疏散的路径为: 站台候车处→站台层楼梯→站厅层→检票口→站厅层出口→地面出口。在事故情况下, 特别是在客流高峰时段发生事故, 大量的疏散人流在有限的楼梯口、通道上、出口处汇集, 极易产生拥挤堵塞, 大大降低疏散速度。特别是站厅层付费区和非付费区设有自动检票机, 用金属栅栏分隔, 事故时不能及时打开, 严重影响乘客的疏散。根据上海市消防总队进行的地铁火灾人员疏散测试, 在没有检票机和隔离栏的情况下, 310 名年轻力壮的消防员(地铁列车一节车厢满员乘客数) , 通过一个出口从站台层疏散到地面的时间为4m 1 s。而就目前地下车站设置的疏散通道和安全出口数量及其宽度, 火灾时难以实现6 m in 内将列车和站台上的人员全部疏散完毕的要求。

三、地铁火灾安全疏散条件。

对不利因素的分析，使我们清醒的认识到在发生地铁这样的地下空间火灾时，人员的疏散时间将较之地面上其他火灾的时间而大大延长，而长时间的处于地铁火灾现场中，人员往往会由于CO中毒、缺氧窒息、火烧或高温烘烤、以及建筑物倒塌而遭到伤亡。而安全疏散

的木的就是要在火灾对人构成危害以前，将人员从火场撤离，那么允许的疏散时间将取决于火灾强度，浓烟浓度和对人体的危害、防排烟设施及建筑物的耐火能力等因素。

1、建筑耐火能力。地铁车站组结构的耐火极限都应在1.5-2h 以上，部分分割砖墙的耐火极限在1h 左右，但大量的装饰吊顶耐火等级比较低，只有0.25-0.5h，那么15min以后，吊顶将会烧毁塌落，从而造成阻塞和人员伤亡

２、烟雾浓度。物体燃烧时发烟量与燃烧物的种类、燃烧温度、速度等有关，而人对烟的承受能力与其浓度有关。烟浓度可用减光系数衡量，当其在0.01/m以上人即可察觉到，当其达到0.05/m时，视距将明显下降，当达到0.1/m时，最大视距位22m，并且会造成人的生理反应和心理的不安。当其达到0.3/m以上时，在现有地铁的照明条件下，将极大的影响人员的步行速度。

3、有毒气体。车站内装修和电动客车车体一般均采用防火阻燃材料，但在高温中有些材料如橡胶、电线等有机物质燃烧和不完全燃烧时会产生大量的有毒气体，主要有CO、CO2、HCL等，国际卫生组织认定，CO=1500~2000ppm,CO2=5%~67%，HCL=1000~2000ppm，在此浓度环境中最长逗留时间为30~60min，否则有生命危险。

四、地铁火灾的安全疏散。

通过对地铁火灾人员安全疏散的不利因素的分析和安全疏散条件的了解，我们认识到在地铁火灾人员安全疏散过程中，地铁内部需要有良好的应急救援装备，让救援及被救援人员能够在高温、浓烟、毒气，严重等复杂环境中保护自身的安全；要建立完善的地铁火灾安全疏散应急处置程序，使得在发生火灾时，能够迅速有效的在短时间内安全疏散人员

1、装备的配置。移动照明灯。为了能保证火灾时能够正常照明，在疏散走道出入口处，过道上，拐弯处，疏散楼梯等地方布置一些移动照明灯具，供人员疏散时使用。

扬声器。每个扬声器的功率不小于3瓦，供引导人员疏散、寻找被困人员，和消防队员对话时使用。

防烟防毒面具、滤器罐、逃生头盔、毛巾和口罩。这些装备主要是保护疏散人员的呼吸器官，延长疏散人员在高温、浓烟、毒气情况下的生存时间，放置在列车和候车大厅等人员密集处。

