關于地下鐵道火災防治措施的思考
    [摘  要]  在地下鐵道中，一旦發生火災事故，后果不堪設想。筆者從地下鐵道的設計、結構及管理等方面分析了地鐵火災的特點與產生的原因，并針對性地提出了一些諸如完善建筑設計、改善通風技術、建立一個科學而有效的管理控制中心等安全對策。
    [關鍵詞]  地鐵；火災；安全
1  前  言
    近年采，在世界上人口超過100萬以上的大城市中，當單方向每小時穩定的等候客流密度超過3萬人時，地下鐵道將成為城市交通的主體并已成為趨勢。
    大城市的交通設施，必須滿足如下條件：保持大量的、不斷的輸送能力，安全、快速、正點、運價低廉并且舒適。與地面上的公共汽車、出租汽車和電車相比，地下鐵道在這些方面具有非常明顯的優點。地鐵已發展為地下、地面、高架相結合的城市現代化有軌運輸系統，最高設計速度可以達到每小時80-130公里。
    世界各國的地鐵建設發展很快。據不完全統計，目前全世界已有30多個國家和地區的80多個城市建造了地鐵，地鐵的總長度約為5干公里，其中4干多公里已正式運營。共有客車約4萬輛。每年運送旅客160億人次。
    目前倫敦、巴黎、莫斯科、東京、紐約、漢城等城市的地鐵已形成了上下幾層、四通八達的地鐵網。有的城市還連通了地下的大型商場、娛樂場所，并與之組成了地下城市。
    我國的地鐵建設起步較晚，但是發展很快。現在北京、上海、天津、廣州都有了地鐵，還有的城市正在準備修建。
    由于地鐵運行方式的特殊性，一旦發生事故，其后果特別嚴重，故各國地鐵都特別重視安全問題。而我國的地鐵由于起步較晚，安全技術設備較為落后，也沒有建立起完整的，地鐵安全管理體制，故存在許多安全隱患，亟待地鐵管理與營運部門高度重視。   
2  地鐵火災的主要特點及原因分析；
2．1  概  述
    對地鐵建設和管理來說，消防安全非常重要，因為火災是地鐵的第一天敵。這是由地下建筑的特點及地鐵火災的特點所決定的。城市地鐵建筑工程與地面建筑不同，其主要特點為：
    (1)地鐵建筑由地鐵的干線、候車大廳、站臺、控制室等部分組成，只有室內空間，而且其空間連續性強，防火困難；  
    (2)地鐵工程的出人口少，一旦發生火災，出人口還必須具有排煙、散熱、人員疏散和消防隊員撲救的人口的功能；
    (3)整個地鐵都使用人工采光，系統用電量很大，因電設備發生的火災不容忽視；
    (4)地鐵空間濕度大，容易造成因電氣設備受潮導致火災；
    (5)地鐵的鼠害也不容忽視，它們咬破電纜等很容易造成電氣線路短路起火。一旦發生火災，所產生的濃煙和熱浪充積地下空間，同時會產生大量有毒的氣體，濃煙或因停電造成一片黑暗，對遇險人員的安全疏散和消防員的搶險救生與火災撲救帶來很大困難，造成生命財產巨大損失。
    1987年12月，英國倫敦最大的地鐵站發生大火，火勢吞噬了整個售票大廳，將數百名乘客困在里面。大火產生了熱浪和大量的有毒煙氣，引起乘客一片恐慌，爭相逃命，相互擠踏，難以找到避難道路，結果造成了30人死亡，80人受傷。
    1981年6月，莫斯科“十月線”發生火災，雖然沒有公布關數字，估計情況是非常嚴重的。
    據不完全統計，日本從1961—1975年共發生地鐵火災45起，每年平均3起。
    韓國南部城市大邱2003年2月18日發生一起地鐵縱火案，火災事故造成126人死亡，146人受傷，另有318人失蹤。
