浅谈人防工程建筑防火设计及有关问题探讨

摘　要：人防工程作为特殊的地下建筑，其火灾危险性远大于地上建筑，本文将对人防工程中的几个非常重要的特殊防火概念、场所的设置要求、防火防烟分区、安全疏散等建筑方面的防火设计进行阐述和进一步的探讨。

关键词：人防：建筑：防火；设计：探讨

中图分类号：TU973⁺.34

文献标识码：B

文章编号：1008-0422(2010)03-0115-03

1　前言

第二次世界大战以来，为防御战时空袭，解决城市地面紧张和交通拥挤的状况，地下工程建筑的发展备受重视，一方面从总体防御的战略角度出发兴建了大量的人防地下工程，另一方面。又将人防建设与城市发展相结合，进行综合开发利用，如地下公共娱乐场所、旅馆、饭店、电影院、礼堂、商场、工厂、仓库等。地下人防工程的开发利用，为城市提供了新的发展空间，发挥了原有的投资效益，给群众生活和城市建设都带来了诸多方便，是一个很有发展潜力的新领域。但是同时我们也必须看到，在消防安全方面，地下及人防工程由于安全出口数量少、宽度小，空间有限并且复杂，一旦发生火灾，升温快，浓烟不易散发，人员疏散困难，往往造成严重的危害。地下及人防工程引发的火灾事故也屡见不鲜。

1987年11月18日，英国伦敦最大的地铁站一国王十字地铁站发生特大火灾，火灾导致30人死亡，180人重伤。1999年12月26日凌晨3时许，在吉林省长春市夏威夷大酒店地下层保安室与变电室之间过道处，因保安员高某将烟缸内未燃物倒在易燃物上，起火蔓延成灾。设在酒店地下层的洗浴中心和美容美发中心的承包经理、被告人刘继婷，得知火灾消息后，虽积极组织员工救火、报警，但由于火势过大，封住楼梯，地下层安全疏散通道铁门上锁，致使在场员工无法逃离，造成20人烧死、11人烧伤，经济损失达22.25万元的严重后果。2003年2月18日，韩国大邱市地铁发生特大火灾，火灾导致198人死亡，147人受伤。2008年1月2日20时，乌鲁木齐市钱塘江路总建筑面积10万m²的德汇国际广场和德汇大酒店相继发生大火，火灾持续40多个小时。过火面积6.5万m²，涉及1046个商户，12层的大厦被毁，直接财产损失达18亿元，造成3名消防战士和2名作人员窒息而牺牲。德汇广场分为1、2、3期工程，先后投入使用，起火部分位于1-2期的连接通道上小杂货铺的一堆扫帚，引燃地下1层后蔓延到顶层12层。

通过火灾案例可以发现深入研究和加强人防工程的防火设计，对于火灾预防、人员疏散、火灾扑救等至关重要。《人民防空工程设计防火规范》GB 50098-2009于2009年5月13日发布，并于2009年10月1日实施，笔者现结合规范实施以来几个月的工程实践，对人防工程的建筑防火设计及有关问题进行进一步的探讨。

2　几个重要的概念

2.1　安全出口和安全区域。安全出口指供人员安全疏散用的楼梯间出人口或直通室内外安全区域的出口。安全区域指室外、避难走道、相邻防火分区。安全出口也即指疏散楼梯、地面首层直通室外的门、通向避难走道前室的甲级防火门、地下室通向相邻防火分区的甲级防火门。切不可将安全区域和安全出口的含义向外延伸。

2.2　避难走道。避难走道指走道两侧为实体防火墙，并设置有防烟等设施，仅用于人员安全通行至室外的走道。避难走道的设置要求：

2.2.1　直通地面的出口设置。避难走道直通地面的出口不应少于2个，并应设置在不同方向。规范规定当避难走道只与一个防火分区相通时，避难走道直通地面的出口可设置一个，但该防火分区至少应有一个不通向该避难走道的安全出口。笔者认为当所有与避难走道相通的防火分区均各设置有至少一个不通向该避难走道的安全出口时，其避难走道也可以只设置一个直通地面的出口。

