地下空间火灾特点及防火对策

毛成发

（辽阳市消防局防火处，辽宁 辽阳 111000）

城市地下空间的综合开发利用是解决城市人口、环境、资源三大难题的重大举措。地下空间的大面积开发利用，最引起人们关注的当属消防安全问题，由于地下空间的特殊性，其潜在的危险因素远远多于地面建筑，尤其是地下公众聚集场所，一旦发生火灾，由于避难和扑救的难度远大于地面，造成的损失也将大大高于地面。因此，深入分析地下空间火灾的特性、成因，研究防火对策，是目前加强地下空间消防工作的一个重大课题。

1 地下空间的分类、开发现状及发展趋势

1.1 地下空间的分类

地下空间，一般是指建造在岩石和土层中的比附近地面标高低2m以上的建筑。一般可分为附建式、单建式和隧道工程等。附建式是指建在高层或多层建筑的地下；单建式地下工程主要是人防工程；地下隧道主要为地下铁道和公路隧道。根据地下空间的使用功能可分交通设施、市政基础设施、商业设施、文化娱乐设施、防灾设施、储存及生产设施、能源设施、科研设施等。

1.2 我国地下空间开发利用现状与发展趋势

我国城市地下空间开发利用始于防备空袭而建造的人民防空工程。至20世纪末，人防工程仍是我国城市地下空间开发利用的主体。进入21世纪，城市地下空间的开发利用逐步转入地铁建设时代。近年来，随着城市化进程的发展，城市道路系统中的隧道工程相应发展，地下综合体和地下街逐步出现。地下空间的开发利用逐步呈现综合化、分层化、深层化的发展趋势。

2 地下空间火灾的特点和危害

2.1 地下空间的狭小与封闭性加大了火灾时的发烟量，加快了烟气充满地下空间的时间

建筑火灾中物质燃烧而产生的烟气可以在极短时间内，从起火点迅速扩散到建筑物的所有角落。日本曾经做过建筑物火灾发烟量的试验，在约25m2的房间，以其内部装修材料燃烧来测定发烟量，从发烟开始到10min，以烟的浓度Cs=0.1m-1时计 (相当于疏散视距界限为10m)，其发生烟气的体积为214x105m3空间，相当于每层3500m2、3m层高、共23层的高楼大厦的整个空间，可见其发烟量是相当惊人的。物质燃烧生成的热量和烟气由于地下空间封闭的影响而滞留在工程内部得不到有效的排除：同时，也由于空间封闭，火灾时的新鲜空气得不到及时补充，形成不完全的燃烧，从而比完全燃烧产生更大量的烟气。由于空间封闭体积相对又小，烟气很快可以充斥整个地下空间，比地面建筑大大加剧了烟气的危害。

2.2 地下空间火灾发生时烟气扩散对人员疏散构成了极大的威胁

在高闭锁性的地下发生火灾时，由于氧气的供给受到限制，容易发生不完全燃烧，产生大量的烟和有害气体 (如CO2，CO2及其他有毒气体)，其流动性也难于把握，且往往与构造上的人流避难方向一致。通常烟的扩散速度比人群疏散速度快得多，致使人员无法逃脱烟气流危害，多层地下空间发生火灾时危害更大。在地下空间中换气和排烟。因为不能依靠自然力，要全部依赖于强制性换气和排烟，在地下给气受到限制时，由于排烟机长时间运转，还会把地下空间内的压力平衡打破，如引起的负压差，会使门的开启变得更加困难，对人员的逃生造成威胁。且浓烟中含有大量的固体颗粒使人的视距下降、能见度大大降低，以至辨不清疏散方向而判断失误，更增加人员疏散难度。

2.3 地下空间火灾发生时信息传递比较困难

掌握火灾状况和残留人员的位置和数量，对进行灭火、救助是很重要的。而地下结构中的钢筋网及周围的土或岩石对电磁波有一定的屏蔽作用，妨碍使用无线通信，如果有线通讯系统和无线通讯用的天线在火灾初期即遭破坏，这将直接造成情报传递的困难，地面上难以把握地下空间的内部状况，延误扑救最佳时机。

