地下建筑設計防火應注意的幾個問題

趙學亮

摘要:隨著城市立體化發展趨勢的加快,各類新興高檔的消費、休閑、辦公、娛樂等綜合性一體的建筑、地下建筑的建造使用越來越多,規模越來越大,結構功能復雜。城市也越“長”越高,愈來愈擁擠,道路交通擁堵現象越發嚴重,有限的土地資源已難以容納更多的人口和建設,為了緩解城市的各種矛盾,改善交通和擴大商業容量,開發和地下空間資源已成為當前和今后眾多城市發展的必然選擇。地下建筑的形成在一定程度上滿足了社會發展的需求,但也給消防安全工作帶來了很大的挑戰。這類建筑一旦發生火災,因受光線、供水、通風等諸多方面限制,著火區域溫度高、煙霧濃、且能見度低、毒氣重、人員疏散十分困難,稍有不慎往往會造成極其嚴重的后果?，F結合目前地下建筑的狀況,就類似地下建筑設計防火應注意的幾個問題談幾點看法。

關鍵詞:地下建筑;防火

1 建筑特征與火災特點

1.1 建筑特點

我國的地下建筑開始于20世紀60年代的人防工程建設,目前地下建筑主要涉及地下商業建筑地下停車站、地下倉庫地鐵車站、地下街道、地下通道、地下餐廳等,尤以商業建筑居多。隨著對地下空間的利用規模和力度的不斷加大,地下類建筑的功能也日趨復雜,地下商業建筑與其他功能建筑混雜,形成相對復雜的建筑機構。例如北京市奧林匹克公園地下區規劃了商業購物、步行走道、地鐵車站、休息娛樂區等多功能,將奧林匹克中心區的奧運村、主體育場、主會議中心、水立方等多所奧運建筑成一體,形成龐大的地下建筑空間群。

地下建筑是在地下通過開挖、修筑而成的建筑空間,其外部由巖石或土層包圍,只有內部空間,無外部空間。通常由出入口、通道和洞室三部分組成。從其結構看,主要有四個方面特點:一是火災負載量大,耐火等級降低。為了創造良好的商業環境和氛圍,充分使用建筑面積,部分地下建筑經營業主往往精心設計采用可燃材料裝飾,導致耐火等級降低;有的地下商場(超市)對建筑面積的使用率較高,物質儲備豐富,貨載量大;有的酒吧、舞廳等大量裝點電器,負載量大。二是電氣線路、管道、豎井多。為了使地下建筑達到較好的工作生活需要和商業視覺效果,人們往往在這些區域內設置電梯、鋪設大量的電氣線路和管道,大部分地下建筑都有電氣設備、用水、用氣、用料等管道。三是安全通道狹窄,出入口(門)標示不明顯。部分地下商場(超市)經營業主為了營業效益,在狹小的空間內盡可能多的設放營業柜臺和商品,堆積大量物資,導致部分安全出入口(門)被遮擋,一旦發生火災,極易造成人員疏散與火災撲救困難。有的地下停車場,本來設計的通道比較狹窄,加之車輛停放多,一但著火,將全場受災。四是建筑封閉,空氣不流通,排煙設施不完善。地下建筑室內一般都沒有自然通風和采光,除通向地面的出口和人工通風管道外,其他都與地面隔絕,絕大部分工作生活采光都靠照明實現;局部小的活動場所更加封閉,而且大多數地下建筑排煙設施性能和質量都無法科學測試,加之日常維護和管理不夠完善,一旦發生火災,很難發揮作用。

1.2 火災特點

地下商業建筑外部由巖石、土壤包圍著,只有內部空間,不存在外部空間,不像地面建筑有門、窗與大氣相通,僅有與地面連接的通道作為出入口。由于地下建筑存在著上述構造上的特點,與地面建筑相比,地下建筑發生火災時的特點主要表現在以下幾個方面:

燃燒猛烈,蔓延迅速,火災發展快。受內部裝修材料豐富,大量使用可燃物質影響,且內部各類電氣線路管道遍布四方,加上排風機的作用,地下建筑發生火災煙霧蔓延迅速,一些地下商場、車庫、倉庫存放著大量的可燃商品,內部通道復雜,蔓延途徑多,火勢發展蔓延極快,導致火災初起階段很短。如不能及時控制,火勢很快進入猛烈發展階段,在短時間內煙火將充滿整個地下空間。

