地下人行通道防火设计探讨

路世昌副研究员 叶 超助理研究员 黄益良助理研究员

(1.应急管理部天津消防研究所，天津 300381；2.天津盛达安全科技有限责任公司，天津 300382)

0 引言

随着人们对地下空间所蕴含巨大开发潜力认识的加深，地下空间开始进入到人们的视野，地下空间对于解决城市环境、交通等问题，提高城市容量具有巨大潜力。从20世纪60年代至今，欧洲许多大城市中心地区进行城市立体化再开发。从17世纪英国伦敦建成第一条地下铁道以来，国外大型城市陆续进行地铁修建。随着城市大范围地铁建设，地下空间的开发利用进入一个蓬勃发展时期，出现了大规模地下商业建筑和内容丰富的地下综合体。进入21世纪，我国加快城市地下空间建设，开发利用的总体规模和发展速度已居世界前列。地铁、人防工程、隧道、地下管线以及地下综合体等各种形态的地下建筑设施都在快速增长。本文通过研究地下人行通道的主要消防问题，借鉴和参考相关标准规范的规定和设计要求，针对地下人行通道的不同类型提出科学合理的防火设计要求，以期对地下人行通道以及地下空间防火设计标准提出参考意见。

1 地下人行通道主要消防问题

近年来我国地下空间开发具有体量大、功能多、相互连通、开发主体多、建设时序不统一等特点，导致地下空间消防设计难度极大，主要存在的问题如下：

(1)地下空间功能复杂，设计中遇到很多新情况、新问题在国内现行消防规范中没有明确规定。如地下步行通道的主要功能为人员通行，同时配套一定比例的商业，这些地下步行通道既有市政功能又有建筑功能，其防火设计存在一定困难。

(2)地下空间相互连通，地下空间除设置人行通道连通不同区域外，为营造良好的地面空间和解决地面交通，往往设置大量的地下车行联络通道。车行联络通道呈环形布置，且与周边多个地块的地下停车库相互连通，在排烟、疏散以及消防设施设计等方面具有独特性，而现行消防规范并未针对此种多点进出地下道路的情况做出明确规定。

(3)地下空间因用地紧张、地面条件受限等原因发展迅速，建设过程中又不可避免地需要有出入口、疏散楼梯、通风采光排烟等设施通往地面，在设计中存在困难。此外还存在多个项目共用消防设施或部分项目消防设施位于建筑红线范围之外的情况，因此需要统筹考虑各相邻地块消防设施的设计、建设进度和运营管理模式。

单一的地下人行通道可按城市交通隧道的一种进行设计，但随着地下空间复杂多样的发展，地下人行通道多与周边地块、商业等设施连通，使地下人行通道在人员密度、火灾危险等方面与普通的市政过街通道有较大差异，另外部分地下人行通道规模较大，内部需要设置商业、餐饮等设施，也进一步增加该类地下空间内的火灾危险性，图1为某城市地下人行系统示意图，其体量和连通情况较为复杂。地下人行通道尚无相关消防技术标准对其明确规定，需要研究分析，探讨合理的防火设计要求。

图1 某城市地下人行系统示意图

2 地下人行通道相关标准规范规定

2.1 防火分隔

国家标准《建筑设计防火规范(2018年版)》(GB 50016-2014)(以下简称《建规》)第5.3.4条针对商店营业厅、展览厅对防火分区建筑面积的使用要求，规定可以扩大的条件，其中位于地下、半地下的营业厅、展览厅，无论是独立的地下、半地下还是建筑的下部地下、半地下室，一个防火分区的最大允许建筑面积均不应大于2 000m。第5.3.5条规定总建筑面积大于20 000m的地下、半地下商店，应分隔为多个总建筑面积分别不大于20 000m的区域以及这些区域必须连通时的连通方式，通常可采用下沉式广场、防火隔间、避难走道、防烟楼梯间等中的一种或几种方式来进行分隔和联系，但不限于方式。第12.1.2条规定城市交通隧道的防火设计原则和分类标准，其防火设计应根据隧道内通行车辆运输物品的火灾危险性和通行车辆类型、隧道的封闭段长度、隧道的外部自然条件和位置等因素综合考虑，重点在于合理确定隧道结构的耐火性能、隧道火灾的有效排烟、火灾后人员和车辆的疏散以及火灾的控制方法与措施，见表1。

