城市地下公共空間建筑防火設(shè)計(jì)對(duì)策

劉光太

（江蘇省消防救援總隊(duì)無錫市消防救援支隊(duì)，江蘇 無錫 214200）

1 引言

在探討城市地下公共空間的消防安全問題時(shí)，可以借鑒國外的先進(jìn)消防設(shè)計(jì)方案和技術(shù)，再結(jié)合我國的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)和改進(jìn)我國地下空間的消防設(shè)施，利用現(xiàn)代化手段，保證地下空間的消防安全。國內(nèi)學(xué)者從我國的自然條件、現(xiàn)有技術(shù)以及國家政策法規(guī)出發(fā)，提出了各種防火設(shè)計(jì)對(duì)策，雖然一部分對(duì)策還集中于宏觀層面，微觀操作層面的結(jié)論相對(duì)比較少。本文從實(shí)際工作出發(fā)，提出地下空間的防火安全策略，積極實(shí)現(xiàn)專家宏觀方案與實(shí)操微觀的有效整合，以此更好地提升整個(gè)城市地下公共空間建筑防火設(shè)計(jì)的質(zhì)量及水準(zhǔn)[1]。

2 城市地下公共空間的特點(diǎn)

隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市地下空間也開始朝著多元化的方向發(fā)展。鑒于地下空間的自然弊端，如天然光線不足，空氣流通性差，容易造成空間污染，部分地區(qū)還有空氣濕度大，空間內(nèi)滲漏水的風(fēng)險(xiǎn)高等不利因素，為了保障城市地下公共空間的使用性和安全性，設(shè)計(jì)人員以及管理層不得不使用大量的電器設(shè)備來保障地下空間的安全運(yùn)行。也正是因?yàn)榇罅侩娖鞯氖褂?，以及大量的人員活動(dòng)或者生活給地下空間的消防安全帶來了不小的挑戰(zhàn)。但是地下空間建筑有著比地上空間更好的耐火性，如果發(fā)生不可抗力因素，地下空間也有著很好的抗震性。所以，根據(jù)實(shí)際情況研究設(shè)計(jì)出相應(yīng)的地下空間消防設(shè)計(jì)方案尤為重要。

3 地下空間發(fā)生火災(zāi)的原因

一般情況下，地下空間內(nèi)除了人為破壞導(dǎo)致的火災(zāi)，多數(shù)情況下發(fā)生火災(zāi)的原因有電路負(fù)荷火災(zāi)、電器設(shè)備火災(zāi)、明火火災(zāi)、引燃與自燃火災(zāi)等，其中，電氣火災(zāi)的占比較高[2]。

3.1 電路火災(zāi)

應(yīng)急管理部消防救援局公布了2021年1~10月份全國火災(zāi)形勢(shì)報(bào)告。數(shù)據(jù)顯示，從火災(zāi)種類來看，電氣火災(zāi)數(shù)量仍高居榜首，占比高達(dá)50.4%。近5年來的電氣火災(zāi)事故主要由電線短路、過負(fù)荷用電、接觸不良等幾種原因造成，占比分別為：電線短路約48%；接觸不良約15%；電氣設(shè)備老化約12%；電氣設(shè)備質(zhì)量差約11%；違規(guī)操作約8%；超負(fù)荷用電約6%[3]。其中，電線短路占比最大。很多地下空間在設(shè)計(jì)之初，功能單一，電力負(fù)荷設(shè)計(jì)偏低，只能符合當(dāng)時(shí)的情況使用。但隨著城市的發(fā)展，地下空間的功能也在朝著多元化的方向發(fā)展?？臻g內(nèi)人員增加，原有的電力負(fù)荷無法勝任新時(shí)期的電力需求。由于冬季溫度較低，需要大量使用電熱設(shè)備輔助取暖，并且空氣干燥，極易引起火災(zāi)，這就導(dǎo)致了約有50%的火災(zāi)事故發(fā)生在冬季取暖的時(shí)間段。在地下空間內(nèi)，超負(fù)荷用電，不規(guī)范用電，是導(dǎo)致電路火災(zāi)罪魁禍?zhǔn)住?/p>

3.2 電器設(shè)備火災(zāi)

地下空間由于缺乏自然光照明和自然通風(fēng)等條件，并且屬于密封狀態(tài)，在火災(zāi)發(fā)生的過程中煙氣很難排出，空間內(nèi)部的毒氣會(huì)迅速蔓延，給火災(zāi)救援者的撲救工作帶來非常大的困難。據(jù)國家能源局2021年公布的數(shù)據(jù)，從電器火災(zāi)的占比看，全年因違反電器安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災(zāi)共8.5萬起，占總數(shù)的33.6%，因目前還有1萬起火災(zāi)原因尚未查明，預(yù)計(jì)后續(xù)該比重還將提高；其中，因電氣引發(fā)的較大火災(zāi)36起，占總數(shù)的55.4%[4]。

