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【摘 要】 随着城市经济和建设的快速发展，城市用地也是越来越紧张，因此建筑不断的追求着高度和深度，力求最大程度上利用土地资源，然而在地下建筑空间的防火设计是建设的主要问题，本文对地下建筑大空间防火分区进行了探讨，并通过工程案例进一步的对其进行了分析。
【关键词】 地下空间；防火设计；空间开发
一、地下建筑空间火灾的特点
（一）烟气毒害大
由于现在地下建筑地内装修普遍使用了大量高分子材料的塑料制品，火灾时产生大量有毒气体。同时，由于地下火灾缺氧严重，可燃物不完全燃烧产生大量一氧化碳，增加了烟气的毒性，从而造成有毒气体含量较地上建筑火灾中的烟气含量大，对人员伤害极大。
（二）火场温度高，烟气大
地下建筑空间发生了火灾，因地下绝大多数无窗，与建筑外部相连的通道少，而且面积小。发生火灾后，在封闭空间内，热烟气排不出去，热量集聚，散热困难，烟气流温度高，造成火势蔓延迅速。
（三）视觉效果差
地下建筑由于难于采用自然采光，火灾时往往断电，地下照明无保障，烟气浓度大，能见度低，内部格局复杂，外部出入口少，导向标识不易发现，再加上火灾时人们在地下的惊恐心理，使逃离火场难度加大，甚至寸步难行，对内部人员的疏散和消防战斗员的灭火救援行动造成困难。
二、防火分区的的概述
所谓防火分区是指在建筑内部采用防火墙、耐火楼板及其它防火分隔设施分隔而成，能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部空间。建筑物内采用划分防火分区这一措施，可以在建筑物一旦发生火灾时，有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防撲救提供有利条件。
（一）防火分区划分方法及隔间措施
防火分区按照防止火灾向防火分区以外扩大蔓延的功能可分为两类：其一是竖向防火分区，用以防止多层或高层建筑物层与层之间竖向发生火灾蔓延；其二是水平防火分区，用以防止火灾在水平方向扩大蔓延。竖向防火分区隔间措施是指用耐火性能较好的楼板，在建筑物的垂直方向对每个楼层进行的防火分隔。水平防火分区隔间措施是指用防火墙、防火门或防火卷帘等防火分隔物将各楼层在水平方向分隔出的防火区域。
（二）防火分区划分方法的规范规定
从防火的角度看，防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安全。但如果划分得过小，则势必会影响建筑物的使用功能，这样做显然是行不通的。防火分区面积大小的确定应考虑建筑物的使用性质、重要性、火灾危险性、建筑物高度、消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。对于大空间地下建筑的防火分区面积，不同规范的要求也存在差异。我国的《建筑设计防火规范》（GB 50016）2006）（以下简称建规）、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067-97）（以下简称汽规）等均对建筑的防火分区面积作了规定。《建规》5.1.7规定地下建筑内的防火分区间应采用防火墙分隔；5.1.13.3规定当设有火灾自动报警警系统和自动灭火系统，且建筑内部装修符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222的有关规定时，地下商店营业厅每个防火分区的最大允许建筑面积可增加到2000m2；《汽规》表5.1.1规定，地下汽车库防火分区最大允许建筑面积为2000m2。5.1.13.5规定当地下商店总建筑面积大于20000m2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，应选择采取下列措施进行防火分隔：
1、下沉式广场等室外开敞空间，该室外开敞空间的设置应能防止相邻区域的火灾蔓延和便于安全疏散。
2、防火隔间，该防火隔间的墙应为实体防火墙，在隔间的相邻区域分别设置火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门。
三、工程案例
划分防火分区的主要目的是阻止火灾向同一建筑物的其余部分蔓延，对此，只要在建筑物内某段采取特殊的主动和被动防火措施，使烟火难以通过该地段，则应视为达到防火分隔的目的。
