地下建筑设计防火应注意的几个问题

赵学亮

摘要:随着城市立体化发展趋势的加快,各类新兴高档的消费、休闲、办公、娱乐等综合性一体的建筑、地下建筑的建造使用越来越多,规模越来越大,结构功能复杂。城市也越“长”越高,愈来愈拥挤,道路交通拥堵现象越发严重,有限的土地资源已难以容纳更多的人口和建设,为了缓解城市的各种矛盾,改善交通和扩大商业容量,开发和地下空间资源已成为当前和今后众多城市发展的必然选择。地下建筑的形成在一定程度上满足了社会发展的需求,但也给消防安全工作带来了很大的挑战。这类建筑一旦发生火灾,因受光线、供水、通风等诸多方面限制,着火区域温度高、烟雾浓、且能见度低、毒气重、人员疏散十分困难,稍有不慎往往会造成极其严重的后果。现结合目前地下建筑的状况,就类似地下建筑设计防火应注意的几个问题谈几点看法。

关键词:地下建筑;防火

1 建筑特征与火灾特点

1.1 建筑特点

我国的地下建筑开始于20世纪60年代的人防工程建设,目前地下建筑主要涉及地下商业建筑地下停车站、地下仓库地铁车站、地下街道、地下通道、地下餐厅等,尤以商业建筑居多。随着对地下空间的利用规模和力度的不断加大,地下类建筑的功能也日趋复杂,地下商业建筑与其他功能建筑混杂,形成相对复杂的建筑机构。例如北京市奥林匹克公园地下区规划了商业购物、步行走道、地铁车站、休息娱乐区等多功能,将奥林匹克中心区的奥运村、主体育场、主会议中心、水立方等多所奥运建筑成一体,形成庞大的地下建筑空间群。

地下建筑是在地下通过开挖、修筑而成的建筑空间,其外部由岩石或土层包围,只有内部空间,无外部空间。通常由出入口、通道和洞室三部分组成。从其结构看,主要有四个方面特点:一是火灾负载量大,耐火等级降低。为了创造良好的商业环境和氛围,充分使用建筑面积,部分地下建筑经营业主往往精心设计采用可燃材料装饰,导致耐火等级降低;有的地下商场(超市)对建筑面积的使用率较高,物质储备丰富,货载量大;有的酒吧、舞厅等大量装点电器,负载量大。二是电气线路、管道、竖井多。为了使地下建筑达到较好的工作生活需要和商业视觉效果,人们往往在这些区域内设置电梯、铺设大量的电气线路和管道,大部分地下建筑都有电气设备、用水、用气、用料等管道。三是安全通道狭窄,出入口(门)标示不明显。部分地下商场(超市)经营业主为了营业效益,在狭小的空间内尽可能多的设放营业柜台和商品,堆积大量物资,导致部分安全出入口(门)被遮挡,一旦发生火灾,极易造成人员疏散与火灾扑救困难。有的地下停车场,本来设计的通道比较狭窄,加之车辆停放多,一但着火,将全场受灾。四是建筑封闭,空气不流通,排烟设施不完善。地下建筑室内一般都没有自然通风和采光,除通向地面的出口和人工通风管道外,其他都与地面隔绝,绝大部分工作生活采光都靠照明实现;局部小的活动场所更加封闭,而且大多数地下建筑排烟设施性能和质量都无法科学测试,加之日常维护和管理不够完善,一旦发生火灾,很难发挥作用。

1.2 火灾特点

地下商业建筑外部由岩石、土壤包围着,只有内部空间,不存在外部空间,不像地面建筑有门、窗与大气相通,仅有与地面连接的通道作为出入口。由于地下建筑存在着上述构造上的特点,与地面建筑相比,地下建筑发生火灾时的特点主要表现在以下几个方面:

燃烧猛烈,蔓延迅速,火灾发展快。受内部装修材料丰富,大量使用可燃物质影响,且内部各类电气线路管道遍布四方,加上排风机的作用,地下建筑发生火灾烟雾蔓延迅速,一些地下商场、车库、仓库存放着大量的可燃商品,内部通道复杂,蔓延途径多,火势发展蔓延极快,导致火灾初起阶段很短。如不能及时控制,火势很快进入猛烈发展阶段,在短时间内烟火将充满整个地下空间。

