城市地下公共空间建筑防火设计对策

刘光太

（江苏省消防救援总队无锡市消防救援支队，江苏 无锡 214200）

1 引言

在探讨城市地下公共空间的消防安全问题时，可以借鉴国外的先进消防设计方案和技术，再结合我国的实际情况，设计和改进我国地下空间的消防设施，利用现代化手段，保证地下空间的消防安全。国内学者从我国的自然条件、现有技术以及国家政策法规出发，提出了各种防火设计对策，虽然一部分对策还集中于宏观层面，微观操作层面的结论相对比较少。本文从实际工作出发，提出地下空间的防火安全策略，积极实现专家宏观方案与实操微观的有效整合，以此更好地提升整个城市地下公共空间建筑防火设计的质量及水准[1]。

2 城市地下公共空间的特点

随着城市建设的高速发展，城市地下空间也开始朝着多元化的方向发展。鉴于地下空间的自然弊端，如天然光线不足，空气流通性差，容易造成空间污染，部分地区还有空气湿度大，空间内渗漏水的风险高等不利因素，为了保障城市地下公共空间的使用性和安全性，设计人员以及管理层不得不使用大量的电器设备来保障地下空间的安全运行。也正是因为大量电器的使用，以及大量的人员活动或者生活给地下空间的消防安全带来了不小的挑战。但是地下空间建筑有着比地上空间更好的耐火性，如果发生不可抗力因素，地下空间也有着很好的抗震性。所以，根据实际情况研究设计出相应的地下空间消防设计方案尤为重要。

3 地下空间发生火灾的原因

一般情况下，地下空间内除了人为破坏导致的火灾，多数情况下发生火灾的原因有电路负荷火灾、电器设备火灾、明火火灾、引燃与自燃火灾等，其中，电气火灾的占比较高[2]。

3.1 电路火灾

应急管理部消防救援局公布了2021年1~10月份全国火灾形势报告。数据显示，从火灾种类来看，电气火灾数量仍高居榜首，占比高达50.4%。近5年来的电气火灾事故主要由电线短路、过负荷用电、接触不良等几种原因造成，占比分别为：电线短路约48%；接触不良约15%；电气设备老化约12%；电气设备质量差约11%；违规操作约8%；超负荷用电约6%[3]。其中，电线短路占比最大。很多地下空间在设计之初，功能单一，电力负荷设计偏低，只能符合当时的情况使用。但随着城市的发展，地下空间的功能也在朝着多元化的方向发展。空间内人员增加，原有的电力负荷无法胜任新时期的电力需求。由于冬季温度较低，需要大量使用电热设备辅助取暖，并且空气干燥，极易引起火灾，这就导致了约有50%的火灾事故发生在冬季取暖的时间段。在地下空间内，超负荷用电，不规范用电，是导致电路火灾罪魁祸首。

3.2 电器设备火灾

地下空间由于缺乏自然光照明和自然通风等条件，并且属于密封状态，在火灾发生的过程中烟气很难排出，空间内部的毒气会迅速蔓延，给火灾救援者的扑救工作带来非常大的困难。据国家能源局2021年公布的数据，从电器火灾的占比看，全年因违反电器安装使用规定引发的火灾共8.5万起，占总数的33.6%，因目前还有1万起火灾原因尚未查明，预计后续该比重还将提高；其中，因电气引发的较大火灾36起，占总数的55.4%[4]。

国家应急管理部消防救援局官网的《2020年全国火灾及接处警情况》资料显示,从电气火灾的分类看，因短路、过负荷、接触不良等线路问题引发火灾的占总数的68.9%，因故障、使用不当等设备问题引发的占总数的26.2%，其他电气原因引发的占4.9%。其中，电动自行车引发的火灾不容忽视，特别是36起电气引发的较大火灾中，有11起已查明系电动自行车引起，占总数的30.6%[5]。因此，在地下公共空间，需要大量使用通风（见图1）和照明（见图2）的电器设备。

但是，如果电器设备过多，超出预设用电负荷，加之工作人员操作不当，会导致火灾出现电器火灾。在实际工作中发现，电器设备导致的火灾中，最常见的就是电热器具，音影器具或照明器具，这些设备都有连续工作时间长、高温的特点，短路风险较高，易引发电器短路起火，从而引燃周围的可燃物，导致火灾。对于地下空间的配电箱，如果所接入的电器设备过多，保护措施不足，或者是因为自身接触不良导致超负荷运转，电线自身很容易出现过热的现象，线路过热燃烧，也是导致大范围火灾的重要因素。

3.3 明火火灾

根据应急管理部消防救援局发布的2021年全国消防救援队伍接处警与火灾情况，除电器外，其他原因导致火灾的比例为：用火不慎22.6%、遗留火种13.7%、吸烟10.9%、自燃9.9%、生产作业2.7%、玩火1%、放火0.6%、原因不明及其他10.2%。其中，违规动火施工、焊接焊割等生产作业火灾仅占总数的2.7%，但造成的亡人却占总数的6.3%，引发的较大火灾占总数的10.7%[6]。部分城市的地下公共空间是地下商业街。有随处可见的餐饮店。餐饮店中存在厨房明火和大功率的电热设备，如炭火、煤气灶、电热炉等。大量的明火设备和电热设备混合使用也增加了起火隐患。另外，人为用火不当，电热设备保养不当，人员安全意识薄弱等因素，同样是引发的地下空间失火重要因素。

