高層建筑地下車庫消防系統設計探討

雷 標

（咸寧市國土空間規劃研究院，湖北 咸寧 437000）

通過對高層建筑地下車庫的消防系統設計的深入探討，我們了解到只有科學有效的系統設計才能真正減輕火災的危害。正確有效地應用消防知識，把理論轉化為具體的設計方案，才能夠真正實現預防火災、減小火災帶來的損失的目標。

1 高層建筑地下車庫消防安全需求

隨著城市化的不斷推進，高層建筑多數配備有地下車庫，這就為消防安全工作帶來了新的挑戰。地下車庫由于其獨特的結構和環境，火災一旦發生，其撲救和逃生難度遠遠高于一般的地面建筑。因此，加強高層建筑地下車庫的消防安全設計、管理和救援，是確保人員和財產安全不可或缺的重要方面。

首先，設計是消防安全最關鍵的環節之一。一個合理的設計包括完善的火災自動報警系統、自動噴水滅火系統、安全疏散通道以及消防車輛進出的便利性。地下車庫應當設計有足夠數量的疏散出口，且出口處應配備應急照明，方向指示明確，確保火災發生時人員能夠迅速有序地疏散。此外，考慮到地下空間通風不暢，排煙系統也是設計中不容忽視的部分，排煙口與消防設施的聯動設計可以大幅提升火災時的視線及空氣質量，有助于火災的控制和人員的逃生。

其次，救援工作在應對火災時同樣重要。專業消防隊伍必須熟悉高層建筑地下車庫的特點和結構布局，這樣在發生火災緊急情況時，可以迅速有效地展開救援行動。此外，考慮到地下車庫具有復雜的空間結構，救援隊員需要特別的訓練，以掌握在這種環境下進行滅火和搜救的專門技能。有效的溝通和協調機制，專業的救援裝備，以及充分的應急響應準備，都是保障救援順利進行的重要因素。

最后，現代科技的應用也大幅提升了消防安全水平。例如，智能監控系統可以實時監控車庫內的車輛和人員動態，異常情況下能及時報警并指導疏散。無人機技術在滅火和搜救中的應用，可以提供更廣闊的視角，對于指揮中心做出有效決策提供信息支持。

2 高層建筑地下車庫消防設計的關鍵技術分析

2.1 汽車疏散設計

汽車疏散設計是高層建筑地下車庫設計的關鍵組成部分，其主要目的是在火災或其他緊急情況下，確保所有車輛能夠安全、迅速、有序地撤離車庫。根據建筑設計規范，底層數草當量低于100 輛的地下車庫，至少應設有一個出入口；當量在100—1000 輛之間的車庫，最少應設有兩個出入口；而當車庫存放的車輛數量超過1000 輛時，至少應設三個出入口。這些出入口不僅可以在平常日常使用，同時也是火災等緊急情況下車輛疏散的重要通道，其更多的設置有助于在緊急情況下促進疏散的效率。然而，僅僅依靠出入口數量是不夠的，出入口的設計準則體現在它們的大小、位置和標識。出入口應該足夠寬大，以保證多輛汽車能同時進出，并且疏散路徑應盡可能短，易于認知[1]。關于標識，應使用清晰、明確的指示標志和應急照明，以指示出口方向和位置。道路設計也應考慮有助于疏散。出口道路越寬，可以容納的車輛就越多，汽車疏散速率也就越高。此外，刪除因車庫內汽車排列而形成的盲區，可以盡早發現障礙物，避免在疏散過程中突然遇到障礙而導致混亂。對流量的預測和控制也至關重要，在繁忙的崗位，需要設有人工管理和引導，以確保疏散的順利進行。車庫內應安裝電子指示牌，顯示出口的實時交通狀況，并監測和管理汽車疏散的狀況。在火災爆發的情況下，應立即改變出入口的功能，切斷進入車庫的通道，將所有出口開放用于疏散，避免新的車輛進入。同時，還應啟動應急撤離計劃，啟動消防系統和應急廣播，指導司乘人員疏散。地下車庫的消防救援設施也不容忽視，包括消防電話、消防器材和消防通道等，并定期進行維護和更新，確保其在緊急情況下可以有效使用。

