地下建筑防火安全设计要点浅探
2011/5/24/11:13来源：湖北安全网作者：王铭珍
    地下建筑一般指建造在岩石和土层中的比附近地面标高要低2m以上的建筑，它包括附建式和单建式两类。附建的地下建筑多建在高层、多层建筑的地下，其层数有1～3层，乃至更多。地下建筑用途繁多，如地下商场、医院、旅馆、餐厅、展览厅、电影院、游艺场、礼堂、舞厅以及印刷车间、机械加工车间、木器加工车间、机器修配车间、仪器加工车间、粮食库、冷藏库、书库、油库、汽车库等。

    近年来，各类地下建筑越来越多，功能越来越复杂，其火灾危险性也越来越大。在同样品种同等数量的可燃物燃烧时，地下建筑火灾要比地面建筑火灾扑救困难多，耗时也长。在我国地下建筑火灾中持续延烧时间最长的为41天。这场火灾发生在1984年9月28日，地点是山西的一家地下仓库，由于仓库面积大，储藏可燃物质多，火场燃烧温度高、烟雾浓、毒气大，救援人员根本无法深入地下救火，同时也无扑救此类火灾的专用灭火设备。这次火灾共邀请了28家单位540名专家研究灭火方案，救火过程中造成4名救火人员死亡，80多人受伤。在我国地下建筑火灾中，死伤人数最多的是发生在2000年12月25日河南省洛阳市东都商厦火灾。东都商厦地上4层，地下2层。地下2层为家具商场。25日晚上，商厦在地下一层进行电焊作业时，电焊熔渣掉在地下2层的沙发上，继而引起火灾。烈火浓烟很快扩散到地下1层和地上各层。当时，地上4层的夜总会，正有400人在莺歌燕舞，不料被烟雾毒气封闭了下楼的通道，一时疏散不力，造成309人死亡，7人受伤。由此可见，地下建筑一旦发生火灾，极易造成群死群伤及重大财产损失的严重后果。
    地下建筑火灾隐患现状

    目前，在我国地下建筑中，存在火灾隐患较多的部门是地下超市，其规模较大，可燃烧货物多，火灾荷载高。地下商场以经营服装、鞋帽、小百货为主，商品大部分是化纤、皮革、橡胶等可燃物品，具有燃烧速度快、发烟量大、燃烧产生烟气毒性大等特点。地下超市以批发为主，建设时多未考虑库房问题，经营往往是前柜后库，甚至以店代库，走道上都堆满了商品。有的地下商场节假日购物高峰时购物人群密集，人员密度指标远远超过GB50098-98《人民防空工程设计防火规范》有关地下一层人员密度指标为0.85人/m2、地下二层人员密度指标为0.80人/m2的规定。在这种情况下一旦发生火灾事故，将会造成人员无法快速疏散，无法逃生的严重后果。

    在一些城市的住宅楼地下室中存在火灾隐患，主要表现在社区物业将地下室用木板隔成许多个“小木屋”，租给外地进城人员居住。外地进城人员在地下室居住、做饭烧水，用火用电，而且没有采取消防安全措施，十分危险。然而有一些城市的住宅楼地下室，原本设计是供居民存放自行车的，可是物业部门将其出租给工商企业当仓库，用来存放可燃物品，殊不知那地下室有配电室、煤气站、消防泵房、排烟机房、电梯竖井等。一旦仓库失火，势必会殃及全楼居民。

    地下建筑火灾特点

    1.空间封闭，着火后烟气容易聚积地下建筑出入口少，密闭性高，通风条件差，一旦发生火灾，可燃物产生大量的烟雾，从起火部位以1m/s的速度向四处扩散，并呈现聚积不散的状态。地下建筑由于无窗，发生火灾时不能像地面建筑那样有80%的烟可由破碎的窗户扩散到大气中去，而是聚集在建筑物中。

因为通风不足，可燃物的燃烧不充分，产生各种有毒的分解物。在地下建筑中一个15m2的房间，其火灾荷载约25kg/m2(折合木材)，温度在300℃时燃烧发烟量可达130万m3。以建筑净高3.5m计算，15m2房间发生火灾时，产生的烟量可使37万m2的地下建筑全被烟充满。
    火灾产生的烟气都含有毒气体，如甲醛、乙醛、丙烯醛、氰化氢等，如果人们长时间暴露于烟气之中，是可以致死的。在某些情况下，即使暴露的时间很短暂也会导致死亡。

    2.地下建筑火灾火场温度高

    实验表明，可燃物在燃烧时所产生的温度，同所处建筑物环境以及建筑窗孔洞的开口尺寸是不同的，着火房间内温度低则达500℃～600℃，高则达800℃～1000℃，甚至更高些。对地下建筑来说，因为处于封闭状态，空气流通不畅，出入口少，发生火灾时生成热量积聚，温度升高较快，着火房间的温度可高达800℃～900℃，甚至1000℃以上。这种高温不仅可以使人的心脏跳动加快，产生判断上的错误，还可以灼伤人的气管和肺部等，破坏毛细管，使人的血液不能正常循环，因而造成死亡。人们对高温的忍耐力是有限的，在65℃时，可短时忍受；在120℃时，15min内就将产生不可恢复的损伤；在140℃时约为5min，在170℃时约为1min。

    3.泄爆能力差

    由于地下建筑基本上是封闭体，易燃易爆的物品发生爆炸时，泄爆的能力差。黑龙江省鸡西市的一个地下人防工程，曾因汽油引起连续爆炸；湖北省武汉市一座办公楼的地下室内因充满汽油蒸气与空气的混合物而发生爆炸，这些都使建筑物结构受到严重破坏。

