地下商業建筑防火設計初探

趙益明

【摘 要】地下商業建筑的火災防護是一個復雜的課題,本文通過對地下商業建筑火災產生的一般原理以及怎樣控制火災進行分析研究,從而引導人們設計符合防火要求的地下商業空間,推動建筑防火設計理論更加成熟地發展,喚起人們對建筑防火設計的重視。

【關鍵詞】地下商業建筑;火災;防火

隨著地下商業建筑的廣泛利用和不斷興建,在防火安全上帶來許多不安全因素。地下建筑比高層建筑的火災發生次數更多,造成人員傷亡和財產損失更大。因此,地下建筑,特別是地下商業建筑的防火設計更為重要。

一、地下商業建筑火災特點

(一)火災煙氣大

地下商業建筑失火與地面建筑失火完全不同。火災時地面建筑約有70%的煙、熱是通過門窗排出。而地下商業建筑是通過挖掘方式而獲得的建筑空間,其外部由巖石、土壤包圍著,只有內部空間,不存在外部空間,沒有門窗與外部大氣相通,只能通過地面連接的出入口或者采光天窗排煙散熱,因此通風條件不如地面建筑。

(二)火勢蔓延快

在地下建筑火災的初期階段,通道廳室內的風流和煙氣,是朝著原來的擴散方向流動的,當火勢進一步擴大時,洞室內空氣成分發生變化,溫度增高,會形成一種附加的“火風壓”,這種“火風壓”能改變原來的風流方向,增大原有的風壓,使一部分已經到出口的煙霧,伴隨洞外大量的新鮮空氣返回洞室,朝著相反的方向蔓延,甚至出現“跳躍式”火點,造成火勢擴散、“全面開花”的局面。

(三)火災撲救難度大

地上建筑火災中,消防人員可以從窗戶、陽臺進入建筑物營救被困人員,而地下商業建筑空間封閉。因此地下商業建筑的火災撲救,是在相當特殊復雜的條件下進行的,即使目前消防設備與滅火技術比較先進的國家的消防部門也會感到難度很大。當地下商業建筑發生火災時,到達火場的消防人員無法直接觀察到地下建筑內起火點的位置及燃燒情況,給現場滅火指揮帶來極大困難。

二、地下商業建筑火災蔓延的途徑

(一)火災在水平方向的蔓延

對于耐火建筑來說,火災橫向蔓延的另一途徑是洞口處的分隔處理不完善。如,戶門為可燃的木質門,火災時被燒穿;鋁合金防火卷簾無水幕保護,導致卷簾被熔化;管道穿孔處未用不燃材料密封等等。在穿越防火分區的洞口上,一般都裝設防火卷簾或鋼質防火門,而且多數采用自動關閉裝置。然而,發生火災時能夠自動關閉的比較少。這是因為卷簾箱一般設在項棚內部,在自動關閉之前,卷簾箱的開口、導軌以及卷簾下部等因受熱發生變形靠自重落下,而且,在卷簾下面堆放物品,火災時不僅卷簾放不下,還會導致火災蔓延。此外,火災有時是在無人的情況下發生,即使設計了手動關閉裝置,也會因無人操作,而不能發揮作用。對于鋼質防火門來說,在建筑物正常使用情況下,門是開著的,有的甚至用木楔子楔著,一旦發生火災,不能及時關閉也會造成火災蔓延。此外,防火卷簾和防火門受熱后變形很大,一般凸向加熱一側。防火卷簾在火焰的作用下,其背火面的溫度很高,如果無水幕保護,其背火面將會產生強烈的熱輻射。在背火面堆放的可燃物或卷簾與可燃構件、可燃裝修接觸時,就會導致火災蔓延。

(二)火災通過豎井蔓延

在現代建筑物內,有大量的電梯、樓梯、服務、設備、垃圾等豎井,這些豎;片主往貫穿整個建筑,若未作周密完善的防火設計,一旦發生火災,就可以蔓延到建筑的任意一層。此外,建筑中一些不引人注意的孔洞,有時會造成整座大樓的惡性火災。尤其是在現代建筑中,吊頂與樓板之間,幕墻與分隔構件之間的空隙,保溫夾層,通風管道等都有可能因施工質量等留下孔洞,而且有的孔洞水平方向與豎直方向互相穿通,用戶往往不知道這些孔洞隱患,更不會采取什么防火措施,所以,火災時會導致生命財產的損失。

