群體建筑防火設(shè)計
——以重慶洪崖洞為例

王濤

（重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院）

1 引言

仿古建筑是一種特殊的現(xiàn)代建筑形式，為了保證它符合古代建筑風(fēng)格，難免會建造一些木結(jié)構(gòu)或是磚木結(jié)構(gòu)的“新古建筑”。同時防火卷簾、金屬防火門等不符合古代建筑風(fēng)格的防火風(fēng)格都不能使用。不論在結(jié)構(gòu)設(shè)計還是在消防設(shè)計中都要考慮其復(fù)古的特性。然而，木材的可燃性是許多建筑法規(guī)嚴(yán)格限制木材作為建筑材料使用的主要原因之一。在建筑物中使用木材的主要前提是提供足夠的防火安全。

2 洪崖洞建筑組群火災(zāi)安全隱患分析

2.1 建筑間距及建筑豎向分析

按照國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》，建筑物的耐火等級分為四級。建筑物的耐火等級是由建筑構(gòu)件(梁、柱、樓板、墻等)的燃燒性能和耐火極限決定的。而洪崖洞仿古建筑群的結(jié)構(gòu)多為磚木結(jié)構(gòu)，少數(shù)為木結(jié)構(gòu)。因此，根據(jù)其分級依據(jù)可以得出洪崖洞仿古建筑群的耐火等級多為三級。

根據(jù)民用建筑之間的防火間距，洪崖洞建筑組群之間的安全防火距離為8m～12m，經(jīng)過實地調(diào)研后發(fā)現(xiàn)洪崖洞建筑組群之間很難滿足安全的防火間距，甚至有些建筑物緊密相連，既無防火分隔區(qū)，又沒有消防通道；如果其中一處起火，一時得不到有效的控制，毗鄰的建筑就會遇火燃燒，從而造成巨大損失。

此外，洪崖洞仿古建筑群較多的繼承了重慶吊腳樓文化，就這難免會讓建筑存在著豎向的火災(zāi)隱患。一般來說外部火災(zāi)蔓延的主要風(fēng)險來自于燃燒過程中從窗戶冒出的火焰，并且沿著立面向上蔓延，這種火焰通常在獨(dú)立于建筑材料的情況下到達(dá)樓層。同時，在進(jìn)行消防撲救時建筑的外懸挑檐等結(jié)構(gòu)會影響或遮擋水流有效擊中火點，大大增加了救援難度，造成建筑的豎向消防隱患。

2.2 平面及安全疏散分析

根據(jù)調(diào)研總結(jié)，洪崖洞仿古建筑群以形式各異的單體建筑為基礎(chǔ)，平面布局上成組、成群布置，各個單體建筑間通過木質(zhì)長廊相連。由于各單體建筑高低錯落、屋檐飛挑、廊道相連，使建筑之間缺少足夠的防火間距和安全空間，建筑內(nèi)的防火分區(qū)劃分不清，同時在平面功能中建筑內(nèi)部交通動線不清晰、缺乏安全疏散指示物。疏散樓梯不足且相對隱蔽，同時疏散樓梯間還存在不能自然通風(fēng)和采光以及疏散門的耐火等級不滿足規(guī)范等消防問題。此外，在對單體建筑的調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)超出樓梯間承載能力的隱患，例如有些兩層的餐飲類建筑按其結(jié)構(gòu)（磚木結(jié)構(gòu)）被視為耐火等級為三級的建筑，但其內(nèi)部空間僅有一部疏散樓梯間，同時在旅游高峰期在二樓就餐的人數(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一部樓梯間的疏散能力（二層人數(shù)不超過25人），這就有可能在建筑失火時因人員疏散不及時而造成嚴(yán)重后果。

2.3 電力及電氣設(shè)備分析

根據(jù)夜晚對洪崖洞建筑組群的調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，夜間洪崖洞仿古建筑群的用電負(fù)荷相比其他地區(qū)要大很多。特別是在旅游旺季，偶爾會出現(xiàn)因用電短路而短暫停電的現(xiàn)象。同時，再加上某些設(shè)備過于陳舊，存在因使用時間過長引起溫度過高從而引發(fā)火災(zāi)的消防隱患。此外，在調(diào)研過程中還發(fā)現(xiàn)有些電器線路老化，甚至有些電線未采取有效的接地保護(hù)， 未與易燃可燃物保持安全距離，臨時亂拉亂接現(xiàn)象嚴(yán)重，不符合電氣安全技術(shù)規(guī)程要求，再加上游客亂扔煙頭、大量使用打火機(jī)等都加大了火災(zāi)隱患。

2.4 外部環(huán)境分析

在對洪崖洞仿古建筑組群的布局分析得出，整個建筑組群建立在豎向高差5m的斜坡上，同時建筑組團(tuán)內(nèi)部交通混亂，再加上建筑懸挑的外檐，導(dǎo)致消防車輛無法進(jìn)入到場地內(nèi)部進(jìn)行救援。除此之外，建筑的臨街面長度大于規(guī)范規(guī)定的限值150m，同時由于高差的限制無法形成環(huán)形消防車道，從而導(dǎo)致在火災(zāi)發(fā)生時，消防人員因此錯過最佳救援時間。

