地下人行通道防火設計探討

路世昌副研究員 葉 超助理研究員 黃益良助理研究員

(1.應急管理部天津消防研究所，天津 300381；2.天津盛達安全科技有限責任公司，天津 300382)

0 引言

隨著人們對地下空間所蘊含巨大開發潛力認識的加深，地下空間開始進入到人們的視野，地下空間對于解決城市環境、交通等問題，提高城市容量具有巨大潛力。從20世紀60年代至今，歐洲許多大城市中心地區進行城市立體化再開發。從17世紀英國倫敦建成第一條地下鐵道以來，國外大型城市陸續進行地鐵修建。隨著城市大范圍地鐵建設，地下空間的開發利用進入一個蓬勃發展時期，出現了大規模地下商業建筑和內容豐富的地下綜合體。進入21世紀，我國加快城市地下空間建設，開發利用的總體規模和發展速度已居世界前列。地鐵、人防工程、隧道、地下管線以及地下綜合體等各種形態的地下建筑設施都在快速增長。本文通過研究地下人行通道的主要消防問題，借鑒和參考相關標準規范的規定和設計要求，針對地下人行通道的不同類型提出科學合理的防火設計要求，以期對地下人行通道以及地下空間防火設計標準提出參考意見。

1 地下人行通道主要消防問題

近年來我國地下空間開發具有體量大、功能多、相互連通、開發主體多、建設時序不統一等特點，導致地下空間消防設計難度極大，主要存在的問題如下：

(1)地下空間功能復雜，設計中遇到很多新情況、新問題在國內現行消防規范中沒有明確規定。如地下步行通道的主要功能為人員通行，同時配套一定比例的商業，這些地下步行通道既有市政功能又有建筑功能，其防火設計存在一定困難。

(2)地下空間相互連通，地下空間除設置人行通道連通不同區域外，為營造良好的地面空間和解決地面交通，往往設置大量的地下車行聯絡通道。車行聯絡通道呈環形布置，且與周邊多個地塊的地下停車庫相互連通，在排煙、疏散以及消防設施設計等方面具有獨特性，而現行消防規范并未針對此種多點進出地下道路的情況做出明確規定。

(3)地下空間因用地緊張、地面條件受限等原因發展迅速，建設過程中又不可避免地需要有出入口、疏散樓梯、通風采光排煙等設施通往地面，在設計中存在困難。此外還存在多個項目共用消防設施或部分項目消防設施位于建筑紅線范圍之外的情況，因此需要統籌考慮各相鄰地塊消防設施的設計、建設進度和運營管理模式。

單一的地下人行通道可按城市交通隧道的一種進行設計，但隨著地下空間復雜多樣的發展，地下人行通道多與周邊地塊、商業等設施連通，使地下人行通道在人員密度、火災危險等方面與普通的市政過街通道有較大差異，另外部分地下人行通道規模較大，內部需要設置商業、餐飲等設施，也進一步增加該類地下空間內的火災危險性，圖1為某城市地下人行系統示意圖，其體量和連通情況較為復雜。地下人行通道尚無相關消防技術標準對其明確規定，需要研究分析，探討合理的防火設計要求。

圖1 某城市地下人行系統示意圖

2 地下人行通道相關標準規范規定

2.1 防火分隔

國家標準《建筑設計防火規范(2018年版)》(GB 50016-2014)(以下簡稱《建規》)第5.3.4條針對商店營業廳、展覽廳對防火分區建筑面積的使用要求，規定可以擴大的條件，其中位于地下、半地下的營業廳、展覽廳，無論是獨立的地下、半地下還是建筑的下部地下、半地下室，一個防火分區的最大允許建筑面積均不應大于2 000m。第5.3.5條規定總建筑面積大于20 000m的地下、半地下商店，應分隔為多個總建筑面積分別不大于20 000m的區域以及這些區域必須連通時的連通方式，通常可采用下沉式廣場、防火隔間、避難走道、防煙樓梯間等中的一種或幾種方式來進行分隔和聯系，但不限于方式。第12.1.2條規定城市交通隧道的防火設計原則和分類標準，其防火設計應根據隧道內通行車輛運輸物品的火災危險性和通行車輛類型、隧道的封閉段長度、隧道的外部自然條件和位置等因素綜合考慮，重點在于合理確定隧道結構的耐火性能、隧道火災的有效排煙、火災后人員和車輛的疏散以及火災的控制方法與措施，見表1。

