论文部分内容阅读
【摘要】:地下建筑发生火灾时所产生烟气的毒性、漆黑、高温成为安全疏散和顺利扑救火灾的三大障碍。所以，地下建筑的防排烟将比任何地上建筑更为重要。文章介绍了地下建筑火灾的特点，分析了地下建筑防排烟设计的重要性与原则，探讨了地下公共建筑的防排烟设计。
【关键词】：地下建筑；火灾；防排烟设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
地下建筑是在地面之下通过人工挖掘而获得的建筑空间。由于它的外围是土壤或岩石，没有门窗之类的通风口，是经由竖直和倾斜通道与地面上部的空间相连通。与地上建筑相比，这种通风口的面积要小得多，建筑结构的封闭性较强。另外由于地下大空间建筑具有建筑面积大、人流密集、影响力高的特点，超出了现有防火规范的要求，一旦发生火灾可能导致人员疏散困难，从而给判断其是否真正安全带来不确定性。
所有火灾都会产生烟气运动，由于火灾过程中其燃烧通常是不完全燃烧，一般都会伴有大量可见的浓烟。火灾烟气通常包括两部分：(1)燃烧所生产的气体、悬浮固体和液体微粒；(2)燃烧所卷吸的空气。火灾烟气通常含有有毒和有害成分，火灾的高温环境，对人民生命财产甚至生态环境都会造成很大危害。特别在建筑火灾中，烟气窒息和中毒是火灾致死的主要因素。另外，火灾中高温烟气的迅速流动，也很容易造成火势的蔓延和扩大。
一、地下建筑火灾的特点
1、地下建筑火灾烟气的危害性
地下建筑内引起火灾的火源多，可燃物多，发生火灾后，将产生大量剧毒、刺激性、窒息性烟雾。导致人们呼吸困难，甚至窒息。此外，烟气排不出去热量积累，加上地下建筑散热较缓慢，发生火灾时烟气冷却程度小，火烟温度高，烟气温度上升较快，这种高温气体的蔓延，加剧了火灾的发展。
2、人员疏散的困难性
(1)地下商业建筑，一般处于各大城市比较繁华的地带，其流动人员多。发生火灾时，人员的心理行为受地下建筑特点的影响，从众心理、趋光心理比地上更易发生，而且易惊慌失措。特别是顾客，加之对环境不熟悉，导致逃生困难。
(2)地下建筑无自然采光，平时安全靠灯光照明，发生火灾时，正常电源中断，加上浓烟的烟涩，整个地下建筑内漆黑一团，现代地下建筑虽设有应急照明，但由于浓烟严重影响可见度。使人们的视程大大缩短，严重时将失去辨认逃离方向的能力。
(3)地下建筑的出入口少，几乎没有直通室外的出入口。出人口发生火灾时可能是排烟口，高温浓烟的流动方向与受灾人员的疏散方向是一致的，而烟气的流动速度往往比人们的疏散行进速度快，使人们逃不脱高温浓烟的危害，给疏散带来很不利的影响。
3、火灾扑救的困难性
地下建筑发生火灾时，由于出入口少，无孔洞，所以灭火进攻路线少，特别是高温浓烟大量涌出的情况下，扑救人员很难进入建筑物并接近起火点，地下建筑中的可见度也是有限的，扑救人员行动困难，由于屏蔽作用，地下建筑对通讯设备干扰大，给火场指挥通讯联络造成困难。而且，地下建筑一般结构比较坚固，难以采用破拆等战术措施，影响灭火救援进度。
二、地下建筑防排烟设计的重要性与原则
在地下建筑发生火灾时，虽然有自动喷淋和消火栓系统来完成灭火作用，但往往由于地下建筑没有更多的通道与外界相连，火灾时产生的大量烟雾无法迅速排出，容易造成人员的窒息伤亡，消防人员也无法迅速进入。地下建筑防排烟不仅是安全疏散的需要，而且也是扑救火灾的需要。因此地下建筑的防排烟比地上建筑更为重要，它成为整个防灾设计的重要组成部分。
地下建筑应严格进行防排烟分隔，将着火区域所产生的烟气控制在一定的区域之内，不使其蔓延扩散。并应在着火区域内积极有效地进行排烟。
三、防排烟系统的设计
1、防排姻系统设置形式选择
