地下商业建筑防火及防排烟设计初探

摘要：笔者针对地下商业建筑防火与排烟的研究现状展开综述，并探讨了地下商业建筑防火防烟分区、安全岛以及防火水幕系统设置，仅供参考。

 

关键词：地下商业；建筑安全岛；防火；防排烟

 

在火灾人员伤亡的各类因素中，烟气是一个主要因素。诸多火灾实例显示，烟毒致死人数在火灾人员伤亡总数中所占比重约为1／2～1／3，且剩余的直接被灼烧致死的遇难者大部分是因烟毒侵袭不支倒地而罹难。所以对于地下商业建筑而言，防火与防排烟系统的设置是消防安全管理中不容忽视的关键环节。

 

1地下商业建筑防火与排烟的研究现状

 

随着城市化进程的快速推进，地下商业建筑得到了极大发展，而地下商业建筑火灾危险因素也随之增加。国内外建筑领域学者深入研究了地下商业建筑的各类相关火灾特性，并探讨了其防范策略。ChungK．c基于数学模型分析地下商业建筑，并评估其防烟系统的应用与可靠性。陈涛等在研究地下商业建筑防火设计时，计算其中空气幕流量，并针对地下商业建筑防火、防排烟设计中空气幕技术的实践应用予以阐述，进一步研究了火灾事故的流场特性，介绍了设计空气幕时所应用的计算方法。此外，来自湘潭矿业学院、山东省公安厅消防局以及华中理工大学的学者专家均基于地下商业建筑防火、防排烟设计展开深入研究。

 

2防火、防烟分区

 

建筑物在设计过程中应确保防火分区设计的正确性与合理性，以有效控制火势蔓延以及烟气扩散，从而为加快人员疏散、控制火灾损以及赢取扑救时间创造有利前提。不合理的防火分区设计以及不严密的防火分隔设计往往是导致火灾蔓延甚至失去控制的重要原因，所以对于地下商业建筑而言，其在划分防火分区时应严格遵循消防技术规范相关标准，以功能分区为参考来设计防火分区。

 

设计人员应充分考虑地下工程特点，确保防火分区设计的合理性，并确定其最大面积限制，同时根据性质不同来划分防火分区：(1)对于大型建筑地下部分而言，在防火分区划分时可根据功能首先分片，然后再行分区，例如停车库、人防工程、公共场所以及设备用房等，同时彼此之间还应设置防火墙。(2)对于用途不同的房间，如配电室、空调机房以及水泵房等可设计为单独的防火分区。(3)固定灭火设施应配备齐全，由此确保发生火灾时可有效扑救，同时也使防火分区面积得以扩大。

 

3防火水幕系统

 

防火水幕系统并非在火灾中直接发挥扑救效果，而与防火幕墙以及防火卷帘等设施相互配合，发挥局部降温保护、防火隔断等效果。防火水幕系统主要包括水泵、循环水池、自动控制系统、管路、过滤器装置以及箱体(带矩形喷嘴)，其主要在地下商业建筑截面上沿水平方向根据一定距离间隔安置。一旦发生火灾，该系统宽度方向则会自行喷水，进而构筑出一道连续的水幕墙。根据供水情况可将防火水幕系统设计为一箱两嘴的模式，两个喷嘴相互保持平行。还可以参考建筑物地下部分的高度来确定箱体尺寸，并选择循环供水方式，避免水资源浪费。在地下商业建筑中，水幕系统在火灾防控中主要发挥如下作用：(1)稀释隔烟以及防火降温效果。水具有较大的汽化热以及比热容，所以水幕系统能够在火场中吸收高温火烟热量，使火场内温度相对减低；水汽化后释放出水蒸气充斥在火场空间内部，从而降低氧分子在燃烧区域内空气的比重，使燃烧物因缺氧而熄灭，以发挥防火功用。除此之外，水蒸气在凝结过程中能够将火灾释放出的～氧化碳、二氧化硫等有毒气体溶解在水珠中，从而对烟气中有毒成分予以有效稀释。而水幕在火场空间内从上往下流动，从而将非火灾区以及火灾区相互分隔开来，避免烟气扩散，发挥隔烟效果。(2)地下人员在通过地下疏散通道疏散过程中能够穿越水幕，降低衣物燃点；同时消防人员也可穿越水幕开展扑救作业，避免了其他消防设计方案中将扑救通道以及疏散通道隔断的弊端，从而更具优越性。

