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    地下建筑的防火设计探讨.pdf

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    地下建筑的防火设计探讨.pdf

    SSE}{i {0N III/ 文 On Fire Prevention Desiofl for UnderOround Structures 地下建筑的防火设计探讨 口陈振东一Chen Zhendong c德 [摘要J分析地下建筑火灾的特点,并从地下建筑防火、防烟分区,防、排烟及安全疏 散等方面简要介绍地下建筑的防火设计应考虑的要素,为同类建筑工程提供参考。 【关键词】地下建筑,火灾,防火设计;分区疏散安全 f文章编号】16727045201106009203 f中图分类号】TU94 3.9 f文献标识码】A AbstractThis pape r discusses on fi re prevention design for unde rground st ructu res by fi re compa rtment,Smoke control zone,smoke exhaust and safe evacuation,togethe r with cha racte ristics Of fi re accidents in underground structures. Keywordsunde rg round structu res;fi re accidents;fi re prevention design compartment;evacuation;safety 1地下建筑火灾特点 1.1地下建筑火灾燃烧的特点 地下建筑发生火灾时,其燃 烧状况在一定意义上是由外界的通 风所决定的。一方面,由于出入口 少,氧气供给不充分,发生不完全 燃烧,烟雾浓烈并逐步扩散,从出 入口向外排烟。另一方面,还要通 过这个出入口向地下建筑输送新鲜 空气,因而就会出现中性面。其位 置,在火灾初期时较高,以后逐步 降低。 地下建筑内部烟气流动状况复 杂,受地面风向、风速的影响而变 化,尤其是具有两个以上出入口的 地下建筑,一般来说,自然形成排 烟口与进风口。当开口较多时,火 灾的燃烧速度也比较快。 1.2地下建筑火灾疏散困难 首先,地下建筑由于受到条件 限制,出入口较少,疏散步行距离 较长,火灾时,人员疏散只能通过 出入口,云梯车之类消防救助工具 无法使用。 其次,火灾时,平时的出入 i 在没有排烟设备的情况下,将会成 为喷烟口。高温浓烟的扩散方向与 人员疏散的方向一致,人们无法逃 避高温浓烟的危害,而多层地下建 筑则危害更大。国内外研究证实, 烟的垂直上升速度为3m/s~4m/s, 水平扩散速度为O.5m/s~0.8m/s。 在地下建筑烟的扩散实验中证实, 当火源较大时,对于倾斜面的吊顶 来说,烟流速度可达3m/s。由此看 来,人员的疏散速度是无法胜过浓 烟的扩散速度的。 再次,火灾中地下建筑无自然采光,一旦停 电,在黑暗与毒性浓烟的作用下,无论是人员疏散 还是灭火行动都存在很大困难。国际上的研究结论 认为,只要人的视觉距离降到3m以下,逃离火灾现 场的概率微乎其微。 此外,地下建筑发生火灾时,会出现严重缺氧 现象,并产生大量的一氧化碳及其他有害气体,对 人体危害甚大。因此,地下建筑中发生火灾时造成 缺氧的情况比地上建筑火灾时严重得多。 1.3地下建筑火灾扑救困难 消防人员无法直接观察地下建筑中的起火部位 及燃烧情况,给现场组织指挥灭火行动造成困难。 灭火进攻路线少,必须经由出入口,而出入口又极 易成为“烟筒”,消防队员在高温浓烟情况下难以 接近着火点。 可用于地下建筑的灭火剂比较少,对于人员较 多的地下公共建筑,如无一定条件,毒性较大的灭 火剂则不宜使用。通讯设备相对较差,步话机等设 备难以使用,通讯联络困难;照明条件比地面差得 多。由于上述原因,从外部对地下建筑火灾进行有 效扑救十分困难。 2地下建筑的防火、防烟分区设计 针对以上地下建筑的火情特点,应对地下建筑 的设计加强防火功能。目前,已经投入使用的地下 建筑,有的规模大,层数多,多用于商业服务业、 文化娱乐业等人员密集的公共设施、地下车库等。 对于这样的大型地下建筑,应该划分成若干个防火 分区,具体可以参照以下标准划分。 1从减少火灾损失的观点来说,地下建筑的 防火分区面积以小为好。以商业性地下建筑为例, 如果每个店铺都能形成一个独立的防火分区,当发 生火灾时,关闭防火门或防火卷帘,防止烟火涌 向中间的通道,可以将火灾损失控制在极小的范围 内。然而,这种做法建设投资高,实际建造和使用 也有一定困难,因此,还要把若干小空间划分在一 个防火分区内。 2地下建筑防火分区的划分,应比地面建 筑要求严格。一般视建筑功能的不同而有所区别, 防火分区面积一般不宜大于500m ,设有可靠的防 火灭火设施,如自动报警和自动喷水灭火系统,可 以放宽要求,但不宜大于lO00m ;而对于商业营业 厅、展览厅等有特殊用途的地下建筑,其内部装修 在符合规范要求并设有防烟排烟设备时,其防烟分 区面积可达到2]0m 。 3当地下商店总面积大于20000m 时,应 采用不开设门、窗、洞口的防火墙分隔。相邻区域 确需局部连通时,应选择采用以下措施进行防火分 隔①采用下沉式广场等室外开敞空间与地下建筑 连通,该室外开敞空间应能防止相邻区域火灾蔓 延,并且便于安全疏散。②防火隔间。