自然因素同樣也是不可避免的一個因素。自然因素中雷擊誘發(fā)的火災(zāi)較為常見，一旦發(fā)生雷擊失火，造成的破壞面通常很廣，難以進(jìn)行撲救，造成巨大損失。建筑遭受雷擊與其地理環(huán)境及結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。洪崖洞仿古建筑群因其結(jié)構(gòu)特征（磚木結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)）對防止雷擊失火的要求同樣迫在眉睫。

3 消防技術(shù)理念要求

3.1 低碳環(huán)保

在發(fā)生火災(zāi)后，產(chǎn)生一些有毒、有害氣體會與四周環(huán)境進(jìn)行能量、質(zhì)量轉(zhuǎn)換，繼而使環(huán)境受到損壞。在預(yù)防火災(zāi)時，若預(yù)防方式選擇不當(dāng)則會產(chǎn)生得不償失的后果。因此，在消防技術(shù)體系構(gòu)建中也要注重環(huán)保理念的融入。

3.2 屬性化

屬性化防火規(guī)劃是構(gòu)建火災(zāi)安全工程學(xué)條件下的新型消防技術(shù)形式。利用火災(zāi)安全工程學(xué)理論，結(jié)合建筑風(fēng)格和功能、易燃物等信息，進(jìn)行火災(zāi)危險性綜合分析。如此，便能夠相對科學(xué)合理地規(guī)劃消防技術(shù)保護(hù)，將建筑消防安全防護(hù)落到實處。

3.3 性能化

性能化防火設(shè)計是在分析建筑火災(zāi)特性的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的各種火災(zāi)防治措施和防火對策的設(shè)計過程。它將綜合建筑的結(jié)構(gòu)安全要求、火災(zāi)安全目標(biāo)、建筑物的客觀條件和保護(hù)現(xiàn)狀等，做出建筑物防火系統(tǒng)的具體設(shè)計方案，然后就各種可采用的設(shè)計方案進(jìn)行綜合分析、比較和評估，從中選出最可行、最合理的實施方案。

4 洪崖洞建筑族群防火設(shè)計探討

4.1 結(jié)構(gòu)性防火設(shè)計

首先，考慮到建筑內(nèi)部墻體、天花板和屋頂構(gòu)件的連接對火災(zāi)行為有相對顯著影響（其危險性在于煙氣、熱氣和火災(zāi)的蔓延不受控制），建筑構(gòu)件應(yīng)采用難燃或不燃性材料并進(jìn)行可靠的連接，盡量減少構(gòu)件間的縫隙。其次，在建筑外露的仿古木材上，應(yīng)通過涂刷防火涂料對其進(jìn)行阻燃處理。目前常用的防火涂料有溶劑飾面型防火涂料和水基防火阻燃液，以此來提高仿古建筑自身整體的耐火等級[1]。最后，在兩座相鄰的建筑中，為減少建筑間因間距不足而帶來的消防隱患，相鄰的外墻面應(yīng)采用防火墻進(jìn)行隔斷，同時開口部位應(yīng)設(shè)置甲級防火門、窗或設(shè)置符合現(xiàn)行《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084-2017）規(guī)定的防火分隔水幕或符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）規(guī)定的防火卷簾（見圖1）。

圖1 洪崖洞建筑組群外墻防火隔斷示意

在建筑的豎向防火設(shè)計上，首先應(yīng)保證疏散樓梯間自然的通風(fēng)和采光，對于那些無法采用自然通風(fēng)和采光的樓梯間應(yīng)設(shè)計機(jī)械通風(fēng)裝置。其次使各構(gòu)件（門）滿足相對應(yīng)的耐火等級和疏散寬度（地上1層～2層疏散凈寬度按每100人0.75m計算；地上3層疏散凈寬度按每100人1m計算），最后還應(yīng)設(shè)置不小于6m2的疏散前室。另一方面，對于優(yōu)化洪崖洞仿古建筑群的垂直防火設(shè)計應(yīng)參照建筑平面防火分區(qū)進(jìn)行“豎向分區(qū)”處理，并在“分區(qū)”的相鄰處設(shè)置防火隔斷（如設(shè)置陽臺、挑檐等），或減少窗口面積、增加窗間墻的寬度，從而防止從窗戶中冒出的火焰沿建筑外墻面向上蔓延（見圖2）。

同樣，在室內(nèi)空間的防火分區(qū)劃分上應(yīng)遵循“分區(qū)越小越好、隔斷越多越好”、“因勢制宜”的原則。根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行合理有效的分隔[2]。在發(fā)生火災(zāi)時的首要任務(wù)是把火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣控制在一定的區(qū)域之內(nèi)，并迅速將其排至室外。首先應(yīng)把煙氣控制在著火區(qū)域內(nèi)，保持合理的煙層高度，從而有利于人員疏散，控制火勢蔓延和減少火災(zāi)損失。為此將著火區(qū)域控制為排煙區(qū)，而非著火區(qū)域，尤其是疏散通道控制為防煙區(qū)。