空气呼吸器、隔热服和避火服。主要是供地铁内部保卫人员使用，使他们能够在第一时间接近火源，消灭火源。

锤子、斧头等。这些破拆工具主要放置在列车内部。

2、安全疏散应急处置程序。

2.1、列车发生火灾时的安全疏散。

2.11、列车运行过程中发生火灾。当列车在运行过程中，在区间隧道发生火灾时，地铁内部工作人员主要是列车驾驶员应控制好行车的速度，尽量将列车驶入行车时间短，消防条件好，候车乘客少的车站。地铁内部工作人员要充分利用地铁内部通信设备、广播、及时向乘客通报情况，根据起火部位，告知乘客疏散方向和要求。列车在行进过程中要通知前方站台做好救人、疏散、灭火等各项准备，地铁内部工作人员应先疏散在站台候车的乘客，同时阻止其他乘客再进入站台。对起火列车而言，当起火点所在的车厢在整个列车的中部，则引导乘客向两边车厢疏散。如起火点所在的车厢在整个列车的后部，则尽量引导乘客往前面的车厢疏散。在疏散过程中，地铁内部工作人员如列车上的乘务员应采取有效措施阻止火势扩大蔓延，并最好要保证乘客特别是离火点位置比较近的乘客每人都有防烟防毒面具、滤器罐、逃生头盔、毛巾和口罩等装备。如果列车不能驶入前方车站,或者在中途停运有利于疏散则就地停运，停在区间隧道，乘务员应及时打开列车安全门，提醒乘客拿着照明灯具或打开手机靠着手机的光亮。车头着火时,乘客必须迅速从车尾下车后步行至后方的车站;列车中部着火时,乘客必须从两端下车后分别步行至前后方车站;车尾着火时,乘客必须从车头迅速下车后步行至前方车站。此时,隧道通风系统迅速启动,排除烟气,并向乘客提供必要的新风,形成一定的迎面风速,

诱导乘客安全撤离。本区间的列车运行立即中止,另1 条隧道也应立即停止正常的行车。

2.12、列车在车站发生火灾的安全疏散。列车在车站发生火灾的安全疏散如果列车在车站发生火灾,应该立即执行火灾紧急疏散计划,停止路线上的其他地铁开行和其他乘客进入火场,并利用车站楼梯、出入口疏散乘客。其疏散的具体程序基本同“车站内火灾的安全疏散”。

2.2、车站内火灾时的安全疏散。车站内火灾分为站台火灾和站厅火灾,无论何者都应该立即采取紧急措施, 第一时间安全疏散乘客,要保证所有人员都有防烟防毒面具、滤器罐、逃生头盔、毛巾和口罩等装备，同时停止车站空调水系统,将地铁站的普通通风空调模式改为火灾情况下的通风模式。其次，地铁内部工作人员一定要按照分工分头组织向不同的出口疏散。再次，地铁内部调度中心要及时通知地铁内部的各个相关列车不许乘客在该站下车，继续前进，以减少疏散人员。在火点附近的列车行进时速度不宜太快，以免引起强烈的

空气对流，导致火势的扩大蔓延。最后，地铁内部工作人员要有效利用地铁内部的固定消防设施，积极配合疏散。

其实从开始研究这个题目，从我自身开始涉读有关地铁火灾及消防相关问题的期刊论文，并通过网络途径去了解一些有关地铁安全方面的学术讨论文章，并结合自己在消防工程学习和自己工作岗位的一些经验，我深刻的认识到在现有技术装备和战术训练条件下，对于大型地铁火灾的扑救与疏散对于二级城市甚至一些一级城市的消防力量都很难胜任。要解决好这个问题，不仅需要在理论研究上的突破，在装备配置上的提高，在战术训练上的创新，更重要的是要建立起一种整个社会的消防安全意识，只有建立起了这样的意识，科学的防火规范，周密的灾害处置程序及演练，以及简便有效的自救知识与培训，才能被社会被大众所了解、所认知、所推行，才能更好的保护我们自身和他人的生命财产安全，但这却是最难的一点，仅仅靠一些法律法规的限制是远远不够的，这需要我们整个社会的思想，文化素质的整体提升，可能这也算是一个百年甚至千年的浩瀚工程了吧。

参考文献：

1．崔泽艳. 城市地铁火灾的特点及防护措施. 城市减灾，2007.4 2．沈友弟. 地铁的消防安全问题及其对策. 2006.3

3．杨延萍,郑志敏.地铁区间隧道火灾疏散模式研究. 2006.3