本文作者：邱速希 莊大建
1 前言
國內城市經濟的蓬勃發展給城市帶來了勃勃生機,同時也使得城市的城主人口和流動人口急劇增加,城市空間變得狹窄,而隨著城市經濟的發展,居民購買力大大提高,城市的汽車保有量也急速增加,給城市道路帶來了巨大壓力,塞車成為了城市的一大特征,不僅降低了城市發展的效率,并且給城市居民工作生活帶來了極大的不便,因此發展地下軌道交通系統,緩解城市地面道路的壓力,將成為我各大中型城市發展交通系統的趨勢。
地下軌道交通系統作為城市耒來交通主體,具有運送能力強、客流量大、運行準時、運行速度快捷、運價低廉、無污染等一系列優越的特點,目前國內的北京、上海、廣州三大城市陸續投資建設了多條地下鐵路,特別是上海地下鐵路,已經發展到了13條線,形成了四通八達,縱橫交錯地下交通網,每年的客流量高達10億人次,為市民提供了便捷的同時,大大了緩解了城市地面交通壓力。
地下軌道交通系統之所以具有如此多的優點,是因為其深人地下,其運行一般不受干擾和影響,由于其深入地下,人流交換場所也必然建設于地下深處,正是這種建筑深人地下,一旦發生意外危機,將會給乘客的生命安全帶來嚴重的威脅,造成群死群傷以及嚴重的經濟損失,其災難程度將遠遠大于地面,由于災難無法完全避免,特別是恐怖襲擊具有很大的隱蔽性,其發生時間、形式難以估計,因此需要采取有效的措施來減少災難發生時所帶來的破壞。
2 地下軌道交通系統災難
2.1 地下軌道交通系統的主要災難類型
縱觀近幾年來全世界陸續發生的地下軌道交通系統災難,無論是人為或是意外災難,主要有以下幾種:
(1)火災:對于地下軌道交通建設和管理而言,火災預防是非常重要的,因為火災可以說是地下軌道交通的主要災難,因為其破壞力及傷害力大,能造成火災的隱患因素多;
(2)爆炸:地下軌道交通發生爆炸是近年來頻頻發生的事件,主要是由于恐怖襲擊所引起的,基本屬于人為制造災難;
(3)生物或化學襲擊:生物或化學武器具有隱蔽性和欺騙性強的特點,容易逃避檢測,其在空氣中的傳播速度快,感染力強,一旦在地鐵發生這種類型的襲擊,很容易造成大面積的感染。
而無論是人為的或意外的火災災難、爆炸災難或生物襲擊,對于人流
密度大,人流集中的地下交通系統而已,災難一旦發生,所造成的人員傷亡都是非常巨大的,從1987年的倫敦地鐵火災到2003年的韓國大邱市地鐵火災,從2004 年的莫斯科地鐵爆炸案到2005年的西馬德里地鐵大爆炸以及1985年日本東京地鐵的沙林毒氣案都證明地下軌道交通系統災難的巨大殺傷力。
2.2 地下軌道交通系統災難特征
與地面建筑不同,地下軌道交通系統配套建筑設施位于地下,因此發生其災難具有自身的特征,其主要表現在:
(1)人流場所空間小并且相對
密封,發生火災時,熱量容易聚集,環境溫升速度快,并且由于空間密閉,火焰燃燒不充分,煙霧量大濃度高,煙霧難以排除,嚴重影響人流逃生;爆炸時,空間小,爆炸沖擊波沖擊力大;
(2)逃生困難:地下軌道交通系統的人流交換場所位于地下,而逃生通道狹窄,疏散距離長,不利于逃生,并且人流密度大,恐慌時,容易產生踩踏事故,另一方面,人員逃生由下而上,也給逃生帶來更大難度;
(3)救援困難:由于建筑深入地下,受空間限制,發生災難時,救援人員難以即刻到場實施救援工作,特別是火災時,救援工作更是容易受外界環境條件的限制。
2.3 地下軌道交通系統災難的原因
通過分析早期的倫敦地下鐵路火災到近期的地下鐵路爆炸災難,地下軌道交通系統災難的發生的原因,主要有幾種:
(1)人為災難:人為因素是大部分地下軌道交通災難的主要原因,部分人可能會由于家庭、情感、經濟等原因而造成心理失控,從而對社會產生報復行為,也有極端分子由于宗教、政治、種族的原因而對大眾采取極端的行為;
(2)監管難度大:人為災難是主要的因素,通過檢測控制來減少人為因素是最有效的措施,由于地下軌道交通系統人流密度大,人流速度快,采取和機場同等程度的安檢力度是很難以實現的,即使采取更大程度的監管,也不能完全杜絕極端分子的極端行為,近期的底特律飛機爆炸未遂案就是一個明顯的例子;
(3)環境原因:地下空間濕度較大,電器
設備容易受潮起火,同時地下也是老鼠活動的場所,也有可能咬破電纜導致電線路起火,但環境因素畢竟可以通過工作人員來達到盡量排除的目的。
3 地鐵站區域安防分隔
地鐵災難發生的預先防范難度非常大,災難發生后的救援工作也極其不容易,早在國家進行大規模地地鐵建設之前,地鐵的安防問題就成為政府部分、建筑設計單位與以及廣大群眾關注的焦點,有關人員并就地鐵的
防火、
防爆問題進行了深入的研究和探討并提出了建立應急指揮系統、應急保證體系和《地鐵爆炸應急預案》、《地鐵疫情的應急預案》、《地鐵火災應急預案》以及《地鐵火災區間救援方案》等一系列應急預案的建議,國標《地鐵設計規范》