圖2 豎向防火設(shè)計

煙氣控制區(qū)域不應(yīng)跨越防火分區(qū)設(shè)置，防火分區(qū)的最大建筑面積應(yīng)滿足國家現(xiàn)行設(shè)計防火規(guī)范要求。對于洪崖洞仿古建筑組群來說，應(yīng)按每個煙氣控制區(qū)不超過500m2的原則將其劃分成若干分區(qū)。在采用豎向排煙系統(tǒng)時，煙氣控制區(qū)域在各層上的形狀、用途和面積應(yīng)盡可能相同。對具體房間而言，為了提升對煙氣的控制，在建筑上應(yīng)加強(qiáng)其隔斷的防火性能，如封堵縫隙，提高房間的密閉性，對隔墻門窗做防火處理、吊頂內(nèi)加設(shè)防火隔斷等。

4.2 功能性防火設(shè)計

為了解決洪崖洞建筑組群因游客壓力帶來的消防隱患（尤其是在旅游旺季），一方面應(yīng)在建筑的主要節(jié)點處或人流密集處設(shè)置醒目的安全疏散標(biāo)志，并保證疏散路徑的快捷性、連續(xù)性、可到達(dá)性。另一方面，規(guī)范具體商鋪的人流承載量，如針對那些僅用一部疏散樓梯進(jìn)行疏散的商鋪、餐廳等，合理布置二層的游客使用空間，做到既滿足游客的舒適性需求又滿足安全疏散的要求。

4.3 場地及周邊配套防火設(shè)計

根據(jù)調(diào)查可以判斷洪崖洞仿古建筑組群的凈高一般高于其他建筑，若火災(zāi)發(fā)生在地面，煙要達(dá)到一定高度并產(chǎn)生使探測器報警的濃度需要較長的反應(yīng)時間，很容易延誤最佳滅火時機(jī)。再加上部分建筑內(nèi)游客眾多，室內(nèi)的動靜狀態(tài)也會影響到探測器對火災(zāi)的探測[3]。針對以上問題洪崖洞仿古建筑群則應(yīng)采用紅外線煙感探測器，在保證全天候?qū)ㄖM(jìn)行火災(zāi)探測的同時，又提高了對運(yùn)動物體、光源、水蒸氣等的抗干擾能力，大大提高了火災(zāi)預(yù)警的準(zhǔn)確性和全面性。此外，還應(yīng)設(shè)置相匹配的火災(zāi)自動噴水滅火系統(tǒng)以及在地面上安裝高壓水槍自動出水滅火裝置，從而提高發(fā)生火災(zāi)時建筑的“自救能力”。

圖3 外部環(huán)境防火設(shè)計

另一方面，從外部環(huán)境考慮，洪崖洞仿古建筑組群地處城鎮(zhèn)區(qū)域，僅靠嘉陵江河畔，因此可以利用其天然的地理優(yōu)勢設(shè)置消防取水區(qū)域，并結(jié)合市政供水管網(wǎng)、室外消火栓系統(tǒng)為消防應(yīng)急提供水源，從而彌補(bǔ)消防車無法進(jìn)入的弊端（見圖3）。

4.4 電氣設(shè)備及防雷設(shè)備的更新運(yùn)用

為防止電氣線路老化造成短路而引起的火災(zāi)，通常每隔一段時間定期更換電氣線路，限制大功率用電器的使用，并按安全技術(shù)規(guī)程設(shè)置電器照明設(shè)施。

防雷擊保護(hù)是必要且有效的消防措施。通常情況下，防側(cè)擊雷主要保護(hù)較高的建筑，架設(shè)時應(yīng)與建筑物間隔6 m，在其周圍放置圈式防雷均壓帶[4]。同時，讓均壓帶與建筑物周圍的金屬物及地面穩(wěn)定連接；而防止球狀閃電的最佳保護(hù)方式為安裝與地面相連的金屬屏蔽網(wǎng)。此外，一些建筑物中安裝有防盜報警、廣播音響等弱電系統(tǒng)，針對這些設(shè)備的防火保護(hù)就是進(jìn)行屏蔽、接地等電位連接，防止雷擊電磁脈沖。

5 結(jié)語

綜上所述，洪崖洞仿古建筑組群存在著許多不合乎現(xiàn)代防火規(guī)范的消防問題。一方面為了追求經(jīng)濟(jì)效益亂搭亂建現(xiàn)象嚴(yán)重，另一方面政策規(guī)章和技術(shù)措施也存在著不足與漏洞。因此，這就要求相關(guān)部門及人員通過不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外成功仿古建筑組群消防設(shè)計的案列，因地制宜地應(yīng)用在自己的建筑組群當(dāng)中，自我不斷的開放創(chuàng)新，形成具有新時期中國特色的仿古建筑組群消防管理體系，開創(chuàng)與我國建筑組群融為一體的消防設(shè)計規(guī)范。合理更新，古為今用，全民提升火災(zāi)防范意識，減少建筑消防問題。