赵宇 唐超

摘要：本文针对地下建筑火灾的特点，阐述了地下建筑所存在的问题及安全隐患，进而对地下建筑提出了合理的防火设计，即从设置排烟口、自然排烟、机械排烟及防烟楼梯间等解决地下建筑的排烟问题，从疏散时间、疏散速度、疏散标志等解决了地下建筑的安全疏散的问题，这些都为地下建筑的消防安全提供了重要的应用价值。

关键词：地下建筑 ;防火设计 ;消防安全

随着社会经济的快速发展，地上建筑越来越不能满足人们的需求，于是地下建筑的开发俨然成为主流，地下超市、地下车库、地下娱乐城等商业服务类建筑大肆兴起，与地面上的建筑相比，地下建筑是通过对地下的开挖、修筑所形成的建筑空间，其外部不能开设窗户且通道少。一旦发生火灾，火灾所带来的危害和危险性是无法估量的。为了解决地下建筑的消防安全问题，这就需要对其做好防火设计。

一、地下建筑火灾的特点

（一）地下建筑火灾的燃烧特点

（1）出入口少。与地上建筑相比，地下建筑的施工困难且工程造价高，这就使得与外部建筑相连的出入口少，且高度、宽度也较小。

（2）温度高。发生火灾后，烟气和热量不能及时的排出地下建筑，使火灾温度很快就能达到800℃以上。

（3）有毒气体增加。由于通风不足，氧气含量少，燃烧不充分，CO、CO2等有毒气体的浓度增加。

（4）可见度低。地下建筑一旦发生火灾，烟雾迅速弥漫，再加上断电和无自然采光的情况下，就会导致疏散通道的可见度低。

（5）出现中性面。由于地下出入口，既是烟气的排烟口，也是新鲜空气的输入口，从而形成了中性面，其位置会随着火势的增大而逐渐降低。

（二）人员疏散困难

（1）地下建筑由于条件的制约，出入口少且疏散的步行距离较长，对于突发火灾，人员疏散只能通过限定的出入口，一旦遇到人流量大的情况，人员疏散会更加困难。

（2）发生火灾时，烟气的流动方向与人员的疏散逃生方向相一致，而烟气的扩散速度要快于人员的疏散速度。实验证明：烟气的垂直上升速度大约是3m/s-4m/s，水平的流动速度大约为0.5m/s-0.8m/s。当火源较大时，烟气的流动速度可以达到3m/s。由此可见：人是无法跑过烟气的。

（3）地下建筑无自燃采光，一旦停电，漆黑一片，国际上研究论证：只要人的视觉距离降到3m以下，对于疏散逃生就不可能。

（4）地下建筑发生火灾，由于通风不足导致严重缺氧，进而会产生大量的有毒有害气体，极易对人员造成伤害。

（三）扑救困难

（1）消防救援人员不能预测地下建筑的起火具体位置及燃烧情况，很难对现场进行指挥;

（2）消防救援人员在高温浓烟下，无法接近现场;

（3）地下建筑本身的出入口少，而这些出入口又是烟雾的出口，极易形成烟筒;

（4）地下建筑可以使用的灭火剂较少，毒性大易腐蚀的灭火剂是不能使用的，尤其对于人员量大的地下公共建筑。

二、地下建筑的防火设计

地下建筑的防火设计，要坚持一个基本方针，即：预防为主，防消结合。树立正确的防火设计观念，建立完善的防火灭火设施，合理的利用地下建筑空间。

（一）地下建筑的使用功能

（1）对于人员密集的地下公共建筑应该设置在地下一层，比如：地下商场、地下娱乐城、地下戏剧院等，这样对于发生火灾后，人员可以快速疏散，可以缩短疏散时间。另外，从人员的安全疏散的理念出发，人员量大的建筑要浅埋，对于超过两层的地下建筑，应该设置防烟楼梯。

（2）根据我国现行的建筑防火规范的规定：对于甲、乙类的物品不应该设置在地下建筑物内，地下建筑一旦发生爆炸，其消防救援非常困难，而且爆炸冲击波会摧毁与其相邻的建筑物，后果相当严重。

