地下建筑的防排煙研究

1、前 言

眾所周知，地下建筑，尤其是地下商業建筑，其火災特點為“三多”即可燃物多、流動人員多、引起火災的火源多。一旦起火，呈現出火煙擴散快、火勢蔓延快、火煙溫度高、毒性大，從而造成地下人員安全疏散難、地面消防人員滅火撲救難，即“二快、一高一大、二難”的火災特性。勢必造成地下人員“坐以待斃”和地面人員“望火興嘆”的危險局面。所以，地下建筑的防排煙設計顯得尤為重要。

2、地下建筑火災的特征

2.1 地下建筑火災煙氣的危害性

地下建筑內可燃物多、引起火災的火源多，發生火災后，將產生大量劇毒、刺激性、窒息性煙霧。使人們呼吸困難，甚至窒息。另一方面，煙氣排不出去熱量積累，加上地下建筑散熱緩慢，發生火災時煙氣冷卻程度小，煙氣溫度上升較快，火煙溫度高，這種高溫氣體的蔓延，加劇了火災的發展。

2.2 人員疏散的困難性

(1)地下建筑的出入口少，幾乎沒有直通室外的出入口。出人口發生火災時可能是排煙口，高溫濃煙的流動方向與受災人員的疏散方向是一致的，而煙氣的流動速度往往比人們的疏散行進速度快，使人們逃不脫高溫濃煙的危害，給疏散帶來很不利的影響。

(2)地下建筑無自然采光，平時安全靠燈光照明，發生火災時，正常電源中斷，加上濃煙的煙澀，整個地下建筑內漆黑一團，現代地下建筑雖設有應急照明，但由于濃煙嚴重影響可見度。使人們的視程大大縮短，嚴重時將失去辨認逃離方向的能力。

(3)地下商業建筑，一般處于各大城市比較繁華的地帶，其流動人員多。發生火災時，人員的心理行為受地下建筑特點的影響，從眾心理、趨光心理比地上更易發生，而且易驚慌失措。特別是顧客，加之對環境不熟悉，導致逃生困難。

2.3 火災撲救的困難性

地下建筑發生火災時，由于出入口少，無孔洞，所以滅火進攻路線少，特別是高溫濃煙大量涌出的情況下，撲救人員很難進入建筑物并接近起火點，地下建筑中的可見度也是有限的，撲救人員行動困難，由于屏蔽作用，地下建筑對通訊設備干擾大，給火場指揮通訊聯絡造成困難t地下建筑一般結構比較堅固，難以采用破拆等戰術措施，影響滅火救援進度。

3、地下商業街的煙氣控制

3.1 安全疏散設計

安全疏散是指發生火災后處于危險區域的人員安壘撤離，并抵達安壘區域的過程。疏散設計首先應考慮是疏散時間，根據《人民防空工程設計防火規范》規定，確定疏散時間為3min。其次還要考慮安全疏散通道的寬度，疏散樓梯的數量，寬度和安全口的數量以及寬度。但要做好火災中的疏散工作，首先要考慮通道中的通風防排煙。由于地下建筑火災中的煙氣采用自然排煙比較困難，應安裝機械防排煙設施。由于地下建筑中的人員因生理、心理的影響而趨光性特別突出。在進行建筑設計時可利用自然采光來緩解人員心理影響，疏散樓梯可設在中庭里。

3.2 防排煙分醫的劃分

目的:保證在一定時間內使火場上產生的高溫煙氣不致隨意擴散，二是為了提高排煙口的排煙效果。我國《高層民用建筑設計防火規范》規定地下室每個防煙分區的建筑面積不應超過500m2。《人民防空工程設計防火規范》中也規定:每個防煙分區的建筑面積不應大干500m2，但當從室內地坪至頂棚或頂板的高度在6m以上時，可不受此限，因此，高大空間的房間只設一個防煙分區，而對于多層的地下建筑，除了水平分區外，還應進行垂直分區，防排煙分區不允許跨越防火分區。防煙分區應用從頂棚下突出不小于0.5m的梁和擋煙垂壁、隔墻來劃分。一般的地下建筑的高度在2.5-3.3m左右，那么一個防排煙分區的體積約為1500m3