2.2 人員疏散設計

設計一幢高層建筑的地下車庫是一項挑戰性的工作，它需要平衡建筑功能、空間效率、安全要求等多方面因素。當然，人員疏散設計和消防電氣配電系統設計最為重要，因為人的生命安全是無法妥協的[2]。人員疏散設計應該從兩個層面進行：一是日常使用疏散；二是應急疏散。日常使用情況下，車庫使用者應能方便、快速的進出車庫，這需要出入口設計合理、指示標識清晰、行人和車輛的通道分別設置。應急情況下，如發生火災，則需要考慮更多因素。所有出口應開放并明確標識，有條件的車庫可以設立專有的應急通道。同時，應當設置足夠的安全出口和安全樓梯，以連通各樓層并向安全的地方引導人流。

2.3 消防電氣配電系統設計

消防電氣配電系統設計則需要注意以下幾個方面。首先，消防電源應獨立設置并備有余量，確保火災情況下能長時間供電。其次，盡可能使用不燃或阻燃材料，以減少火源。此外，電氣設備應安裝在防火、防煙、防濕的環境中，并定期檢查保養電氣線路接頭，防止短路火源的產生。同時，應配備滅火器和設有滅火器標志，以便在初起火災時迅速進行滅火。不可忽視的是，所有使用者都應熟悉消防設備的使用方法。對于大型的地下車庫，可以采用雙電源供電方案來降低電氣設備導致的火災風險。雙電源供電方案是利用兩個獨立的電源進行供電，當一個電源出現問題時，另一個電源可以立即接替，保證電源的穩定和連續。雙電源供電可以明顯提高電氣系統的穩定性，降低一個電源故障導致全局電源中斷的概率。

2.4 自動噴水滅火系統設計

對于地下車庫的火災防護，自動噴水滅火系統是一種常見而有效的方式。設計這樣的系統時，工作人員需要考慮到多種因素，包括環境、氣候、安全性和成本等。在地下車庫，濕式噴水系統是最常見的設計方案。該系統在正常條件下，消防主管道是充滿了水的，一旦探測到火災，便能立即啟動并完成滅火動作。但是，考慮到地下車庫的特殊環境，冬季管道凍裂的問題不容忽視。因此，系統設計中需采取相應措施，如安裝電伴熱防凍裝置，以保護管道[3]。但是，應注意該措施雖然提高了管道的安全性，但同時也增加了系統的運營成本。此外，還有一種常見的系統設計是干式噴水滅火系統。在這種系統中，消防主管道中并未充滿水，管道內部通常維持一定的氣壓。當系統探測到火災，噴頭打開后，配水管道才開始充水過程。這種設計的優勢在于可以減少由于錯誤噴灑或者管道破裂帶來的水損，使得設備及環境的損傷最小化。然而，干式系統的一個缺點是，因為需要排氣充水的過程，可能會導致噴水開始的時間相對濕式系統有所延后。為解決這個問題，設計者需要保證當噴頭開啟后，系統的充水時間應早于噴頭的開啟時間，以確保噴頭開啟后能立即噴水，從而提高滅火效率。需要注意的是，無論選擇哪種噴水系統，都需要依據具體情況做出合理決策，而不能一概而論。還需要結合探測系統和報警系統，形成完整的消防設計方案，才能在發生火災時迅速、有效地進行滅火。另外，在設計中應盡量考慮到系統的經濟性和運營成本，使得系統能夠在滿足防火要求的同時，符合經濟效益。

2.5 消防自動設施設計

地下車庫因其封閉的空間特性及存放大量燃油車輛的實際情況，一旦發生火災，后果將非常嚴重。為了及時發現并控制火情，減少傷亡和財產損失，地下車庫的消防自動設施設計至關重要。地下車庫消防自動設施的設計必須滿足國家的消防法規、標準及設計規范。例如，在中國，根據《建筑設計防火規范》中的有關規定，地下車庫應設置自動火災報警系統和自動噴水滅火系統，并與上級消防控制室聯網。溫度探測器和煙霧探測器是火災自動報警系統中的關鍵組件[4]。溫度探測器能夠檢測到周圍空氣的溫度變化，而煙霧探測器則是用來察覺空氣中懸浮顆粒物的濃度增加，這通常是燃燒的征兆之一。這些探測器不僅要安裝在明顯的位置，以便能及時探測到異常情況，而且需要定期進行維護和測試，確保在必要時能可靠工作。自動噴水滅火系統是預防地下車庫火災擴散的重要手段。一旦探測器發現火情，立即啟動噴水系統對初期火災進行控制，同時通知消防中心派遣消防力量到場。噴水系統的設計需要考慮到噴頭的分布、水壓和流量的計算，確保能有效覆蓋整個車庫區域，對各類車輛火災都能及時進行滅火。在自動噴水系統之外，自動通風排煙系統同樣不可或缺。在火災發生后，充分的通風排煙不僅有助于疏散人群，降低煙霧危害，而且有益于消防救火力量的快速進入和滅火效率的提升。該系統的設計需要考慮到排煙通道的尺寸、風量和風速的合理配置，以及排煙口的合理布局。設計不僅要科學合理，還應重視與其他建筑自動控制系統的協同工作。例如，與消防電梯、應急照明系統、防火門等的聯動，這些措施在緊急情況下能大幅提升疏散和救援的效率。協同工作的設計理念，保證了各系統之間在緊急情況下的快速響應與協作[5]。此外，對于地下車庫的消防自動設施，必須進行定期的檢查與維護。遠程監控和智能化管理系統能夠實時監測設施運行狀態，并在發現異常時即時報警和記錄日志，便于及時發現問題并進行維修。設計者或管理者還應當定期組織消防演練和培訓，提高管理人員和使用人員對消防自動設施的熟悉程度和操作能力，確保在緊急情況下能準確、迅速地采取正確措施。同時，還應向公眾宣傳火災安全知識，增加公眾對火災危險的認識和自我保護的能力。