    我國的北京地鐵幾年來也先后幾次發生火警和火災，造成36人死亡。遇難者是因為地下毒煙氣和二氧化碳導致窒身亡的。
2.2  地鐵火災的特點
    具體來說，地鐵火災有以下幾個特點，即疏散困難、救護難度大及通訊系統容易癱瘓。
2.2.1  疏散困難
    地鐵火災的一個最重要特征是形成濃煙和熱氣浪，同時產生大量的有毒氣體，這對于人員疏散是十分不利的。
    第一，煙氣對人的眼睛、喉嚨、氣管有刺激。據日本自治省消防廳研究所資料表明：當煙氣濃度按減光系數達到0.1／m時，人的行進速度急劇下降，這時，人的思考力和判斷也隨之下降；當減光系數達到0．6／m時，人的步行速度等于0，已無法自行脫險。在相同濃度的煙氣層內，人員處在長通道的地下空間比在一般地上空間更容易造成恐慌。
    第二，地鐵火災容易形成氣浪。因為地鐵工程散熱排煙少，燃燒產生的熱除了加熱可燃物外，大量的熱便加熱了地鐵內的煙氣，使氣體體積膨脹，造成煙氣流動速度加快，而形成高溫熱氣浪，給人員疏散帶來困難。
    第三，濃煙使疏散指示器照明減弱，甚至失去指示功效。實驗結果表明，當疏散走道上的照明度小于1 1x時，人員就會開始發生心理動搖。
    第四，煙氣流動方向與疏散方向相同，疏散人員需要與煙氣進行“你死我活”的賽跑。但是，地鐵火災時煙氣的前鋒流速約為1．75—2．40m／s，而人員的疏散速度在照明系統正常的情況下，只有煙氣速度的一半。
    第五，地鐵火災后，新鮮空氣補充較滿，使氣體“中性帶”降低，結果底層煙量增大，有毒氣體增多，致使疏散遲誤者中毒身亡。
2．2．2救護難度大
    地鐵火災由于發生在地下一個相對封閉的系統內，救護工作十分困難，具體表現如下：
    第一，由于濃煙或停電造成一片漆黑，使得火場指揮員無法迅速確定起火點。
    第二，地鐵是長通道空間，而每個呼吸器使用時間有限，消防救護人員佩帶呼吸器進行一次性活動的范圍受到限制。
    第三，在地鐵內的消防隊員，既要經受輻射熱的照射，又要經受高溫氣浪的沖擊，接近火點是相當困難的。
    第四，滅火劑的使用。一般來說鹵代烷1211，1301和CO₂滅火效果是非常理想的，但是地下空間火災時，上述滅火劑不宜使用。我國北京地鐵火災造成的6人死亡均是使用大量CO₂滅火劑導致窒息身亡的。
    第五，進口少，消防隊員之間難以進行戰術配合。
2．2．3通訊系統容易癱瘓
    地鐵火災時，由于水流和高溫對通訊器材的影響，使消防員攜帶的普通無線電對講機不能正常工作，甚至整個通訊系統容易陷入癱瘓狀態。
2．3  地鐵火災的原因分析
    自從地鐵在文明世界出現以來，地鐵火災事故就一直不斷。從早期的倫敦地鐵火災到近期的韓國大丘地鐵火災，無一不造成慘重傷亡。究其原因，大致有3點：
    (1)管理方面的原因。管理上的疏漏是造成火災的主要原因。即地鐵公司沒有制定嚴格的管理制度，使得眾多安全隱患存在。以韓國大丘地鐵火災為例，正是由于地鐵公司的疏漏，沒有對上車旅客進行安全檢查，導致縱火犯輕松將汽油帶上列車。再者，如果地鐵有保安或警察的話，慘劇也許就不會發生。而更讓人難以相信的是，地鐵車廂里竟然沒有配備滅火器，管理者如此麻痹大意，事故責任難以推脫。
    (2)列車材料的因素。這次韓國地鐵火災發生的起源是地鐵車廂的起燃，這是由于地鐵車廂凈是易燃品，且車廂與車廂之間不是相通的，很多座位所用的裝飾材料都是易燃的薄絨布。由于這種材料一旦著火便難以控制，所以最終釀成了這場大火。而發生火災后，地鐵的照明系統失控。車門的自動關閉，也是這次重大傷亡事故的元兇。