2.2.2　避难走道宽度确定。避难走道的净宽不应小于设计容纳人数最多一个防火分区通向避难走道各安全出口最小净宽之和。

2.2.3　室内装修要求。避难走道的装修材料燃烧性能等级应为A级。

2.2.4　前室的设置要求。防火分区至避难走道人口处应设置前室，前室面积不应小于6m。前室的门应为甲级防火门：避难走道前室应设置机械防烟设施，避难走道可不设置防烟设施。避难走道的前室送风余压值应为(25～30)Pa，机械加压送风量M=VS*103(m³/h)，V指前室入口门洞风速(0.7～1.2m/s，S指同时开启的前室送风口总面积。规范未规定最低送风量要求，笔者认为可结合《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》中关于前室的最低送风量确定，即送风量不应小于22000m31h。

2.2.5　消防设施的设置。避难走道应设置带消防软管卷盘的室内消火栓、火灾应急照明、灯光疏散指示标志、应急广播和消防专线电话。

2.3　营业厅总建筑面积大于20000m²时作为防火分隔使用的下沉式广场。

2.3.1　尺寸要求。不同防火分区通向下沉式广场安全出口最近边缘之间的水平距离不应小于13m，广场内疏散区域的净面积不应小于169m²。

2.3.2　疏散要求。广场应设置不少于一个直通地坪的疏散楼梯，疏散楼梯的总宽度不应小于相邻最大防火分区通向下沉式广场计算疏散总宽度。疏散楼梯总宽度可包括疏散楼梯宽度和90％的自动扶梯宽度。

2.3.3　雨棚的设置。当确需设置防风雨棚时，雨棚不得封闭，并应符合下列规定：四周敞开的面积应大于40m²：敞开的高度不得小于lm；当敞开部分采用防风雨百叶时，百叶的有效通风排烟面积可按百叶洞口面积的60％计算。

2.4　营业厅总建筑面积大于2000m²时作为防火分隔使用的防火隔间。防火隔间与防火分区之间应设置常开式甲级防火门。并应在发生火灾时能自行关闭：不同防火分区开设在防火隔间墙上的防火门最近边缘之间的水平距离不应小于4m；该门不应计算在该防火分区安全出口的个数和总疏散宽度内；防火隔间装修材料燃烧性能等级应为A级。且不得用于除人员通行外的其他用途。

2.5　替代防火墙的防火卷帘。防火卷帘的耐火极限不应低于3h且应满足背火面温升的判定条件，当防火卷帘的耐火极限仅满足背火面辐射热的判定条件时，应设置自动喷水灭火系统保护。对于除中庭位置和上下设置有内挑台、走马廊、开敞楼梯和自动扶梯等上下连通层开口部位设置的防火卷帘之外(考虑到中庭的特殊性，其不能设置防火墙，故防火卷帘的宽度可根据需要确定)，替代防火墙的防火卷帘应满足以下要求：当防火分隔部位的宽

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度不大于30m时，防火卷帘的宽度不应大于10m；当防火分隔部位的宽度大于30m时，防火卷帘的宽度不应大于防火分隔部位宽度的1/3，且不应大于20m。值得注意的是防火分区分隔部位长度应按整个防火分区分隔总长度即防火分区之间周边分隔总长度计算，不应分段计算。

2.6　厅室的概念。设置在地下的歌舞娱乐放映游艺场所应划分成面积不超过200m²的厅室，这里的厅室不能单纯的理解为防火分区，“一个厅、室”是指歌舞娱乐放映游艺场所中一个相互分隔的独立单元，即采用耐火极限不低于2.00h的墙体和不低于1.00h的楼板与其他单元或场所分隔，疏散门为耐火极限不低于乙级的防火门。单元之间或与其他场所之间的分隔构件上无任何门窗洞口(包括防火门窗)。

3　场所设置要求

3.1　严禁设置的场所及物品。

3.1.1　甲乙类厂库房。

3.1.2　人防工程内不得使用和储存液化石油气、相对密度(与空气密度比值)大于或等于0.75的可燃气体和闪点小于60℃的液体燃料、油浸电力变压器和其他油浸电气设备。

