地下商业建筑消防安全设计工作探究

张慧

摘要：随着地下商业建筑的迅速增多，各类消防安全隐患问题也逐渐引起了我国各级政府部门的高度关注。为了有效降低以上区域内部群死群伤事故及重大财产损失事件的发生，对我国地下商业建筑内部普遍存在的各类消防安全隐患问题进行逐一探究，并以此为依据对地下商业建筑内部涉及消防安全改造工作的相关参数进行具体分析，力争通过合理的改进措施有效降低地下商业建筑内部实际存在的火灾风险，进一步推动我国建筑消防事业的良性发展。

关键词：地下商业建筑；建筑防火；建筑防烟设计；消防安全隐患

中图分类号：D631.6       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2022）12-0085-03

地下商业建筑内部封闭性相对较好，发生火灾事故后高温烟气无法在短时间内彻底排除，且地下商业建筑内部的安全出口在日常使用过程中大量出现杂物堵塞或擅自关闭等现象，稍有不慎即可引发群死群伤事故。此外，地下商业建筑内部配套设置的消防灭火系统、火灾报警系统以及应急照明疏散指示系统由于普遍缺乏定期维修管理，火灾事故发生过程中处于故障状态的各类固定消防设施无法及时启动，往往会错失对初起火灾实施有效抑制的最佳时机。

1 地下商业建筑主要火灾危险特性

1.1  人员疏散难度大

通常情况下，正常营业期间的地下商业建筑内部的实际人数普遍超过建筑预期容纳人数的上限，此时建筑内部一旦发生火灾事故，被困人员在疏散过程中必将受到地下商业建筑内部纵深及空间结构的制约，由于建筑内部能够直接通往地面的安全出口数量相对较少，导致可供被困人员紧急疏散使用的路线相对较为单一，且由于不完全燃烧现象产生的高温烟气导致起火建筑内部可视度严重下降，主要依赖供电设备供给的应急照明和疏散指示系统在火灾情况下极易出现各类故障问题，导致被困人员发生踩踏、窒息、剐蹭等恶性事故的概率随之增加，人员安全疏散难度加大，被困人员的自身安全受到了极大的威胁。

1.2  烟气浓度高、烟气无法有效排除

地下商业建筑内部由于缺乏可供排烟通风使用的自然外窗，发生火灾后产生的大量高温烟气只能通过建筑内部的机械排烟口予以排出，实际排烟速率相对较慢，随着火灾的持续发展以及空间内部氧气含量的不断下降，建筑内部由于不完全燃烧产生大量的有毒烟气受浮力作用在建筑顶棚内部储烟仓中快速流动，并最终形成环形空间，导致建筑内部氧气含量显著降低。由于地下商业建筑内部发生火灾事故后，人员疏散路线和烟气流通路线基本相同，都是由起火区域向地面实施转移，必将对被困人员的安全疏散以及灭火救援行动的正常开展产生极大的影响。一旦无法有效保障高温有毒烟气的及时处理，短时间即可导致被困人员出现四肢无力、呼吸困难甚至窒息死亡，最终引发群死群伤事故[1]。

1.3  电气设备荷载高、火势蔓延速度快

地下商业建筑内部出于凸显产品风格、有效吸引顾客注意力的目的，装修过程中普遍存在违规使用易燃可燃材料的现象。由于易燃可燃材料遇高温后短时间内即可引发明火，并伴随有大量高温烟气产生，必然导致建筑内部各类消防安全风险隐患问题的显著增加。此外，鲜明的装修风格通常需要加装大功率的照明设备予以烘托，使得整个地下商业建筑内部的实际用电荷载远远超过电路设计的临界峰值。由于常用的临时电气产品普遍存在故障率高、耐火等级较低等实际问题，建筑内部营业过程中经常由于电流过载现象最终导致各类电器火灾的发生概率显著增加。由于地下商业建筑发生火灾事故后，建筑通道中的冷热气流和燃烧烟雾会随着扩散方向快速传播，火势较大时甚至出现“跳跃型”火点现象，不同程度上加大了地下建筑火灾的实际处置难度[2]。