3.4 引燃与自燃引发火灾

部分地下空间作为仓库使用，大型仓库中各种物资集中堆放现象比较常见，如日用百货、纺织化纤制品、橡胶制品、塑料制品等。堆放的物资数量多，密度大，可燃物种类多，火灾危险性大。尤其是纸质品，化学品，纺织品，自燃隐患最高。同时吸烟导致的引燃火灾在这些存放品中也是重要隐患，虽然我国极力控烟，仓储重地更是禁烟，但是因吸烟引发的火灾事故仍然存在。新华社于2021年5月31日从公安部消防局获悉，近5年，全国共有1 624名18岁以下的未成年人在火灾中遇难，占火灾死亡人数的18.6%；同时，2.7万起火灾事故起因于儿童玩火，直接导致264人死亡。孩子，已成为火灾事故的高危人群。消防部门研究表明，5~12岁、认知能力差、缺乏消防安全意识的学龄期儿童是引导教育的重点[7]。

4 地下公共空间的防火对策

我国的很多城市在进行地下公共空间的利用时，尤其是在其地下公共空间的防火安全性规范方面依然是处于弱势地位，需要总结其他国家的成功经验，还要结合我国地下公共空间开发过程中的实际问题采取以下措施[8]。

4.1 做好合理规划

地下公共空间的防火设计要求相对复杂，且难度偏高，涉及诸多的主客观因素。为了尽量避免出现遗漏，设计人员需要做好前期的调控工作，注重合理规划以及理性分析。相较于常规建筑，地下空间缺少外墙面和门窗，其出入口相对较少（往往出入口设置在1楼），因此，与其他的建筑物之间缺乏一定的关联。但是城市地下公共空间的规划建设需要考虑更多方面的因素：首先，地下公共空间建造时，应考虑自身的位置、消防车道与消防设备的配置因素、人群的疏散口设置、防火间距的设置以及消防水源的位置等，因此，在建筑建设之前需要进行合理的设计与规划。

地下公共空间的出入口设计也要基于科学合理的基础，尤其是其出入口位置要充分考虑其一些外在因素。例如，出入口的设置要有足够的场地和资源，一旦发生火灾之类的灾害事故，可以满足快速疏散人群的需要，还需要为消防车预留停车的位置以及救治人员的时间。因此，在地下出口的位置需要留有足够的场地。地下公共空间的出入口设置要尽可能地留多，尽量避免与其他的地面建筑共用出入口。

4.2 做好防火分区

防火分区的设置是地下公共空间在其设计过程中必须考虑的问题。针对地下公共空间的各个分隔构件，需要使用耐火性能好的构件，这样可以有效防止火灾向其他的建筑物或者是地下空间的其他部分蔓延，将火灾有效控制在一定区域内，也可以尽快对火势进行控制，延缓火灾的扩散，也可以在火灾发生时尽快进行地下空间人员的疏散，为消防人员的及时扑救提供有利条件。设置防火分区时，需要设有相应的电器设备，如火灾自动报警系统以及自动喷淋灭火系统，这些都是地下公共空间建造过程中必不可少的部分，在其安装过程中，需要采用不燃烧的隔热材料或难以燃烧的隔热材料进行装修。

地下公共空间内部需要配置防火墙、防火门或防火卷帘等对防火分区进行分隔。我国相关部门对防火墙的设置要求是其耐火极限应≥4 h，最好采用240 mm厚的硅酸盐砖砌筑，混凝土和钢筋混凝土实心墙的耐火极限要达到国家相关标准（5.5 h），也是我国各大城市地下空间防火墙的耐火极限要求。防火门和防火卷帘需要设置在人流量少，通行方便的地方。

4.3 保障疏散设施

城市地下公共空间一旦发生火灾，首先需要阻止火势的进一步蔓延，一旦火势蔓延开来，需要迅速将其控制在一个防火分区内，但此时地下公共空间内部的烟雾还是会继续蔓延，这时工作人员需要迅速组织相关人员进行快速有序的撤离，减少人员伤亡。为了更好地应对这一问题，需要在地下公共空间设计时全面考虑安全疏散问题，配备各种保障疏散设施，如应急照明设施、出口指引设施，并且必须准确无误。日常工作中对相关工作人员做好消防培训管理工作。当前，我国的各个部门针对地下公共空间的相关演习数据显示，最佳的火灾安全疏散时间应控制在1.5 min以内。为了达到这个目标，城市公共空间的防火分区必须设置多个安全出口，安全出口除了要安装疏散类的电梯，还必须设有楼梯，另外，在城市公共地下空间的两侧，需要设置明显的能够看见地上空间的出口，其楼梯之间的宽度应≥1.5 m。

5 结语

对地下公共空间进行安全防火设计具有重要的意义，尤其是安全防火设施的设置更是直接关系到整个地下空间的防火防灾能力，并且直接关乎整个公共空间的安全性以及公众的生命财产安全。为了在城市发展中，更好、更合理地利用地下空间，消防设施的设计和建造必须综合分析多种影响要素，立足现有的实践基础，不断总结相关的经验与教训，通过消防设计、设施保障、科学管理、消防演习等手段保障地下公共空间的安全使用。