3.1.3　不应经营和储存火灾危险性为甲、乙类储存物品属性的商品。

3.1.4　人防工程内不应设置哺乳室、托儿所、幼儿园、游乐厅等儿童活动场所和残疾人员活动场所。

3.2　限制设置的场所及要求。

3.2.1　控制在地下一层且高差不大于10m的场所。医院病房、歌舞娱乐放映游艺场所不应设置在地下二层及以下层；当设置在地下一层时，室内地面与室外出入口地坪高差不应大于10m。

3.2.2　控制在地下一层的场所。旅店、员工宿舍不得设置在地下二层及以下层·消防控制室应设置在地下一层或地面首层，并应邻近直接通向(以下简称直通)地面的安全出口；消防控制室可设置在值班室、变配电室等房间内：当地面建筑设置有消防控制室时，可与地面建筑消防控制室合用：消防控制室所应采用耐火极限不低于2h的隔墙和1.5h的楼板与其他场所隔开。

3.2.3　控制在地下二层以内的场所。营业厅不应设置在地下三层及三层以下。

3.3　特殊场所的设置及要求。

3.3.1　汽车库、修车库。设置在人防工程内的汽车库、修车库，其防火设计应按现行国家标准《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067的有关规定执行。

3.3.2　燃油或燃气锅炉房。燃油或燃气锅炉不应布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻，并应符合下列规定：

3.3.2.1　燃油和燃气锅炉房应设置在地下一层靠外墒部位，但常(负)压燃油、燃气锅炉可设置在地下二层。燃油锅炉应采用丙类液体作燃料。采用相对密度(与空气密度的比值)大于等于0.75的可燃气体为燃料的锅炉，不得设置在地下或半地下建筑(室)内。

3.3.2.2锅炉房的门应直通室外或直通安全出口：外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1m的不燃烧体防火挑檐或高度不小于1.2m的窗槛墙；

3.3.2.3　锅炉房与其它部位之间应采用耐火极限不低于2h的不燃烧体隔墙和1.50h的不燃烧体楼板隔开。在隔墙和楼板上不应开设洞口，当必须在隔墙上开设门窗时，应设置甲级防火门窗。

3.3.2.4　当锅炉房内设置储油间时。其总储存量不应大于1m，且储油间应采用防火墙与锅炉间隔开；当必须在防火墙上开门时，应设置甲级防火门。

3.3.2.5　每台蒸汽锅炉的额定蒸发量不应超过4t/h，额定蒸汽压力不应大干1.6MPa。

3.3.2.6　燃气锅炉房应设置防爆泄压设施，燃气、燃油锅炉房应设置独立的通风系统，燃油锅炉房的正常通风量按换气次数不少于3次／h确定：燃气锅炉房的正常通风量按换气次数不少于6次，h确定；燃气锅炉房的事故排风量按换气次数不少于12次/h确定。

3.3.2.7　应设置火灾报警装置、灭火设施a

3.3.3　柴油发电机房。

3.3.3.1　宜布置在建筑物的首层及地下一、二层。应采用丙类柴油作燃料；

3.3.3.2　应采用耐火极限不低于2h的不燃烧体隔墙和1.5h的不燃烧体楼板与其它部位隔开，门应采用甲级防火门。机房与电站控制室之间的密闭观察窗除应符合密闭要求外，还应达到甲级防火窗的性能；机房与电站控制室之间的连接通道处，应设置一道具有甲级防火门耐火性能的门，并应常闭。

3.3.3.3　机房内应设置储油间，其总储存量不应大于8h的需要量，且储油间应采用防火墙与发电机间隔开：当必须在防火墙上开门时，应设置甲级防火门，储油间应设置高150mm的不燃烧、不渗漏的门槛，地面不得设置地漏。