1.4  能见度低、火灾处置难度大

由于地下商业建筑内部纵深距离相对较长且空间结构较为封闭，建筑内部一旦发生火灾事故后，消防救援人员进入现场后很难判别方向，必须借助热成像仪等辅助装备才能完成对起火部位的及时确认。由于建筑内部的信号屏蔽作用通常对消防救援人员配发的各类通讯设备造成不同程度的信号干扰，现场作战指令无法第一时间得到及时传达，内攻作业人员无法及时获取现场指挥部传递的相关信息，经常导致现场处置工作的短期停顿。此外，地下建筑内部受建筑结构特点的实际影响，处置过程中经常伴随爆炸、轰燃、顶棚垮塌等紧急情况的出现，现场作业人员很难在短时间内完成紧急撤离，同样增大了现场灾情处置的实际难度。

2 改善地下商业建筑消防安全环境的具体措施

为了有效改善地下商业建筑内部的整体消防安全环境，需要对建筑内部的防火平面布局、被困人员疏散方式以及装修材料的合理选用等重点环节实施逐一整改。

2.1  地下商业建筑防火监督规划的整体需求

地下商业建筑的防火监督规划工作应与建筑周边的毗邻设施有机结合，防止火灾事故发生后蔓延至周边建筑物内部，最终导致灾情的无序扩大。地下商业建筑的营业场所只能设置在地下建筑的一层和二层，且经营过程中严禁使用火灾危险性为甲、乙类的物品。已经设置了自动喷水灭火系统和自动火灾报警系统且装修材料均达到不燃或難燃等级时，地下商业建筑内部的各个防火分区面积不应超过2000m2。我国现行建筑规范规定地下商业建筑内部每个防火分区的安全出口不应少于2个，当建筑内部出现防火分区之间“借用”安全出口的现象时，只能应用于防火分区相邻布置的情况，此外该防火分区还应当至少设置1个可以直通室外的安全出口。地下商业建筑内部需要设置防烟楼梯间的，只有当建筑物室内外高度差不大于10m或只有地下两层时可以使用封闭楼梯间[3]。

2.2  大型地下商业建筑内部防火分隔设施的实际设置

当地下商业建筑面积大于20000m2时通常需要通过设置防火墙将其分隔成多个独立的区域。防火墙上不能存在任何形式的门、窗、洞口，下沉式广场、防火隔间、避难走道、防烟楼梯间等区域通常采用耐火极限不低于2h的楼板进行分区，且下沉式广场的室外开敞空间只能用于人员疏散，不得用于其他商业用途。建筑内部不同区域通向下沉式广场的水平距离不得小于13m，建筑内部可以直通地面的室外疏散楼梯宽度不应小于2.0m。避难通道内部需要预先安装机械防烟系统、室内消火栓、应急照明和疏散指示系统等必要设备，且通道两侧需要设置耐火极限不低于3h的防火隔墙，通道内部的楼板耐火极限不应低于1.5h，直通室外的安全出口要设置在不同方向且数量不得少于2个，切实保障火灾事故发生后建筑内部被困人员能够快速转移至地面安全区域。

2.3  地下商业建筑装修材料的合理选用

地下商业建筑中存在较多的可燃物，这些可燃物多数都是使用在装修材料、装饰物和移动家具中。火灾时的烟气中含有多种有毒有害成分，对人体的伤害极大、致死率极高，高温烟气也会对人体造成很大危害。

