地下建筑防火安全

王銘珍

地下建筑一般指建造在巖石和土層中的比附近地面標高要低2m以上的建筑,它包括附建式和單建式兩類。附建的地下建筑多建在高層、多層建筑的地下,其層數有1～3層,乃至更多。地下建筑用途繁多,如地下商場、醫院、旅館、餐廳、展覽廳、電影院、游藝場、禮堂、舞廳以及印刷車間、機械加工車間、木器加工車間、機器修配車間、儀器加工車間、糧食庫、冷藏庫、書庫、油庫、汽車庫等。

近年來,各類地下建筑越來越多,功能越來越復雜,其火災危險性也越來越大。在同樣品種同等數量的可燃物燃燒時,地下建筑火災要比地面建筑火災撲救困難多,耗時也長。在我國地下建筑火災中持續延燒時間最長的為41天。這場火災發生在1984年9月28日,地點是山西的一家地下倉庫,由于倉庫面積大,儲藏可燃物質多,火場燃燒溫度高、煙霧濃、毒氣大,救援人員根本無法深入地下救火,同時也無撲救此類火災的專用滅火設備。這次火災共邀請了28家單位540名專家研究滅火方案,救火過程中造成4名救火人員死亡,80多人受傷。在我國地下建筑火災中,死傷人數最多的是發生在2000年12月25日河南省洛陽市東都商廈火災。東都商廈地上4層,地下2層。地下2層為家具商場。25日晚上,商廈在地下一層進行電焊作業時,電焊熔渣掉在地下2層的沙發上,繼而引起火災。烈火濃煙很快擴散到地下1層和地上各層。當時,地上4層的夜總會,正有400人在鶯歌燕舞,不料被煙霧毒氣封閉了下樓的通道,一時疏散不力,造成309人死亡,7人受傷。由此可見,地下建筑一旦發生火災,極易造成群死群傷及重大財產損失的嚴重后果。

地下建筑火災隱患現狀

目前,在我國地下建筑中,存在火災隱患較多的部門是地下超市,其規模較大,可燃燒貨物多,火災荷載高。地下商場以經營服裝、鞋帽、小百貨為主,商品大部分是化纖、皮革、橡膠等可燃物品,具有燃燒速度快、發煙量大、燃燒產生煙氣毒性大等特點。地下超市以批發為主,建設時多未考慮庫房問題,經營往往是前柜后庫,甚至以店代庫,走道上都堆滿了商品。

有的地下商場節假日購物高峰時購物人群密集,人員密度指標遠遠超過GB 50098-98《人民防空工程設計防火規范》有關地下一層人員密度指標為0.85人/m2、地下二層人員密度指標為0.80人/m2的規定。在這種情況下一旦發生火災事故,將會造成人員無法快速疏散,無法逃生的嚴重后果。

在一些城市的住宅樓地下室中存在火災隱患,主要表現在社區物業將地下室用木板隔成許多個“小木屋”,租給外地進城人員居住。外地進城人員在地下室居住、做飯燒水,用火用電,而且沒有采取消防安全措施,十分危險。然而有一些城市的住宅樓地下室,原本設計是供居民存放自行車的,可是物業部門將其出租給工商企業當倉庫,用來存放可燃物品,殊不知那地下室有配電室、煤氣站、消防泵房、排煙機房、電梯豎井等。一旦倉庫失火,勢必會殃及全樓居民。

地下建筑火災特點

1.空間封閉,著火后煙氣容易聚積

地下建筑出入口少,密閉性高,通風條件差,一旦發生火災,可燃物產生大量的煙霧,從起火部位以1m/s的速度向四處擴散,并呈現聚積不散的狀態。地下建筑由于無窗,發生火災時不能像地面建筑那樣有80%的煙可由破碎的窗戶擴散到大氣中去,而是聚集在建筑物中。因為通風不足,可燃物的燃燒不充分,產生各種有毒的分解物。在地下建筑中一個15m2的房間,其火災荷載約25kg/m2(折合木材),溫度在300℃時燃燒發煙量可達130萬m3。以建筑凈高3.5m計算,15m2房間發生火災時,產生的煙量可使37萬m2的地下建筑全被煙充滿。

火災產生的煙氣都含有毒氣體,如甲醛、乙醛、丙烯醛、氰化氫等,如果人們長時間暴露于煙氣之中,是可以致死的。在某些情況下,即使暴露的時間很短暫也會導致死亡。

2.地下建筑火災火場溫度高

實驗表明,可燃物在燃燒時所產生的溫度,同所處建筑物環境以及建筑窗孔洞的開口尺寸是不同的,著火房間內溫度低則達500℃～600℃,高則達800℃～1000℃,甚至更高些。對地下建筑來說,因為處于封閉狀態,空氣流通不暢,出入口少,發生火災時生成熱量積聚,溫度升高較快,著火房間的溫度可高達800℃～900℃,甚至1000℃以上。這種高溫不僅可以使人的心臟跳動加快,產生判斷上的錯誤,還可以灼傷人的氣管和肺部等,破壞毛細管,使人的血液不能正常循環,因而造成死亡。人們對高溫的忍耐力是有限的,在65℃時,可短時忍受;在120℃時,15min內就將產生不可恢復的損傷;在140℃時約為5min,在170℃時約為1min。

3.泄爆能力差

由于地下建筑基本上是封閉體,易燃易爆的物品發生爆炸時,泄爆的能力差。黑龍江省雞西市的一個地下人防工程,曾因汽油引起連續爆炸;湖北省武漢市一座辦公樓的地下室內因充滿汽油蒸氣與空氣的混合物而發生爆炸,這些都使建筑物結構受到嚴重破壞。