某广场地下商城总建筑面积为44700m2，主要性质为商业和停车，如果单纯考虑规范规定的防火分区面积，采用防火墙、防火卷帘分隔，在设置了火灾报警系统和自动喷水灭火系统的条件下，每个防火分区的建筑面积最大只能做到2000m2，需要划分为28个防火分区，这样至少需要28个直接对外的安全疏散出口，且防火隔间措施必须采用实体防火墙。因其地面部分为文化广场，为保证上部广场的使用功能完整，无法按现行的建筑设计防火规范设计防火分区；为保证下部空间的使用功能，无法采用大面积实体防火墙作防火隔间。因此对广场地下商城防火分区的设置采取特殊的主动和被动防火措施。在广场地下商城设置了四条贯通南北直接连通城市道路，同时在防火间隔区部位设置了独立的防排烟系统、自动喷水灭火系统、火灾报警系统等辅助系统，以加强防火间隔区的阻火功能，形成主动防火地段。采取以上措施，防火间隔区两侧的区域对间隔区直接开敞部分按地上建筑划分防火分区，每个防火分区最大建筑面积按最大不超过5000m2控制；靠挡土墙部分按地下建筑划分防火分区，每个防火分区的最大建筑面积按最大不超过2000m2控制，共分为16个防火分区，16个安全出口。防火间隔区配套实体防火墙和防火卷帘作防火隔间。
（一）与普通防火间隔区相比
对于大空间地下建筑，建筑设计防火规范中所涉及到的竖向防火分隔物有楼板，水平防火分隔物有防火墙、防火门或防火卷帘，它们都是实体防火分隔物。此广场地下商城设计采用的防火间隔区，虽然为虚体防火分隔物，但在防火间隔区部位设置的独立防排烟系统、自动喷水灭火系统及火灾报警系统三个辅助系统，加强了防火间隔区的阻火功能，能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余局部水平空间蔓延。其防火间隔区的性能优于普通防火分隔物。当然，造价也要高出普通防火分隔物。 （二）防排烟系统
广场地下商城设置了四条贯通南北的长106m宽814m高610m的防火间隔区，自然排烟口的净面积为89014m2。即保证了平时通风和人行通道，又可以作为火灾时自然排烟设施。但因自然排烟受热压和密闭性等因素的影响，且自然排烟口的净面积小于该场所建筑面积的2%，故同时在防火间隔区顶板下方加设独立的机械排烟设施，使烟气有秩序运动和排到室外，形成禁烟区，为人员赢得足够的逃生时间。
（三）自动喷水灭火系统
防火间隔区下设置的独立自动喷水灭火系统，保护时间3h，保护宽度814m的水带（大于防火间距6m），布置三排喷头；设置单独的水泵供水，形成主动防火地段。该系统不但具有自动探火报警和自动喷水控灭火的优良性能，而且喷头采用的是快速响应早期抑制喷头（ES-FT），喷头流量系数K=200，喷头动作响应时间RTI≤28±8s，如果采用传统防火分隔水幕，水幕的宽度为814m（大于规范6m要求），当采用水幕喷头（K=52）时，喷头不应少于三排；采用开式洒水喷头（K=80）时，喷头不应少于二排。ESFT单个喷头的流量比普通水幕喷头（K=52）的流量大6.58L/s，比开式洒水喷头（K=80）的流量大6.12L/s，有力的保障了防火间隔区的阻火功能。
（四）火灾报警系统
火灾自动报警系统，在防火间隔区的两侧设置的烟感、温感探测器，能对防火间隔区下设置的独立防排烟系统和自动喷水灭火系统进行联动控制，控制自动喷水灭火系统的启停；显示报警阀、水流指示器的工作状态；显示自动喷水泵的工作状态和故障状态；在接到火灾报警后，能启动防排烟风机、排烟阀，并接受其回馈信号。这些都将有力的保障了防排烟系统和自动喷水灭火系统的性能发挥，有力的保障了防火间隔区的阻火功能。
（五）此防火分区划分的优势
1、四条防火间隔区，虽然为虚体防火分隔物，但在三个辅助系统的配合下能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延，可以作为防火分隔设施。
2、在防火间隔区下设置的保护时间3h三个辅助系统，耐火极限达到普通防火分隔物的标准，能保证防火间隔区的阻火功能。
3、四条防火间隔区，直接与室外连通，可以作为直接对外的安全疏散出口。
4、防火間隔区宽814m高610m，满足消防通道的设置要求，又能与室外连通，可以作为消防环形通道的一部分，对灭火救援十分有利。
5、四条直接与室外连通的防火间隔区将东方红广场地下商城的封闭地下空间变成直接与室外连通的开敞空间，两侧的区域按室外直接开敞部分执行规范规定，每个防火分区的最大建筑面积由原规范最大不超过2000m2扩大到最大不超过5000m2安全疏散出口由原来的28个缩减到16个，保证了地面广场的使用功能完整。
四、结语
地下空间被广泛的开发和利用，缓解了城市建设用地紧张的压力，然而地下空间的防火设计又成为要面对的主要问题，因此必须要加强地下建筑大空间防火分区的设计，通过不断的实践和深入研究，从而促进地下建筑大空间开发的安全和经济。
参考文献：
[1]崔颖.论地下建筑工程与消防安全设计[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（10）.
