地下商业建筑防火设计初探

赵益明

【摘 要】地下商业建筑的火灾防护是一个复杂的课题,本文通过对地下商业建筑火灾产生的一般原理以及怎样控制火灾进行分析研究,从而引导人们设计符合防火要求的地下商业空间,推动建筑防火设计理论更加成熟地发展,唤起人们对建筑防火设计的重视。

【关键词】地下商业建筑;火灾;防火

随着地下商业建筑的广泛利用和不断兴建,在防火安全上带来许多不安全因素。地下建筑比高层建筑的火灾发生次数更多,造成人员伤亡和财产损失更大。因此,地下建筑,特别是地下商业建筑的防火设计更为重要。

一、地下商业建筑火灾特点

(一)火灾烟气大

地下商业建筑失火与地面建筑失火完全不同。火灾时地面建筑约有70%的烟、热是通过门窗排出。而地下商业建筑是通过挖掘方式而获得的建筑空间,其外部由岩石、土壤包围着,只有内部空间,不存在外部空间,没有门窗与外部大气相通,只能通过地面连接的出入口或者采光天窗排烟散热,因此通风条件不如地面建筑。

(二)火势蔓延快

在地下建筑火灾的初期阶段,通道厅室内的风流和烟气,是朝着原来的扩散方向流动的,当火势进一步扩大时,洞室内空气成分发生变化,温度增高,会形成一种附加的“火风压”,这种“火风压”能改变原来的风流方向,增大原有的风压,使一部分已经到出口的烟雾,伴随洞外大量的新鲜空气返回洞室,朝着相反的方向蔓延,甚至出现“跳跃式”火点,造成火势扩散、“全面开花”的局面。

(三)火灾扑救难度大

地上建筑火灾中,消防人员可以从窗户、阳台进入建筑物营救被困人员,而地下商业建筑空间封闭。因此地下商业建筑的火灾扑救,是在相当特殊复杂的条件下进行的,即使目前消防设备与灭火技术比较先进的国家的消防部门也会感到难度很大。当地下商业建筑发生火灾时,到达火场的消防人员无法直接观察到地下建筑内起火点的位置及燃烧情况,给现场灭火指挥带来极大困难。

二、地下商业建筑火灾蔓延的途径

(一)火灾在水平方向的蔓延

对于耐火建筑来说,火灾横向蔓延的另一途径是洞口处的分隔处理不完善。如,户门为可燃的木质门,火灾时被烧穿;铝合金防火卷帘无水幕保护,导致卷帘被熔化;管道穿孔处未用不燃材料密封等等。在穿越防火分区的洞口上,一般都装设防火卷帘或钢质防火门,而且多数采用自动关闭装置。然而,发生火灾时能够自动关闭的比较少。这是因为卷帘箱一般设在项棚内部,在自动关闭之前,卷帘箱的开口、导轨以及卷帘下部等因受热发生变形靠自重落下,而且,在卷帘下面堆放物品,火灾时不仅卷帘放不下,还会导致火灾蔓延。此外,火灾有时是在无人的情况下发生,即使设计了手动关闭装置,也会因无人操作,而不能发挥作用。对于钢质防火门来说,在建筑物正常使用情况下,门是开着的,有的甚至用木楔子楔着,一旦发生火灾,不能及时关闭也会造成火灾蔓延。此外,防火卷帘和防火门受热后变形很大,一般凸向加热一侧。防火卷帘在火焰的作用下,其背火面的温度很高,如果无水幕保护,其背火面将会产生强烈的热辐射。在背火面堆放的可燃物或卷帘与可燃构件、可燃装修接触时,就会导致火灾蔓延。

(二)火灾通过竖井蔓延

在现代建筑物内,有大量的电梯、楼梯、服务、设备、垃圾等竖井,这些竖;片主往贯穿整个建筑,若未作周密完善的防火设计,一旦发生火灾,就可以蔓延到建筑的任意一层。此外,建筑中一些不引人注意的孔洞,有时会造成整座大楼的恶性火灾。尤其是在现代建筑中,吊顶与楼板之间,幕墙与分隔构件之间的空隙,保温夹层,通风管道等都有可能因施工质量等留下孔洞,而且有的孔洞水平方向与竖直方向互相穿通,用户往往不知道这些孔洞隐患,更不会采取什么防火措施,所以,火灾时会导致生命财产的损失。