应采用实体 防火墙及火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门分 隔。③避难走道。其两侧的墙为实体防火墙,局部 连通处应分别设置火灾时能自行关闭的常开式甲级 防火门。④防烟楼梯间。防烟楼梯门及其前室的门 应为火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门。 3地下建筑的防烟、排烟 地下建筑火灾时通风不足,造成不完全燃烧, 会产生大量的烟气,充满地下建筑,涌入地下人行 通道。而且,由于地下通道狭窄,烟层迅速加厚, 烟流速度加快,给人员疏散和消防队员救火均带来 极大困难。因此,如何控制烟气流的扩散是防火需 考虑的重点。 3.1地下建筑的防烟分区 地下建筑的防烟分区应与防火分区相同,其 面积不应超过500m ,且不得跨越防火分区。在地 下商业街等大型地下建筑的交叉道口处,两条街道 的防烟分区不得混合。这样,不仅能提高相互交叉 的地下街道的防烟安全性,而且防烟分区的形状简 单,可提高排烟效果。 地下建筑的防烟分区大多数通过挡烟垂壁形 成,其蓄烟量是很有限的。研究表明,当火灾发展 到轰燃期时,由于温度升高,发烟量剧增,防烟分 区储蓄不了剧增的烟量。因此其一般与感烟探测器 联动的排烟设备配合使用。 3.2排烟口与风道 地下建筑的每个防烟分区均应设置排烟口,其 数量不少于1个,位置宜设在吊顶面上或其他排烟效 果好的部位。当采用机械排烟时,最好能与挡烟垂 壁相互配合,设计为与地下走道垂直、长度与走道 建设论坛 2011.6 I cmB舯Tow瞒伽 noH咐mI№Ⅺ 93 SSER丁A丁1ON////沦义 宽度相同的排烟[1;而且,若使排烟口处的吊顶面 比一般吊顶面凹进去一些,则排烟效果会更好。为 了防止 气扩散,提高防烟、防火安全性,要求地 下建筑内的走道与房间的排烟风道分别独立设计。 3.3自然排烟 当排烟口的面积较大,占地下建筑面积的1/50 以上,而且能够直接通向大气时,可采用自然排烟的 方式。设置自然排烟设施,必须防止地面风从排烟口 倒灌到地下建筑内。为此,排焖明应高出地表面,以 增加拔烟效果,同时要做成不受外界风力影响的形 状。特别是对于安全出口,一定要确保火灾时无烟。 然而,采用自然排烟方式无法控制烟的流动方 向,实际上安全出口也有可能成为排烟I1j,这对人 员疏散和救火造成极大困难。为此,在安全出口设 置自然排烟时,要使用垂壁来挡烟。 3.4机械排烟 地下建筑机械排烟的方式,一般应采用负压排 烟,创建各个疏散口正压进风的条件,确保楼梯间 和主要疏散通道无烟。地下建筑内设置排烟设施的 部位,主要是走道、楼梯问及较大的房间。 3.5防烟楼梯间 对于埋置较深或多层地下建筑,如地下商店 和娱乐场所的地下建筑,当地下建筑为3层或多于 3层,或地下室内地面与室外出入口地坪高差大于 lOm时,应设防烟楼梯间,并在防烟楼梯间设独立 的进、排风系统。 4地下建筑的安全疏散设计 4.1人员密度 我国目前投入使用的地下建筑,既有利用人民 防空地下工程加以改造、装修而成的,也有按照民 用建筑的使用要求修建的,且规模日益大型化。一些 用作商场、影剧院、游乐场等的地下建筑,其人员密 度也是相当大的。地下建筑中人员密度的大小是决定 疏散设计的一个基本要素。人员密度大,疏散速度就 慢。一些地下建筑出入口数量本来就不足,有关管理 部门从防盗要求出发,还把一些出入口上了锁,万一 发生火灾,将使内部人员难以逃出,甚至会出现踩踏 等意外事故;同时,外部消防人员也难以进入,无法 及时了解和处理火情。因此,考虑地下建筑的用途, 对将会实现的人员密度进行科学估算,是进行地下建 r、广西城镇建设i U0P1st ruct{0rl 筑设计时必须考虑的问题。 4.2疏散时间 疏散时间是安全疏散设计的基本指标之。发 生火灾以后,要保证人员在较 时间内通过疏散lj从 危险地点疏散到安全地点地面或避难处。 此, 到安全出口的最大步行距离、通道的宽度、口数 量,都必须从安全疏散时间的要求出发来设汁 I{ 本学者认为,地下建筑疏散时间应 3m Jn之内。若 3rain还不能从火火区疏散至安伞地带,人员就 危 险。对于地下建筑来说, 于烟热的危害性大, 虑人员安全疏散时,其疏散时间应从严控制,参学地 面建筑的疏散时间及国外有关资料,我日地卜建筑的 设计必须保证疏散时间控制在3rain之内。 4.3疏散标志 明确的疏散标志在地卜建筑火火救援过 t t‘ 分重要。疏散标志设置的高度,要以不影响止常通 行为原则,以距离地向1.8Tfl以上为 {,1_}l小 太 高。设置位置太高,则容易被粲集存顶删f 的 气 所阻挡,较早失去作用。另外,最好用高强玻璃存 地板上设发光型疏散标志。火火时,烟气浓度会随 着高度降低而减小,设存地板f 的标志往村f当长的 时间内是可以看清楚的。 5结语 综一卜所述,针对地卜建筑的火情特点, 设计 过程中充分考虑人员密度、疏散时间和疏散标志等 问题,科学设置出入口、排 llI,对地下建筑空间 进行防火、防烟分区等措施,可以有效增加地卜建 筑的防火效果,提高火灾时的疏散速度,保证群众 的生命安全。 [参考文献】 [1]张树平.建筑防火设计第二版[M].北京中国建 筑工业出版社,2009. [2]王宗昌,尹金生.建筑施工细部操作质量控制[M].北京 中国建筑工业出版社,2007. 【作者简介】 陈振东,本科,建筑师,南宁华景城建筑设计有限公司建筑 总工程师。 [收稿日期】2011 0511

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