轨道交通枢纽车站建筑消防设计研究

轨道交通枢纽车站具有工期短、观赏性强、体量大的设计特点，枢纽车站的选址需要符合当地的发展规律与特点，使车站与周围环境相协调。以体量、平面、形态作为轨道交通枢纽建筑设计的切入点，配合使用BIM、VR技术开展仿真设计，构建车站建筑体量参数化模型。在把握车站建筑交通流线基本方法路线、控制要点的基础上，结合车站建筑垂直结构的特点，运用BIM、VR开展垂直流线设计，以此保证任意情景下车站建筑交通的流畅性。同时，消防安全问题一直是轨道交通枢纽车站管理的重要课题，尤其在人员密集、空间封闭的环境中，火灾等突发事件可能导致严重后果，基于此，本文针对轨道交通枢纽车站建筑消防设计进行重点分析。关键词：轨道交通枢纽；车站建筑；仿真设计；交通流线引言轨道交通枢纽车站具有该地区最大的客流量、承担着巨大的交通压力，合理设计车站建筑可以为保障枢纽车站的有序性提供支持。消防设计的所有内容，都必须与建筑的周围环境、地理情况、线路管理以及工程管理等因素紧密结合，只要有一项审核不合格，就会导致轨道交通枢纽车站的消防设计过程中产生差错。除此之外，当消防工程设计与消防工程的其它环节发生脱节时，也很难确保工程设计和管理的质量安全。因此，对消防工程施工设计的步骤进行改革是十分关键的，要保证设计方式的科学性和合理性。一、轨道交通枢纽车站设计（一）设计特点1.体量大。轨道交通枢纽是旅客换成车辆的集中地，为了容纳更多的旅客，轨道交通枢纽车站建筑具有体量大的特点。车站建筑设计全过程完全按照数据进行，由此在一定程度上决定了车站建筑的单一性[1]。2.工期短。轨道交通枢纽决定了城市的交通运行效率，城市交通对轨道交通枢纽呈现出刚性需求，因此轨道交通枢纽车站建筑相比其他类型的建筑拥有更多的施工周期。3.观赏性强。尽管轨道交通枢纽车站建筑的设计体量较大、单一性较强，但是轨道交通枢纽车站是一座城市的地标性建筑，因此在设计过程中需要将当地的风情风貌融入其中，使其具有一定的观赏性。（二）设计选址轨道交通枢纽建筑的选址设计需要充分参考城市发展现状、发展趋势。枢纽车站需要与道路、其他建筑等硬件设施形成协调统一的关系，在此基础上确定轨道交通枢纽建筑设计选址。（三）设计选型轨道交通樞纽建筑设计选型，需要以车辆行进路线与站点功能为依据，在此基础上制定设计选型方案。表1所示为轨道交通枢纽站点功能。二、轨道交通枢纽车站建筑消防设计（一）消防设施布局与设计1.消防出口的设置与规划。消防出口作为紧急疏散的关键通道，其合理性与平稳性至关重要。但部分车站存在通道狭窄、设置不合理等问题，可能会影响疏散效率。通过调查不同车站的布局，分析通道设置是否满足疏散需求，以及在高客流条件下的实际效果。2.灭火设备配置及选址。灭火设备在火灾发生初期起着至关重要的作用，但灭火设备的数量、类型、布置是否符合实际需要，仍值得关注。通过比较各站点的灭火设备配置，评估其位置是否能够快速响应火灾，从而提高灭火效率。3.疏散通道和紧急出口设计。车站内疏散通道和紧急出口的设计直接影响到人员的疏散速度和安全。分析航道紧急出口的宽度、可达性、数量和位置，评估其在紧急情况下的可用性和有效性。（二）建筑耐火等级设计1.防火墙。根据防火墙的耐火极限时间选择墙体类型，用耐火性能较差的轻型防火墙代替砖墙，在框架、梁等车站结构部位设置墙体，相邻防火隔室之间间隔设置防火隔墙。为避免削弱墙体的耐火性能，非必要时禁止在墙体上钻孔。如果在墙壁中隐藏或通过管道，必须严格控制墙壁开口的深度和面积，并在开口中填充不可燃材料进行密封处理。必要时，应在洞口表面加装耐火衬板进行加固。2.防火门。设计师需要选择防火门的水平根据建筑的防火要求，专门分为三个类别：A类、B类和C类。一般来说，甲级防火门应安装在防火墙和各种火灾区域的出入口，乙级防火门应安装在楼梯间等领域，设备房间等，丙级防火门应安装在管道维修门等领域。在有工程费用预算的情况下，可以增加A级防火门的整体比例。还应安装具有自闭功能的新型防火门。当火灾报警系统向消防控制室发出火灾报警信号时，自动控制各防火门的顺序关闭，或现场人员手动控制防火门的开启和关闭[2]。3.防火窗。设计师注重控制防火窗间距和窗型的选择。在控制防火窗间距时，应根据防火窗的位置确定间距要求。如在防火墙两侧布置防火窗时，防火窗与相邻防火门边缘的水平距离应控制在2.0米及以上，内角两侧防火窗的最小水平距离应保持在4.0米。在选择窗的类型时，一般区域可选择具有耐火功能的普通防火窗。在防爆墙体内安装防火窗时，应选用特殊型号的不燃采光窗。（三）消防监管体系设计轨道交通枢纽车站结构复杂、布局复杂、布线广泛、人口密集，火灾危险性高。由于轨道交通枢纽车站运行中需要大量使用电器，当遇到电线老化、电气设备过载等情况时，发生火灾的概率也随之增加。此外，现代轨道交通枢纽车站结构的复杂性也导致了火灾隐患的广泛分布。