地下建筑的防排煙研究

1、前 言

眾所周知，地下建筑，尤其是地下商業(yè)建筑，其火災(zāi)特點(diǎn)為“三多”即可燃物多、流動(dòng)人員多、引起火災(zāi)的火源多。一旦起火，呈現(xiàn)出火煙擴(kuò)散快、火勢(shì)蔓延快、火煙溫度高、毒性大，從而造成地下人員安全疏散難、地面消防人員滅火撲救難，即“二快、一高一大、二難”的火災(zāi)特性。勢(shì)必造成地下人員“坐以待斃”和地面人員“望火興嘆”的危險(xiǎn)局面。所以，地下建筑的防排煙設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

2、地下建筑火災(zāi)的特征

2.1 地下建筑火災(zāi)煙氣的危害性

地下建筑內(nèi)可燃物多、引起火災(zāi)的火源多，發(fā)生火災(zāi)后，將產(chǎn)生大量劇毒、刺激性、窒息性煙霧。使人們呼吸困難，甚至窒息。另一方面，煙氣排不出去熱量積累，加上地下建筑散熱緩慢，發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙氣冷卻程度小，煙氣溫度上升較快，火煙溫度高，這種高溫氣體的蔓延，加劇了火災(zāi)的發(fā)展。

2.2 人員疏散的困難性

(1)地下建筑的出入口少，幾乎沒有直通室外的出入口。出人口發(fā)生火災(zāi)時(shí)可能是排煙口，高溫濃煙的流動(dòng)方向與受災(zāi)人員的疏散方向是一致的，而煙氣的流動(dòng)速度往往比人們的疏散行進(jìn)速度快，使人們逃不脫高溫濃煙的危害，給疏散帶來很不利的影響。

(2)地下建筑無自然采光，平時(shí)安全靠燈光照明，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，正常電源中斷，加上濃煙的煙澀，整個(gè)地下建筑內(nèi)漆黑一團(tuán)，現(xiàn)代地下建筑雖設(shè)有應(yīng)急照明，但由于濃煙嚴(yán)重影響可見度。使人們的視程大大縮短，嚴(yán)重時(shí)將失去辨認(rèn)逃離方向的能力。

(3)地下商業(yè)建筑，一般處于各大城市比較繁華的地帶，其流動(dòng)人員多。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員的心理行為受地下建筑特點(diǎn)的影響，從眾心理、趨光心理比地上更易發(fā)生，而且易驚慌失措。特別是顧客，加之對(duì)環(huán)境不熟悉，導(dǎo)致逃生困難。

2.3 火災(zāi)撲救的困難性

地下建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于出入口少，無孔洞，所以滅火進(jìn)攻路線少，特別是高溫濃煙大量涌出的情況下，撲救人員很難進(jìn)入建筑物并接近起火點(diǎn)，地下建筑中的可見度也是有限的，撲救人員行動(dòng)困難，由于屏蔽作用，地下建筑對(duì)通訊設(shè)備干擾大，給火場(chǎng)指揮通訊聯(lián)絡(luò)造成困難t地下建筑一般結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，難以采用破拆等戰(zhàn)術(shù)措施，影響滅火救援進(jìn)度。

3、地下商業(yè)街的煙氣控制

3.1 安全疏散設(shè)計(jì)

安全疏散是指發(fā)生火災(zāi)后處于危險(xiǎn)區(qū)域的人員安壘撤離，并抵達(dá)安壘區(qū)域的過程。疏散設(shè)計(jì)首先應(yīng)考慮是疏散時(shí)間，根據(jù)《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，確定疏散時(shí)間為3min。其次還要考慮安全疏散通道的寬度，疏散樓梯的數(shù)量，寬度和安全口的數(shù)量以及寬度。但要做好火災(zāi)中的疏散工作，首先要考慮通道中的通風(fēng)防排煙。由于地下建筑火災(zāi)中的煙氣采用自然排煙比較困難，應(yīng)安裝機(jī)械防排煙設(shè)施。由于地下建筑中的人員因生理、心理的影響而趨光性特別突出。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)可利用自然采光來緩解人員心理影響，疏散樓梯可設(shè)在中庭里。

3.2 防排煙分醫(yī)的劃分

目的:保證在一定時(shí)間內(nèi)使火場(chǎng)上產(chǎn)生的高溫?zé)煔獠恢码S意擴(kuò)散，二是為了提高排煙口的排煙效果。我國(guó)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定地下室每個(gè)防煙分區(qū)的建筑面積不應(yīng)超過500m2?！度嗣穹揽展こ淘O(shè)計(jì)防火規(guī)范》中也規(guī)定:每個(gè)防煙分區(qū)的建筑面積不應(yīng)大干500m2，但當(dāng)從室內(nèi)地坪至頂棚或頂板的高度在6m以上時(shí)，可不受此限，因此，高大空間的房間只設(shè)一個(gè)防煙分區(qū)，而對(duì)于多層的地下建筑，除了水平分區(qū)外，還應(yīng)進(jìn)行垂直分區(qū)，防排煙分區(qū)不允許跨越防火分區(qū)。防煙分區(qū)應(yīng)用從頂棚下突出不小于0.5m的梁和擋煙垂壁、隔墻來劃分。一般的地下建筑的高度在2.5-3.3m左右，那么一個(gè)防排煙分區(qū)的體積約為1500m3

