城市地下公共空間建筑防火設計對策

劉光太

（江蘇省消防救援總隊無錫市消防救援支隊，江蘇 無錫 214200）

1 引言

在探討城市地下公共空間的消防安全問題時，可以借鑒國外的先進消防設計方案和技術，再結合我國的實際情況，設計和改進我國地下空間的消防設施，利用現代化手段，保證地下空間的消防安全。國內學者從我國的自然條件、現有技術以及國家政策法規出發，提出了各種防火設計對策，雖然一部分對策還集中于宏觀層面，微觀操作層面的結論相對比較少。本文從實際工作出發，提出地下空間的防火安全策略，積極實現專家宏觀方案與實操微觀的有效整合，以此更好地提升整個城市地下公共空間建筑防火設計的質量及水準[1]。

2 城市地下公共空間的特點

隨著城市建設的高速發展，城市地下空間也開始朝著多元化的方向發展。鑒于地下空間的自然弊端，如天然光線不足，空氣流通性差，容易造成空間污染，部分地區還有空氣濕度大，空間內滲漏水的風險高等不利因素，為了保障城市地下公共空間的使用性和安全性，設計人員以及管理層不得不使用大量的電器設備來保障地下空間的安全運行。也正是因為大量電器的使用，以及大量的人員活動或者生活給地下空間的消防安全帶來了不小的挑戰。但是地下空間建筑有著比地上空間更好的耐火性，如果發生不可抗力因素，地下空間也有著很好的抗震性。所以，根據實際情況研究設計出相應的地下空間消防設計方案尤為重要。

3 地下空間發生火災的原因

一般情況下，地下空間內除了人為破壞導致的火災，多數情況下發生火災的原因有電路負荷火災、電器設備火災、明火火災、引燃與自燃火災等，其中，電氣火災的占比較高[2]。

3.1 電路火災

應急管理部消防救援局公布了2021年1~10月份全國火災形勢報告。數據顯示，從火災種類來看，電氣火災數量仍高居榜首，占比高達50.4%。近5年來的電氣火災事故主要由電線短路、過負荷用電、接觸不良等幾種原因造成，占比分別為：電線短路約48%；接觸不良約15%；電氣設備老化約12%；電氣設備質量差約11%；違規操作約8%；超負荷用電約6%[3]。其中，電線短路占比最大。很多地下空間在設計之初，功能單一，電力負荷設計偏低，只能符合當時的情況使用。但隨著城市的發展，地下空間的功能也在朝著多元化的方向發展。空間內人員增加，原有的電力負荷無法勝任新時期的電力需求。由于冬季溫度較低，需要大量使用電熱設備輔助取暖，并且空氣干燥，極易引起火災，這就導致了約有50%的火災事故發生在冬季取暖的時間段。在地下空間內，超負荷用電，不規范用電，是導致電路火災罪魁禍首。

3.2 電器設備火災

地下空間由于缺乏自然光照明和自然通風等條件，并且屬于密封狀態，在火災發生的過程中煙氣很難排出，空間內部的毒氣會迅速蔓延，給火災救援者的撲救工作帶來非常大的困難。據國家能源局2021年公布的數據，從電器火災的占比看，全年因違反電器安裝使用規定引發的火災共8.5萬起，占總數的33.6%，因目前還有1萬起火災原因尚未查明，預計后續該比重還將提高；其中，因電氣引發的較大火災36起，占總數的55.4%[4]。

國家應急管理部消防救援局官網的《2020年全國火災及接處警情況》資料顯示,從電氣火災的分類看，因短路、過負荷、接觸不良等線路問題引發火災的占總數的68.9%，因故障、使用不當等設備問題引發的占總數的26.2%，其他電氣原因引發的占4.9%。其中，電動自行車引發的火災不容忽視，特別是36起電氣引發的較大火災中，有11起已查明系電動自行車引起，占總數的30.6%[5]。因此，在地下公共空間，需要大量使用通風（見圖1）和照明（見圖2）的電器設備。

但是，如果電器設備過多，超出預設用電負荷，加之工作人員操作不當，會導致火災出現電器火災。在實際工作中發現，電器設備導致的火災中，最常見的就是電熱器具，音影器具或照明器具，這些設備都有連續工作時間長、高溫的特點，短路風險較高，易引發電器短路起火，從而引燃周圍的可燃物，導致火災。對于地下空間的配電箱，如果所接入的電器設備過多，保護措施不足，或者是因為自身接觸不良導致超負荷運轉，電線自身很容易出現過熱的現象，線路過熱燃燒，也是導致大范圍火災的重要因素。

3.3 明火火災

根據應急管理部消防救援局發布的2021年全國消防救援隊伍接處警與火災情況，除電器外，其他原因導致火災的比例為：用火不慎22.6%、遺留火種13.7%、吸煙10.9%、自燃9.9%、生產作業2.7%、玩火1%、放火0.6%、原因不明及其他10.2%。其中，違規動火施工、焊接焊割等生產作業火災僅占總數的2.7%，但造成的亡人卻占總數的6.3%，引發的較大火災占總數的10.7%[6]。部分城市的地下公共空間是地下商業街。有隨處可見的餐飲店。餐飲店中存在廚房明火和大功率的電熱設備，如炭火、煤氣灶、電熱爐等。大量的明火設備和電熱設備混合使用也增加了起火隱患。另外，人為用火不當，電熱設備保養不當，人員安全意識薄弱等因素，同樣是引發的地下空間失火重要因素。

