地下建筑防火設(shè)計(jì)的研究

趙宇 唐超

摘要：本文針對(duì)地下建筑火災(zāi)的特點(diǎn)，闡述了地下建筑所存在的問題及安全隱患，進(jìn)而對(duì)地下建筑提出了合理的防火設(shè)計(jì)，即從設(shè)置排煙口、自然排煙、機(jī)械排煙及防煙樓梯間等解決地下建筑的排煙問題，從疏散時(shí)間、疏散速度、疏散標(biāo)志等解決了地下建筑的安全疏散的問題，這些都為地下建筑的消防安全提供了重要的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地下建筑 ;防火設(shè)計(jì) ;消防安全

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地上建筑越來越不能滿足人們的需求，于是地下建筑的開發(fā)儼然成為主流，地下超市、地下車庫、地下娛樂城等商業(yè)服務(wù)類建筑大肆興起，與地面上的建筑相比，地下建筑是通過對(duì)地下的開挖、修筑所形成的建筑空間，其外部不能開設(shè)窗戶且通道少。一旦發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)所帶來的危害和危險(xiǎn)性是無法估量的。為了解決地下建筑的消防安全問題，這就需要對(duì)其做好防火設(shè)計(jì)。

一、地下建筑火災(zāi)的特點(diǎn)

（一）地下建筑火災(zāi)的燃燒特點(diǎn)

（1）出入口少。與地上建筑相比，地下建筑的施工困難且工程造價(jià)高，這就使得與外部建筑相連的出入口少，且高度、寬度也較小。

（2）溫度高。發(fā)生火災(zāi)后，煙氣和熱量不能及時(shí)的排出地下建筑，使火災(zāi)溫度很快就能達(dá)到800℃以上。

（3）有毒氣體增加。由于通風(fēng)不足，氧氣含量少，燃燒不充分，CO、CO2等有毒氣體的濃度增加。

（4）可見度低。地下建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，煙霧迅速彌漫，再加上斷電和無自然采光的情況下，就會(huì)導(dǎo)致疏散通道的可見度低。

（5）出現(xiàn)中性面。由于地下出入口，既是煙氣的排煙口，也是新鮮空氣的輸入口，從而形成了中性面，其位置會(huì)隨著火勢的增大而逐漸降低。

（二）人員疏散困難

（1）地下建筑由于條件的制約，出入口少且疏散的步行距離較長，對(duì)于突發(fā)火災(zāi)，人員疏散只能通過限定的出入口，一旦遇到人流量大的情況，人員疏散會(huì)更加困難。

（2）發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙氣的流動(dòng)方向與人員的疏散逃生方向相一致，而煙氣的擴(kuò)散速度要快于人員的疏散速度。實(shí)驗(yàn)證明：煙氣的垂直上升速度大約是3m/s-4m/s，水平的流動(dòng)速度大約為0.5m/s-0.8m/s。當(dāng)火源較大時(shí)，煙氣的流動(dòng)速度可以達(dá)到3m/s。由此可見：人是無法跑過煙氣的。

（3）地下建筑無自燃采光，一旦停電，漆黑一片，國際上研究論證：只要人的視覺距離降到3m以下，對(duì)于疏散逃生就不可能。

（4）地下建筑發(fā)生火災(zāi)，由于通風(fēng)不足導(dǎo)致嚴(yán)重缺氧，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，極易對(duì)人員造成傷害。

（三）撲救困難

（1）消防救援人員不能預(yù)測地下建筑的起火具體位置及燃燒情況，很難對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行指揮;

（2）消防救援人員在高溫濃煙下，無法接近現(xiàn)場;

（3）地下建筑本身的出入口少，而這些出入口又是煙霧的出口，極易形成煙筒;

（4）地下建筑可以使用的滅火劑較少，毒性大易腐蝕的滅火劑是不能使用的，尤其對(duì)于人員量大的地下公共建筑。

二、地下建筑的防火設(shè)計(jì)

地下建筑的防火設(shè)計(jì)，要堅(jiān)持一個(gè)基本方針，即：預(yù)防為主，防消結(jié)合。樹立正確的防火設(shè)計(jì)觀念，建立完善的防火滅火設(shè)施，合理的利用地下建筑空間。

（一）地下建筑的使用功能

（1）對(duì)于人員密集的地下公共建筑應(yīng)該設(shè)置在地下一層，比如：地下商場、地下娛樂城、地下戲劇院等，這樣對(duì)于發(fā)生火災(zāi)后，人員可以快速疏散，可以縮短疏散時(shí)間。另外，從人員的安全疏散的理念出發(fā)，人員量大的建筑要淺埋，對(duì)于超過兩層的地下建筑，應(yīng)該設(shè)置防煙樓梯。

（2）根據(jù)我國現(xiàn)行的建筑防火規(guī)范的規(guī)定：對(duì)于甲、乙類的物品不應(yīng)該設(shè)置在地下建筑物內(nèi)，地下建筑一旦發(fā)生爆炸，其消防救援非常困難，而且爆炸沖擊波會(huì)摧毀與其相鄰的建筑物，后果相當(dāng)嚴(yán)重。

（二）地下建筑的防火分區(qū)設(shè)計(jì)

