地下商业建筑防火及防排烟

随着经济发展和城市用地的紧缺，我国各大城市纷纷建设地下工程，对市区黄金地段进行立体开发利用。然而，在地下商业建筑中，由于其特殊的建筑形式，一旦发生火灾温度上升快、火灾蔓延迅速，并产生大量含一氧化碳等毒气和浓烟时，就将给人员安全疏散造成困难。因此，应对地下商业建筑的火灾烟气危险性进行研究，并针对其特点在建筑的防排烟设计中采取相应措施。

地下商业建筑的火灾烟气危险性分析

地下空间相对封闭，着火后火灾烟气量大，温度高，疏散困难。由于地下商业建筑出入口少，密闭性好，通风条件差，一旦发生火灾可燃物产生大量的烟雾，将从起火部位以较快的速度向四处扩散，并呈现聚集不散的状态，能见距离一般在2米～5米之间。烟向上流动的速度为水平速度的3倍～5倍。烟气的快速扩散及高温直接威胁人身安全。

建筑毗连，上下贯通，空间超大。为吸引客流，便利商品流通，有些城市不仅几个地下商城毗连在一起，而且与地上商业建筑相通。一旦发生火灾，将使高温烟气在“烟囱效应”的作用下，迅速向多座地下和地上建筑蔓延，严重威胁地上建筑，极易造成群死群伤的恶性事故。

客流物流大，火灾荷载密度大。由于各城市利用地下商业建筑兼作人员过街通道，人员密度指标远远超过《人民防空工程设计防火规范》有关地下1层人员密度指标为0.85人/平方米，地下2层人员密度指标为0.80人/平方米的规定。

地下商业建筑一般防火设计要求

总平面布局和平面布置。依据《人民防空工程设计防火规范》第3.1.4A地下商店应符合下列规定：不应经营和储存火灾危险性为甲、乙类储存商品属性的商品，营业厅不宜设置在地下3层及3层以下。当总建筑面积大于20000平方米时，应采用防火墙进行分隔，且防火墙上不得开设门窗口。

防火防烟分区。每个防火分区的允许最大建筑面积不应大于500平方米，当设有自动灭火系统时，允许最大建筑面积可增加1倍。

当地下商业建筑内设置火灾自动报警系统和自动喷淋灭火系统的，且建筑内部装修符合GB50222的规定时，其营业厅每个防火分区的最大允许建筑面积可增加到2000平方米。

需设置排烟设施的地下商场，应划分防烟分区，每个防烟分区的建筑面积不应大于500平方米，防烟分区不得跨越防火分区。

防火防烟分区应本着火灾时限制火灾烟气扩散、有利于防烟排烟、尽量减轻火灾烟气危害、为人员安全疏散和灭火抢险创造有利条件的原则，进行科学、经济、安全、实用的设计。防火防烟分区的面积大小，直接影响着防烟、排烟的效果。防火防烟分区的面积太大不利于防烟排烟；而面积太小防排烟效果好却又不经济，浪费投资，有的场所甚至难于实施。与规范规定的500平方米相比，实验证明，防火防烟分区的面积在300平方米～400平方米之间较为适宜。挡烟垂壁的有效垂度以50厘米～80厘米较为适宜，且尽可能更大一些为好。

安全疏散。每个防火分区的安全出口数量不应少于两个，且宜按不同方向分散设置，当受条件限制须同方向设置时，两个出口之间的距离不应小于5米。

安全疏散距离应满足房间内最远点至该房间门的距离不应大于15米的要求，房间门至最近安全出口或防火墙上防火门的最大距离为40米，位于袋形走道或尽端的房间应为20米。

地下商业建筑的防排烟设计方案

对地下商业建筑来说，防排烟的设计不仅要符合安全疏散的要求，而且也是扑救火灾的需要。因此对地下商业建筑而言，防排烟系统的设置是尤为重要的。

总体要求。与普通大空间建筑一样，地下商业建筑综合运用挡烟垂壁、喷淋、排烟、送风等各种方法来合理引导烟气流动。其中，送风系统主要用于疏散楼梯间和主要疏散通道。

烟气进入疏散楼梯间便会随人流一同上行，很不利于疏散。因此建议超过1层时使用有正压送风的封闭楼梯间。

设计方案选择。排烟系统的设置可以有商店排烟和走道排烟两种。首先，商店排烟。在起火商店排烟，限制烟气层高度，使烟气不能越过门口的挡烟垂壁而进入走道，保证疏散通道的空气清洁。其次，走道排烟。限制烟气层厚度，使人在烟气层下安全通过。

无论采取哪种排烟方式都可能由于建筑层太低而不成功。层高过低时，采用商店排烟方案可能导致烟气溢出，流入走道;采用走道排烟又可能导致烟气层界面过低，威胁疏散人群的安全。对这个问题可以有两种解决办法：一种是在商店和走道都设置排烟口；另一种是采用开式吊顶，利用吊顶上方的空间增加层高，但在设计中应考虑吊顶内设备管道的影响，另外探测和喷淋系统也需要调整。如果按照常规方式将探测器和喷淋头安装在吊顶下则会延迟这些设备的启动，贻误控制火势的时机。挡烟垂壁等分隔设备也应延续到吊顶内，使上下分区统一。

设计计算步骤。防排烟系统设计计算有多种方法，虽然表现形式不同，但所需计算的物理量及计算步骤则是统一的。首先，判断火灾发展趋势。确定火灾的规模和发展趋势是所有系统参数的基础。其次，根据安全要求确定设计空气层高度。由于烟气层和空气层之间还有一个烟气浓度逐渐变小的过渡区，在欧洲一般认为清洁空气层高度超过2.5米～3米才安全。按照我国人口身高情况，可使垂帘距地面1.8米，这样商店内空气层高度维持在1.85米～1.9米就可以了。我国地下商业街层高均在3米左右，要在走道维持2.5米的空气层高度显然是不现实的。最好是采用商店排烟的方案，使烟气不能进入走道。如采用走道排烟，则采用开式吊顶以增加层高。再其次，控制进入烟气层的质量流量。研究证明，进入烟气层的气体中绝大部分是烟柱上升过程中卷吸的空气，其主要影响因素是火场规模和烟气层高度。最后，确定排烟口数量。无论采用自然排烟还是机械排烟，能够进入单个排烟口的烟气流量是有限的，过大的流量会排出烟气层下邻近排烟口的空气，而不能有效排除稍远处的烟气。单个排烟口的最大排烟量取决于烟气层厚度、温度等因素。

综上所述，地下商业建筑防火安全设计中最为重要的是防排烟设计问题。在地下商业建筑防排烟系统设计中，应首先考虑的是系统设计方案的确定和火灾发展过程的确定，这些问题直接影响防火、防烟分区划分，挡烟垂壁的设置、管道布置等重要问题，需要结合建筑物具体情况综合考虑。