表1 單孔和雙孔隧道分類

從上述規定可以看出，地下商業設施應按不大于2 000m劃分防火分區，而對于普通的人行隧道長度不超過1 500m時歸為四類隧道，內部無防火分區劃分要求。

2.2 人員疏散

《建規》第5.5.17條規定公共建筑內直通疏散走道的房間疏散門至最近安全出口的直線距離要求，見表2。安全疏散距離是安全疏散設計的基本參數，通過限制一個區域內的最大允許疏散距離，可以使該區域的疏散門或安全出口及疏散樓梯間的布置更加合理。對于地下、半地下建筑或者建筑的地下或半地下室，其每層直通疏散走道的房間疏散門至最近安全出口的疏散距離，當深埋大于10m或地下部分的層數為3層或多于3層時，應比照相應使用功能高層建筑的規定值確定，當深埋不大于10m或者地下部分的層數只有1層或2層且深埋不大于10m時，可比照相應使用功能的單、多層建筑的規定值確定。

表2 直通疏散走道的房間疏散門至最近安全出口的直線距離

第5.5.21條規定除劇場、電影院、禮堂、體育館外的其他公共建筑中疏散門、安全出口、疏散走道和疏散樓梯，在計算所需疏散寬度時的百人疏散寬度指標和疏散人數的確定方法，見表3、4。其中位于地下或半地下的人員密集場所和歌舞娛樂放映游藝場所，無論其位于地下第幾層或者所在地下樓層的深埋是多少，其百人最小疏散凈寬度均不應小于1.00m。

表3 每層的房間疏散門、安全出口、疏散走道和疏散樓梯的每100人最小疏散凈寬度

第12.1.7條和第12.1.8條規定不同斷面隧道的車行和人行疏散通道或疏散口設置的基本要求。

從上述規定可以看出，商業設施和人行隧道對于人員疏散的區別較大，商業設施在疏散距離、疏散寬度等方面的要求均高于人行隧道，另外在《地鐵設計防火標準》(GB 51298-2018)中第5.2.6條對地鐵車站的出入口通道進行規定：出入口通道的長度不宜大于100m；當大于100m時，應增設安全出口，且該通道內任一點至最近安全出口的疏散距離不應大于50m。香港特別行政區規定地下通道最長行走距離(以實際步行距離計算)不得大于50m(袋形走道為25m)，可采用單獨樓梯或者直通地面的開敞樓梯進行疏散。

表4 商店營業廳內的人員密度

2.3 防煙排煙

《建規》第8.5.4條規定總建筑面積大于200m或單房間建筑面積大于50m的地下或半地下建筑(室)，應設置排煙設施。第12.3.1條和第12.3.2條規定各類隧道排煙系統的設置要求及其基本性能。從上述規定可以看出，除四類隧道無排煙要求外，其他隧道及建筑面積大于200m的地下建筑均需設置排煙設施。香港特別行政區相關規范規定，較長的地下通道劃分為多個防煙分區，以便有效控制煙氣蔓延，每個防煙分區的長度不得超過30m。

2.4 消防給水和滅火設施

《建規》第8.2.1條規定應設置室內消火栓的工業與民用建筑或場所。第8.3.4條規定應設置自動噴水滅火系統的單、多層民用建筑或場所。第12.2.1條規定各類隧道的消防給水基本設置要求。從上述規定可以看出，商店建筑體積大于5 000m時應設置室內消火栓系統，任一層建筑面積大于1 500m或總建筑面積大于3 000m的商店需要設置自動滅火系統；對于人行隧道，一般為三、四類隧道，可不設置室內消火栓和自動滅火設施。

2.5 火災自動報警系統

《建規》第8.4.1條規定應設置火災自動報警系統的工業與民用建筑或場所。第12.4.2條規定各類隧道的火災報警系統或裝置的基本設置要求。從上述規定可以看出，商店建筑任一層建筑面積大于1 500m或總建筑面積大于3 000m時需要設置火災自動報警系統，對于人行隧道一般為三、四類隧道，可不設置火災自動報警系統。

