基于城市开发建设视角的地下空间防火对策探究

刘山山

摘要：通过查阅相关文献资料，在分析地下空间类型与开发现状的基础上，总结地下空间火灾特点与危害性，指出地下空间火灾具有防控难度大、烟气危害加剧、威胁人员疏散、扑救难度大等典型特征，并在此基础上提出科学规划设计地下空间结构、提升地下空间排烟散热效率、制定针对性火灾救援应急预案、加强地下空间消防安全管理的消防对策。总的来说，地下空间防火至关重要，由于其结构特殊性导致火灾更加难以扑救，应结合实际情况合理选择防火方案，提升地下空间的消防安全指数。

关键词：城市开发建设；地下空间；防火对策

中图分类号：X45       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2022）12-0064-03

地下空间是当前城市开发建设中的重要组成部分，由于其空间利用效率高、功能多样，备受人们青睐。目前我国城市开发建设中的地下空间类型与数量正在不断增多，由此也引发人们对地下空间消防安全的重视，由于地下空间本身密闭性的突出特征，与地面建筑相比存在更多的潜在危险因素，一旦发生火灾，避难与扑救难度极大，易造成巨大经济损失，影响社会稳定。因此，基于城市开发建设视角对地下空间类型、火灾特性、防火策略进行深入研究，是当前城市建设推进与消防救援工作开展的重点。

1 地下空间的分类与开发现状

1.1  地下空间的分类

城市地下空间系指城市建设区范围内的地下空间。地下10m以上的为浅层地下空间，地下10～30m的为次浅层地下空间，地下30m以下为深层地下空间。根据开发利用性质，可将城市建设地下空间分为地下管线、独立地下建筑物、附属地下室、地下交通设施四种类型。至今为止，城市开发建设的地下空间涉及领域非常广泛，功能性不断凸显，包括交通设施、市政工程设施、商业设施、文化娱乐和体育设施、防灾设施、生产和储存设施、能源设施、科研实验设施。其主要优势为：节省城市建设土地资源；减少地面环境污染；拥有较强地面以上抗灾能力；提供防灾空间等。总的来说，地下空间已经成为目前城市建设体系中不可缺少的重要组成部分[1]。

1.2  地下空间开发现状

目前城市开发建设中地下空间的建设开发技术已经比较成熟，通风、防水、防潮、照明、垂直交通等问题已基本解决，地下空间已经能基本满足人们地上活动的大部分需求。我国将开发城市地下空间作為城市开发建设可持续发展的重要措施之一，《国家新型城镇化规划》中提出“统筹规划地上地下空间开发”“建立健全城市地下空间开发利用协调机制”和“推行城市综合管廊”，旨在加速地下空间资源开发利用，实现对地下空间的科学规划与有序建设。根据中研普华产业研究院发布的《2023—2028年中国地下空间行业市场深度调研及投资战略规划研究报告》调查显示，目前我国城市地下空间开发建设总体规模与总量达到世界首位，截至2020年底，中国内陆31省市地下空间累计建设24亿m2，2020年中国城市地下空间新增建筑面积约2.59亿m2，同比增长0.78%，新增地下空间建筑面积（含轨道交通）占同期城市建筑竣工面积约22%，而长三角城市群以及粤港澳大湾区中的珠三角城市群，该比值达到24%，共同构成主导中国城市地下空间发展的增长极[2]。

2 地下空间的火灾特点与危害

火灾是城市开发建设地下空间中发生频率最高的灾害，几乎占据了地下空间事故总数的1/3。对于地下空间火灾而言，不仅会导致设施瘫痪和大量人员伤亡，还可能造成地下结构与地上建筑损毁，修复耗费巨大，是不容忽视的地下空间灾害之一。因此精确掌握地下空间火灾发生特点，能够为减少地下空间火灾安全隐患打下坚实基础，有效提升地下空间消防安全等级。