4.疏散困難

由于地下建筑無窗,只能從安全出口疏散逃生;由于地下建筑全部采用人工照明,無法利用自然采光疏散;再加上煙氣的擴散,嚴重阻礙了人員的疏散。

人流的速度遠小于煙氣流動的速度。人水平疏散的速度,正常條件下為1.0～1.2m/s,煙水平流動的速度為0.5～1.5m/s;人上樓梯的速度最快為0.6m/s,而煙向上流動的速度為水平方向流速的3～5倍。煙氣蔓延方向與人員疏散方向一致,煙氣中的一氧化碳等有毒氣體及高溫煙氣直接威脅人身的安全。

5.撲救困難

地下建筑火災撲救難度比較大,主要表現在3方面。一是進入火場困難,因為煙氣的流動方向、人流的疏散方向與消防員進入火場的方向相反。二是火場上的濃煙和高溫影響滅火,火場上缺氧和毒氣,可使參與救援的人員窒息、中毒。同時地下建筑火災物質燃燒時,要消耗大量的氧,著火房間中氧氣的最低濃度可降至3%,沒有保護裝置的救援人員,進入這種環境,短時間即可致死。三是地下建筑內火場通信聯絡和火場偵查、火場照明都較地上困難。

地下建筑防火措施

嚴格把好防火設計關,從消防安全管理上采取切實有效的措施,是確保地下建筑安全的一項根本措施。

1.一般要求

(1)地下建筑用于經營商業或公共娛樂行業者,不宜設置在地下三層及三層以下,且不應經營和儲存火災危險性為甲、乙類儲存物品屬性的商品。

(2)地下建筑可燃物存放量平均值超過30kg/m2火災荷載的房間,應采用耐火極限不低于2h的墻和樓板與其他部位隔開。隔墻上的門應采用常閉的甲級防火門。

(3)地下建筑的內裝修材料應全部采用非燃燒材料。

(4)地下建筑內嚴禁存放液化石油氣鋼瓶,并不得使用液化石油氣或閃點小于60℃的液體做燃料。

2.防火、防煙分區

為了防止火災的擴大和蔓延,使火災控制在一定的范圍內,減少火災造成的人員和財產損失,地下建筑必須嚴格劃分防火及防煙分區。

(1)地下建筑劃分防火分區,應比地面建筑要求嚴些,并根據使用性質不同加以區別對待。對于商店、醫院、餐廳等,每個防火分區的最大允許使用面積不許超過400m2;對于電影院、禮堂、體育館、展覽廳、舞廳、電子游藝場等,每個防火分區最大允許使用面積不許超過1000m2。但商店、醫院、餐廳設有自動噴水滅火設備時,防火分區面積可適當放寬,但不能超過一倍。

(2)當地下建筑內設置火災自動報警系統和自動噴水滅火系統,且建筑內部裝修符合GB50222-95《建筑內部裝修設計防火規范》的規定時,每個防火分區的最大允許建筑面積可增加到2000m2。當地下建筑總建筑面積大于2000m2時,應采用防火墻分隔,且防火墻上不應開設門窗洞口。

(3)需設置排煙設施的地下建筑,應劃分防煙分區,每個防煙分區的建筑面積不應大于500m2,防煙分區不得跨越防火分區。

3.安全疏散

安全出口的數量。除使用面積不超過50m2的地下建筑,且經常停留的人數不超過10人時,可設一個直通地上的安全出口外,每個防火分區的安全出口數量不應少于2個;當有2個或2個以上防火分區時,相鄰防火分區之間的防火墻上的門可作為第二安全出口,但要求每個防火分區必須設置一個直通室外的安全出口。

安全疏散距離。房間內最遠點至該房間門的距離不應大于15m;房間門至最近安全出口或防火墻上防火門的最大距離不應大于40m,位于袋形走道或盡端的房間時不應大于20m。

疏散寬度。地下建筑安全出口疏散總寬度應按容納總人數乘以疏散寬度指標計算確定。當室內外高差小于10m時,其疏散寬度指標為0.75m/100人;當室內外高差大于10m時,其疏散寬度指標為1.00m/100人;每個安全出口平均疏散人數不應大于250人。

疏散樓梯。地下建筑發生火災時,只能通過疏散樓梯垂直向上疏散。因此,建筑當地下或室內外高差大于10m時,應設置防煙樓梯間;當室內外高差小于10m時,應設置封閉樓梯間。疏散樓梯不宜采用螺旋樓梯和扇形踏步。

疏散指示燈及事故照明設備。為了避免發生火災后,因切斷電源而陷入一片黑暗,地下建筑內必須設有疏散指示燈及事故照明燈。各疏散指示燈的間距不宜大于15m,最低照度不應低于51lux。

4.防、排煙

地下建筑發生火災時,產生大量的煙氣和熱量,如不能及時排除,就不能保證人員的安全撤離和消防人員撲救工作的進行,故需設置防、排煙設施,將煙氣和熱量及時排除。

5.火災自動報警系統

為了對地下建筑火災能做到早期發現,早期報警,及時撲救,減少人員傷亡和財產損失,建筑面積大于500m2的地下建筑應設置火災自動報警設施。

6.自動滅火裝置

地下建筑發生火災,主要依靠自動消防設施進行自救,目前地下建筑普遍裝置有消火栓。建筑面積大于500m2的地下建筑應設自動噴水滅火系統。

編輯呂楠俊