除了供儿童和老人专用的各类经营场所不能设置在地下建筑内部之外，电影院、歌舞厅、录像厅、夜总会、卡拉OK厅、游艺厅、桑拿浴室、网吧等歌舞娱乐场所可以设置在地下建筑内部一层。按照GB50222—2017《建筑内部装修设计防火规范》要求，地下商业建筑内部设置有歌舞娱乐功能的场所，装修过程中除地面和建筑隔断可以适量采用难燃材料之外，顶棚和墙面必须采用不燃的A级装修材料，以上场所内部摆放的各类固定家具、装饰织物也必须强制采用难燃材料。为了切实保障娱乐场所内部人员在火灾事故发生后能够实现快速、安全的紧急疏散，建筑内部的疏散走道、避难通道、楼梯间和安全出口等相关区域的顶棚、墙面和地面必须强制采用A级装修材料。目前，岩棉、玻璃棉、纸面石膏板、橡塑材料、木挂板、胶合板、墙布等A级装修材料已经在我国得到了较为广泛的使用。

3 地下商业建筑的防烟设计要点

3.1  地下商业建筑防烟分区的划定

防烟分区是对防火分区的进一步细化，该区域在火灾发生后能够有效控制火灾产生的烟气流动。防烟分区的面积要考虑到建筑物的整体高度、建筑结构类型等相关情况，当防烟分区实际划定区域面积相对较大时，烟气在水平扩散过程中会吸入大量的冷空气导致有毒物质的快速沉降，不利于高温有毒烟气的及时排出，当防烟分区实际划定区域面积相对较小时，又会使空间内部实际储烟能力显著下降，烟气往往过早沉降并很快蔓延至起火区域的毗邻建筑[4]。通常情况下， 防烟分区主要设置在需要采取防排烟措施的过道、房间中，通过采用隔墙、挡烟垂壁等分隔方式形成储烟仓并将烟气控制在有限空间内。由于地下商业建筑发生火灾后产生的烟气层主要集中在建筑物顶部储烟仓内，因此，合理的防烟分区规划需要综合考虑地下商业建筑内部的建筑结构形式、建筑储烟仓高度等相关因素对烟气蔓延的实际影响。当地下商业建筑内部空间的净空高度不大于3m时，其防烟分区面积不应超过500m2；当空间高度处于3～6m之间时，其防烟分区面积不应超过1000m2；当空间高度大于6m时，其防烟分区面积不应超过2000m2。对于走道宽度不大于2.5m的地下商业建筑，其防烟分区的长边长度不应超过60m。当地下商业建筑内部空间的净空高度大于9m时，各防烟分区之间可以不设置挡烟设施。

3.2  地下商业建筑防烟设施的实际配备

地下商业建筑内部防烟设施通常可以划分为自然通风和机械加压送风两种方式，通过这两种方式防止火灾事故产生的高温烟气在建筑内部相对较为封闭空间的大量积聚。由于地下商业建筑无法满足自然通风的相关要求，因此通常采用机械加压送风系统保障防烟工作的有效开展。根据我国建筑规范的相关要求，地下商业建筑内部设置的疏散走道、防烟楼梯间、疏散前室等相关区域通常都需要设置机械加压送风系统。

机械加压送风方式主要通过送风机所产生的压力差对烟气流动方向实施有效控制，送风过程中必须保持足够的正压以防止高温烟气对被困人员造成不必要的伤害。常用的机械加压送风系统主要包括加压送风机、加压送风管道、加压送风口等相关设备。当防烟楼梯间实施加压送风作业而前室保持静态作业时，楼梯间与前室的隔墙上还需要加装余压阀。目前，我国地下建筑内部常用的加压送风机普遍采用中、低压离心风机、混流风机或轴流风机。加压送风管道则需要采用不燃材料制作。加压送风口通常可以分为常开式、常闭式和自垂百叶式三种类型。其中常开式加压送风口即普通的固定叶片式百叶风口；常闭式加压送风口则采用手动或电动开启方式，常用于建筑内部的前室或合用前室区域；自垂百叶式加压送风口能够借助百叶自身的重力效果保证装置在使用过程中的自行启闭，该类装置通常设置于防烟楼梯间。为有效保障疏散通道内部被困群众不会受到高温有毒烟气的侵袭，保证被困人员能够有效利用疏散通道实施安全逃生，建筑防烟设施加压送风过程中的风压需要在防烟楼梯间、前室、走道、房间等相关区域依次形成递减模式，以免造成风压差值过大最终导致疏散门直接开启难度增大对被困群众的安全疏散速度造成不必要的影响。