2.1  火灾防控难度大

随着对地下空间开发利用程度的加大，目前多数地下空间呈现出结构立体、功能多样的特点，更加复杂的地下空间结构给火灾防控带来较大难度。以地下商场为例，多数地下商场依托人防工程改建，空间密闭狭小，通风条件较差，疏散通道狭窄，安全出口不足，且部分区域难以直接通往地上出口。这些地下空间建筑不符合相关防火规范，存在诸多安全隐患，进而导致火灾隐患排查难度增大，火灾防控难度进一步提升。

2.2  烟气危害加剧

地下空间由于其本身密封性较严的典型特征，一旦发生火灾事故，物质燃烧所产生的烟气能够在短时间内快速蔓延到地下空间中所有角落。由于地下空间封闭的影响，物质燃烧生成的热量与烟气能够长时间滞留在地下空间中，得不到有效排除，且部分地下空间体积较小，烟气可以在几分钟之内充斥整个空间，加剧烟气危害。另外，由于空间封闭导致地下空间难以及时补充新鲜空气，在缺少氧气的条件下，物质不充分燃烧将生成更多烟气，烟气危害程度进一步加大[3]。

2.3  烟气扩散威胁人员疏散

首先，地下空间中易燃物质的不充分燃烧会产生大量烟气与有害有毒气体，烟气的产生与流动规律也难以把握，人群在紧急疏散当中，烟气也往往随着人流方向一起涌向出口，再加上烟气在密封空间中扩散蔓延速度较快，导致多数人员紧急撤离当中难以摆脱烟气威胁，进而出现由于窒息导致人员伤亡的现象。其次，地下空间的结构特殊性决定了其空气流动无法依靠自然力，只能依靠空间内设备进行小规模的排烟，换气速度远远跟不上烟气生成速度。在地下空间换气受到限制的情况下，空间气压降低引起负压差，可能导致部分设备瘫痪，比如安全出口门难以开启，严重威胁人员的撤离[4]。最后，地下空间中物质不充分燃烧所生成的烟气中含有大量固体颗粒与灰尘，会严重降低地下空间能见度，导致撤离当中难以有效辨别方向，增加疏散难度。

2.4  火灾扑救难度大

首先，地下空间结构复杂，烟气蔓延速度快，且地下结构中的钢筋网与土层岩石容易屏蔽信号，导致情报传递比较困难，搜救人员很难及时准确地掌握火灾情况与人员位置，导致搜救难度增大。其次，地下空间火灾出现的诱因非常复杂，由于地下空间类型与功能不同，所存在的设施也有所差异，电气设施短路故障、人为携带火源、热力管道蒸汽泄漏等，都有可能是导致地下空间火灾出现的原因，各种火灾诱因相互叠加，主要致灾因素难以判断，都进一步增加了火灾扑救难度。

3 城市开发建设视角下的地下空间防火对策

地下空间火灾危险因素众多，针对城市开发建设视角下的地下空间防火对策，应从地下空间规划防火设计方面入手，遵循“预防为主”原则，结合当前城市建设地下空间类型与功能，及时掌握火灾危险因素，确定火灾蔓延发展规律，有针对性地采取相关防火措施，切实提升地下空间的防火性能。