地下建筑的防排烟系统按是否与排风系统管道合并设置可分为独立设置的排烟系统和合并设置的排烟系统两种。我国规范允许地下车库和人防工程机械排烟系统可单独设置或与工程排风系统合并设置。
独立设置的排烟系统，即排风系统与排烟系统管路分开设置的系统又可分为完全独立的排烟系统和排烟风机与排风机共用但管道相对独立的排烟系统两种。其特点是系统占用地下空间多，管路复杂，一次性投资高。
而合并设置的排烟系统，即排风与排烟共用一套管道的系统，平时可做排风用，火灾时由消防自控系．统控制进行消防排烟。该系统具有管路简单，可避免管道交叉、降低吊顶高度，节省投资等优点。
目前地下建筑排烟系统多采用与排风系统合并设置的形式。工程上合并设置的排烟系统常有以下几种形式。
（1）排风、排烟管道合用，排风、排烟风口合用的系统。这种系统优点是排风均匀，排烟点到位，便于及时排烟，缺点是排风与排烟转换全部靠风口完成，故自动风口数量多控制机械复杂，因而造价较高，该系统由于控制环节多，可靠性差。
（2）排风、排烟管道合用，单独设置排风风口和排烟风口的系统。这种系统中每个防烟分区设排烟风口，只有必要部位设置电动排风口。火灾时关闭所有排风口，排烟口根据消防控制室指令打开排烟。这种系统优点在于控制简单可靠，但有时为节省造价尽量减少电动排风口，就有可能造成排风效果较差，形成通风死角。
（3）排风、排烟于管合用，支管功能分开的系统。这种系统干管上不装风口或只装排烟时一次性关闭的排风口，支管分为设有电动排烟调节阀的排风支管和排烟支管，日常排风和火灾时排烟靠切换相关阀门来实现。这种系统较①、②模式电动风阀数量少，但由于设置了双重支管，风管造价高，占用空间也多。
（4）排风、排烟干管合用，支管功能共用的系统。这种系统干管上不装设排风或排烟口，而只在每个防烟分区设一支管，支管上设置全自动排烟防火阀。
2、在进行合并没置的排烟系统设计时应注意以下事项。
（1）系统的风口、风道、风机等应满足排烟系统的要求。在设置排风(排烟)支管时，应按照规范允许的最大防烟分区来设置排风(排烟)管道，使它既能满足平时的排风需要，也能满足火灾时的排烟需要。
在选择排风(排烟)风机时，除了要计算工程的排风量外，同时还要计算最大防烟分区的排烟量。排风量一般要计算工程冬夏两季和过渡季节的排风量。通常，最大排烟量大于冬夏两季的排风量，而和过渡季节的排风量相近。
（2）当火灾被确认后，应能及时将排风系统自动转换为排烟系统，同时自动关闭与排烟无关的通风、空调系统。排烟系统设计的排烟量仅能保证同时对两个防烟分区进行排烟，其他未着火防烟分区应关闭排烟口，否则，就会影响着火区的排烟效果。
系统管道中须设置排烟防火阎，排烟阀或电动阀，使得该电气控制比较复杂，控制点多，對排烟防火阀或电动阀的可靠性要求高，依据目前国产阀门及系统维护管理水平，应尽量使一个排烟系统仅负担1—2个防烟分区，只要其中一个分区着火就开启全部排烟风机及排烟口，对两个分区同时排烟，以保证排烟效果。
（3）通风排烟系统划分应结合建筑防火分区来考虑，做到既有利于通风系统兼作排烟系统，又不会出现排烟风管跨越防火分区现象。
结束语
随着经济的快速发展，地下建筑的使用功能越来越复杂，而且由于位置的复杂性，地下建筑的通风排烟设计的困难也越来越大。设计人员应在遵守“以防为主，防排结合”这一基本原则的基础上，充分发挥想象力和创造力，努力排除地下建筑通风排烟中的不安全因素，提高控制系统的可靠性，从而保障地下建筑内部人员的生命财产安全。
参考文献：
【1】.于福海，建筑防火设计原理，中国人民公安大学出版社2007.7；
【2】.杜红，防排烟工程，中国人民公安大学出版社2003.1；