一旦发生火灾，轨道交通枢纽车站复杂的结构和布局使火灾蔓延速度更快，具有更多的火灾隐患。强化轨道交通枢纽车站防火监督措施是确保轨道交通枢纽车站火灾安全的重要举措。下面从完善前期预防体系、加大重视程度、贯彻安全责任制、完善防火监督制度等几项内容，对如何加强轨道交通枢纽车站消防监管措施进行解读。在轨道交通枢纽车站的设计、施工和验收阶段，应加强对火灾防控措施的规划和落实。包括轨道交通枢纽车站合理布局消防设施、选择防火材料、确保轨道交通枢纽车站电气系统安全等。同时，加强对施工单位的监督和检查，确保轨道交通枢纽车站施工过程中的防火措施符合要求[3]。（四）电气系统消防设计轨道交通枢纽车站消防安全保障还应该从电气系统着手，要求确保轨道交通枢纽车站电气系统的安全稳定运行，由此规避因为电气系统运行故障带来的安全隐患。基于电气系统消防安全保障工作的开展而言，应该从前期计划规划着手，面临着越来越复杂的轨道交通枢纽车站电气系统运行状况，技术人员除了要优化配置功能强大的电气设施，以便满足轨道交通枢纽车站在运行能力方面的需求，往往还应该重点考虑到所有电气设施运行的消防安全保障效果，对于可能引起火灾的因素进行及时调整。比如电力线路之间的位置关系，就需要严格按照消防规范执行，避免在线路方面出现较为严重的火灾隐情。在此基础上，轨道交通枢纽车站电气系统的消防安全保障工作还应该具体到后续长期运行维护上，消防安全管理人员应该积极协同电气系统维护检修人员，定期针对轨道交通枢纽车站中的所有电气设施及其相关线路进行检测分析，一旦发现任何故障问题，均需要及时进行修复处理，如此也就可以有效规避了来自电气系统方面的火灾隐患。比如针对轨道交通枢纽车站电气系统中存在明显老化的设备、材料，就需要予以及时更换处理，保证消防设备运行正常[4]。三、BIM+仿真技术交通流线设计（一）基本方法路线与控制要点1.基本方法路线。使用BIM对轨道交通枢纽车站建筑交通流线进行设计，设计的基本方法为BIM技术，基本路线为：集成BIM协同建筑信息→构建动态BIM模型→交互式仿真分析→方案评估。2.控制要点。保证BIM推进的正向性：使用BIM技術对车站交通流线进行仿真设计，全体参与设计的工作人员均在统一平台上接受相同的模型信息，并且能够动态共享最新的设计结果，同时可以缩短仿真结果的调整时间，进一步提升仿真优化效果、确保BIM仿真的正向推进；保证BIM模型信息的可采集性：在BIM模型初步形成的基础上，设计人员对车站建筑内部、外部开展实地调查，对调查过程中数据信息进行详细采集、整理，可以将采集的数据上传至云端。需要注意的是，应当尽量将可量化的数据作为采集对象，尽量避免选取无法量化或量化后模糊的采集对象，以此保证BIM模型信息的可采集性[5]。BIM仿真分析的交互性：在未得到方针结果前，设计人员可以运用人机对话的方式开展提问、回答，以此实现仿真、调整、纠错同时进行，使仿真、调整、纠错实现交互，以此突出BIM仿真分析的交互性。结果评估的准确性：可通过图片、报告、视频等多种形式表达BIM交通流线仿真设计结果，以此更加直接的对BIM设计车站建筑交通流线的效果进行观察、判断、优化，最大限度上保证结果评估的准确性。（二）情景界定与建模1.情景界定。轨道交通枢纽车站建筑情景可大致分为正常状态下与紧急状态下，不同情景下的车站建筑交通流线会发生变化。正常状态下：正常状态下的车站建筑交通流线展现出有序性、流畅性等特点，建筑内人员均能够按照正常的秩序通行[6]；紧急状态下：当车站建筑内发生意外情况，大部分乘客会产生应激反应，车站内原有的交通流线秩序被打破，乘客会随意窜动，由此引起交通堵塞、大幅度降低通行效率。2.建模。在结合车站建筑设计方案的基础上，运用BIM+VR创建静态模型。创建静态模型的过程中，需要充分利用车站建筑结构层相关元素，结合勘察信息对车站结构数据进行适当的调整，在显眼的位置放引导牌，在紧急状态下引导行人正常通行，最大限度上降低紧急状态下车站建筑交通流线的混乱程度、维持交通流线的正常秩序[7]。（三）仿真结果下轨道交通流线分析设计人员通过观察车站建筑内部行人的活动规律，并在此基础上进行总结，通过分析可以发现，建筑内部行人的活动规律会对车站建筑内部空间产生直接影响。结合VR技术进一步对流线展开量化分析。在保持BIM模型特点的基础上，配合使用VR技术对车站建筑内部情况进行渲染，设计人员进入VR虚拟世界可以亲身感受交通流线设计、布置的效果，在此基础上实现对车站建筑交通流线的分析。BIM精准建模能够为有效的VR设计创造条件，分析过程中依然将BIM建模作为工作重点。VR能够对BIM模型起到补充作用，运用VR在BIM建模的基础上创建车站建筑虚拟环境，虚拟环境中将预先布置的交通流线体现出来。在流线分析过程中联合使用VR与BIM，可以在虚拟空间中进一步验证仿真结果的准确性、有效性。结语轨道交通枢纽车站设计、选址、选型的基础上，运用BIM对建筑体量进行参数化设计，根据建筑体量参