地下建筑设计中的防火设计问题探究

李书砚

在城市空间日益紧张的局势下，地下空间利用逐渐受到重视，由此地下建筑修建项目日益增多。而在设计阶段，为保障建筑使用的安全性，则需注重防火设计。尤其是近年来地下火灾事故的频发，对人们的生命财产安全产生巨大威胁。因此相关设计人员需要充分把握地下建筑设计中的防火设计要点，以此提高安全性。

一、地下建筑发生火灾的特点

根据建筑防火设计要求，其一般将防火和隔火措施设置在地上建筑中，对于地下建筑的防范力度不足。从而导致其一旦出现火灾事故，则会酿成比较严重的后果。综合当前地下建筑的特征，其发生火灾时，往往存在以下特点。

烟量大。因为地下建筑没有门窗等通风设施，当发生火灾时，内部烟雾无法有效扩散，从而导致在建筑物内集聚。而且受高温烟气的影响，部分易燃性建筑材料将会被点燃，很容易分解出大量的有毒有害气体，对被困以及施救人员等均会产生较大的安全威胁。

温度高。受地下建筑封闭性的影响，在大量烟雾聚集的同时，也会产生较高的热量。并且在通风和散热效果不佳的条件下，很容易导致地下建筑的室内温度大幅上升，甚至可能出现轰燃等现象。瞬间产生大量有害气体，对人体造成巨大危害。

泄爆能力差。地下建筑不同于地面建筑，其通风条件有限。如果出现火灾爆炸，则无法及时、充足的泄爆，可能出现二次爆炸的可能。并且威力更大、破坏性更强，加剧火灾危害程度。

人员疏散困难。地下建筑所具有的封闭性特点会阻碍人员快速疏散，同时其照明大多是依靠电路。但出现火灾事故时，人工照明电路极易发生损毁，影响被困人员判断逃生路线，进而扩大火灾损失和威胁。

扑救难度较大。受限于地下建筑的结构以及封闭性等特征，难以及时有效地探明火灾情况。难以在短时间内控制地下建筑的火势蔓延，阻碍灭火活动的开展。

二、地下建筑设计中的防火设计要点

1.防火防烟分区设计

结合地下建筑发生火灾的显著特点，则应当在建筑设计环节综合考虑防火以及疏散、救援等要求，从而优化整体防火设计，尽量降低火灾损失和危害。因此相关设计人员需要充分结合现有建筑规范，合理开展防火、防烟分区设计要点。其是从降低火灾损失的角度出发，应当设置独立的防火分区，通过关闭防火门、防火卷帘等避免火势扩大，对人员造成危害，可将火灾事故控制在最小范围内。以地下商业建筑防火设计为例，可在每个店铺内设置小范围的独立防火分区。不过在目前实践中，该设计方法对投资需求较大，而且建造难度较大。因此需要进行一定的优化改进，比如在地面建筑防火分区规范基础上，根据地下建筑功能确定防火面积，通常是在500m2以下，并配备可靠的应急灭火装备，如自动报警装置、喷淋装置等，对于大空间区域可适当扩大防火分区面积，但不得超过1000m2。

另外，如针对营业厅、展览厅等特殊用途的地下建筑来说，如内部装修符合规范，且设置有完善的防烟排烟设施，可将分区面积设计在2000m2以内。同时在设计过程中，如果地下建筑的总面积超过20000m2，可不设置门窗、洞口等防火墙分隔设施。一般可采用下沉式广场的设计形式，如图1所示。促使其形成半开放式空间，与地下建筑相连通。能够有效阻止相邻区域发生火灾时的蔓延趋势。并且在适当位置设计防火隔间，采用实体防火墙、常开式甲级防火门等对火灾进行分隔。并要结合防火分区设计避难走道以及防烟楼梯间，确保人员能够在防火墙和防火门的保护下向外疏散。

图1 地下建筑下沉式广场防火设计示意图

2.通风及空调防火设计

地下建筑最突出的特征即是具有一定的密闭性，在实际防火设计工作中，相关人员必须综合考虑其通风有限的现状，加强对空调系统以及通风管路的优化设计。比如结合防火分区的规划，合理设计通风管的走向，并注重应用不易燃的金属材料，对部分特殊部位也可采用不易燃的非金属材料，需要结合具体需求而定。对于排烟口以及风道的设计，则是在每个防烟区至少设计1个。最佳位置为吊顶面上，相关设计人员可结合建筑结构确定适宜的排烟口。对于排烟方式的选择，可选用自然排烟和机械排烟。其中自然排烟适用于排烟口较大的地下建筑，如占用总面积的1/50以上时，可设置自然排烟设施，确保烟气直接通向大气。但要注意排烟口高于地表面，防范出现地面风倒灌等不利现象，尽量避免受到外部风的影响。而采用机械排烟方式，则应设计负压排烟，合理创建疏散口正压进风的有利条件，保障楼梯间以及主要疏散通道等形成无烟环境。对于排烟装置的安装位置可设计在走道、楼梯间、大面积室内空间等。

3.电气防火设计

对于地下建筑各类活动的开展，主要依靠电力作为支撑。从防火设计的角度出发，为保障消防设施的功能有效发挥，应当确保电力防火设计的科学性和合理性。以便于在发生火灾时，消防水泵、防烟以及排烟设备、火灾自动报警器、电动防火门、应急消防灯等设施正常使用。同时在灭火救灾以及疏散被困人员的过程中，必须要保障地下建筑有足够的电量支撑。综合考虑火灾发生的特点，为防范短路损坏导致的断电现象，可设计蓄电池组或发电机组等作为应急备用电源。并对各项备用电源采用封闭设计，远离易燃易爆物品。另外，相比于地面建筑来说，地下建筑对用电设施的要求相对较高，为保障电力系统稳定运行，应当在防火设计中采用干式电力变压器，针对专用房间内的变压器需达到560kVA。同时合理选用防火设施的配套线路材料，尽量采用防火性能较好、绝缘性能优越的新材料，并具有防潮、耐腐蚀等特性。

4.安全疏散设计

在地下建筑的防火设计中，应当注重规划足够多的安全出口。一般情况下对每个防火分区的设计不少于2个，并且其中1个必须直接通往地面。相关人员还需注重实际发生火灾时，需保证几个邻近防火分区能够利用自身防火门，为其他分区提供安全疏散出口。对于疏散出口的方向设计，应避免同一方向，防范在逃生时出现密集、拥挤等情况，分流疏散人群。另外，针对直接通往地面的安全疏散通道设计，需要保障楼梯间与门具有适宜宽度，按照相关建筑防火规范，应当在1.5m以上。如地下建筑层数超过三层或与地面高度超过10m的空间，需设计相应的防烟楼梯间。并在最下层出口位置设计防火墙，保证其耐火强度应在3h以上，具体设计要求如表1所示，相关人员需要严格参考标准实施规划设计。

三、结语

综上所述，随着当前地下建筑的利用率逐渐提升，为充分保障地下消防安全，需要在设计阶段加强对防火设计要点的控制。在具体地下建筑工程实践中，设计人员必须要合理把握防火防烟分区设计、通风及空调设计、电气防火设计以及安全疏散出口设计等。从而贯彻落实“预防为主，防消结合”的设计方针，最大限度地减少火灾事故对人们生命财产安全造成的危害和损失。