【3】.刘曦娟，地下商业街防排烟系统设计方法，消防科技.2009.2；
【4】.梁清泉等，地下建筑防排烟设计探讨，消防科学与技术.2002.1；
【关键词】：地下建筑；火灾；防排烟设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
地下建筑是在地面之下通过人工挖掘而获得的建筑空间。由于它的外围是土壤或岩石，没有门窗之类的通风口，是经由竖直和倾斜通道与地面上部的空间相连通。与地上建筑相比，这种通风口的面积要小得多，建筑结构的封闭性较强。另外由于地下大空间建筑具有建筑面积大、人流密集、影响力高的特点，超出了现有防火规范的要求，一旦发生火灾可能导致人员疏散困难，从而给判断其是否真正安全带来不确定性。
所有火灾都会产生烟气运动，由于火灾过程中其燃烧通常是不完全燃烧，一般都会伴有大量可见的浓烟。火灾烟气通常包括两部分：(1)燃烧所生产的气体、悬浮固体和液体微粒；(2)燃烧所卷吸的空气。火灾烟气通常含有有毒和有害成分，火灾的高温环境，对人民生命财产甚至生态环境都会造成很大危害。特别在建筑火灾中，烟气窒息和中毒是火灾致死的主要因素。另外，火灾中高温烟气的迅速流动，也很容易造成火势的蔓延和扩大。
一、地下建筑火灾的特点
1、地下建筑火灾烟气的危害性
地下建筑内引起火灾的火源多，可燃物多，发生火灾后，将产生大量剧毒、刺激性、窒息性烟雾。导致人们呼吸困难，甚至窒息。此外，烟气排不出去热量积累，加上地下建筑散热较缓慢，发生火灾时烟气冷却程度小，火烟温度高，烟气温度上升较快，这种高温气体的蔓延，加剧了火灾的发展。
2、人员疏散的困难性
(1)地下商业建筑，一般处于各大城市比较繁华的地带，其流动人员多。发生火灾时，人员的心理行为受地下建筑特点的影响，从众心理、趋光心理比地上更易发生，而且易惊慌失措。特别是顾客，加之对环境不熟悉，导致逃生困难。
(2)地下建筑无自然采光，平时安全靠灯光照明，发生火灾时，正常电源中断，加上浓烟的烟涩，整个地下建筑内漆黑一团，现代地下建筑虽设有应急照明，但由于浓烟严重影响可见度。使人们的视程大大缩短，严重时将失去辨认逃离方向的能力。
(3)地下建筑的出入口少，几乎没有直通室外的出入口。出人口发生火灾时可能是排烟口，高温浓烟的流动方向与受灾人员的疏散方向是一致的，而烟气的流动速度往往比人们的疏散行进速度快，使人们逃不脱高温浓烟的危害，给疏散带来很不利的影响。
3、火灾扑救的困难性
地下建筑发生火灾时，由于出入口少，无孔洞，所以灭火进攻路线少，特别是高温浓烟大量涌出的情况下，扑救人员很难进入建筑物并接近起火点，地下建筑中的可见度也是有限的，扑救人员行动困难，由于屏蔽作用，地下建筑对通讯设备干扰大，给火场指挥通讯联络造成困难。而且，地下建筑一般结构比较坚固，难以采用破拆等战术措施，影响灭火救援进度。
二、地下建筑防排烟设计的重要性与原则
在地下建筑发生火灾时，虽然有自动喷淋和消火栓系统来完成灭火作用，但往往由于地下建筑没有更多的通道与外界相连，火灾时产生的大量烟雾无法迅速排出，容易造成人员的窒息伤亡，消防人员也无法迅速进入。地下建筑防排烟不仅是安全疏散的需要，而且也是扑救火灾的需要。因此地下建筑的防排烟比地上建筑更为重要，它成为整个防灾设计的重要组成部分。
地下建筑应严格进行防排烟分隔，将着火区域所产生的烟气控制在一定的区域之内，不使其蔓延扩散。并应在着火区域内积极有效地进行排烟。
三、防排烟系统的设计
1、防排姻系统设置形式选择
地下建筑的防排烟系统按是否与排风系统管道合并设置可分为独立设置的排烟系统和合并设置的排烟系统两种。我国规范允许地下车库和人防工程机械排烟系统可单独设置或与工程排风系统合并设置。