表1 单孔和双孔隧道分类

从上述规定可以看出，地下商业设施应按不大于2 000m划分防火分区，而对于普通的人行隧道长度不超过1 500m时归为四类隧道，内部无防火分区划分要求。

2.2 人员疏散

《建规》第5.5.17条规定公共建筑内直通疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的直线距离要求，见表2。安全疏散距离是安全疏散设计的基本参数，通过限制一个区域内的最大允许疏散距离，可以使该区域的疏散门或安全出口及疏散楼梯间的布置更加合理。对于地下、半地下建筑或者建筑的地下或半地下室，其每层直通疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的疏散距离，当深埋大于10m或地下部分的层数为3层或多于3层时，应比照相应使用功能高层建筑的规定值确定，当深埋不大于10m或者地下部分的层数只有1层或2层且深埋不大于10m时，可比照相应使用功能的单、多层建筑的规定值确定。

表2 直通疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的直线距离

第5.5.21条规定除剧场、电影院、礼堂、体育馆外的其他公共建筑中疏散门、安全出口、疏散走道和疏散楼梯，在计算所需疏散宽度时的百人疏散宽度指标和疏散人数的确定方法，见表3、4。其中位于地下或半地下的人员密集场所和歌舞娱乐放映游艺场所，无论其位于地下第几层或者所在地下楼层的深埋是多少，其百人最小疏散净宽度均不应小于1.00m。

表3 每层的房间疏散门、安全出口、疏散走道和疏散楼梯的每100人最小疏散净宽度

第12.1.7条和第12.1.8条规定不同断面隧道的车行和人行疏散通道或疏散口设置的基本要求。

从上述规定可以看出，商业设施和人行隧道对于人员疏散的区别较大，商业设施在疏散距离、疏散宽度等方面的要求均高于人行隧道，另外在《地铁设计防火标准》(GB 51298-2018)中第5.2.6条对地铁车站的出入口通道进行规定：出入口通道的长度不宜大于100m；当大于100m时，应增设安全出口，且该通道内任一点至最近安全出口的疏散距离不应大于50m。香港特别行政区规定地下通道最长行走距离(以实际步行距离计算)不得大于50m(袋形走道为25m)，可采用单独楼梯或者直通地面的开敞楼梯进行疏散。

表4 商店营业厅内的人员密度

2.3 防烟排烟

《建规》第8.5.4条规定总建筑面积大于200m或单房间建筑面积大于50m的地下或半地下建筑(室)，应设置排烟设施。第12.3.1条和第12.3.2条规定各类隧道排烟系统的设置要求及其基本性能。从上述规定可以看出，除四类隧道无排烟要求外，其他隧道及建筑面积大于200m的地下建筑均需设置排烟设施。香港特别行政区相关规范规定，较长的地下通道划分为多个防烟分区，以便有效控制烟气蔓延，每个防烟分区的长度不得超过30m。

2.4 消防给水和灭火设施

《建规》第8.2.1条规定应设置室内消火栓的工业与民用建筑或场所。第8.3.4条规定应设置自动喷水灭火系统的单、多层民用建筑或场所。第12.2.1条规定各类隧道的消防给水基本设置要求。从上述规定可以看出，商店建筑体积大于5 000m时应设置室内消火栓系统，任一层建筑面积大于1 500m或总建筑面积大于3 000m的商店需要设置自动灭火系统；对于人行隧道，一般为三、四类隧道，可不设置室内消火栓和自动灭火设施。

2.5 火灾自动报警系统

《建规》第8.4.1条规定应设置火灾自动报警系统的工业与民用建筑或场所。第12.4.2条规定各类隧道的火灾报警系统或装置的基本设置要求。从上述规定可以看出，商店建筑任一层建筑面积大于1 500m或总建筑面积大于3 000m时需要设置火灾自动报警系统，对于人行隧道一般为三、四类隧道，可不设置火灾自动报警系统。