國家應(yīng)急管理部消防救援局官網(wǎng)的《2020年全國火災(zāi)及接處警情況》資料顯示,從電氣火災(zāi)的分類看，因短路、過負(fù)荷、接觸不良等線路問題引發(fā)火災(zāi)的占總數(shù)的68.9%，因故障、使用不當(dāng)?shù)仍O(shè)備問題引發(fā)的占總數(shù)的26.2%，其他電氣原因引發(fā)的占4.9%。其中，電動(dòng)自行車引發(fā)的火災(zāi)不容忽視，特別是36起電氣引發(fā)的較大火災(zāi)中，有11起已查明系電動(dòng)自行車引起，占總數(shù)的30.6%[5]。因此，在地下公共空間，需要大量使用通風(fēng)（見圖1）和照明（見圖2）的電器設(shè)備。

但是，如果電器設(shè)備過多，超出預(yù)設(shè)用電負(fù)荷，加之工作人員操作不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)出現(xiàn)電器火災(zāi)。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，電器設(shè)備導(dǎo)致的火災(zāi)中，最常見的就是電熱器具，音影器具或照明器具，這些設(shè)備都有連續(xù)工作時(shí)間長、高溫的特點(diǎn)，短路風(fēng)險(xiǎn)較高，易引發(fā)電器短路起火，從而引燃周圍的可燃物，導(dǎo)致火災(zāi)。對(duì)于地下空間的配電箱，如果所接入的電器設(shè)備過多，保護(hù)措施不足，或者是因?yàn)樽陨斫佑|不良導(dǎo)致超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，電線自身很容易出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，線路過熱燃燒，也是導(dǎo)致大范圍火災(zāi)的重要因素。

3.3 明火火災(zāi)

根據(jù)應(yīng)急管理部消防救援局發(fā)布的2021年全國消防救援隊(duì)伍接處警與火災(zāi)情況，除電器外，其他原因?qū)е禄馂?zāi)的比例為：用火不慎22.6%、遺留火種13.7%、吸煙10.9%、自燃9.9%、生產(chǎn)作業(yè)2.7%、玩火1%、放火0.6%、原因不明及其他10.2%。其中，違規(guī)動(dòng)火施工、焊接焊割等生產(chǎn)作業(yè)火災(zāi)僅占總數(shù)的2.7%，但造成的亡人卻占總數(shù)的6.3%，引發(fā)的較大火災(zāi)占總數(shù)的10.7%[6]。部分城市的地下公共空間是地下商業(yè)街。有隨處可見的餐飲店。餐飲店中存在廚房明火和大功率的電熱設(shè)備，如炭火、煤氣灶、電熱爐等。大量的明火設(shè)備和電熱設(shè)備混合使用也增加了起火隱患。另外，人為用火不當(dāng)，電熱設(shè)備保養(yǎng)不當(dāng)，人員安全意識(shí)薄弱等因素，同樣是引發(fā)的地下空間失火重要因素。

3.4 引燃與自燃引發(fā)火災(zāi)

部分地下空間作為倉庫使用，大型倉庫中各種物資集中堆放現(xiàn)象比較常見，如日用百貨、紡織化纖制品、橡膠制品、塑料制品等。堆放的物資數(shù)量多，密度大，可燃物種類多，火災(zāi)危險(xiǎn)性大。尤其是紙質(zhì)品，化學(xué)品，紡織品，自燃隱患最高。同時(shí)吸煙導(dǎo)致的引燃火災(zāi)在這些存放品中也是重要隱患，雖然我國極力控?zé)煟瑐}儲(chǔ)重地更是禁煙，但是因吸煙引發(fā)的火災(zāi)事故仍然存在。新華社于2021年5月31日從公安部消防局獲悉，近5年，全國共有1 624名18歲以下的未成年人在火災(zāi)中遇難，占火災(zāi)死亡人數(shù)的18.6%；同時(shí)，2.7萬起火災(zāi)事故起因于兒童玩火，直接導(dǎo)致264人死亡。孩子，已成為火災(zāi)事故的高危人群。消防部門研究表明，5~12歲、認(rèn)知能力差、缺乏消防安全意識(shí)的學(xué)齡期兒童是引導(dǎo)教育的重點(diǎn)[7]。

4 地下公共空間的防火對(duì)策

我國的很多城市在進(jìn)行地下公共空間的利用時(shí)，尤其是在其地下公共空間的防火安全性規(guī)范方面依然是處于弱勢(shì)地位，需要總結(jié)其他國家的成功經(jīng)驗(yàn)，還要結(jié)合我國地下公共空間開發(fā)過程中的實(shí)際問題采取以下措施[8]。