    (3)人的因素。韓國大丘地鐵火災事故告訴人們，人的因素是造成大多數事故發生的最主要原因。人的行為加上物的不安全狀態導致了危險的出現，而危險會不會最終演變成為事故，是取決于人面對危險所采取的措施正確與否。這次火災之所以會造成如此多的人員傷亡，在人的責任方面，除了蓄意縱火的嫌疑犯外，地鐵員工的責任不可推卸。其主要責任主要有：第一，因害怕有毒氣體進入車廂，第二列列車的駕駛員沒有及時打開車廂疏散乘客，從這列列車中逃生的一名乘客說，其實當時煙霧并不是很濃，如果車門不是關著的話，可以有更多的乘客逃生；第二，地鐵進站控制人員指揮失誤，當第一列列車發生火災后，他卻通知第二列列車進站，導致兩車相撞，從而使第二列列車也被點燃，造成更多的人員傷亡。
3  預防技術措施
3．1  嚴格管理制度，分解管理職責
    地下鐵道管理人員(包括負責人)應該輪流接受安全教育培訓。地鐵管理部門應該制定科學、嚴格的管理制度，規范安全防范措施。管理部門應該將管理職責具體分解到各個部門和人員，并且有檢查監督機構和獎罰制度。
    為了防止爆炸和縱火等罪犯進入地鐵，地鐵內應有嚴格的監控措施。在各站人口處、車廂內、過道處和隧道壁上設置自動監測、檢查和記錄設備，以便能及時發現上述罪犯，并由警方及時采取措施處置。
    管理人員在上崗前應受到嚴格的安全技術、醫護急救和消防知識培訓外，每年還要接受定期訓練，以便學習和掌握現代化安全、醫護急救和消防，使之能在災難面前沉著冷靜，協助消防人員減少火災造成的損失。
3．2  研究并推廣地鐵安全設計
    在進行地下鐵道設計時，應該充分按照安全系統工程的原理，結合常規設計方法，進行地鐵安全設計。根據國內外資料統計，因地下鐵道火災造成的人員傷亡，絕大多數是由煙霧中的有毒氣體熏倒、中毒或窒息所致，因此，有效的排煙已成為地鐵火災時救援的重要措施。故在地鐵的結構設計中，要充分考慮火災情況下的通風條件。地鐵干線應避免與煤氣或液化石油氣管道交錯，以免可燃氣體泄露，在地鐵內形成爆炸性混合氣體。各地鐵車站應與煤氣或液化氣充裝站保持一定的安全距離。目前我國地下建筑最深已達十幾層，這對火災的撲救和人員疏散是不利的。英國倫敦地鐵的做法是：人員集中的地鐵候車大廳設置在地下一層。為了防止地鐵火災的蔓延擴大，除進行防火分區外，還應該加強工程材料內部結構的不燃化。主體鋼筋混凝土結構的耐火極限不應小于120分鐘，地鐵內的廣告牌均采用不燃材料。機車和車輛及裝飾品也都采用不燃材料。
3．3  設置火災控制系統
    設置火災控制系統時應盡可能將消防控制室與變配電室設置在地面建筑內；火災控制系統應具備接受火警，指揮安全疏散，開啟消防泵，固定滅火裝置及防、排煙設備，關閉防火門，關閉電源等功能。各防火區的防火卷簾應與自動噴淋系統聯動。大型中心車站應設置感溫、感煙報警器和自動噴淋裝置。地鐵內應設置事故電話和人工報警按扭。在隧道兩側應設置消防專用門，內裝室內消防栓、通訊插座、移動式照明電纜設備，作為地鐵工程專用水槍應具有直流、噴霧、開花的功能。在疏散通道明顯部位，還應配置呼吸器。
    由于地鐵內空氣對流差，濕度大，因此，電器設備和線路應具有防潮、防霉性能。對隧道內的電纜管線應用搪瓷板、石棉纖維板隔熱防火。變、配電室應設置獨立的通風排煙系統，配備鹵代烷1211滅火器。疏散指示燈的電源應采用36伏，并有備用電源。   
3．4  設置現代化的防災中心   