高溫高熱,濃煙毒霧,火災撲救困難。地下建筑發生火災,濃煙滾滾,毒氣彌漫,高溫灸熱,火勢蔓延十分復雜,僅有的幾個安全出入口被煙火阻斷,內攻很難進行。地下建筑在建造過程中一般只是滿足于固定消防設施的安全保護,而固定消防設施使用壽命有所限制,機械排煙也備受考驗,在封閉空間內,若煙氣排不出去,煙熱在熱對流條件下,因中性面下移等原因,起火房間溫度上升很快,短時間內就能達到800-900℃,著火點附近溫度會更高,這種高溫條件對疏散與滅火極為不利。發生火災,內部高溫毒霧,通道曲折狹窄,煙氣遮擋視線,通信信號被隔斷、火點隱蔽、不易察覺等一些因素導致消防器材裝備不能充分發揮作用,給火災撲救帶來了困難。

人員集中,疏散困難,容易造成傷亡。地下建筑,除少部分地下車庫外,各類地下建筑商業興盛,往往消費、娛樂人員聚集。小型消費、娛樂場所幾十人、上百人,而大型的綜合性地下建筑、商場則日均量可能上千人,甚至幾千人。有的由于商場設在綜合功能的建筑內,稍有疏忽,如果發生火災,很容易造成人員恐慌、混亂,疏散困難,造成大量人員傷亡和重大經濟損失。

2 消防設計應重點解決的問題

針對以上因素,我認為對于地下商業建筑,消防設計問題主要包含以下幾點。

2.1 人員安全疏散系統

地下商業建筑內人員安全疏散是消防設計的重點和難點之一,人員生命安全是消防安全的首要任務,為確保建筑結構和功能復雜的地下商業建筑中人員在火災中的安全,在消防設計時應充分考慮人員的疏散問題,設置符合安全疏散的通道,設置應急照明裝置和疏散指示標志、規劃“臨時避難區”等措施,有些措施超出了規范所規定的范圍,需要采用消防工程學的分析方法,計算分析火災時產生的煙氣溫度、可見度、毒性等危險判定指標,結合可接受的人員安全標準,同時進行人員疏散過程和時間的分析計算,進而對地下商業建筑的火災危險性以及所設計各項消防設施的有效性進行分析評估,以確保建筑內的人員什么安全。

2.2 防火防煙分區的設置與防排煙系統

防火分區設置的主要目的是為了防止火勢的蔓延擴大,減少火災損失,并在著火分區外提供給疏散人員相對安全的避難區域。地下建筑的防火分區和防煙分區設置一般均應按照規范進行,但有些特大型地下商場,地下中心娛樂區等出于功能需要,其中庭防火分區面積會超過規范的相關規定,需要采取相應的消防措施控制火災的蔓延并保障人員安全。例如在中庭內的可燃物分布采用“艙”設計,可燃物之間設計相應寬度的防火分隔帶。通常地下建筑應設置放排煙系統,防排煙設施的設計應按照現行國家標準GB50098《人民防空工程設計防火規范》。

2.3 火災報警系統

對地下商業建筑要設置火災自動報警系統,一般應符合國標《火災自動報警系統設計規范》的要求,但是由于其內部建筑結構、裝修材料的不同,在選擇探測器的種類時,要根據探測區域內可能發生的初期火災的形成和發展特征、房間高度、環境條件以及可能引起誤報的原因等因素綜合考慮。對火災探測設備的選型及其適用性和有效性進行分析評估,確保實現建筑火災早期探測和早期抑制。

2.4 滅火系統

地下建筑一般應設自動滅火系統,自動滅火系統主要有兩大類:自動水滅火和自動氣體滅火。具體采用何種系統應根據建筑用途及其重要性、火災特性和火災危險性等綜合因素進行。有時單獨使用或兩種系統合并使用。

參考文獻

[1]《中國消防手冊》,2006年12月.

[2]《高層民用建筑設計防火規范》,GB50045-95(2005年版).