3.3  地下商业建筑防烟系统联动控制装置

加压送风机是机械防烟系统的关键部件，为了有效保障该装置在火灾发生过程中能够及时启动，通常需要预先设定多种启动方式。通常情况下，防烟系统除了能够正常接收火灾自动报警系统联动启动信号外，还必须满足远程手动启动的实际要求，避免由于火灾自动报警系统故障对防烟系统正常使用的直接影响。由于防排烟系统的可靠运行将对建筑内部被困人员的安全疏散构成直接影响，因此，火灾事故发生后，单位內部安全管理人员应当按照火灾自动报警系统联动设计的相关要求，依次打开起火层及起火区域相邻上下层的正压送风口。在有效排除建筑内部高温烟气的同时，有效保障被困群众的安全疏散。同时，为了避免系统在使用过程中出现超压现象，机械加压送风系统还需要预先加装压力测量阀门，该阀门在排烟装置实际工作过程中不仅可以作为系统运行的信息控制装置，同时还可以作为启动余压阀的动作信号并在系统内部发生超压现象后及时进行系统内部的气压调节，避免由于风压过高导致安全门无法正常开启，从而对被困人员的安全疏散造成不必要的阻碍。当地下商业建筑防火分区内部预先安装的火灾探测器成功检测到火灾信号，并把此信号及时输送至火灾报警控制器（联动型）或火灾联动控制器，控制器接收到送风口动作信号后会迅速向相应送风口的消防联动模块发送开启加压送风口的工作信号，及时开启探测器对应的防火分区内前室和共用前室的常闭加压送风口，此时，建筑内部的消防控制中心会同步向安装在加压送风机附近的火灾报警联动模块发出相应指令，及时启动防火分区楼梯间内部的所有加压送风装置。除了利用火灾报警信号联动开启防烟系统的方式之外，通常情况下，建筑内部安全管理人员还可以在消防控制室内利用联动模块直接对防烟系统进行有效控制，最大限度保障系统对建筑内部高温烟气的及时排放。

4 結语

综上所述，随着地下商业建筑规模的不断发展壮大，在充分考虑建筑自身商业用途及建筑美感的同时，地下商业建筑内部火灾防控能力的有效提升就显得尤为重要。通过对地下商业建筑内部普遍存在的各类火灾危险性进行逐一分析，结合防火设计要点对建筑内部针对性较强的各项防火措施进行逐一论证，并在此基础上对防烟分区的设置、机械加压送风系统的配备等防烟措施开展了系统性的考察，力争通过合理的改造方案及设施配置措施，最大限度减少地下商业建筑内部各类火灾事故的发生。

参考文献：

[1]李琰.地下商业街的建筑防排烟设计探讨[J].消防技术与产品信息，2014（6）：41-43.

[2]孙野.地下商业建筑防火设计的关键点[J].建材与装饰，2020（19）：102-103.

[3]高顺来.地下商业空间建筑防火设计要点[J].城市建筑，2020，17（20）：171-172.

[4]李琰.地下商业街的建筑防排烟设计探讨[J].消防技术与产品信息，2014（6）：41-43.

Research on fire safety design

of underground commercial buildings

Zhang Hui

（Shijiazhuang Municipal Fire and Rescue Brigade of Hebei， Hebei Shijiazhuang 050000）

Abstract：With the rapid increase of underground commercial buildings， various fire hazards have gradually attracted the attention of government departments at all levels in our country. In order to effectively reduce the occurrence of mass casualties and major property losses in the above areas， various fire hazards that generally exist in underground commercial buildings are explored one by one. Based on this， the relevant parameters of fire safety renovation work in underground commercial buildings are analyzed in detail. The actual fire risk in underground commercial buildings is effectively reduced by reasonable improvement measures， and the healthy development of our country's building fire protection industry is further promoted.

Keywords：underground commercial building; building fire prevention; building smoke prevention design; fire hazard