2.6 結構耐火與防火

《建規》第5.1.3條規定民用建筑耐火等級應根據建筑高度、使用功能、重要性和火災撲救難度確定，地下或半地下建筑(室)耐火等級不應低于一級。第12.1.3條規定其他類別隧道承重結構體耐火極限的測定應符合現行國家標準《建筑構件耐火試驗方法 第1部分：通用要求》(GB/T 9978.1-2008)的規定，其中三類隧道承重結構體耐火極限不應低于2.00h，四類隧道承重結構體耐火極限不限。從上述規定可以看出，地下商店建筑的耐火等級應為一級，一級耐火等級建筑的梁、樓板、柱等構件的耐火極限詳見《建規》第5.1.2條規定，對于三類隧道耐火極限不低于2.00h，四類隧道耐火極限不限。

3 地下人行通道防火設計建議

在結合相關研究成果和相關規范要求的基礎上，根據地下人行通道的不同類型，本文提出如下防火設計建議。

(1)對于單一市政功能的地下人行通道，該類通道僅用于連接需要跨越的功能區(如地面道路、地面其他功能或景觀等)，通道各出入口直接通往室外空間等安全區域，通道兩側除配套的小型設備用房外，不開設其他無關的門、窗洞口，如圖2。該類通道可按《建規》關于三、四類隧道進行防火設計：每隔250m設置一個疏散出口；三類隧道應設置排煙設施、火災自動報警系統。

圖2 單一市政功能的地下人行通道示意圖

(2)對于與商業等設施連通的地下人行通道，該類通道主要基于單一市政功能的地下人行通道，但因使用功能需要，設有通往相鄰地塊商業等設施的連通口，如圖3。該類通道防火設計為：人行通道與相鄰地塊采用防火隔間進行分隔，且疏散設施相對獨立時，人行通道可按《建規》關于三、四類隧道進行防火設計；人行通道與相鄰地塊采用防火門、防火卷簾進行分隔，且疏散設施相對獨立時，人行通道參照地鐵出入口等其他通道的設計，建議通道內任一點至最近安全出口的疏散距離不應大于50m，并設置自動噴水滅火系統。相鄰地塊需要借用人行通道進行疏散時，人行通道按避難走道進行設計。

圖3 地下人行通道與商業等設施連通示意圖

(3)對于連接兩側地塊的地下人行通道，當兩側地塊的商業設施總建筑面積不超過20 000m時，可采用防火門、防火卷簾將通道進行防火分隔，分別劃入不同防火分區，如圖4。人行通道劃分為2部分后，分別于各自地塊的其他區域作為一個防火分區，其防火設計按所屬防火分區的功能用途進行設計。當兩側地塊的商業設施總建筑面積超過20 000m時，設置總建筑面積不超過20 000m的商業設施，如圖5。

圖4 通道劃分至兩側的防火分區圖示意圖

圖5 通道用于20 000m2防火分隔示意圖

(4)對于設有商業設施的地下人行通道，整體可按商業建筑或飲食建筑根據《建規》進行防火設計，如圖6。當地下人行通道寬度較大，可將商業設施劃分為獨立區域，并與人行通道采取分隔措施后，可分別按商業設施及人行通道進行防火設計，人行通道的防火設計根據其與商業設施的防火方式確定。

圖6 設有商業設施的地下人行通道示意圖

4 結論

本文總結了地下人行通道在防火分隔、人員疏散、防煙排煙、消防給水和滅火設施、火災自動報警系統、結構耐火和防火等方面國內標準規范相關防火設計要求，對地下人行通道防火設計中存在的難點進行分析和研究，針對地下人行通道可能的功能和用途，分別對單一功能、與商業設施或其他地塊連通以及設有商業設施等不同類型的地下人行通道，從防火分隔、安全疏散以及消防設施等方面提出相應的防火設計要求以及參考依據，不同類型的地下人行通道采用相適應的防火設計，可有效提升其消防安全水平，以期對地下人行通道以及地下空間防火設計標準提出參考意見。