 

4安全岛设置

 

火灾发生后，地下商业建筑在其通道过长、缺乏自然光照、通风不良以及出口过少等固有特点影响下难以快速有效地疏散人员，而火灾蔓延极快，火烟释放量较大，因此有较大几率导致严重人员伤亡。基于此，地下商业建筑关于火灾安全疏散的相关规范极为严格，根据《人民防空工程设计防火规范》相关内容：每个防火分区中设置的安全出口数量至少不低于两个，还应设置一个与地上直接连通的安全出口。连通于相邻防火分区的防火门则可设置为第二安全出口。此外竖井爬梯出口不可设置为安全出口。这一规定为地下商业建筑内相关人员的生命安全提供了重要保障，然而在实际操作中，上述要求和规定很难得到有效执行。

 

笔者认为，对于地下大型公共建筑内部消防安全疏散而言，绝对符合规范要求不仅不现实，更是不可能的，然而如果在建造过程中不遵循规范要求又会对火灾人员疏散的安全性产生不同程度影响，一旦发生火灾，则有可能造成严重的人员伤亡。基于此，笔者根据人防工程避难走道以及高层建筑避难层或者避难间的设置方法，选择在地下商业建筑中通过设置安全岛的方法来解决上述问题。

 

(1)安全岛的功能。通过在地下商业建筑中设置安全岛，一旦发生火灾，而且内部人员难以或者不能直接从出口疏散逃生，则可集中进入安全岛内逐次逃生；体质较弱、行动不便或者老弱病残者则可固守在安全岛内，由地面消防人员援助施救。此外，消防队员也可通过安全岛进入火场开展灭火救援工作。

 

(2)设置安全岛应遵循的原则。对于地下公共建筑而言，但凡无法遵循规范要求来设置疏散通道以及安全出口者，均应采取安全岛设置方案。应参考建筑形状以及面积大小来确定安全岛设置数量。

(3)设置安全岛的相关要求。①选择与出口相距较远的通道、或者在数个防火分区相邻区域的中间部位、也可在袋形防火分区末端设置安全岛。具体位置应选择疏散通道或者通道一侧，但应保证其出口与各部分通道保持对应。②在装修通道时严禁使用级别低于A的装修材料。③应通过设置防火墙的方法将地下商业建筑各部分隔开，防火墙耐火极限应93．00h，出口处防火门应为甲级防火门；除水管道以外，其他管道均严禁穿越安全岛。④应设置安全出口直通地面室外，例如远距安全通道、竖井爬梯以及垂直电梯等。⑤避难前室入口应保证一定宽度值，该数值可利用计算机分析模拟确定。⑥通过精确计算来确定避难前室面积，基本前提是保证防火分区内空间足够，以供逃生人员等待救援。⑦设置安全岛时还应配套设置正压送风装置，防止火烟侵袭，以出入口面积以及前室面积为依据来计算前室正压送风量，同时单独设置送风系统。⑧在设置安全岛、计算净面积时，应以5～6人／m为计算标准，同时应配备消防卷盘、消防专线电话以及消火栓；设置应急照明设施、疏散逃生标识以及事故应急广播等。

 

5结语

 

近年来各地火灾事故频发，造成了严重的人员以及财产损失，防火与防排烟设计成为城市建筑设计中不容忽视的一环。笔者基于此针对地下商业建筑防火与排烟的研究现状展开分析，并探讨了地下商业建筑防火防烟分区、安全岛以及防火水幕系统设置，希望有所指导和帮助。

 

参考文献

[1]杨斌．某大型地下商业建筑性能化消防设计[J]．消防科学与技术20l3．

[2]徐茜．大型地下商业建筑防火分隔方案优化[J]．消防科学与技术