GB50157-2003也提到對地鐵火災的防范和救援。
對于地鐵安防而言,僅僅關注于應急處理是不夠的,災難的處理和救援需要一定的時間才能到位得以實施,因此對于乘客而言,在救援工作到位之前,適當的預防設施或設備保障其安全或為其爭取逃生時間顯得非常重要,將火災、爆炸襲擊甚至生物襲擊分隔或限制在區域,阻止其向另外一個區域蔓延或波及,就地鐵建筑安防而言,可以將地鐵站空間與地鐵空間劃為兩個的分區,在這兩個區間采取有效的安防分隔結構,可以將發生在地鐵站(地鐵上)的災難與地鐵上(地鐵站)有效地分隔開來。
采用適用于地鐵軌道交通并具有防火、防炸彈保障的安防
玻璃系統是解決這一分隔問題的有效方案,采用安防玻璃系統可以保持地鐵站原先通透的建筑外觀,保留乘客與地鐵的人車交流,更重要的是,這種玻璃安防系統提供一種安全保障,可以有效地阻隔各種災難的蔓延。
從設計圖1和實際應用圖2中可以看到,安防玻璃系統將地鐵站臺人流與地鐵分隔開來,形成兩個分區,這種安防分隔形式可以有效地將災難隔開,防止災難在地鐵站臺與地鐵上之間的蔓延。
4 安防玻璃系統
具有防火、防炸藥爆炸功能的安防玻璃系統主要應用于分區
隔斷,對于火災而言,其作用在于將阻擋在特定的區域,防止火災在不同區域之間的蔓延,并能有效地阻隔煙霧的滲透,對于炸藥爆炸而言,安防玻璃系統能阻隔并吸收爆炸沖擊波,并阻止高速飛濺的破碎物質,因此具有保障乘客安全,為乘客逃生爭取時間預防功能,典型的安防玻璃系統由具有防火、防炸藥爆炸功能的安防玻璃和配套支撐
框架組成。
4.1 安防玻璃的防火分隔
地鐵有火災、地震、人為災難等十幾種災難,但火災事故最多,并且人員傷亡和經濟損失最嚴重,所以地鐵防范災難通常把火災放在主要地位,《地鐵設計規范》
GB50157-2003并就此安防問題提出了“預防為主,防消結合”的指導方針,安防玻璃的防火功能為實施這一方針提供了解決的方案。
從表1可以看出,安防玻璃具有良好的防火性能,能防止火災蔓延,同時能阻隔火災濃煙。
采用CFD軟件對地鐵火災情況進行分析,從分析圖中可以看到,作為屏蔽
門系統的安防玻璃對地鐵站臺火災濃煙有良好的阻隔作用。
4.2 安防玻璃的爆炸隔離
隨著我國民族分裂勢力有所抬頭、非法宗教團體的出現和社會不穩定因素的增多,在全球爆炸恐怖活動日益泛濫的今天,我國也難獨其身,炸藥爆炸作為地鐵恐怖活動的主要手段之一,爆炸物技術含量高,破壞力越來越大,地鐵的防災不僅需要大力關注火災問題,防爆炸也是地鐵防災的重點問題,所以必須采用有效的隔離手段,安防玻璃具有高
強度和抗撓性能,能充分阻擋并吸收爆炸沖擊波,并且由于其高強度性能使其具有良好的抗重物沖擊性能,能抵御爆炸時飛濺的高速物體,實現完好的分隔功能,另一方面,
夾層安防玻璃是采用
單片防火玻璃為基片,因此同時具各良好的防火性能。
4.3 配套鋼框架型材
作為一個系統,不僅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應的性能,否則,框架一旦失去支撐作用,安防玻璃也將會由于失去支撐而無法提供完好的性能,另一方面,地鐵站作為人流密集的活動公共場所,所采用的配套型材必須有精致的外觀質量,滿足這些條件的型材只有采用一次成型的鋼框架型材,目前國內外能生產這種類型的
鋼型材國外有
意大利foter、瑞士的janson等,國內的只有廣東金剛玻璃科技股份有限公司,特別是廣東金剛玻璃科技股份有限公司的鋼型材,作為生產
冷彎鋼型材的后起之秀,在吸收了國外的鋼型材設計優點和生產技術的同時,結合自身的技術,根據防生學設計并采用一次冷彎成型工藝所生產的鋼框架型材具有防火、防爆炸的優越性能,并且外觀精致美觀。
5 結束語
地下軌道交通安防玻璃系統作為具有特性功能的玻璃系統,其作用就如同《高層
建筑防火規范》中的火災預防作用一樣,目的是為了阻止各種災難對不同區域的波及,為災難中其它區域的人群爭取逃生的時間和空間,有效的減少災難所造成的傷亡,為人群提供一道安全的保障,采用這種安防玻璃系統,也符合了《地鐵設計規范》所強調的“預防為主”的安全預防措施,目前上海地鐵的多個地鐵站已經采用了具有防火性能的安防玻璃,是地鐵災難預防的先行者,體現了上海政府對地鐵安防的重視,但遺憾的是該安防玻璃并不具各防爆炸性能,相信國內地鐵站將陸續采用具有防火、防爆炸的安防玻璃系統,以提高其安全性。
參考文獻
[1] 王斌、劉英杰.《地下鐵道火災控制研究與分析》,鐵路暖通空調專業2006年學術交流會論文 2006
[2] 高俊、范永輝.《城市地鐵防火反恐芻議》,綜合運輸,2005.06
[3] 耿民、王小平.《恐怖襲擊下地鐵防(反)恐研究概況》,城市軌道交通網,2008
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