地下建筑設(shè)計(jì)中的防火設(shè)計(jì)問題探究

李書硯

在城市空間日益緊張的局勢(shì)下，地下空間利用逐漸受到重視，由此地下建筑修建項(xiàng)目日益增多。而在設(shè)計(jì)階段，為保障建筑使用的安全性，則需注重防火設(shè)計(jì)。尤其是近年來(lái)地下火災(zāi)事故的頻發(fā)，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生巨大威脅。因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要充分把握地下建筑設(shè)計(jì)中的防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以此提高安全性。

一、地下建筑發(fā)生火災(zāi)的特點(diǎn)

根據(jù)建筑防火設(shè)計(jì)要求，其一般將防火和隔火措施設(shè)置在地上建筑中，對(duì)于地下建筑的防范力度不足。從而導(dǎo)致其一旦出現(xiàn)火災(zāi)事故，則會(huì)釀成比較嚴(yán)重的后果。綜合當(dāng)前地下建筑的特征，其發(fā)生火災(zāi)時(shí)，往往存在以下特點(diǎn)。

煙量大。因?yàn)榈叵陆ㄖ]有門窗等通風(fēng)設(shè)施，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，內(nèi)部煙霧無(wú)法有效擴(kuò)散，從而導(dǎo)致在建筑物內(nèi)集聚。而且受高溫?zé)煔獾挠绊懀糠忠兹夹越ㄖ牧蠈?huì)被點(diǎn)燃，很容易分解出大量的有毒有害氣體，對(duì)被困以及施救人員等均會(huì)產(chǎn)生較大的安全威脅。

溫度高。受地下建筑封閉性的影響，在大量煙霧聚集的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生較高的熱量。并且在通風(fēng)和散熱效果不佳的條件下，很容易導(dǎo)致地下建筑的室內(nèi)溫度大幅上升，甚至可能出現(xiàn)轟燃等現(xiàn)象。瞬間產(chǎn)生大量有害氣體，對(duì)人體造成巨大危害。

泄爆能力差。地下建筑不同于地面建筑，其通風(fēng)條件有限。如果出現(xiàn)火災(zāi)爆炸，則無(wú)法及時(shí)、充足的泄爆，可能出現(xiàn)二次爆炸的可能。并且威力更大、破壞性更強(qiáng)，加劇火災(zāi)危害程度。

人員疏散困難。地下建筑所具有的封閉性特點(diǎn)會(huì)阻礙人員快速疏散，同時(shí)其照明大多是依靠電路。但出現(xiàn)火災(zāi)事故時(shí)，人工照明電路極易發(fā)生損毀，影響被困人員判斷逃生路線，進(jìn)而擴(kuò)大火災(zāi)損失和威脅。

撲救難度較大。受限于地下建筑的結(jié)構(gòu)以及封閉性等特征，難以及時(shí)有效地探明火災(zāi)情況。難以在短時(shí)間內(nèi)控制地下建筑的火勢(shì)蔓延，阻礙滅火活動(dòng)的開展。

二、地下建筑設(shè)計(jì)中的防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.防火防煙分區(qū)設(shè)計(jì)

結(jié)合地下建筑發(fā)生火災(zāi)的顯著特點(diǎn)，則應(yīng)當(dāng)在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)綜合考慮防火以及疏散、救援等要求，從而優(yōu)化整體防火設(shè)計(jì)，盡量降低火災(zāi)損失和危害。因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要充分結(jié)合現(xiàn)有建筑規(guī)范，合理開展防火、防煙分區(qū)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。其是從降低火災(zāi)損失的角度出發(fā)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置獨(dú)立的防火分區(qū)，通過關(guān)閉防火門、防火卷簾等避免火勢(shì)擴(kuò)大，對(duì)人員造成危害，可將火災(zāi)事故控制在最小范圍內(nèi)。以地下商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)為例，可在每個(gè)店鋪內(nèi)設(shè)置小范圍的獨(dú)立防火分區(qū)。不過在目前實(shí)踐中，該設(shè)計(jì)方法對(duì)投資需求較大，而且建造難度較大。因此需要進(jìn)行一定的優(yōu)化改進(jìn)，比如在地面建筑防火分區(qū)規(guī)范基礎(chǔ)上，根據(jù)地下建筑功能確定防火面積，通常是在500m2以下，并配備可靠的應(yīng)急滅火裝備，如自動(dòng)報(bào)警裝置、噴淋裝置等，對(duì)于大空間區(qū)域可適當(dāng)擴(kuò)大防火分區(qū)面積，但不得超過1000m2。

另外，如針對(duì)營(yíng)業(yè)廳、展覽廳等特殊用途的地下建筑來(lái)說(shuō)，如內(nèi)部裝修符合規(guī)范，且設(shè)置有完善的防煙排煙設(shè)施，可將分區(qū)面積設(shè)計(jì)在2000m2以內(nèi)。同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中，如果地下建筑的總面積超過20000m2，可不設(shè)置門窗、洞口等防火墻分隔設(shè)施。一般可采用下沉式廣場(chǎng)的設(shè)計(jì)形式，如圖1所示。促使其形成半開放式空間，與地下建筑相連通。能夠有效阻止相鄰區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí)的蔓延趨勢(shì)。并且在適當(dāng)位置設(shè)計(jì)防火隔間，采用實(shí)體防火墻、常開式甲級(jí)防火門等對(duì)火災(zāi)進(jìn)行分隔。并要結(jié)合防火分區(qū)設(shè)計(jì)避難走道以及防煙樓梯間，確保人員能夠在防火墻和防火門的保護(hù)下向外疏散。