2.4 地下空间着火后扑救非常困难

一是地下工程火灾是人员从内部向外疏散，而扑救人员从口部进入工程，没有其他途径，因而人流交叉、延误时机；二是烟雾充满整个地下空间，使扑救人员难以侦察火情、判别不了着火点，不能实施有效的指挥和扑救；三是地下火场可调用的各种灭火装备受到很多限制，靠近不了火场，难以充分发挥作用；四是由于烟气和高温的阻挡，扑救人员比地面建筑火灾扑救时伤亡大得多，往往扑救人员反要被人救援。

3 地下空闯火灾的防火对策

防范地下空间火灾主要有以下对策：

3.1 加强地下空间规划的编制；强化对地下空间建设的指导，完善地下空间的防灾设计，使地下空间的建设得以有序发展，形成科学合理的地下空间网络体系。

(1)强化对地面出入口的预留控制。(2)强化对地下空间下沉式广场的设置与规划。在避难场地的设置上，应结合火焰与烟气具有向上蔓延的方向性，设置下沉式空间，也可设置采光的中庭广场或开敞式的下沉广场；(3)强化对地下空间开发利用功能的规划。在功能规划上，避免在有人空间因功能安排原因，将一些易燃易爆的材料用于地下空间的建设与使用，从而保证地下空间的安全使用。

3.2 强化适应大规模地下空间的疏散通道与灭火救援通道的设置。

在地下空间中，应创造一个易于理解的室内布局，尽可能在室内外环境间提供视觉上的联系，以加强方向感，并强调应急出口；从防灾角度讲，易于理解的空间系统就意味着地下空间的布局要尽可能的简单、清晰、平面规整、划一，避免过多的曲折；内部空间完整易辨识，减少不必要的变化和高低错落；通道网络简单、直捷，在主要通道的交汇点处可将空间放大，既丰富了空间，又方便人们识路，对于防灾疏散也很有利。疏散通道要有足够的宽幅。要保证疏散通道空间上的通视。要注意设置适合大规模地下空间的疏散指示系统。同时，还应注意发挥消防电梯在地下建筑尤其是相对深层的地下建筑的疏散作用。结合残疾人无障碍出入口的设置，做好消防机器人和轻型消防装备及灭火救援通道的预留。

3.3 严格控制地下空间的分区设置

一是设置防火分区。严格按规定面积划分防火分区。由于地下空间火灾疏散和扑救困难的特点，设置防火分区这一点就显得更加重要和有效。二是设置防烟分区，强化防、排烟措施。通过防烟分区内的排烟口，用排烟风机强制性地将烟气排至室外，限制及改变烟气扩散方向，防止烟气任意蔓延扩大，为人员疏散创造安全条件或争取时间。

3.4 严禁使用可燃装修材料

由于火灾的蔓延速度、爆燃出现的时间及所产生的烟气种类与装修材料的类型有很大关系，因此，地下建筑的装修材料应尽量采用不燃材料。(1)疏散走道、封闭楼梯间、防烟楼梯间等人员疏散部位的墙和顶部应采用非燃材料。严禁使用塑料类制品作装修材料；(2)管道穿越防火墙、楼板及设有防火门的隔墙时，应用非燃材料将管道周围的空隙紧密填塞；(3)通过防火墙或设有防火门的隔墙下的地沟，应将防火墙或隔墙伸至地沟底板。当风道通过防火墙或设有甲级防火门的隔墙时，应采取阻火措施；(4)变形缝(包括沉降缝、伸缩缝)的表面装饰层不应采用可燃材料。

3.5 强化火灾探测与灭火系统的设计

地下空间应加强火灾自救能力。(一)应当针对地下空间的特点选择火灾探测器，例如选用耐潮湿、抗干扰性强的产品。(二)强化自动喷水灭火系统。(三)不得使用毒性大、窒息性强的灭火剂，例如四氯化碳、二氧化碳等，以防对人们的生命安全构成危害。

4 结束语

随着地下空间的大面积开发，消防安全越来越受到人们的关注，保证地下空间的安全是开发利用地下空间的先决条件。在加强地下空间规划编制和防火设计工作的同时，我们应该加大对已建或在建的地下空间项目的消防安全管理工作，应以预防为主，做好平时的防火安全管理。

[1]李引擎等.建筑防火工程[M].化学工业出版社，2004.

[2]李引擎等.建筑防火性能化设计[M].化学工业出版社，2005.