地下空间防火初探.doc

地下空间开发与利用（结课论文）题目：地下空间防火初探Research On Prevention Of The Fire In Underground Space 学 院：土建学院 专 业：地下工程 学生姓名：陈谱 学 号：11121316 指导老师：黄明利、袁大军中文摘要：随着城市立体化发展趋势的加快，各类新兴高档的消费、休闭、办公、娱乐等综合性一体的建筑、地下建筑的建造使用越来越多，规模越来越大，结构功能复杂。地下建筑的形成在一定程度上满足了社会发展的需求，但也给防火安全工作带来了很大的挑战。本文简述地下空间火灾的特点并提出几点防火的建议和措施。Abstract:With the rapid development of City Three-dimensional process, all kinds of emerging and high-grade building which gather consumption,leisure,office and entertainment etc. And underground construction are built to use, and the size of them are bigger and bigger, the structure are more and more complex. To a certain degree, the formation of underground construction satisfy the need of the social development, but they also bring huge challenges to the fire safety work. This article will briefly introduce the characteristics of the fire of underground space and put forward some suggestions and measures of fire prevention.1. 背景概述 从本世纪6 0年代开始，我国就大规模兴建地下工程，建成了大量的人民防 空工程7 0年代开始，我国又将这些人民防空工程莲新转化为平时可以利用的地下建筑。改革开放以来，随着我国经济的发展，我国地下建筑的发展更加迅速，建筑层敦越来越多，逐渐从单层发展为2层、3层乃至11层，规模越来越大，从最初的几百平方米，发展刊现在的几万平方术，甚至十几万平方米用途也越来越多，功能越来越复杂，如地下街、地下商场、医院、旅馆、餐厅、展览厅、电影院、游艺场、札堂、舞厅、停车库和仓库等。如此窳多而复杂的地下建筑，由于使用性质不同，其可燃物量也不一样，据统计一般情况如下：地下百货商场，可燃物量为25100 kgm2；纺织厂、服装厂，可燃物量为25125 kgm2；印刷厂，可燃物量为7250 kgm2；地下旅馆，可燃物为2550kgm2；仓库，可燃物量为150400kgm2，甚至更多。由于城市的发展和人口的增长，世界各地都在研究扩展人类生存空间的问 题。一方面向高层空间发展，建起了许多高层或超高层建筑I另一方面叉向地下 空间发展，建起了各种用途的地下建筑。随着覆国社会经济的发展，各大城市的 高层建筑和地下建筑也I=1益增多，但这两类特殊建筑一旦发生火灾，将会给人 们的生命和财产带来巨大的伤害和损失。尤其是地下建筑，由于其扮筑上的特点 与地面建筑有很大的差异，因此更容易形成火灾，且形成火灾后不利于人员安全疏散和火灾扑救，从而造成更严重的人员伤亡和财产损失。根据我国1997年到1999年的火灾统计，最近三年来，每年地下建筑火灾发生次数约为高层建筑的34倍，火灾中死亡人数约为高层建筑的56倍，造成的直接经济损失约为高层建筑的13倍。见表1-1.表1-1 1997-1999年高层建筑与地下建筑火灾救据统计火灾损失火灾次数（次）死亡人数（人）直接经济损失（万元）年份199719981999199719981999199719981999高层建筑1297107711225647669682.64650.94749.9地下建筑48863891405930628834014101.713350.412952.7 以上火灾数据表明，地下建筑此高层建筑的火灾发生次数更多，造成人员伤亡和财产损失更大。因此，地下建筑的防火比地面建筑显得更为重要。2. 地下建筑火灾特点2.1 地下建筑火灾燃烧的特点地下建筑发生火灾时，其烧状况在一定意义上是由外界的风所决定的。一方面，由于出入少，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空气，因而就会出现中性面。其置，在火灾初期时较高，以后逐降低。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。