3.1  科学规划设计地下空间结构

城市开发建设中地下空间较为密封复杂的结构形式是导致其火灾严重性提升的关键因素，根据国家现行地下室防火规范与地下空间消防安全要求，科学规划设计地下空间结构，结合其类型与功能科学布置火灾预防工作，降低火灾发生率。首先是空间平面设计，地下空间应尽可能设计为容易使人理解的内部平面构造，尽量与地上建筑构造保持一致，平整简单的地下空间建筑辨识度较高，应减少不必要的空间结构起伏变化，逃生通道构建设计应简洁实用，针对大型地下空间应适当增加逃生通道数量，扩宽逃生通道宽度，增加逃生通道辨识度，有利于火灾发生后的逃生与扑救顺利进行。其次是防火分区设置，地下汽车库和为汽车库服务的通风排烟机房宜与为全楼服务的各类设备用房、库房和其他用房分别划分防火分区，前者执行汽车库设计防火规范，每个防火分区面积最大可达4000m2，每个防火分区除Ⅳ类车库外应有2个人员安全出口[5]。后者执行建筑设计防火规范，每个防火分区面积最大为1000m2（内设置自动灭火系统时2000m2），每个防火分区应有1个直接对外的安全出口，另一个可利用防火墙上1个通向相邻分区的防火门作为第二安全出口。此外，根据地下空间用途的不同，应进行差异化防火空间结构设计。比如地下空间中设置公共娱乐场所时，其功能决定了地下空间人群密度大，只允许设置在地下一层，与地上出入口高度差应小于10m，严禁居民住宅地下空间改建公共娱乐场所。同时疏散门应向外开启，宽度以大于1.4m为宜，不得采用转门、卷帘门、侧拉门等作为疏散门。

3.2  提升地下空间排烟散热效率

烟气危害是地下空间火灾的重要危害因素之一，由于地下空间密封性较强等特征，其与外界空气交换速度决定了烟气排除速度，因此，提升排烟散热效率能够有效降低地下空间火灾救援难度，需要在掌握地下空间烟气流动特点的基础上，设置多种排烟装置，提升排烟散热效率。地下空间火灾烟气流动特征比较复杂，其与建筑结构特征有着直接关系，在无法借助外界自然力进行排烟的情况下，烟气主要流出位置为出入口，排煙散热比较困难。火灾发生初期，烟气往往以火灾源头为中心向四周快速蔓延，由于热气影响向上扩散，同时由于重力影响自上往下蔓延，一般情况下烟气的横向扩散速度为0.25m/s到0.35m/s之间，烟气沉降速度约为0.003m/s[6]。基于以上烟气流动特征分析，得出负压排烟＋导向排烟的排烟组合排烟效率最高，因此可在地下空间烟气流通通道中使用多台排烟机串联的方式加快排烟速度，也可以配合使用排烟风管引导烟雾向外部空间扩散。由于地下空间类型众多，排烟设备的设置往往根据地下空间截面积确定，当地下空间截面较大情况时，可以并联使用多台排烟机以增加风量，提升送风压力，或者串联使用多台排烟机，一台排烟机用于封堵截面，一台用于送风排烟。随着地下空间的商业化开发，地下空间荷载不断增大，因此设置移动排烟装备非常有必要，能够有效控制现场烟气扩散方向，在最大程度上提升地下空间排烟散热效率。

3.3  制定针对性火灾救援应急预案

地下空间火灾具有诱发因素多、人员疏散难度大、综合扑救难度大等典型特征，这也就意味着一旦火灾事故发生，将很难快速及时地把握救援时机，减少火灾带来的人员伤亡与经济损失。根据《关于处置突发公共事件消防保障预案》相关条例，结合各个地下空间实际空间结构，了解掌握建筑地下空间的功能、布局、应用情况，制定针对性较强的火灾救援预案，从而提升消防救援机构处置建筑地下空间火灾事故的救援能力。地下空间火灾救援预案的制定与实施需充分遵循“统一指挥、第一出动、救人第一、因地制宜、协同作战”等原则，明确组织指挥机构职责，及时成立灭火救援现场指挥部，按照应急预案内容与地下火灾现场实际情况开展火灾救援工作[7]。以地铁火灾扑救应急预案制定为例，灭火遵循“救人第一”原则，优先疏散相关人员，同时确定进攻起点，内攻近战，有效排烟。其次选用合适的灭火救援措施，采取多种手段侦查火情，比如外部观察和询问知情人、利用控制中心侦查、深入内部侦查等。在确定火情之后，抓紧疏散人群，利用车站、列车广播系统稳定被困人员情绪，有序进行疏散，防止二次损伤现象的出现。灭火当中需注意优先使用地铁内部固定供水系统并有效通风散热排烟，根据现场实际情况确定风机送风排烟方向。

