地上地下避難空間性能化防火對(duì)比分析

許祿權(quán)

摘要：文章分析了地下結(jié)構(gòu)與高層火災(zāi)特點(diǎn)，闡述了避難空間的作用與類別，對(duì)比了避難空間防火設(shè)計(jì)規(guī)范，提出了不同避難空間防火設(shè)計(jì)的改進(jìn)策略，以便更好地進(jìn)行避難空間的防火設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：避難空間;防火;策略

《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中提到，避難走道指兩側(cè)設(shè)有實(shí)體防火墻和防煙裝置的通道，僅用于人員安全的進(jìn)出。避難走道的基本概念是根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的名詞——避難空間、避難層而產(chǎn)生的?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)避難層的定義是建筑物內(nèi)用于暫時(shí)躲避火災(zāi)和煙氣危害的樓層或房間。

避難走道或者避難層的主要作用就是，有火災(zāi)發(fā)生時(shí)供逃生人員進(jìn)行疏散或是臨時(shí)避難。但兩者在防火設(shè)計(jì)和使用中受建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用特點(diǎn)影響，是有區(qū)別的。

一、火災(zāi)危害特點(diǎn)

（一）地上工程

1.火勢(shì)蔓延途徑多

高層建筑豎向管井種類繁多，發(fā)生火災(zāi)時(shí)這些部位會(huì)成為火災(zāi)蔓延的主要途徑。

2.疏散困難

高層建筑豎向疏散路線長(zhǎng)、疏散時(shí)間長(zhǎng)。尤其是一部分高層建筑中有老人、病人、殘疾人及兒童，這些人行動(dòng)能力差，自救能力弱，并且在疏散過程，較容易發(fā)生踩踏事故，使得疏散更加困難。

3.火災(zāi)救援困難

受消防設(shè)施及器材條件限制，高層地上建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)撲救較為困難，常見問題有消防用水量與建筑所能提供的水量不匹配，建筑過高導(dǎo)致消防云梯的舉高能力不足等。

（二）地下工程

地下工程與地上建筑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)特點(diǎn)不同，其破壞性較大。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.高溫的危害

若發(fā)生火災(zāi)，由于地下工程的密封性能較好，出入口相對(duì)較少，房間內(nèi)的熱量不容易輸出，從而導(dǎo)致環(huán)境溫度非常高。發(fā)生火災(zāi)時(shí)房間的溫度可達(dá)到800～900℃，火源附近的溫度會(huì)更高，甚至可達(dá)到1000℃以上。混凝土在高溫的長(zhǎng)時(shí)間作用下受材料性能的影響，容易發(fā)生爆裂，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形、脆性破壞甚至倒塌，極易導(dǎo)致人員傷亡。

2.缺氧和中毒

地下工程通往外側(cè)的門窗洞口通常相對(duì)較少，通風(fēng)、排煙條件較差。因此，一旦發(fā)生火災(zāi)，大量煙霧不容易排出，滯留在室內(nèi)，易導(dǎo)致人員窒息或中毒死亡。

3.火災(zāi)蔓延快

煙氣在管道和樓梯等處的豎向擴(kuò)散速度是水平擴(kuò)散的3～5倍，若火勢(shì)得不到有效控制，火災(zāi)的蔓延速度會(huì)非?？?。此外，地下工程中的一些結(jié)構(gòu)、設(shè)備等由于與地面大氣直接相連，可能會(huì)成為火災(zāi)蔓延的主要路徑，包括管道、樓梯間、風(fēng)道等。

4.疏散困難

地下工程火災(zāi)具有能見度低、逃生困難等特點(diǎn)。地下工程照明、通風(fēng)條件差，火災(zāi)煙氣多，疏散時(shí)行走方向是由下至上垂直進(jìn)行，與地上建筑相反，上行過程比下行過程消耗的體力更多，這就會(huì)降低疏散速度。同時(shí)，因?yàn)橛上轮辽系氖枭⒙肪€與煙氣自然流動(dòng)、熱風(fēng)流動(dòng)的方向一致，故危險(xiǎn)性很高，人員疏散困難很大。

5.火災(zāi)救援困難

①由于地下工程建筑的特性，外部救援人員難以了解內(nèi)部火災(zāi)情況;②地下工程火災(zāi)煙氣蔓延速度很快，影響范圍廣，所以救援人員難以確定火源的真正位置;③救援隊(duì)伍的救援路線與內(nèi)部人員的疏散路線相反，路線沖突會(huì)影響救援速度;④在地下工程的火災(zāi)救援中，無法使用地面建筑消防的設(shè)備和工具，且與地上建筑火災(zāi)救援相比，救援人員需佩戴更多種類的防護(hù)救援器材，負(fù)重更大，救援困難。

對(duì)比地上高層建筑與地下工程的火災(zāi)特點(diǎn)，地下工程火災(zāi)危害性比地上高層更嚴(yán)重，因此在避難空間、通道的防火設(shè)計(jì)上要充分考慮兩者特點(diǎn)進(jìn)行性能化防火設(shè)計(jì)。

二、避難空間作用與類型

（一）避難空間作用

不管是避難層，還是避難通道，都是在臨時(shí)火災(zāi)危害中可以安全等待救援的一個(gè)避難空間，設(shè)置目的是在解決在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于疏散口數(shù)量少或是疏散距離過長(zhǎng)等導(dǎo)致的逃生困難問題?；馂?zāi)安全疏散體系一般分為兩種，一種是脫離性疏散，另一種是臨時(shí)性疏散。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員僅通過建筑物內(nèi)的走廊和緊急出口就能到安全區(qū)域的即為脫離性疏散;人員先轉(zhuǎn)移到避難空間，然后再轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域的為臨時(shí)性疏散。因此，就臨時(shí)性疏散而言，最重要的是疏散路線和避難空間。

