地下建筑的防火设计

【摘 要】本文阐述了地下建筑防火设计的重要性,就防火设计提出有效做法.

【关 键 词】地下建筑；火灾；设计

地下建筑,是指建造在岩石和土层中比附近地面标高要低2m以上的建筑,它包括附建和单建地下建筑.随着城市建设的飞速发展,地下空间被大量开发利用,许多地下商场、饭店、游乐等场所不断涌现,地下建筑日益增多,规模不断扩大,功能愈来愈复杂.由于地下建筑的特殊环境和结构,火灾危害及危险性相对较大,因此,做好地下建筑的防火设计非常重要.

1地下建筑火灾特点

1.1产生的烟雾大毒性高.地下建筑的火灾一般供气不足,阴燃时间长,烟量大,同时有的可燃物会产生有毒的分解物.

1.2温度高.地下建筑发生火灾烟热无法从门窗排出,内部空间温度上升快.

1.3泄爆能力差.由于空间封闭,火灾时易燃易爆物品发生爆炸,其泄爆的能力很差.

1.4安全疏散困难.地下建筑不同与地面建筑有外门窗,无法利用外门窗进行疏散,只能从安全出口疏散出去；地下建筑依靠人工照明,火灾时,正常电源切断,靠事故照明和疏散标志灯,照度明显不够,有的甚至无事故照明,烟雾即从两方面影响疏散,一是遮挡光线,影响视线,使人看不清道路,二是烟气中产生的一氧化碳等有毒气体,直接威胁到人身安全.

1.5扑救难度大.地下建筑火灾中,由于出入口少,空间封闭,探测火情困难,导致指挥员的决策困难,通讯指挥也受到严重影响,消防员进入火场也十分困难,灭火的设备和场地都受到限制,以至展开扑救受到很大的制约.

2地下建筑的防火防烟分区设计

2.1从减少火灾损失的观点来说,地下建筑的防火分区面积以小为好.以商业性地下建筑为例,如果每个店铺都能形成一个独立的防火分区,当发生火灾时,关闭防火门或防火卷帘,防止烟火涌向中间的通道,可以使火灾损失控制在极小的范围内.然而,建设投资高,实际建造和使用也有一定困难.因此,还要把若干小空间划分在一个防火分区内.

2.2地下建筑防火分区的划分,应比地面建筑要求严格.视建筑的功能不同而有所区别,防火分区面积一般不宜大于500m2.但设有可靠的防火灭火设施,如自动报警和自动喷水灭火系统时,可以放宽,但不宜大于1000m2,而对于商业营业厅、展览厅等特殊用途的地下建筑,其内部装修符合规范要求,并设有防烟排烟设备时,其防烟分区面积可达到2000m2.

2.3当地下商店总面积大于20000m2时,应采用不开设门、窗、洞口的防火墙分隔.相邻区域确需局部连通时,应选择采用以下措施进行防火分隔：

2.3.1采用下沉式广场等室外开敞空间与地下建筑连通.此室外开敞空间应能防止相邻区域火灾蔓延,并且便于安全疏散.

2.3.2防火隔间.应采用实体防火墙及火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门分隔.

2.3.3避难走道.其两侧的墙为实体防火墙,局部连通处应分别设置火灾时能白行关闭的常开式甲级防火门.

2.3.4防烟楼梯间.防烟楼梯问及其前室的门应为火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门.

3地下建筑的防、排烟

地下建筑火灾时通风不足,造成不完全燃烧,产生大量的烟气,充满地下建筑,涌入地下人行通道.而且,地下通道狭窄,烟层迅速加厚,烟流速度加快,对人员疏散和消防队员救火均带来极大困难.所以,如何控制烟气流的扩散是防火问题的重点.

3.1地下建筑的防烟分区

地下建筑的防烟分区应与防火分区相同,其面积不应超过500m2,且不得跨越防火分区.在地下商业街等大型地下建筑的交叉道口处,两条街道的防烟分区不得混合.这样,不仅能提高相互交叉的地下街道的防烟安全性,而且防烟分区的形状简单,可提高排烟效果.

地下建筑的防烟分区大多数用挡烟垂壁形成,其蓄烟量是很有限的.研究表明,当火灾发展到轰燃期时,由于温度升高,发烟量剧增,防烟分区储蓄不了剧增的烟量.所以,一般与感烟探测器联动的排烟设备配合使用.