排煙時間不宜過常，否則不但不利于受災人員和物資的疏散，一般排煙時間控制在6-15分鐘之內。

3.3 防排煙方式及其選擇

3.3.1 目前常采用的防煙的方式

(1)非燃化防煙:即地下建筑材料和室內家具，裝修材料等盡量采用非燃材料或難燃材料制成。從而把煙氣的生成量降低到最小限度。

(2)密封防煙。是火災發生時采取關閉設于通道上(或房間)的門和管道上的閥門等措施，達到火區內外隔斷，杜絕新鮮空氣的流人，讓火情由于缺氧而自行熄滅的一種方法從而達到防煙滅火的目的。

(3)阻礙防煙:在煙氣擴散流動的路線上，設置各種阻礙，以防止煙氣繼續擴散。用從頂棚下突出不小于0.5m的梁和擋煙垂壁、隔墻來劃分。

(4)機械防煙;建筑物發生火災時對著火區以外的區域進行機械送風，使其保持一定的正壓，以防止煙氣的侵入。

3.4 排煙方式的選擇

(1)自然排煙方式

在一般情況，地下建筑不采用自然排煙方式的。但在某些情況下。如地下建筑面積較小，構造比教簡單，重要性也不大，這時可借助平時的垂直通風井作為發生火災時的自然排煙井。位于同一防排煙分區的垂直通風井的總流通截面積和人防工程中利用采光窗排煙的排煙口的有效面積應不小于該防煙分區地面面積的2%，排煙口的位置應在房間或大廳的上部，并設置有自動開啟的裝置。

(2)獨立的機械防排煙方式

地下建筑物根據其出入口的數量分為單通道和多通道。為了使地下建筑取的較好的排煙效果，《高層民用建筑設計防火規范》和《人民防空工程設計防火規范》都有相關條款規定:人防工程排煙區及設置機械排煙的地下室應有補風措施，且補風量不應小于排風量的50%。因此地下建筑的機械防排煙宜采用全面通風排煙方式，而且排煙和進風必須形成一個良好的對流循環系統。

1、單通道地下建筑的全面通風排煙，送風機出口的送風管應伸人到遠離地下建筑出入口的盡頭下部，而排煙機的吸入口則應設置在地下建筑出入口內則上部。這種設置，可形成良好的對流，新鮮空氣從里向外驅趕煙氣，有利于排煙。

2、多通道地下建筑的全面通風排煙，一般是從一個出入日向里送風，而從一個出入口向外排煙如果有多個出入口的話，作為機械通風排煙的出入口就不能隨意選擇。也就是說，送風口應盡量遠離煙口，以便使送風和排煙形成良好的對流。

3、對于大型復雜的多通道地下公共建筑，防煙樓梯間、避難走道及其前室或合用前室的工程一旦發生火災，是人員撤離的生命通道和消防人員進行撲救的通行走道，必須確保其備方面的安全。因此在防煙樓梯間及其前室或合用前室、避難走道的前室應進行機械加壓送風防煙設施，防止煙氣侵入，確保空氣質量。人防避難走道的前室機械送風口應正對入門口，且寬應大于門洞寬度。而機械排煙口則設置在地下建筑的工作區或生活區。

4、負壓機械排煙方式當排煙機運行時必將使地下建筑中形成負壓，如果地下建筑為封閉結構，由干沒有空氣對流，就很難達到良好的排煙效果。這時如開啟任何一個遠離排煙口的出入口，新鮮空氣就會從地面流入地下建筑中，從而形成自然進風機械排煙的通風排煙過程，應使自然進風口遠離機械排煙口。

5、利用通風空調系統管道兼作排煙，此種設計一般將風機設計成雙速風機，風機平時低速運行進行排煙，著火時，轉成高速運行狀態，進行排煙。平時排煙閥關閉，排風閥開啟。著火時，排風閥關閉，排煙閥開啟。這種方法在目前應用比較廣泛。