3.3.3.4　应设置火灾报警装置和灭火设施。

4　防火防烟分区

4.1　防火分区划分面积要求。丙类液体库房防火分区面积不应超过150m²，丙类固体库房防火分区面积不应超过300m²，丁类库房防火分区面积不应超过500m²，戊类库房防火分区面积不应超过1000m²(库房的防火分区仅当设置有火灾自动报警系统和自动灭火系统同时设置时，其允许最大建筑面积可增加1倍：局部设置时，增加的面积可按该局部面积的1倍计算，但该局部部位与其他部位应采取防火分隔)：厂房及民用建筑每个防火分区的允许最大建筑面积一般不应大于500m²(当设置有自动灭火系统时，允许最大建筑面积可增加1倍；局部设置时增加的面积可按该局部面积的1倍计算，但该局部部位与其他部位应采取防火分隔)；电影院、礼堂的观众厅，防火分区允许最大建筑面积不应大于1 000m²(当设置有火灾自动报警系统和自动灭火系统时，其允许最大建筑面积也不得增加)；商业营业厅、展览厅等，当设置有火灾自动报警系统和自动灭火系统。且采用A级装修材料装修时，防火分区允许最大建筑面积不应大于2000m²。

4.2　不计人防火分区面积的场所。水泵房、污水泵房、水池、厕所、盥洗间等无可燃物的房间、溜冰馆的冰场、游泳馆的游泳池、射击馆的靶道区、保龄球馆的球道区等装修材料采用A级时，其面积可不计入防火分区的面积之内。避难走道由于采取了具体的防火措施，所以它是属于安全区域，不需要划分防火分区，即不计人防火分区面积。

4.3　应划分独立的防火分区的场所。旅店、病房、员工宿舍应划分为独立的防火分区。与柴油发电机房或锅炉房配套的水泵间、风机房、储油间等，应与柴油发电机房或锅炉房一起划分为一个防火分区。

4.4　上下层防火分区叠加时的处理。

4.4.1　敞开部位的处理。人防工程内设置

有内挑台、走马廊：开敞楼梯和自动扶梯等上下连通层时，其防火分区面积应按上下层相连通的面积计算，当超过防火分区最大允许面积时应设置防火分隔措施。

4.4.2　中庭的处理。当人防工程地面建有建筑物，且与地下一、二层有中庭相通或地下一、二层有中庭相通时，防火分区面积应按上下多层相连通的面积叠加计算：当超过防火分区最大允许建筑面积时，应符合下列规定：

4.4.2.1　房间与中庭相通的开口部位应设置火灾时能自行关闭的甲级防火门窗；

4.4.2.2　与中庭相通的过厅、通道等处，应设置甲级防火门或耐火极限不低于3h的防火卷帘；防火门或防火卷帘应能在火灾时自动关闭或降落：

4.4.2.3　中庭应设置排烟设施。

4.4.3　地上与地下层防火分区面积叠加的计算方法。

地上建筑的防火分区面积的划分和地下不同，当地上与地下部分有连通开口部位时，如一律按照地下的防火分区面积来进行控制，则不尽合理，结合工作实践，笔者建议防火分区需满足以下公式的要求：(a1+2a0)/2A+(b1+2b0)/2B≤1：其中a0为地上未设置自动喷水灭火系统场所的建筑面积；a1为地上设置有自动喷水灭火系统场所的建筑面积；A为地上未设置自动喷水灭火系统允许的最大防火分区面积：b0为地下未设置自动喷水灭火系统(地下库房为未同时设置报警及喷淋)的场所的建筑面积：b1为地下设置有自动喷水灭火系统(地下库房为同时设置报警及喷淋)的场所的建筑面积；B为地下未设置自动喷水灭火系统(地下库房为未同时设置报警及喷淋)允许的最大防火分区面积。

4.5　特殊防火分隔要求。

4.5.1　总建筑面积超过20000m²地下商店防火分隔处理。地下商店当总建筑面积大于20000m²时，应采用防火墙进行分隔，且防火墙上不得开设门窗洞口，相邻区域确需局部连通时，应采取可靠的防火分隔措施，可选择下列防火分隔方式：1)下沉式广场等室外开敞空间；2)防火隔间：3)避难走道；4)防烟楼梯间。该防烟楼梯间及前室的门应为火灾时能自动关闭的常开式甲级防火门。