2.6 结构耐火与防火

《建规》第5.1.3条规定民用建筑耐火等级应根据建筑高度、使用功能、重要性和火灾扑救难度确定，地下或半地下建筑(室)耐火等级不应低于一级。第12.1.3条规定其他类别隧道承重结构体耐火极限的测定应符合现行国家标准《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》(GB/T 9978.1-2008)的规定，其中三类隧道承重结构体耐火极限不应低于2.00h，四类隧道承重结构体耐火极限不限。从上述规定可以看出，地下商店建筑的耐火等级应为一级，一级耐火等级建筑的梁、楼板、柱等构件的耐火极限详见《建规》第5.1.2条规定，对于三类隧道耐火极限不低于2.00h，四类隧道耐火极限不限。

3 地下人行通道防火设计建议

在结合相关研究成果和相关规范要求的基础上，根据地下人行通道的不同类型，本文提出如下防火设计建议。

(1)对于单一市政功能的地下人行通道，该类通道仅用于连接需要跨越的功能区(如地面道路、地面其他功能或景观等)，通道各出入口直接通往室外空间等安全区域，通道两侧除配套的小型设备用房外，不开设其他无关的门、窗洞口，如图2。该类通道可按《建规》关于三、四类隧道进行防火设计：每隔250m设置一个疏散出口；三类隧道应设置排烟设施、火灾自动报警系统。

图2 单一市政功能的地下人行通道示意图

(2)对于与商业等设施连通的地下人行通道，该类通道主要基于单一市政功能的地下人行通道，但因使用功能需要，设有通往相邻地块商业等设施的连通口，如图3。该类通道防火设计为：人行通道与相邻地块采用防火隔间进行分隔，且疏散设施相对独立时，人行通道可按《建规》关于三、四类隧道进行防火设计；人行通道与相邻地块采用防火门、防火卷帘进行分隔，且疏散设施相对独立时，人行通道参照地铁出入口等其他通道的设计，建议通道内任一点至最近安全出口的疏散距离不应大于50m，并设置自动喷水灭火系统。相邻地块需要借用人行通道进行疏散时，人行通道按避难走道进行设计。

图3 地下人行通道与商业等设施连通示意图

(3)对于连接两侧地块的地下人行通道，当两侧地块的商业设施总建筑面积不超过20 000m时，可采用防火门、防火卷帘将通道进行防火分隔，分别划入不同防火分区，如图4。人行通道划分为2部分后，分别于各自地块的其他区域作为一个防火分区，其防火设计按所属防火分区的功能用途进行设计。当两侧地块的商业设施总建筑面积超过20 000m时，设置总建筑面积不超过20 000m的商业设施，如图5。

图4 通道划分至两侧的防火分区图示意图

图5 通道用于20 000m2防火分隔示意图

(4)对于设有商业设施的地下人行通道，整体可按商业建筑或饮食建筑根据《建规》进行防火设计，如图6。当地下人行通道宽度较大，可将商业设施划分为独立区域，并与人行通道采取分隔措施后，可分别按商业设施及人行通道进行防火设计，人行通道的防火设计根据其与商业设施的防火方式确定。

图6 设有商业设施的地下人行通道示意图

4 结论

本文总结了地下人行通道在防火分隔、人员疏散、防烟排烟、消防给水和灭火设施、火灾自动报警系统、结构耐火和防火等方面国内标准规范相关防火设计要求，对地下人行通道防火设计中存在的难点进行分析和研究，针对地下人行通道可能的功能和用途，分别对单一功能、与商业设施或其他地块连通以及设有商业设施等不同类型的地下人行通道，从防火分隔、安全疏散以及消防设施等方面提出相应的防火设计要求以及参考依据，不同类型的地下人行通道采用相适应的防火设计，可有效提升其消防安全水平，以期对地下人行通道以及地下空间防火设计标准提出参考意见。