3.4  加强地下空间消防安全管理

强化安全管理，突出安全自查，根据地下空间的结构类型与功能制定防火检查方案，以此及时发现火灾安全隐患。组织专业电工对地下空间消防电源是否按规范要求设置、发电机是否正常运转、防静电设施是否完整等进行全面检查，同时委托专业管理机构或消防技术服务团队对地下空间消防水源、排烟设施、自动报警装置、自动喷淋装置等消防设施的完整性进行检查，确保其功能完好有效，能够正常投入使用。其次，积极组织消防安全培训，对地下空间工作人员进行应知应会培训，使其掌握地下空间重点消防安全隐患与基础消防安全常识，在日常工作中具备高度责任心，以身作则规范作业，加强对重点区域消防安全隐患的检查，学会使用各种消防设施与应急消防装备[8]。最后，对地下空间消防安全管理制度进行全面清理，及时查缺补漏废旧立新，结合地下空间功能类型与消防安全等级，持续完善消防规章制度，明确日常消防安全管理条例，提升消防安全管理规范的针对性，突出地下空间消防安全保障功能。

4 结语

地下空间资源的开发利用正成为城市建设现代化深化推进中不可缺少的重要组成部分，随着地下空间类型的逐渐增多，功能发挥不断完善健全，随之而来的空间结构复杂、人员密集等特点，也在一定程度上增加了消防安全隐患。由于城市开发建设中地下空间密封性相对较严的典型特征，其火灾危害程度远超地上火灾危害，因此，加强地下空间防火管理，合理设置地下空间建筑结构，全面提升地下空间消防安全指数，对推动城市开发建设现代化发展有着至关重要的作用。

參考文献：

[1]钱七虎.利用地下空间助力发展绿色建筑与绿色城市[J].隧道建设（中英文），2019，39（11）：1737-1747.

[2]翟越，宗燕燕，侯亚楠，等.城市地下空间全寿命风险分析与防控体系构建[J].地学前缘，2019，26（3）：95-103.

[3]王江波，柴琳，苟爱萍.南京城市地下空间综合防灾规划研究[J].地下空间与工程学报，2019，15（1）：9-16.

[4]曹红冰，李鸿均.城市地下空间权：内涵、性质及支配范围[J].湘潭大学学报（哲学社会科学版），2022，46（2）：89-94.

[5]刘向，朱国庆，褚天巍，等.燃料覆盖率对非连续分布固体竖向火蔓延的影响[J].消防科学与技术，2022，41（2）：201-205.

[6]梁晶.城市地下空间连通工程对人员疏散的影响[J].消防科学与技术，2020，39（2）：200-203.

[7]谭琼，冯国梁，袁宏永，等.燃气管线相邻地下空间安全监测方法及其应用研究[J].安全与环境学报，2019，19（3）：902-908.

[8]黄俊斌，张国维，闫肃，等.基于物联网技术的建筑火灾风险动态评估[J].消防科学与技术，2020，39（10）：1371-1375.

Discussion on underground space

fire prevention countermeasures based on the

perspective of urban development and construction

Liu Shanshan

（Dongying Municipal Fire and Rescue Brigade， Shandong Dongying 257000）

Abstract：Based on the analysis of the types and development status of underground space， the characteristics and hazards of underground space fire are summarized by consulting relevant literature. It is pointed out that underground space fires have typical characteristics such as difficulty in prevention and control， aggravation of smoke hazards， threat to evacuation of personnel， and difficulty in fire and rescue. Based on this， relevant fire protection countermeasures are put forward， such as scientific planning and design of underground space structure， improving the efficiency of smoke exhaust and heat dissipation in underground space， formulating targeted fire and rescue emergency plans， and strengthening underground space fire safety management. In general， fire prevention in underground space is very important. Due to the particularity of its structure， it is more difficult to put out fires. A fire prevention plan should be reasonably selected according to the current situation to improve the fire safety index of underground space.

Keywords：urban development and construction; underground space; fire prevention countermeasure