4.1 做好合理規(guī)劃

地下公共空間的防火設(shè)計(jì)要求相對(duì)復(fù)雜，且難度偏高，涉及諸多的主客觀因素。為了盡量避免出現(xiàn)遺漏，設(shè)計(jì)人員需要做好前期的調(diào)控工作，注重合理規(guī)劃以及理性分析。相較于常規(guī)建筑，地下空間缺少外墻面和門窗，其出入口相對(duì)較少（往往出入口設(shè)置在1樓），因此，與其他的建筑物之間缺乏一定的關(guān)聯(lián)。但是城市地下公共空間的規(guī)劃建設(shè)需要考慮更多方面的因素：首先，地下公共空間建造時(shí)，應(yīng)考慮自身的位置、消防車道與消防設(shè)備的配置因素、人群的疏散口設(shè)置、防火間距的設(shè)置以及消防水源的位置等，因此，在建筑建設(shè)之前需要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與規(guī)劃。

地下公共空間的出入口設(shè)計(jì)也要基于科學(xué)合理的基礎(chǔ)，尤其是其出入口位置要充分考慮其一些外在因素。例如，出入口的設(shè)置要有足夠的場地和資源，一旦發(fā)生火災(zāi)之類的災(zāi)害事故，可以滿足快速疏散人群的需要，還需要為消防車預(yù)留停車的位置以及救治人員的時(shí)間。因此，在地下出口的位置需要留有足夠的場地。地下公共空間的出入口設(shè)置要盡可能地留多，盡量避免與其他的地面建筑共用出入口。

4.2 做好防火分區(qū)

防火分區(qū)的設(shè)置是地下公共空間在其設(shè)計(jì)過程中必須考慮的問題。針對(duì)地下公共空間的各個(gè)分隔構(gòu)件，需要使用耐火性能好的構(gòu)件，這樣可以有效防止火災(zāi)向其他的建筑物或者是地下空間的其他部分蔓延，將火災(zāi)有效控制在一定區(qū)域內(nèi)，也可以盡快對(duì)火勢(shì)進(jìn)行控制，延緩火災(zāi)的擴(kuò)散，也可以在火災(zāi)發(fā)生時(shí)盡快進(jìn)行地下空間人員的疏散，為消防人員的及時(shí)撲救提供有利條件。設(shè)置防火分區(qū)時(shí)，需要設(shè)有相應(yīng)的電器設(shè)備，如火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以及自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)，這些都是地下公共空間建造過程中必不可少的部分，在其安裝過程中，需要采用不燃燒的隔熱材料或難以燃燒的隔熱材料進(jìn)行裝修。

地下公共空間內(nèi)部需要配置防火墻、防火門或防火卷簾等對(duì)防火分區(qū)進(jìn)行分隔。我國相關(guān)部門對(duì)防火墻的設(shè)置要求是其耐火極限應(yīng)≥4 h，最好采用240 mm厚的硅酸鹽磚砌筑，混凝土和鋼筋混凝土實(shí)心墻的耐火極限要達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（5.5 h），也是我國各大城市地下空間防火墻的耐火極限要求。防火門和防火卷簾需要設(shè)置在人流量少，通行方便的地方。

4.3 保障疏散設(shè)施

城市地下公共空間一旦發(fā)生火災(zāi)，首先需要阻止火勢(shì)的進(jìn)一步蔓延，一旦火勢(shì)蔓延開來，需要迅速將其控制在一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)，但此時(shí)地下公共空間內(nèi)部的煙霧還是會(huì)繼續(xù)蔓延，這時(shí)工作人員需要迅速組織相關(guān)人員進(jìn)行快速有序的撤離，減少人員傷亡。為了更好地應(yīng)對(duì)這一問題，需要在地下公共空間設(shè)計(jì)時(shí)全面考慮安全疏散問題，配備各種保障疏散設(shè)施，如應(yīng)急照明設(shè)施、出口指引設(shè)施，并且必須準(zhǔn)確無誤。日常工作中對(duì)相關(guān)工作人員做好消防培訓(xùn)管理工作。當(dāng)前，我國的各個(gè)部門針對(duì)地下公共空間的相關(guān)演習(xí)數(shù)據(jù)顯示，最佳的火災(zāi)安全疏散時(shí)間應(yīng)控制在1.5 min以內(nèi)。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，城市公共空間的防火分區(qū)必須設(shè)置多個(gè)安全出口，安全出口除了要安裝疏散類的電梯，還必須設(shè)有樓梯，另外，在城市公共地下空間的兩側(cè)，需要設(shè)置明顯的能夠看見地上空間的出口，其樓梯之間的寬度應(yīng)≥1.5 m。

5 結(jié)語

對(duì)地下公共空間進(jìn)行安全防火設(shè)計(jì)具有重要的意義，尤其是安全防火設(shè)施的設(shè)置更是直接關(guān)系到整個(gè)地下空間的防火防災(zāi)能力，并且直接關(guān)乎整個(gè)公共空間的安全性以及公眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了在城市發(fā)展中，更好、更合理地利用地下空間，消防設(shè)施的設(shè)計(jì)和建造必須綜合分析多種影響要素，立足現(xiàn)有的實(shí)踐基礎(chǔ)，不斷總結(jié)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，通過消防設(shè)計(jì)、設(shè)施保障、科學(xué)管理、消防演習(xí)等手段保障地下公共空間的安全使用。