[2]郑雁秋.地下商业建筑防火设计[J].消防科学与技术，2011，（1）.
[3]王树波.浅谈地下建筑火灾特点及防火对策[J].中国科技纵横，2012，（9）.
【关键词】 地下空间；防火设计；空间开发
一、地下建筑空间火灾的特点
（一）烟气毒害大
由于现在地下建筑地内装修普遍使用了大量高分子材料的塑料制品，火灾时产生大量有毒气体。同时，由于地下火灾缺氧严重，可燃物不完全燃烧产生大量一氧化碳，增加了烟气的毒性，从而造成有毒气体含量较地上建筑火灾中的烟气含量大，对人员伤害极大。
（二）火场温度高，烟气大
地下建筑空间发生了火灾，因地下绝大多数无窗，与建筑外部相连的通道少，而且面积小。发生火灾后，在封闭空间内，热烟气排不出去，热量集聚，散热困难，烟气流温度高，造成火势蔓延迅速。
（三）视觉效果差
地下建筑由于难于采用自然采光，火灾时往往断电，地下照明无保障，烟气浓度大，能见度低，内部格局复杂，外部出入口少，导向标识不易发现，再加上火灾时人们在地下的惊恐心理，使逃离火场难度加大，甚至寸步难行，对内部人员的疏散和消防战斗员的灭火救援行动造成困难。
二、防火分区的的概述
所谓防火分区是指在建筑内部采用防火墙、耐火楼板及其它防火分隔设施分隔而成，能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部空间。建筑物内采用划分防火分区这一措施，可以在建筑物一旦发生火灾时，有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防撲救提供有利条件。
（一）防火分区划分方法及隔间措施
防火分区按照防止火灾向防火分区以外扩大蔓延的功能可分为两类：其一是竖向防火分区，用以防止多层或高层建筑物层与层之间竖向发生火灾蔓延；其二是水平防火分区，用以防止火灾在水平方向扩大蔓延。竖向防火分区隔间措施是指用耐火性能较好的楼板，在建筑物的垂直方向对每个楼层进行的防火分隔。水平防火分区隔间措施是指用防火墙、防火门或防火卷帘等防火分隔物将各楼层在水平方向分隔出的防火区域。
（二）防火分区划分方法的规范规定
从防火的角度看，防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安全。但如果划分得过小，则势必会影响建筑物的使用功能，这样做显然是行不通的。防火分区面积大小的确定应考虑建筑物的使用性质、重要性、火灾危险性、建筑物高度、消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。对于大空间地下建筑的防火分区面积，不同规范的要求也存在差异。我国的《建筑设计防火规范》（GB 50016）2006）（以下简称建规）、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067-97）（以下简称汽规）等均对建筑的防火分区面积作了规定。《建规》5.1.7规定地下建筑内的防火分区间应采用防火墙分隔；5.1.13.3规定当设有火灾自动报警警系统和自动灭火系统，且建筑内部装修符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222的有关规定时，地下商店营业厅每个防火分区的最大允许建筑面积可增加到2000m2；《汽规》表5.1.1规定，地下汽车库防火分区最大允许建筑面积为2000m2。5.1.13.5规定当地下商店总建筑面积大于20000m2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，应选择采取下列措施进行防火分隔：
1、下沉式广场等室外开敞空间，该室外开敞空间的设置应能防止相邻区域的火灾蔓延和便于安全疏散。
2、防火隔间，该防火隔间的墙应为实体防火墙，在隔间的相邻区域分别设置火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门。
三、工程案例
划分防火分区的主要目的是阻止火灾向同一建筑物的其余部分蔓延，对此，只要在建筑物内某段采取特殊的主动和被动防火措施，使烟火难以通过该地段，则应视为达到防火分隔的目的。