例如，当地下建筑物只有一个出口或者火灾时只打开一个出口，在火灾韧 期，与地面唯一的连通口就成为外部空气的进口和内部烟气的排船口，随着火灾 的扩大，烟与空气的中性面逐渐降低，最后成为烟筒（如图2-1）。当地下建筑有两个或两个以上的出口时。自然排烟与空气的进口是分开的，火灾时一个出口可能是进气口，另一个可能是排烟口，依风向而定（如图2-2）。图2-1 一个出口时烟的扩散图2-2 两个出口时烟的扩散2.2 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3ms4ms，水平扩散速度为O.5ms0.8ms。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3ms。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。2.3 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。2.4 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。3. 地下建筑防火措施3.1 火灾自动报警系统方面地下建筑采用线缆式定温火灾探测器比采用点式探测器要好。在地下建筑中，点式探测器安装不方便，腐蚀性大，且其信号线必须穿管保护，维护、保养工作量大。而线缆式探测器它是一种特殊的电缆，由两根弹性钢线分别包上热敏绝缘材料，然后经绞对、包带及包塑料外护套构成，不用穿管，安装方便，可直接沿建筑顶层安装，由于地下建筑一般高度较低，热量聚积快，所以其灵敏度高，是理想的地下建筑火灾探测器。3.2 自动灭火装置 地下建筑发生火灾，主要依靠自动消防设施进行自救，目前地下建筑普遍装置有消火栓。建筑面积大于500m2的地下建筑应设自动喷水灭火系统。地下建筑一般应设自动灭火系统，自动灭火系统主要有两大类：自动水灭火和自动气体灭火。具体采用何种系统应根据建筑用途及其重要性、火灾特性和火灾危险性等综 合因素进行。有时单独使用或两种系统合并使用。3.3 在设置防火防烟分区方面(1) 为了防止火灾的扩大和蔓延，使火灾控制在一定的范围内，减少火灾造成的人员和财产损失，地下建筑必须严格划分防火及防烟分区。(2) 地下建筑划分防火分区，应 比地面建筑要求严些，并根据使用性质不同加以区别对待。对于商店、医院、餐厅等，每个防火分区的最大允许使用面积不许超过400m；对于电影院、礼堂、体育馆、展览厅、舞厅、电子游艺场等，每个防火分区最大允许使用面积不许超过1000m 。但商店、医院、餐厅设有自动喷水灭火设备时，防火分区面积可适当放宽，但不能超过一倍。(3) 当地下建筑内设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统，且建筑内部装修符合GB5022295建筑内部装修设计防火规范的规定时，每个防火分区的最大允许建筑面积可增加到2000m。当地下建筑总建筑面积大于2000m时，应采用防火墙分隔，且防火墙上不应开设门窗洞口。(4) 需设置排烟设施的地下建筑，应划分防烟分区，每个防烟分区的建筑面积不应大于5O0m，防烟分区不得跨越防火分区。3.4 安全疏散 主要从以下几个方面说明(1) 安全出口的数量。除使用面积不超过50m的地下建筑，且经常停留的人数不超过10人时，可设一个直通地上的安全出口外，每个防火分区的安全出口数量不应少于2个；当有2个或2 个以上防火分区时，相邻防火分区之间的防火墙上的门可作为第二安全出口，但要求每个防火分区必须设最一个直通室外的安全出口。(2) 安全疏散距离。房间内最远点至该房问门的距离不应大于15m；房间门至最近安全出口或防火墙上防火门的最大距离不应大于40m，位于袋形走道或尽端的房间时不应大于20m。(3) 疏散宽度。地下建筑安全出口疏散总宽度应按容纳总人数乘以疏散宽度指标计算确定。当室内外高差小于l0m时，其疏散宽度指标为0.75m100人；当室内外高差大于10m时，其疏散宽度指标为1.00ml00人；每个安全出口平均疏散人数不应大于250人。(4) 疏散楼梯。地下建筑发生火灾时，只能通过疏散楼梯垂直向上疏散。因此，建筑当地下或室内外高差大于10 m时，应设置防烟楼梯间；当室内外高差小于10m时，应设置封闭楼梯间。(5) 疏散楼梯不宜采用螺旋楼梯和扇形踏步。疏散指示灯及事故照明设备。为了避免发生火灾后，因切断电源而陷入一片黑暗，地下建筑内必须设有疏散指示灯及事故照明灯。各疏散指示灯的间距不宜大于l5m，最低照度不应低51lux。4. 结束语 近年来，地下空间利用率日益攀升，无论是旧人防工程的再利用还是新建高层建筑的地下空间规划，都以功能性为主，多为地下商业街和停车场之用。在防火设计问题上，要充分结合各种功能不同的建筑特点，针对人流量和空间利用的特点来设计适合实际需求的防火措施。通过对各种功能性建筑的深入研究，遵