4.5.2　歌舞娱乐放映游艺场所防火分隔处理。歌舞娱乐放映游艺场所一个厅室的建筑面积不应大于200m²。

4.6　防烟分区划分。

4.6.1　防烟分区划分面积要求。需设置排烟设施的部位应划分防烟分区，并应符合下列规定：1每个防烟分区的建筑面积不宜大于500m²(从室内地面至顶棚或顶板的高度在6m以上时除外)：2防烟分区不得跨越防火分区。

4.6.2　防烟分区划分方法。需设置排烟设施的走道、净高不超过6m的房间，应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚突出不小于0.5m的梁划分防烟分区。

5　安全疏散

5.1　安全出口数量

安全出口有三种形式：一是通向室外、直通室外的疏散楼梯间(设置数量为A)，二是通向避难走道的门(设置数量为B)，三是通向相邻防火分区的甲级防火门(设置数量为C)。当地下室设置有仅用于采光或进风用的竖井，且竖井内有金属梯直通地面、防火分区通向竖井处设置有不低于乙级的常闭防火门时，其金属竖向梯作为辅助疏散出口(设置数量为a)。则安全出口设置数量应满足下列要求(其中D为当前防火分区疏散总宽度，D(A)为通向室外、直通室外的疏散楼梯总宽度，D(B)为通向避难走道的门总宽度，S为防火分区建筑面积，H为室内地面与室外出入口地坪高差，P为防火分区容纳人数)(表1)。

5.2　疏散距离

安全疏散距离中有四个疏散距离的数据应值得注意，即房间门至最近安全出口的最大距离LA、位于袋形走道两侧或尽端房间的最大距离LB、房间内最远点至该房间门的距离LC、观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、营业厅和阅览室等室内任意一点到最近安全出口的直线距离LD(当该防火分区设置有自动喷水灭火系统时Ld)，其疏散距离应满足下列要求，(表2)。

5.3　疏散宽度

确定疏散宽度应首先确定当前防火分区的疏散人数P，当前防火分区疏散总宽度D=P*K0(K3为疏散宽度指标)(表3)

5.3.1　地下商店疏散人数计算可用下式表示P=S*K1*K2，(K1为面积折算值。K2为疏散人数换算系数)，即按该防火分区内营业厅使用面积乘以面积折算值和疏散人数换算系数计算确定。

5.3.2　歌舞娱乐放映游艺场所最大容纳人数P=S*K3(K3为人员密度指标)，即按该场所建筑面积乘以人员密度指标来计算，K3按下列规定确定：录像厅、放映厅人员密度指标为1.0人/m²，其他歌舞娱乐放映游艺场所人员密度指标为0.5.k/m²。

综上，地下营业厅防火分区的最小疏散宽度D=K0*S*K1*K2；地下歌舞娱乐放映游艺场所的最小疏散宽度D=K0*S*K3，值得注意的是地下商店的疏散宽度可仅满足所有的防火分区疏散宽度要求，地下歌舞娱乐放映游艺场所除满足防火分区疏散宽度要求外尚应满足整个楼层的疏散宽度要求。每个安全出口和疏散楼梯同时要满足最小净宽的要求。

5.4　疏散楼梯设置形式

5.4.1　设置要求。人防工程中的电影院、礼堂、建筑面积大于500m²的医院、旅馆、建筑面积大于1 000m²的商场、餐厅、展览厅、公共娱乐场所，当底层室内地面与室外出入口地坪高差大于10m时，应设置防烟楼梯间：当地下为两层，且地下第二层的室内地面与室外出入口地坪高差不大于10m时，应设置封闭楼梯间。

5.4.2　特殊情况。笔者认为地下为三层且室内地面与室外出入口地坪高差不大于10m的上述人防工程，考虑到其疏散高度尽管不大于10m，但是步行距离较大，也应按照防烟楼梯间的要求设置，不应设置为敞开楼梯间。

5.4.3　不具备自然排烟条件的封闭楼梯间的设置。人防工程的封闭楼梯间一般在单建式人防工程中能具备自然排烟的条件，但对地上建筑附建式防空地下室，当封闭楼梯间开设在室内时，考虑到地上下共用疏散楼梯应在首层采取防火分隔，则就不能满足自然排烟要求。则需设置防烟楼梯间。

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