某广场地下商城总建筑面积为44700m2，主要性质为商业和停车，如果单纯考虑规范规定的防火分区面积，采用防火墙、防火卷帘分隔，在设置了火灾报警系统和自动喷水灭火系统的条件下，每个防火分区的建筑面积最大只能做到2000m2，需要划分为28个防火分区，这样至少需要28个直接对外的安全疏散出口，且防火隔间措施必须采用实体防火墙。因其地面部分为文化广场，为保证上部广场的使用功能完整，无法按现行的建筑设计防火规范设计防火分区；为保证下部空间的使用功能，无法采用大面积实体防火墙作防火隔间。因此对广场地下商城防火分区的设置采取特殊的主动和被动防火措施。在广场地下商城设置了四条贯通南北直接连通城市道路，同时在防火间隔区部位设置了独立的防排烟系统、自动喷水灭火系统、火灾报警系统等辅助系统，以加强防火间隔区的阻火功能，形成主动防火地段。采取以上措施，防火间隔区两侧的区域对间隔区直接开敞部分按地上建筑划分防火分区，每个防火分区最大建筑面积按最大不超过5000m2控制；靠挡土墙部分按地下建筑划分防火分区，每个防火分区的最大建筑面积按最大不超过2000m2控制，共分为16个防火分区，16个安全出口。防火间隔区配套实体防火墙和防火卷帘作防火隔间。
（一）与普通防火间隔区相比
对于大空间地下建筑，建筑设计防火规范中所涉及到的竖向防火分隔物有楼板，水平防火分隔物有防火墙、防火门或防火卷帘，它们都是实体防火分隔物。此广场地下商城设计采用的防火间隔区，虽然为虚体防火分隔物，但在防火间隔区部位设置的独立防排烟系统、自动喷水灭火系统及火灾报警系统三个辅助系统，加强了防火间隔区的阻火功能，能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余局部水平空间蔓延。其防火间隔区的性能优于普通防火分隔物。当然，造价也要高出普通防火分隔物。 （二）防排烟系统
广场地下商城设置了四条贯通南北的长106m宽814m高610m的防火间隔区，自然排烟口的净面积为89014m2。即保证了平时通风和人行通道，又可以作为火灾时自然排烟设施。但因自然排烟受热压和密闭性等因素的影响，且自然排烟口的净面积小于该场所建筑面积的2%，故同时在防火间隔区顶板下方加设独立的机械排烟设施，使烟气有秩序运动和排到室外，形成禁烟区，为人员赢得足够的逃生时间。
（三）自动喷水灭火系统
防火间隔区下设置的独立自动喷水灭火系统，保护时间3h，保护宽度814m的水带（大于防火间距6m），布置三排喷头；设置单独的水泵供水，形成主动防火地段。该系统不但具有自动探火报警和自动喷水控灭火的优良性能，而且喷头采用的是快速响应早期抑制喷头（ES-FT），喷头流量系数K=200，喷头动作响应时间RTI≤28±8s，如果采用传统防火分隔水幕，水幕的宽度为814m（大于规范6m要求），当采用水幕喷头（K=52）时，喷头不应少于三排；采用开式洒水喷头（K=80）时，喷头不应少于二排。ESFT单个喷头的流量比普通水幕喷头（K=52）的流量大6.58L/s，比开式洒水喷头（K=80）的流量大6.12L/s，有力的保障了防火间隔区的阻火功能。
（四）火灾报警系统
火灾自动报警系统，在防火间隔区的两侧设置的烟感、温感探测器，能对防火间隔区下设置的独立防排烟系统和自动喷水灭火系统进行联动控制，控制自动喷水灭火系统的启停；显示报警阀、水流指示器的工作状态；显示自动喷水泵的工作状态和故障状态；在接到火灾报警后，能启动防排烟风机、排烟阀，并接受其回馈信号。这些都将有力的保障了防排烟系统和自动喷水灭火系统的性能发挥，有力的保障了防火间隔区的阻火功能。
（五）此防火分区划分的优势
1、四条防火间隔区，虽然为虚体防火分隔物，但在三个辅助系统的配合下能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延，可以作为防火分隔设施。
2、在防火间隔区下设置的保护时间3h三个辅助系统，耐火极限达到普通防火分隔物的标准，能保证防火间隔区的阻火功能。
3、四条防火间隔区，直接与室外连通，可以作为直接对外的安全疏散出口。
4、防火間隔区宽814m高610m，满足消防通道的设置要求，又能与室外连通，可以作为消防环形通道的一部分，对灭火救援十分有利。
5、四条直接与室外连通的防火间隔区将东方红广场地下商城的封闭地下空间变成直接与室外连通的开敞空间，两侧的区域按室外直接开敞部分执行规范规定，每个防火分区的最大建筑面积由原规范最大不超过2000m2扩大到最大不超过5000m2安全疏散出口由原来的28个缩减到16个，保证了地面广场的使用功能完整。
四、结语
地下空间被广泛的开发和利用，缓解了城市建设用地紧张的压力，然而地下空间的防火设计又成为要面对的主要问题，因此必须要加强地下建筑大空间防火分区的设计，通过不断的实践和深入研究，从而促进地下建筑大空间开发的安全和经济。
参考文献：
[1]崔颖.论地下建筑工程与消防安全设计[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（10）.
[2]郑雁秋.地下商业建筑防火设计[J].消防科学与技术，2011，（1）.
[3]王树波.浅谈地下建筑火灾特点及防火对策[J].中国科技纵横，2012，（9）.