3.4 引燃與自燃引發火災

部分地下空間作為倉庫使用，大型倉庫中各種物資集中堆放現象比較常見，如日用百貨、紡織化纖制品、橡膠制品、塑料制品等。堆放的物資數量多，密度大，可燃物種類多，火災危險性大。尤其是紙質品，化學品，紡織品，自燃隱患最高。同時吸煙導致的引燃火災在這些存放品中也是重要隱患，雖然我國極力控煙，倉儲重地更是禁煙，但是因吸煙引發的火災事故仍然存在。新華社于2021年5月31日從公安部消防局獲悉，近5年，全國共有1 624名18歲以下的未成年人在火災中遇難，占火災死亡人數的18.6%；同時，2.7萬起火災事故起因于兒童玩火，直接導致264人死亡。孩子，已成為火災事故的高危人群。消防部門研究表明，5~12歲、認知能力差、缺乏消防安全意識的學齡期兒童是引導教育的重點[7]。

4 地下公共空間的防火對策

我國的很多城市在進行地下公共空間的利用時，尤其是在其地下公共空間的防火安全性規范方面依然是處于弱勢地位，需要總結其他國家的成功經驗，還要結合我國地下公共空間開發過程中的實際問題采取以下措施[8]。

4.1 做好合理規劃

地下公共空間的防火設計要求相對復雜，且難度偏高，涉及諸多的主客觀因素。為了盡量避免出現遺漏，設計人員需要做好前期的調控工作，注重合理規劃以及理性分析。相較于常規建筑，地下空間缺少外墻面和門窗，其出入口相對較少（往往出入口設置在1樓），因此，與其他的建筑物之間缺乏一定的關聯。但是城市地下公共空間的規劃建設需要考慮更多方面的因素：首先，地下公共空間建造時，應考慮自身的位置、消防車道與消防設備的配置因素、人群的疏散口設置、防火間距的設置以及消防水源的位置等，因此，在建筑建設之前需要進行合理的設計與規劃。

地下公共空間的出入口設計也要基于科學合理的基礎，尤其是其出入口位置要充分考慮其一些外在因素。例如，出入口的設置要有足夠的場地和資源，一旦發生火災之類的災害事故，可以滿足快速疏散人群的需要，還需要為消防車預留停車的位置以及救治人員的時間。因此，在地下出口的位置需要留有足夠的場地。地下公共空間的出入口設置要盡可能地留多，盡量避免與其他的地面建筑共用出入口。

4.2 做好防火分區

防火分區的設置是地下公共空間在其設計過程中必須考慮的問題。針對地下公共空間的各個分隔構件，需要使用耐火性能好的構件，這樣可以有效防止火災向其他的建筑物或者是地下空間的其他部分蔓延，將火災有效控制在一定區域內，也可以盡快對火勢進行控制，延緩火災的擴散，也可以在火災發生時盡快進行地下空間人員的疏散，為消防人員的及時撲救提供有利條件。設置防火分區時，需要設有相應的電器設備，如火災自動報警系統以及自動噴淋滅火系統，這些都是地下公共空間建造過程中必不可少的部分，在其安裝過程中，需要采用不燃燒的隔熱材料或難以燃燒的隔熱材料進行裝修。

地下公共空間內部需要配置防火墻、防火門或防火卷簾等對防火分區進行分隔。我國相關部門對防火墻的設置要求是其耐火極限應≥4 h，最好采用240 mm厚的硅酸鹽磚砌筑，混凝土和鋼筋混凝土實心墻的耐火極限要達到國家相關標準（5.5 h），也是我國各大城市地下空間防火墻的耐火極限要求。防火門和防火卷簾需要設置在人流量少，通行方便的地方。

4.3 保障疏散設施

城市地下公共空間一旦發生火災，首先需要阻止火勢的進一步蔓延，一旦火勢蔓延開來，需要迅速將其控制在一個防火分區內，但此時地下公共空間內部的煙霧還是會繼續蔓延，這時工作人員需要迅速組織相關人員進行快速有序的撤離，減少人員傷亡。為了更好地應對這一問題，需要在地下公共空間設計時全面考慮安全疏散問題，配備各種保障疏散設施，如應急照明設施、出口指引設施，并且必須準確無誤。日常工作中對相關工作人員做好消防培訓管理工作。當前，我國的各個部門針對地下公共空間的相關演習數據顯示，最佳的火災安全疏散時間應控制在1.5 min以內。為了達到這個目標，城市公共空間的防火分區必須設置多個安全出口，安全出口除了要安裝疏散類的電梯，還必須設有樓梯，另外，在城市公共地下空間的兩側，需要設置明顯的能夠看見地上空間的出口，其樓梯之間的寬度應≥1.5 m。

5 結語

對地下公共空間進行安全防火設計具有重要的意義，尤其是安全防火設施的設置更是直接關系到整個地下空間的防火防災能力，并且直接關乎整個公共空間的安全性以及公眾的生命財產安全。為了在城市發展中，更好、更合理地利用地下空間，消防設施的設計和建造必須綜合分析多種影響要素，立足現有的實踐基礎，不斷總結相關的經驗與教訓，通過消防設計、設施保障、科學管理、消防演習等手段保障地下公共空間的安全使用。