高温高热,浓烟毒雾,火灾扑救困难。地下建筑发生火灾,浓烟滚滚,毒气弥漫,高温灸热,火势蔓延十分复杂,仅有的几个安全出入口被烟火阻断,内攻很难进行。地下建筑在建造过程中一般只是满足于固定消防设施的安全保护,而固定消防设施使用寿命有所限制,机械排烟也备受考验,在封闭空间内,若烟气排不出去,烟热在热对流条件下,因中性面下移等原因,起火房间温度上升很快,短时间内就能达到800-900℃,着火点附近温度会更高,这种高温条件对疏散与灭火极为不利。发生火灾,内部高温毒雾,通道曲折狭窄,烟气遮挡视线,通信信号被隔断、火点隐蔽、不易察觉等一些因素导致消防器材装备不能充分发挥作用,给火灾扑救带来了困难。

人员集中,疏散困难,容易造成伤亡。地下建筑,除少部分地下车库外,各类地下建筑商业兴盛,往往消费、娱乐人员聚集。小型消费、娱乐场所几十人、上百人,而大型的综合性地下建筑、商场则日均量可能上千人,甚至几千人。有的由于商场设在综合功能的建筑内,稍有疏忽,如果发生火灾,很容易造成人员恐慌、混乱,疏散困难,造成大量人员伤亡和重大经济损失。

2 消防设计应重点解决的问题

针对以上因素,我认为对于地下商业建筑,消防设计问题主要包含以下几点。

2.1 人员安全疏散系统

地下商业建筑内人员安全疏散是消防设计的重点和难点之一,人员生命安全是消防安全的首要任务,为确保建筑结构和功能复杂的地下商业建筑中人员在火灾中的安全,在消防设计时应充分考虑人员的疏散问题,设置符合安全疏散的通道,设置应急照明装置和疏散指示标志、规划“临时避难区”等措施,有些措施超出了规范所规定的范围,需要采用消防工程学的分析方法,计算分析火灾时产生的烟气温度、可见度、毒性等危险判定指标,结合可接受的人员安全标准,同时进行人员疏散过程和时间的分析计算,进而对地下商业建筑的火灾危险性以及所设计各项消防设施的有效性进行分析评估,以确保建筑内的人员什么安全。

2.2 防火防烟分区的设置与防排烟系统

防火分区设置的主要目的是为了防止火势的蔓延扩大,减少火灾损失,并在着火分区外提供给疏散人员相对安全的避难区域。地下建筑的防火分区和防烟分区设置一般均应按照规范进行,但有些特大型地下商场,地下中心娱乐区等出于功能需要,其中庭防火分区面积会超过规范的相关规定,需要采取相应的消防措施控制火灾的蔓延并保障人员安全。例如在中庭内的可燃物分布采用“舱”设计,可燃物之间设计相应宽度的防火分隔带。通常地下建筑应设置放排烟系统,防排烟设施的设计应按照现行国家标准GB50098《人民防空工程设计防火规范》。

2.3 火灾报警系统

对地下商业建筑要设置火灾自动报警系统,一般应符合国标《火灾自动报警系统设计规范》的要求,但是由于其内部建筑结构、装修材料的不同,在选择探测器的种类时,要根据探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特征、房间高度、环境条件以及可能引起误报的原因等因素综合考虑。对火灾探测设备的选型及其适用性和有效性进行分析评估,确保实现建筑火灾早期探测和早期抑制。

2.4 灭火系统

地下建筑一般应设自动灭火系统,自动灭火系统主要有两大类:自动水灭火和自动气体灭火。具体采用何种系统应根据建筑用途及其重要性、火灾特性和火灾危险性等综合因素进行。有时单独使用或两种系统合并使用。

参考文献

[1]《中国消防手册》,2006年12月.

[2]《高层民用建筑设计防火规范》,GB50045-95(2005年版).