圖1 地下建筑下沉式廣場(chǎng)防火設(shè)計(jì)示意圖

2.通風(fēng)及空調(diào)防火設(shè)計(jì)

地下建筑最突出的特征即是具有一定的密閉性，在實(shí)際防火設(shè)計(jì)工作中，相關(guān)人員必須綜合考慮其通風(fēng)有限的現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)以及通風(fēng)管路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。比如結(jié)合防火分區(qū)的規(guī)劃，合理設(shè)計(jì)通風(fēng)管的走向，并注重應(yīng)用不易燃的金屬材料，對(duì)部分特殊部位也可采用不易燃的非金屬材料，需要結(jié)合具體需求而定。對(duì)于排煙口以及風(fēng)道的設(shè)計(jì)，則是在每個(gè)防煙區(qū)至少設(shè)計(jì)1個(gè)。最佳位置為吊頂面上，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)確定適宜的排煙口。對(duì)于排煙方式的選擇，可選用自然排煙和機(jī)械排煙。其中自然排煙適用于排煙口較大的地下建筑，如占用總面積的1/50以上時(shí)，可設(shè)置自然排煙設(shè)施，確保煙氣直接通向大氣。但要注意排煙口高于地表面，防范出現(xiàn)地面風(fēng)倒灌等不利現(xiàn)象，盡量避免受到外部風(fēng)的影響。而采用機(jī)械排煙方式，則應(yīng)設(shè)計(jì)負(fù)壓排煙，合理創(chuàng)建疏散口正壓進(jìn)風(fēng)的有利條件，保障樓梯間以及主要疏散通道等形成無(wú)煙環(huán)境。對(duì)于排煙裝置的安裝位置可設(shè)計(jì)在走道、樓梯間、大面積室內(nèi)空間等。

3.電氣防火設(shè)計(jì)

對(duì)于地下建筑各類活動(dòng)的開展，主要依靠電力作為支撐。從防火設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，為保障消防設(shè)施的功能有效發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)確保電力防火設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。以便于在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防水泵、防煙以及排煙設(shè)備、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器、電動(dòng)防火門、應(yīng)急消防燈等設(shè)施正常使用。同時(shí)在滅火救災(zāi)以及疏散被困人員的過程中，必須要保障地下建筑有足夠的電量支撐。綜合考慮火災(zāi)發(fā)生的特點(diǎn)，為防范短路損壞導(dǎo)致的斷電現(xiàn)象，可設(shè)計(jì)蓄電池組或發(fā)電機(jī)組等作為應(yīng)急備用電源。并對(duì)各項(xiàng)備用電源采用封閉設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)離易燃易爆物品。另外，相比于地面建筑來(lái)說(shuō)，地下建筑對(duì)用電設(shè)施的要求相對(duì)較高，為保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)在防火設(shè)計(jì)中采用干式電力變壓器，針對(duì)專用房間內(nèi)的變壓器需達(dá)到560kVA。同時(shí)合理選用防火設(shè)施的配套線路材料，盡量采用防火性能較好、絕緣性能優(yōu)越的新材料，并具有防潮、耐腐蝕等特性。

4.安全疏散設(shè)計(jì)

在地下建筑的防火設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)注重規(guī)劃足夠多的安全出口。一般情況下對(duì)每個(gè)防火分區(qū)的設(shè)計(jì)不少于2個(gè)，并且其中1個(gè)必須直接通往地面。相關(guān)人員還需注重實(shí)際發(fā)生火災(zāi)時(shí)，需保證幾個(gè)鄰近防火分區(qū)能夠利用自身防火門，為其他分區(qū)提供安全疏散出口。對(duì)于疏散出口的方向設(shè)計(jì)，應(yīng)避免同一方向，防范在逃生時(shí)出現(xiàn)密集、擁擠等情況，分流疏散人群。另外，針對(duì)直接通往地面的安全疏散通道設(shè)計(jì)，需要保障樓梯間與門具有適宜寬度，按照相關(guān)建筑防火規(guī)范，應(yīng)當(dāng)在1.5m以上。如地下建筑層數(shù)超過三層或與地面高度超過10m的空間，需設(shè)計(jì)相應(yīng)的防煙樓梯間。并在最下層出口位置設(shè)計(jì)防火墻，保證其耐火強(qiáng)度應(yīng)在3h以上，具體設(shè)計(jì)要求如表1所示，相關(guān)人員需要嚴(yán)格參考標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)劃設(shè)計(jì)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著當(dāng)前地下建筑的利用率逐漸提升，為充分保障地下消防安全，需要在設(shè)計(jì)階段加強(qiáng)對(duì)防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)的控制。在具體地下建筑工程實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員必須要合理把握防火防煙分區(qū)設(shè)計(jì)、通風(fēng)及空調(diào)設(shè)計(jì)、電氣防火設(shè)計(jì)以及安全疏散出口設(shè)計(jì)等。從而貫徹落實(shí)“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的設(shè)計(jì)方針，最大限度地減少火災(zāi)事故對(duì)人們生命財(cái)產(chǎn)安全造成的危害和損失。