建筑的空调系统,未按规定部位设防火阀、采用不燃烧的风管、采用不燃或难燃烧材料做保温层,火灾时会造成严重损失。如杭州某宾馆,空调管道用可燃保温材料。在送、回风总管和垂直风管与每层水平风管交接处的水平接口上均未设置防火阀,因气焊烧着风管可燃保温层引起火灾,烟火顺着风管和竖向孔隙迅速蔓延,从底层烧到顶层,整个大楼成了烟火柱,楼内装修、空调设备和家具等统统化为灰烬,造成巨大损失。

三、地下商业建筑的防火设计

(一)总平面与平面设计

城市地下公共空间是建筑的一种形式,虽然它没有外墙面门窗,出入口也只是设在一层,似乎与其他建筑的关系不大。其实不然,地下建筑的规划建设要与的其他建设有机结合起来,合理确定其位置、防火间距、消防车道和疏散口位置等。总平面布局主要考虑地下空间与其他建筑物之间的关系,出入口的数量和位置,出入口前应设置面积相应的分流场地,必须有一定数量单独设置的出入口,消防车与地下空间的接驳以及单独设置消防用出入口的可能性。地下商业建筑不同的内部平面布置,具有不同的空间导向性和识别性,会使居于其中的人员感到空间布局清晰或者是容易迷失,会在很大程度上影响到人们在火灾时的疏散。不同的内部平面布置,疏散楼梯需要的数量,各疏散楼梯的利用率也不同。这些因素是做防火设计时必须加以考虑的。

(二)防火防烟分区

在地下商业建筑的设计中,防火、防烟分区的划分是极其重要的。对规模、面积大,地形复杂的地下商业建筑而言,在一定时间内把火势控制在着火的一定区域内,最有效的办法是利用有效的建筑构造措施,合理选用构配件进行建筑内部防火、防烟分区。本章根据火灾形成发生的原理,具体对防火、防烟分区的划分标准及采取的措施进行分析设计,以寻求控制建筑火灾发生和蔓延的方法。防火、防烟分区的有效性已被许多案例所证实,在划分防火防烟分区时,除应考虑不同的火灾危险区域外还应考虑使用功能上的差异以及灭火设备的不同因素。防火防烟分区在地下商业建筑中是很难划分的。影响防火、防烟分区面积的因素有很多,如:建筑物的耐火等级、使用性质、可燃物的数量、种类、有无自动报警和自动灭火装置、有无自动排烟设备等。对于防火防烟分区所用的形式、材料和耐火等级的选定,现有规范中相当一部分是适合的,少部分需要适当提高标准才能用于地下商业建筑建筑。

(三)安全疏散设计

安全疏散设计是地下商业建筑建筑防火设计的重点,是保障人员生命财产安全的有效措施。火灾发生后,人员及财产能及时沿疏散路线顺利疏散到安全地带,是安全疏散的根本目的。

水平疏散、垂直疏散以及疏散标识和应急照明的设置是安全疏散设计主要的三个部分。其根本出发点都是在最短的时间内疏散最多的人员。水平疏散应当注意疏散方向的确定,不能只以满足数量上的要求为目标。垂直疏散基本上可以使用目前的有关规范。疏散标识和应急照明的设置是以往我们相对不够重视的地方,但是其作用同样重要。对于地下商业建筑来说,疏散标识和应急照明设置的优劣直接导致疏散品质的高低。在安全疏散中,防灾广场、避难走道和避难空间概念的引入是很有必要的。作为特殊场合,地下商业建筑中设置防灾广场、避难走道和避难空间可以减少火灾时人员的伤亡。

(四)地下商业建筑装修设计

随着国民经济建设的迅速发展,现代装饰业己成为一个迅速崛起的新兴产业,人们为了追求美观舒适,对各类建筑的内环境都进行了不同程度的装饰。但众多火灾案例分析表明,建筑火灾大多是建筑装修火灾。装饰材料是火灾燃源的根本材料。建筑防火设计中的装修设计指的主要是装修材料的选择和重点部位的处理。材料的选择基本上可以采用目前的国家规范,但是在家具、隔断、装饰织物燃烧性能等级的选定上应提高一个等级,如不存在相应的等级就应禁止该类物品的使用。

参考文献:

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[2]谢金容,吴涛,陈志龙.地下空间防火避难空间设计初探.地下空间与工程学报.2008.12

[3]耿永常,赵晓红编著.城市地下空间建筑.哈尔滨工业大学出版社.2009年