    4.疏散困难

    由于地下建筑无窗，只能从安全出口疏散逃生；由于地下建筑全部采用人工照明，无法利用自然采光疏散；再加上烟气的扩散，严重阻碍了人员的疏散。人流的速度远小于烟气流动的速度。人水平疏散的速度，正常条件下为1.0～1.2m/s，烟水平流动的速度为0.5～1.5m/s；人上楼梯的速度最快为0.6m/s，而烟向上流动的速度为水平方向流速的3～5倍。烟气蔓延方向与人员疏散方向一致，烟气中的一氧化碳等有毒气体及高温烟气直接威胁人身的安全。

    5.扑救困难

    地下建筑火灾扑救难度比较大，主要表现在3方面。一是进入火场困难，因为烟气的流动方向、人流的疏散方向与消防员进入火场的方向相反。二是火场上的浓烟和高温影响灭火，火场上缺氧和毒气，可使参与救援的人员窒息、中毒。同时地下建筑火灾物质燃烧时，要消耗大量的氧，着火房间中氧气的最低浓度可降至3%，没有保护装置的救援人员，进入这种环境，短时间即可致死。三是地下建筑内火场通信联络和火场侦查、火场照明都较地上困难。

    地下建筑防火措施严格把好防火设计关，从消防安全管理上采取切实有效的措施，是确保地下建筑安全的一项根本措施。

    1.一般要求

    （1）地下建筑用于经营商业或公共娱乐行业者，不宜设置在地下三层及三层以下，且不应经营和储存火灾危险性为甲、乙类储存物品属性的商品。

    （2）地下建筑可燃物存放量平均值超过30kg/m2火灾荷载的房间，应采用耐火极限不低于2h的墙和楼板与其他部位隔开。隔墙上的门应采用常闭的甲级防火门。

    （3）地下建筑的内装修材料应全部采用非燃烧材料。

    （4）地下建筑内严禁存放液化石油气钢瓶，并不得使用液化石油气或闪点小于60℃的液体做燃料。

    2.防火、防烟分区为了防止火灾的扩大和蔓延，使火灾控制在一定的范围内，减少火灾造成的人员和财产损失，地下建筑必须严格划分防火及防烟分区。

    （1）地下建筑划分防火分区，应比地面建筑要求严些，并根据使用性质不同加以区别对待。对于商店、医院、餐厅等，每个防火分区的最大允许使用面积不许超过400m2；对于电影院、礼堂、体育馆、展览厅、舞厅、电子游艺场等，每个防火分区最大允许使用面积不许超过1000m2。但商店医院、餐厅设有自动喷水灭火设备时防火分区面积可适当放宽，但不能超过一倍。

    （2）当地下建筑内设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统，且建筑内部装修符合GB50222-95《建筑内部装修设计防火规范》的规定时，每个防火分区的最大允许建筑面积可增加到2000m2。当地下建筑总建筑面积大于2000m2时，应采用防火墙分隔，且防火墙上不应开设门窗洞口。

    （3）需设置排烟设施的地下建筑应划分防烟分区，每个防烟分区的建筑面积不应大于500m2，防烟分区不得跨越防火分区。

    3.安全疏散

    安全出口的数量。除使用面积不超过50m2的地下建筑，且经常停留的人数不超过10人时，可设一个直通地上的安全出口外，每个防火分区的安全出口数量不应少于2个；当有2个或2个以上防火分区时，相邻防火分区之间的防火墙上的门可作为第二安全出口，但要求每个防火分区必须设置一个直通室外的安全出口。

    安全疏散距离。房间内最远点至该房间门的距离不应大于15m；房间门至最近安全出口或防火墙上防火门的最大距离不应大于40m，位于袋形走道或尽端的房间时不应大于20m疏散宽度。地下建筑安全出口疏散总宽度应按容纳总人数乘以疏散宽度指标计算确定。当室内外高差小于10时，其疏散宽度指标为0.75m/100人；当室内外高差大于10m时，其疏散宽度指标为1.00m/100人；每个安全出口平均疏散人数不应大于250人。

    疏散楼梯。地下建筑发生火灾时只能通过疏散楼梯垂直向上疏散。因此，建筑当地下或室内外高差大于10m时，应设置防烟楼梯间；当室内外高差小于10m时，应设置封闭楼梯间。疏散楼梯不宜采用螺旋楼梯和扇形踏步。

    疏散指示灯及事故照明设备。为了避免发生火灾后，因切断电源而陷入一片黑暗，地下建筑内必须设有疏散指示灯及事故照明灯。各疏散指示灯的间距不宜大于15m，最低照度不应低于51lux。

    4.防、排烟

    地下建筑发生火灾时，产生大量的烟气和热量，如不能及时排除，就不能保证人员的安全撤离和消防人员扑救工作的进行，故需设置防、排烟设施，将烟气和热量及时排除。

    5.火灾自动报警系统

    为了对地下建筑火灾能做到早期发现，早期报警，及时扑救，减少人员伤亡和财产损失，建筑面积大于500m2的地下建筑应设置火灾自动报警设施。

    6.自动灭火装置

    地下建筑发生火灾，主要依靠自动消防设施进行自救，目前地下建筑普遍装置有消火栓。建筑面积大于500m的地下建筑应设自动喷水灭火系统。