建筑的空調系統,未按規定部位設防火閥、采用不燃燒的風管、采用不燃或難燃燒材料做保溫層,火災時會造成嚴重損失。如杭州某賓館,空調管道用可燃保溫材料。在送、回風總管和垂直風管與每層水平風管交接處的水平接口上均未設置防火閥,因氣焊燒著風管可燃保溫層引起火災,煙火順著風管和豎向孔隙迅速蔓延,從底層燒到頂層,整個大樓成了煙火柱,樓內裝修、空調設備和家具等統統化為灰燼,造成巨大損失。

三、地下商業建筑的防火設計

(一)總平面與平面設計

城市地下公共空間是建筑的一種形式,雖然它沒有外墻面門窗,出入口也只是設在一層,似乎與其他建筑的關系不大。其實不然,地下建筑的規劃建設要與的其他建設有機結合起來,合理確定其位置、防火間距、消防車道和疏散口位置等。總平面布局主要考慮地下空間與其他建筑物之間的關系,出入口的數量和位置,出入口前應設置面積相應的分流場地,必須有一定數量單獨設置的出入口,消防車與地下空間的接駁以及單獨設置消防用出入口的可能性。地下商業建筑不同的內部平面布置,具有不同的空間導向性和識別性,會使居于其中的人員感到空間布局清晰或者是容易迷失,會在很大程度上影響到人們在火災時的疏散。不同的內部平面布置,疏散樓梯需要的數量,各疏散樓梯的利用率也不同。這些因素是做防火設計時必須加以考慮的。

(二)防火防煙分區

在地下商業建筑的設計中,防火、防煙分區的劃分是極其重要的。對規模、面積大,地形復雜的地下商業建筑而言,在一定時間內把火勢控制在著火的一定區域內,最有效的辦法是利用有效的建筑構造措施,合理選用構配件進行建筑內部防火、防煙分區。本章根據火災形成發生的原理,具體對防火、防煙分區的劃分標準及采取的措施進行分析設計,以尋求控制建筑火災發生和蔓延的方法。防火、防煙分區的有效性已被許多案例所證實,在劃分防火防煙分區時,除應考慮不同的火災危險區域外還應考慮使用功能上的差異以及滅火設備的不同因素。防火防煙分區在地下商業建筑中是很難劃分的。影響防火、防煙分區面積的因素有很多,如:建筑物的耐火等級、使用性質、可燃物的數量、種類、有無自動報警和自動滅火裝置、有無自動排煙設備等。對于防火防煙分區所用的形式、材料和耐火等級的選定,現有規范中相當一部分是適合的,少部分需要適當提高標準才能用于地下商業建筑建筑。

(三)安全疏散設計

安全疏散設計是地下商業建筑建筑防火設計的重點,是保障人員生命財產安全的有效措施。火災發生后,人員及財產能及時沿疏散路線順利疏散到安全地帶,是安全疏散的根本目的。

水平疏散、垂直疏散以及疏散標識和應急照明的設置是安全疏散設計主要的三個部分。其根本出發點都是在最短的時間內疏散最多的人員。水平疏散應當注意疏散方向的確定,不能只以滿足數量上的要求為目標。垂直疏散基本上可以使用目前的有關規范。疏散標識和應急照明的設置是以往我們相對不夠重視的地方,但是其作用同樣重要。對于地下商業建筑來說,疏散標識和應急照明設置的優劣直接導致疏散品質的高低。在安全疏散中,防災廣場、避難走道和避難空間概念的引入是很有必要的。作為特殊場合,地下商業建筑中設置防災廣場、避難走道和避難空間可以減少火災時人員的傷亡。

(四)地下商業建筑裝修設計

隨著國民經濟建設的迅速發展,現代裝飾業己成為一個迅速崛起的新興產業,人們為了追求美觀舒適,對各類建筑的內環境都進行了不同程度的裝飾。但眾多火災案例分析表明,建筑火災大多是建筑裝修火災。裝飾材料是火災燃源的根本材料。建筑防火設計中的裝修設計指的主要是裝修材料的選擇和重點部位的處理。材料的選擇基本上可以采用目前的國家規范,但是在家具、隔斷、裝飾織物燃燒性能等級的選定上應提高一個等級,如不存在相應的等級就應禁止該類物品的使用。

參考文獻:

[1]許峰.淺談群死群傷火災成因及對策.中國消防.2008.10

[2]謝金容,吳濤,陳志龍.地下空間防火避難空間設計初探.地下空間與工程學報.2008.12

[3]耿永常,趙曉紅編著.城市地下空間建筑.哈爾濱工業大學出版社.2009年