独立设置的排烟系统，即排风系统与排烟系统管路分开设置的系统又可分为完全独立的排烟系统和排烟风机与排风机共用但管道相对独立的排烟系统两种。其特点是系统占用地下空间多，管路复杂，一次性投资高。
而合并设置的排烟系统，即排风与排烟共用一套管道的系统，平时可做排风用，火灾时由消防自控系．统控制进行消防排烟。该系统具有管路简单，可避免管道交叉、降低吊顶高度，节省投资等优点。
目前地下建筑排烟系统多采用与排风系统合并设置的形式。工程上合并设置的排烟系统常有以下几种形式。
（1）排风、排烟管道合用，排风、排烟风口合用的系统。这种系统优点是排风均匀，排烟点到位，便于及时排烟，缺点是排风与排烟转换全部靠风口完成，故自动风口数量多控制机械复杂，因而造价较高，该系统由于控制环节多，可靠性差。
（2）排风、排烟管道合用，单独设置排风风口和排烟风口的系统。这种系统中每个防烟分区设排烟风口，只有必要部位设置电动排风口。火灾时关闭所有排风口，排烟口根据消防控制室指令打开排烟。这种系统优点在于控制简单可靠，但有时为节省造价尽量减少电动排风口，就有可能造成排风效果较差，形成通风死角。
（3）排风、排烟于管合用，支管功能分开的系统。这种系统干管上不装风口或只装排烟时一次性关闭的排风口，支管分为设有电动排烟调节阀的排风支管和排烟支管，日常排风和火灾时排烟靠切换相关阀门来实现。这种系统较①、②模式电动风阀数量少，但由于设置了双重支管，风管造价高，占用空间也多。
（4）排风、排烟干管合用，支管功能共用的系统。这种系统干管上不装设排风或排烟口，而只在每个防烟分区设一支管，支管上设置全自动排烟防火阀。
2、在进行合并没置的排烟系统设计时应注意以下事项。
（1）系统的风口、风道、风机等应满足排烟系统的要求。在设置排风(排烟)支管时，应按照规范允许的最大防烟分区来设置排风(排烟)管道，使它既能满足平时的排风需要，也能满足火灾时的排烟需要。
在选择排风(排烟)风机时，除了要计算工程的排风量外，同时还要计算最大防烟分区的排烟量。排风量一般要计算工程冬夏两季和过渡季节的排风量。通常，最大排烟量大于冬夏两季的排风量，而和过渡季节的排风量相近。
（2）当火灾被确认后，应能及时将排风系统自动转换为排烟系统，同时自动关闭与排烟无关的通风、空调系统。排烟系统设计的排烟量仅能保证同时对两个防烟分区进行排烟，其他未着火防烟分区应关闭排烟口，否则，就会影响着火区的排烟效果。
系统管道中须设置排烟防火阎，排烟阀或电动阀，使得该电气控制比较复杂，控制点多，對排烟防火阀或电动阀的可靠性要求高，依据目前国产阀门及系统维护管理水平，应尽量使一个排烟系统仅负担1—2个防烟分区，只要其中一个分区着火就开启全部排烟风机及排烟口，对两个分区同时排烟，以保证排烟效果。
（3）通风排烟系统划分应结合建筑防火分区来考虑，做到既有利于通风系统兼作排烟系统，又不会出现排烟风管跨越防火分区现象。
结束语
随着经济的快速发展，地下建筑的使用功能越来越复杂，而且由于位置的复杂性，地下建筑的通风排烟设计的困难也越来越大。设计人员应在遵守“以防为主，防排结合”这一基本原则的基础上，充分发挥想象力和创造力，努力排除地下建筑通风排烟中的不安全因素，提高控制系统的可靠性，从而保障地下建筑内部人员的生命财产安全。
参考文献：
【1】.于福海，建筑防火设计原理，中国人民公安大学出版社2007.7；
【2】.杜红，防排烟工程，中国人民公安大学出版社2003.1；
【3】.刘曦娟，地下商业街防排烟系统设计方法，消防科技.2009.2；
【4】.梁清泉等，地下建筑防排烟设计探讨，消防科学与技术.2002.1；