    地下鐵道由于乘客眾多而且人數不定，故裝設了警報設備、通訊設備、引導疏散設備、排煙設備、消防設備等，以便在火災和地震等災害發生時，確保旅客的安全。為了監視控制這些防災設備使之能有機的結合和有效的工作，必須設置 防災中心。防災中心是管理支配防災設備的場所，對火災控制設備起著監視控制的作用，當地下車站或隧道內萬一發生火災等情況時，使這些設備能夠迅速、可靠地引導乘客疏散和進行滅火工作，故防災中心應該設在站務室內。
3．5  改善地鐵列車通風
    由于地鐵運行的環境為完全封閉的地下隧道以及地鐵車廂構造的特殊性，地鐵的通風就尤為重要。根據國內外資料統計，地下鐵道火災時造成的人員傷亡，絕大多數是由煙霧中的有毒氣體熏倒、中毒或窒息所致。因此，有效的排煙已成為地鐵火災時救援的重要措施。從凹世紀60年代的日本東京地鐵沙林毒氣中毒事件到2003年2月的韓國大丘地鐵火災等無數次血淋淋的事件證明：只有擁有一個良好的通風環境，地鐵才能安全、高效地運行。
    國外地鐵列車客室通風系統主要有兩種方式。一種是采用離心式風機集中風源、管路送風、均布器布風等方式。例如，上海地鐵由德國進口的地鐵列車在通風設計上將各節車廂貫通，使列車在速度變化時利用空氣的慣性增加了乘客的風感。夏季進入客室的空氣首先經過空調降溫再被進風機送人客室，完成換氣和降溫的任務。另一種是采用離心式風機分散風源。例如，莫斯科地鐵無空調，采用了安裝在座位下的分散離心式風機進風、車頂引流式排風的方案。由于強迫通風與氣體自然流動的方向一致，氣流組織較合理，列車通風系統溫度負荷很小，通風效果也較好。進風不直接吹向旅客，客室內舒適度良好。一般的地鐵列車沒有空調系統，宜采用分散式通風方式。
    此外，考慮到環境條件、地下鐵道通風系統配套、列車電源容量和成本等問題，筆者認為，若需對現車改造，不主張安裝空調系統，盡量將“使客室內空氣質量與溫度盡可能接近隧道的空氣質量與溫度”作為現車改造的目標。對新車設計，可以安裝空調系統，但需要加強強迫通風的能力。
3．6  其他應對措施
    (1) 列車在運行過程中發生火災應盡可能駛向前方車站，利用車站站臺疏散乘客，利用車站隧道防排煙系統排除煙氣，如果列車停在區間，隧道通風系統根據多數乘客疏散相反方向送風，送風的強度和時間長短應根據實際情況嚴格掌握。
    (2)當同一區間的其中一條隧道發生火災時，另一條隧道也應立即停止正常行車。
    (3)防排煙系統的火災運行模式應經過多次實地試驗，確定最佳組合。
    (4)火災安全疏散程序應經常進行模擬演練，不斷檢查各部門、各工種的互相協調、互相配合以及快速反應能力，提高安全疏散能力和綜合救援能力。
    (5)加強對地鐵內各種消防設施設備的經常性維修保養，并做到五查：查站內用電設施、查登記、查重點部位(站內倉庫、儲物間等)、查硬件設施設備情況、查貫徹落實使之能保持最佳工作狀態和延長使用壽命。
    (6)加強地鐵防火知識的經常性宜傳，提高群眾的防災意識。
4  結束語
    通過對地鐵火災的分析，筆者認為：
    (1)在新建地鐵時就應該考慮防治火災的問題。
    (2)有關管理部門應該建立現有地鐵災害防治控制中心，加大對防治地鐵災害(主要是火災)的宣傳力度；對有關重要問題可立項研究。
    (3)各有關部門應該加大投入，加緊研制先進的防火滅火設備與設施。
    (4)各有關部門應該始終堅持“以人為本”的原則，提高工作人員的綜合素質，加強安全管理，消除地鐵火災隱患。