3.2排烟口与风道

地下建筑的每个防烟分区均应设置排烟口,其数量不少于1个,位置宜设在吊顶面上或其他排烟效果好的部位.当采用机械排烟时,最好能与挡烟垂壁相互配合,设计为与地下走道垂直、长度与走道宽度相同的排烟口；而且,若使排烟口处的吊顶面比一般吊顶面凹进去一些,则排烟效果会更好.

为了防止烟气扩散,提高防烟、防火安全性,要求地下建筑内的走道与房间的排烟风道分别独立设计.

3.3自然排烟

当排烟口的面积较大,占地下建筑面积的1/50以上,而且能够直接通向大气时,可采用自然排烟的方式.设置自然排烟设施,必须防止地面风从排烟口倒灌到地下建筑内.为此,排烟口应高出地表面,以增加拔烟效果,同时要做成不受外界风力影响的形状.特别是对于安全出口,一定要确保火灾时无烟.

然而,采用自然排烟方式是无法控制烟的流动方向的.所以,实际上安全出口可能成为排烟口,就会对人员疏散和消防队员救火带来极大困难.为此,在安全出口设置自然排烟时,要使用垂壁进行当烟.

3.4机械排烟

地下建筑机械排烟的方式,一般应采用负压排烟,造成各个疏散口正压进风的条件,确保楼梯间和主要疏散通道无烟.地下建筑内设置排烟设施的部位,主要是走道、楼梯间及较大的房间.

3.5防烟楼梯间

对于埋置较深或多层地下建筑,如地下商店和所的地下建筑,当地下建筑为3层或多于3层,或地下室内地面与室外出入口地坪高差大于10m时,应设防烟楼梯间,并在防烟楼梯间设独立的进、排风系统.

4地下建筑的安全疏散设计

4.1人员密度

我国目前投入使用的地下建筑,既有利用人民防空地下工程加以改造、装修而成的,也有民用建筑的使用要求修建的,且规模日益大型化.一些地下建筑用作商场、影剧院、游乐场等,其人员密度也是相当大的.地下建筑中人员密度的大小是决定疏散设计的一个基本要素.人员密度大,疏散速度就慢.一些地下建筑出入口数量本来就不足,有关管理部门从防盗要求出发,还把一些出入口上了锁,万一发生火灾,将使内部人员无法逃出,甚至会出现惊恐、拥挤、踩死、踩伤等意外事故.同时外部消防人员也难以进入,无法及时了解和解决火情.

因此,考虑该地下建筑的用途,对将会实现的人员密度进行科学估算,是进行地下建筑设计时必须考虑的问题.

4.2疏散时间

疏散时间是安全疏散设计的基本指标之一.发生火灾以后,要保证人员在较短时间内通过疏散口从危险地点疏散到安全地点——地面或避难处.因此,到安全出口的最大步行距离、通道的宽度、出口数量,都必须从安全疏散时间的要求出发来设计.日本学者认为,地下建筑疏散时间应在3min之内.若3min还不能从火灾区疏散至安全地带,人员就很危险.对于地下建筑来说,由于烟热的危害性大,在考虑人员安全疏散时,其疏散时间应从严控制,参考地面建筑的疏散时间及国外有关资料,我国地下建筑的设计必须保证疏散时间控制在3min之内.我国有关部门在不同的地下电影院做过几次实测,其中大多数建筑物的出入口设计宽度都能满足要求,从人员开始疏散到疏散结束大体在3～4min（其中有的门没有打开,或有的出入口疏散出的人数很少）.

4.3疏散标志

疏散标志是否明确,对于地下建筑发生火灾的紧急情况来说十分重要.疏散标志设置的高度,要以不影响正常通行为原则,以距离地面1.8m以上为宜,但不宜太高.设置位置太高,则容易被聚集在顶棚上的烟气所阻挡,较早失去作用.

另外,最好用高强玻璃在地板上设发光型疏散标志.火灾时,烟气浓度会随着高度降低而减小,设在地板上的标志在相当长的时间内是可以看清楚的.

5结束语

综上所述,针对地下建筑的火情特点,在设计过程中充分考虑人员密度、疏散时间和疏散标志等问题,科学设置出入口、排烟口,对地下建筑空间进行防火、防烟分区等措施,可以有效增加地下建筑的防火效果,提高火灾时的疏散速度,保证群众的生命安全.