（二）地下建筑的防火分区设计

对于人员集中的大型地下建筑，应该设置若干防火分区。地下建筑防火分区划分的要求要比地上建筑的更加严格，主要是根据建筑物的使用功能来确定，防火分区的面积一般≤500m2，对于建筑物中设有安全可靠灭火设施的，防火分区可以适当放宽，但要≤1000m2。而对于商业的展览厅、游戏厅、网吧等特殊使用功能空间的地下建筑，若其内部的装修材料符合规范要求且设有防排烟设施时，其防火分区的最大面积可以达到2000m2。

（三）地下建筑的防排烟

（1）地下建筑的防烟分区

地下建筑的防烟分区与防火分区相同，其面积也不大于500m2，且不能跨越防火分区，当地下建筑物中出现交叉路口时，其两条街道的防烟分区不能混合，如下图1所示。这样会更好的达到排烟效果。通常，地下建筑的防烟分区都是用挡烟垂壁来形成，其蓄烟量小，一般与感烟探测器联动的排烟设备配合使用。

图1 交叉路口的防烟分区

（2）排烟口与风道

地下建筑的任何一个防烟分区都应设置不少于1个的排烟口，位置应设置在排烟效果较好的部位。

（3）自然排烟和机械排烟

设置自然排烟时，应该使排烟口高出地面之上，用以增加拔烟效果，同时要做成不受外界风力影响的形状，这样对人员疏散和消防救援是极其困难的。其构造设计如下图2。若对于不能使用自然排烟系统的，采用机械排烟系统，可以防止烟气的迅速扩散。

图2 自然排烟设计

（4）防烟楼梯间

当地下建筑为3层以上时，或地下建筑物室内地面与室外地坪高度差>10m时，应设防烟楼梯间，并在其内部设置独立的进风及排风系统。

（四）地下建筑的安全疏散

（1）人员密度

人员密度是决定地下建筑中疏散设计的一个基本要素，人员密度大，疏散速度慢。地下建筑在设计安全出口时要保证数量满足建筑防火规范，且不能随意的上锁或阻塞。

（2）疏散时间

疏散时间作为安全疏散的基本指标，人员逃生疏散的最佳时间为90s，确保地下建筑的疏散时间要控制在3min之内。

（3）疏散速度

目前，对于地下建筑火灾疏散的数据还不是很明确，但根据人员的流通能力，对于阶梯式出口的地下建筑，单股人流宽度依照0.6m计算，一般取20-25人/（股）。对于水平出口和坡道出口的地下建筑，单股人流宽度按照0.6m计算时，一般取40-50人/（股）。

（4）疏散距离与出入口数量

对于一般的地下建筑，必须设置两个以上的安全出口，而对于规模较大的地下建筑，要设置两个或两个以上的防火分区，且保证相邻的防火分区的墙上设置带有甲级防火门的防火墙作为第二个安全出口。

（5）疏散标志

疏散标志对于地下逃生来说至关重要，原则上，疏散标志的高度要距离地面0.3m-1.0m。设置太高，容易被烟气阻挡，设置太低，影响逃生的疏散时间。另外，人员在逃生时为了躲避烟气的浓度而降低重心，这时，最好用高强度玻璃在地板上设置发光疏散型的疏散标志，即使烟气浓度很高，在相当长时间也是可以看清楚的。

三、结语

地下建筑空间的不断发展，其合理的防火设计是必要和及时的。根据地下建筑不同的使用功能来设计合理的防火措施，通过地下建筑的防火分区、防烟分区、自然和机械排烟和防烟楼梯间等措施来解决地下建筑的防火设计。这样不仅保证了人们的人身财产安全，还能确保地下建筑在使用过程中的安全性能。

参考文献：

王树波.浅谈地下建筑火灾特点及防火对策[J].中国科技纵横，2012，（09）：79-80.

杜霞，张欣，刘庭全，等.国外区域火灾风险评估技術及应用现状[J].消防科学与技术，2004，（02）：137-139.

张树平.建筑防火设计[M].北京：中国建筑工业出版社.184-185.

兰彬.地下商业建筑防火及防烟设计参数探讨[J].消防科学与技术，2001，（04）：1-2.

赵学亮.地下建筑设计防火应注意的几个问题[J].中国新技术新产品，2009，（23）：167.