（二）避難空間類型

1.地上建筑避難空間

對(duì)于建筑高度超過100m的公共超高層建筑，按照消防安全的相關(guān)要求，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)要有避難層。避難層根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)形式的不同主要分為以下幾種：①開放式避難層，即避難層的四周沒有任何的圍護(hù)，多數(shù)設(shè)置在平屋頂、建筑頂層;②半開放式避難層，該類避難層的四周設(shè)有防護(hù)墻，高度不低于1.2m，并在上部開設(shè)窗戶和固定的金屬百葉窗;③封閉式避難層，圍護(hù)構(gòu)件均采用耐火的防護(hù)墻，并設(shè)有獨(dú)立的空調(diào)以及防排煙系統(tǒng)。

2.地下工程避難空間

地下工程避難空間受地下工程主體面積、形狀、交通、防火防煙分區(qū)、疏散路徑等因素影響，主要分為四類：①獨(dú)立式，避難空間通常建在地下建筑主體外，與主體通過通道或較小的連接面進(jìn)行連接，可位于主體的上層、下層、外圍;②環(huán)廊式，避難空間呈環(huán)狀，使用空間充分，可以多向疏散，增加逃生機(jī)會(huì)，缺點(diǎn)是占建筑工程的面積大（如果地下建筑面積較小，可設(shè)在建筑的邊側(cè)位置，不占用建筑面積），其安全性不如獨(dú)立式;③貫穿式，避難空間貫穿建筑的結(jié)構(gòu)主體，使用空間分成多個(gè)部分，安全性更高;④分散式，避難空間通常與交通設(shè)施分散布置，人員進(jìn)入避難空間方便。

三、地上地下避難空間防火設(shè)計(jì)要求對(duì)比與策略

在避難空間的設(shè)計(jì)上，我國從避難時(shí)間、避難空間的面積、避難空間位置的確定、避難空間結(jié)構(gòu)的耐火隔熱要求、信息傳遞這幾個(gè)部分進(jìn)行規(guī)范化。但由于地上地下結(jié)構(gòu)、布置、火災(zāi)特點(diǎn)等的巨大差異，在規(guī)范上有一些不同。例如，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中強(qiáng)調(diào)了避難層出口的重要性，規(guī)定了避難層設(shè)置的高度以及避難層位置的選擇應(yīng)該滿足的要求，從滅火救援場(chǎng)地地面到第一個(gè)避難層（間）的樓地面之間的高度應(yīng)≤50m，兩個(gè)相鄰的避難層（間）之間的高度也應(yīng)≤50m。而《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定了不同位置處的避難走道通往地面出口的個(gè)數(shù)。

關(guān)于空間使用方面，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)于可同時(shí)用作設(shè)備房的避難空間，給出了避難層內(nèi)所放設(shè)備的禁止類型、設(shè)備管道安裝要求及管道與設(shè)備間的門的開口方向與要求。而《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》則是對(duì)避難空間的裝修材料及家具做出了要求，避難走道在沒有火源的條件下，對(duì)其裝修材料燃燒性能等級(jí)的要求為A級(jí)，內(nèi)部裝修和家具做到非燃化。

在空氣處理、照明方面，《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中表明，為了防止著火產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入避難空間，應(yīng)在避難空間設(shè)有單獨(dú)的空氣處理系統(tǒng)，以及向其他區(qū)域排風(fēng)的裝置。對(duì)防火要求的地下工程，對(duì)其避難空間的要求是在避難空間的入口處設(shè)有明顯的長(zhǎng)期標(biāo)志，并設(shè)有帶指示方向的熒光涂料或是照明標(biāo)識(shí)在建筑主要通道和疏散口之間的地面上，作為提醒?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定，必須要在從避難層（間）進(jìn)入樓梯間的入口、通向避難層（間）的疏散樓梯出口處設(shè)置有明顯的指示標(biāo)志，同時(shí)也規(guī)定在避難層應(yīng)設(shè)有可直接對(duì)外開啟的乙級(jí)防火外窗，或是有其他獨(dú)立的機(jī)械防煙措施。

此外，盡管兩者都對(duì)圍護(hù)構(gòu)件耐火極限、照明、信息傳遞、空氣處理等提出了要求，但基于地上地下火災(zāi)特點(diǎn)，仍能看到一些設(shè)計(jì)要求的不足，改進(jìn)措施如下：

對(duì)于高層建筑，尤其是50～100m的高層，應(yīng)擴(kuò)大避難空間設(shè)置范圍;要考慮本地區(qū)消防部門的火災(zāi)控制能力和建筑防火設(shè)計(jì)的承受能力，合理設(shè)置避難空間位置;避難層與設(shè)備層應(yīng)合理設(shè)計(jì)，很多火災(zāi)案例表明將避難層與設(shè)備層設(shè)置在一起是存在問題的。

對(duì)于地下工程避難空間，要更多地考慮疏散方式單一所引發(fā)的避難時(shí)間及構(gòu)件耐火極限、空氣處理等問題。從科學(xué)技術(shù)入手，改善空間內(nèi)的空氣、飲水、照明，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耐火極限。

四、結(jié)語

總之，對(duì)于地下工程與高層建筑而言避難空間的消防安全問題是一個(gè)至關(guān)重要的問題，直接影響著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此要做好避難空間的設(shè)計(jì)與使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50098-2009 人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2009.

[2]GB50016-2014（2018年版） 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2018.