排煙時(shí)間不宜過常，否則不但不利于受災(zāi)人員和物資的疏散，一般排煙時(shí)間控制在6-15分鐘之內(nèi)。

3.3 防排煙方式及其選擇

3.3.1 目前常采用的防煙的方式

(1)非燃化防煙:即地下建筑材料和室內(nèi)家具，裝修材料等盡量采用非燃材料或難燃材料制成。從而把煙氣的生成量降低到最小限度。

(2)密封防煙。是火災(zāi)發(fā)生時(shí)采取關(guān)閉設(shè)于通道上(或房間)的門和管道上的閥門等措施，達(dá)到火區(qū)內(nèi)外隔斷，杜絕新鮮空氣的流人，讓火情由于缺氧而自行熄滅的一種方法從而達(dá)到防煙滅火的目的。

(3)阻礙防煙:在煙氣擴(kuò)散流動(dòng)的路線上，設(shè)置各種阻礙，以防止煙氣繼續(xù)擴(kuò)散。用從頂棚下突出不小于0.5m的梁和擋煙垂壁、隔墻來劃分。

(4)機(jī)械防煙;建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)對(duì)著火區(qū)以外的區(qū)域進(jìn)行機(jī)械送風(fēng)，使其保持一定的正壓，以防止煙氣的侵入。

3.4 排煙方式的選擇

(1)自然排煙方式

在一般情況，地下建筑不采用自然排煙方式的。但在某些情況下。如地下建筑面積較小，構(gòu)造比教簡(jiǎn)單，重要性也不大，這時(shí)可借助平時(shí)的垂直通風(fēng)井作為發(fā)生火災(zāi)時(shí)的自然排煙井。位于同一防排煙分區(qū)的垂直通風(fēng)井的總流通截面積和人防工程中利用采光窗排煙的排煙口的有效面積應(yīng)不小于該防煙分區(qū)地面面積的2%，排煙口的位置應(yīng)在房間或大廳的上部，并設(shè)置有自動(dòng)開啟的裝置。

(2)獨(dú)立的機(jī)械防排煙方式

地下建筑物根據(jù)其出入口的數(shù)量分為單通道和多通道。為了使地下建筑取的較好的排煙效果，《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》都有相關(guān)條款規(guī)定:人防工程排煙區(qū)及設(shè)置機(jī)械排煙的地下室應(yīng)有補(bǔ)風(fēng)措施，且補(bǔ)風(fēng)量不應(yīng)小于排風(fēng)量的50%。因此地下建筑的機(jī)械防排煙宜采用全面通風(fēng)排煙方式，而且排煙和進(jìn)風(fēng)必須形成一個(gè)良好的對(duì)流循環(huán)系統(tǒng)。

1、單通道地下建筑的全面通風(fēng)排煙，送風(fēng)機(jī)出口的送風(fēng)管應(yīng)伸人到遠(yuǎn)離地下建筑出入口的盡頭下部，而排煙機(jī)的吸入口則應(yīng)設(shè)置在地下建筑出入口內(nèi)則上部。這種設(shè)置，可形成良好的對(duì)流，新鮮空氣從里向外驅(qū)趕煙氣，有利于排煙。

2、多通道地下建筑的全面通風(fēng)排煙，一般是從一個(gè)出入日向里送風(fēng)，而從一個(gè)出入口向外排煙如果有多個(gè)出入口的話，作為機(jī)械通風(fēng)排煙的出入口就不能隨意選擇。也就是說，送風(fēng)口應(yīng)盡量遠(yuǎn)離煙口，以便使送風(fēng)和排煙形成良好的對(duì)流。

3、對(duì)于大型復(fù)雜的多通道地下公共建筑，防煙樓梯間、避難走道及其前室或合用前室的工程一旦發(fā)生火災(zāi)，是人員撤離的生命通道和消防人員進(jìn)行撲救的通行走道，必須確保其備方面的安全。因此在防煙樓梯間及其前室或合用前室、避難走道的前室應(yīng)進(jìn)行機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施，防止煙氣侵入，確?？諝赓|(zhì)量。人防避難走道的前室機(jī)械送風(fēng)口應(yīng)正對(duì)入門口，且寬應(yīng)大于門洞寬度。而機(jī)械排煙口則設(shè)置在地下建筑的工作區(qū)或生活區(qū)。

4、負(fù)壓機(jī)械排煙方式當(dāng)排煙機(jī)運(yùn)行時(shí)必將使地下建筑中形成負(fù)壓，如果地下建筑為封閉結(jié)構(gòu)，由干沒有空氣對(duì)流，就很難達(dá)到良好的排煙效果。這時(shí)如開啟任何一個(gè)遠(yuǎn)離排煙口的出入口，新鮮空氣就會(huì)從地面流入地下建筑中，從而形成自然進(jìn)風(fēng)機(jī)械排煙的通風(fēng)排煙過程，應(yīng)使自然進(jìn)風(fēng)口遠(yuǎn)離機(jī)械排煙口。

5、利用通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)管道兼作排煙，此種設(shè)計(jì)一般將風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)成雙速風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)平時(shí)低速運(yùn)行進(jìn)行排煙，著火時(shí)，轉(zhuǎn)成高速運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行排煙。平時(shí)排煙閥關(guān)閉，排風(fēng)閥開啟。著火時(shí)，排風(fēng)閥關(guān)閉，排煙閥開啟。這種方法在目前應(yīng)用比較廣泛。