地下汽車庫室內，最遠的工作地點至樓梯間距離的限值通常被設置為45 米，這通常是基于對人體耐力和運動速度的平均考慮。此設置嘗試確保，即使在遇到突發事件如火災時，人們也有足夠的體力和時間逃離現場，到達安全的樓梯通道。如果設置了自動滅火系統，這個距離可以放寬到60 米，因為可以預期火災傳播速度將因滅火系統的快速反應而降低。對于單層或設在建筑物首層的汽車庫，最遠工作地點至室外出口的距離也不應超過60 米。這個疏散距離是考慮用戶可以立即到達室外，不需要通過樓梯的情況。設備房或自行車庫的防火分區內，疏散距離通常限制為40 米。由于這些區域可能存在易燃物品，因此原則上要求比汽車庫的距離更短。確保這種類型的建筑有短距離的疏散路徑，可以在火災形成和蔓延的關鍵期間節約時間，從而提高人身安全。

2.6 火災應急廣播設計

火災應急廣播系統是高層建筑安全管理的重要組成部分，作為一個全天候的安全保障，它在火災發生后能夠迅速，將火情信息準確地傳達到每個角落，并引導人員有序撤離，這對于避免或減少火災損失至關重要。對于一個火災應急廣播系統，其設計需要滿足一些基本要求。一是穩定性，這是因為在火災發生時，電力系統可能會被中斷，此時一個穩定的火災應急廣播系統應能夠借助備用電源自行運行，持續傳遞重要信息。二是實時性，火災發生后，火勢瞬息萬變，故廣播系統必須具備實時傳遞火源方向、火勢發展、安全通道等信息的能力。三是普及性，廣播系統應覆蓋建筑的每一個角落，確保每個人都能接收到廣播信息。

在功能上，火災應急廣播系統應具備的主要有三個方面：第一，及時廣播火情信息。這包括火源的位置，火勢的發展情況，可能的危險因素等。第二，指導人員逃生。系統應能迅速計算出最佳的逃生路線，并通過廣播引導人員撤離。第三，提供心理安慰。除了物質的幫助外，廣播還應盡可能以平靜、穩定的語氣向被困人員傳遞信息，以減輕他們的恐慌情緒，增強信心。

從使用者角度考慮，操作界面需要簡單易懂，操作步驟應盡可能簡化，以適應在緊急情況下上手使用。同時，考慮到火情的復雜性和多變性，廣播系統還應具備自動化的功能，例如火勢變化的自動監測，自動計算最佳逃生路線等[6]。火災應急廣播系統的設計和應用是一項系統工程，需要多學科交叉合作。建筑設計師需要考慮到廣播設施的布局和美觀；電力工程師需要保障設備的穩定運行；計算機工程師需要優化廣播的及時性和準確性；心理學專家需要研究應對火災心理應激反應的有效措施，等等。只有大家共同努力，才能為火災案件的應急反應提供全方位的保障。

3 結束語

預防和及時防止煙火使命的實施是消防工作的重心，而一個具有針對性的消防系統設計，就是這個使命的關鍵一步。在這個過程中，我們需要結合高層建筑地下車庫的實際情況，綜合運用現代科技，理智地判斷和果斷地行動，以此來保障每一位公民的生命安全和財產的安全。除了設施的優化和完善，我們也應該通過各種方式提高大眾的消防知識水平，提高公眾災害風險的防范意識，并以此作為構建安全的城市環境的持久力量。