對(duì)于人員集中的大型地下建筑，應(yīng)該設(shè)置若干防火分區(qū)。地下建筑防火分區(qū)劃分的要求要比地上建筑的更加嚴(yán)格，主要是根據(jù)建筑物的使用功能來確定，防火分區(qū)的面積一般≤500m2，對(duì)于建筑物中設(shè)有安全可靠滅火設(shè)施的，防火分區(qū)可以適當(dāng)放寬，但要≤1000m2。而對(duì)于商業(yè)的展覽廳、游戲廳、網(wǎng)吧等特殊使用功能空間的地下建筑，若其內(nèi)部的裝修材料符合規(guī)范要求且設(shè)有防排煙設(shè)施時(shí)，其防火分區(qū)的最大面積可以達(dá)到2000m2。

（三）地下建筑的防排煙

（1）地下建筑的防煙分區(qū)

地下建筑的防煙分區(qū)與防火分區(qū)相同，其面積也不大于500m2，且不能跨越防火分區(qū)，當(dāng)?shù)叵陆ㄖ镏谐霈F(xiàn)交叉路口時(shí)，其兩條街道的防煙分區(qū)不能混合，如下圖1所示。這樣會(huì)更好的達(dá)到排煙效果。通常，地下建筑的防煙分區(qū)都是用擋煙垂壁來形成，其蓄煙量小，一般與感煙探測器聯(lián)動(dòng)的排煙設(shè)備配合使用。

圖1 交叉路口的防煙分區(qū)

（2）排煙口與風(fēng)道

地下建筑的任何一個(gè)防煙分區(qū)都應(yīng)設(shè)置不少于1個(gè)的排煙口，位置應(yīng)設(shè)置在排煙效果較好的部位。

（3）自然排煙和機(jī)械排煙

設(shè)置自然排煙時(shí)，應(yīng)該使排煙口高出地面之上，用以增加拔煙效果，同時(shí)要做成不受外界風(fēng)力影響的形狀，這樣對(duì)人員疏散和消防救援是極其困難的。其構(gòu)造設(shè)計(jì)如下圖2。若對(duì)于不能使用自然排煙系統(tǒng)的，采用機(jī)械排煙系統(tǒng)，可以防止煙氣的迅速擴(kuò)散。

圖2 自然排煙設(shè)計(jì)

（4）防煙樓梯間

當(dāng)?shù)叵陆ㄖ?層以上時(shí)，或地下建筑物室內(nèi)地面與室外地坪高度差>10m時(shí)，應(yīng)設(shè)防煙樓梯間，并在其內(nèi)部設(shè)置獨(dú)立的進(jìn)風(fēng)及排風(fēng)系統(tǒng)。

（四）地下建筑的安全疏散

（1）人員密度

人員密度是決定地下建筑中疏散設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要素，人員密度大，疏散速度慢。地下建筑在設(shè)計(jì)安全出口時(shí)要保證數(shù)量滿足建筑防火規(guī)范，且不能隨意的上鎖或阻塞。

（2）疏散時(shí)間

疏散時(shí)間作為安全疏散的基本指標(biāo)，人員逃生疏散的最佳時(shí)間為90s，確保地下建筑的疏散時(shí)間要控制在3min之內(nèi)。

（3）疏散速度

目前，對(duì)于地下建筑火災(zāi)疏散的數(shù)據(jù)還不是很明確，但根據(jù)人員的流通能力，對(duì)于階梯式出口的地下建筑，單股人流寬度依照0.6m計(jì)算，一般取20-25人/（股）。對(duì)于水平出口和坡道出口的地下建筑，單股人流寬度按照0.6m計(jì)算時(shí)，一般取40-50人/（股）。

（4）疏散距離與出入口數(shù)量

對(duì)于一般的地下建筑，必須設(shè)置兩個(gè)以上的安全出口，而對(duì)于規(guī)模較大的地下建筑，要設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的防火分區(qū)，且保證相鄰的防火分區(qū)的墻上設(shè)置帶有甲級(jí)防火門的防火墻作為第二個(gè)安全出口。

（5）疏散標(biāo)志

疏散標(biāo)志對(duì)于地下逃生來說至關(guān)重要，原則上，疏散標(biāo)志的高度要距離地面0.3m-1.0m。設(shè)置太高，容易被煙氣阻擋，設(shè)置太低，影響逃生的疏散時(shí)間。另外，人員在逃生時(shí)為了躲避煙氣的濃度而降低重心，這時(shí)，最好用高強(qiáng)度玻璃在地板上設(shè)置發(fā)光疏散型的疏散標(biāo)志，即使煙氣濃度很高，在相當(dāng)長時(shí)間也是可以看清楚的。

三、結(jié)語

地下建筑空間的不斷發(fā)展，其合理的防火設(shè)計(jì)是必要和及時(shí)的。根據(jù)地下建筑不同的使用功能來設(shè)計(jì)合理的防火措施，通過地下建筑的防火分區(qū)、防煙分區(qū)、自然和機(jī)械排煙和防煙樓梯間等措施來解決地下建筑的防火設(shè)計(jì)。這樣不僅保證了人們的人身財(cái)產(chǎn)安全，還能確保地下建筑在使用過程中的安全性能。

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