摘要:在闡述地下商業(yè)街火災(zāi)發(fā)生的特點、過程、危害和破壞機理,分析當(dāng)前地下商業(yè)街防火設(shè)計存在的問題的基礎(chǔ)上,提出地下商業(yè)街火災(zāi)防護的措施和消防應(yīng)急方案流程圖,對其他地下公共建筑的火災(zāi)防護也具有一定的參考價值。
關(guān)鍵詞:商業(yè);地下街;消防
中圖分類號:TU289 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1009-8135(2002)06-0112-06
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1????????????? 引言
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地下商業(yè)街是指修建在城市繁華商業(yè)區(qū)域人流集散地之下的街道,為城市居民提供地下人行道,并在其一側(cè)或兩側(cè)開設(shè)商店和布置各種服務(wù)設(shè)施的地下建筑空間,簡稱地下街。
地下商業(yè)街最早出現(xiàn)在20世紀(jì)30年代。初期的地下商業(yè)街是由地下鐵道的人行道或人行過街地道擴建而成。地下街一般建在市中心的鬧市區(qū),可以彌補中心區(qū)步行交通空間的不足,確保寒冷地區(qū)雨雪天氣影響步行環(huán)境,便利地下鐵道乘客換乘,在戰(zhàn)時還能起防空作用。從20世紀(jì)60年代開始,我國開始大規(guī)模修建地下工程,其中絕大部分為人民防空工程;到了70年代,我國又提出了平戰(zhàn)結(jié)合的方針,把已建的人民防空工程轉(zhuǎn)為平時利用。據(jù)統(tǒng)計,我國目前地下建筑的層數(shù)逐步從單層發(fā)展為多層,最多達(dá)到地下11層,建筑規(guī)模也從最初的幾百平方米,發(fā)展到現(xiàn)在的幾萬平方米,甚至幾十萬平方米,使用性質(zhì)也從原來的功能單一的商業(yè)用房發(fā)展到集商貿(mào)、旅館、游藝、餐飲、停車等,功能變得越來越復(fù)雜。地下商業(yè)街便是其中最主要的一種類型。
隨著地下商業(yè)街的廣泛利用和不斷興建,在防火安全上帶來許多不安全因素。如內(nèi)部裝修復(fù)雜、講究;有些地下街使用鈣塑板等高分子材料吊頂,墻面采用可燃材料作為貼面,一旦發(fā)生火災(zāi),對撲救和安全疏散十分不利;還有一些大面積的地下街,常常是綜合利用,上下層連通,無防火分隔,火災(zāi)隱患多,很不安全;更為重要的是,包括某些單位的領(lǐng)導(dǎo)在內(nèi)的很多人,對地下街消防安全的重要性認(rèn)識不足,在設(shè)計上考慮消防設(shè)施不多,投入使用后,在消防管理上也缺乏有力的組織和預(yù)防措施,萬一發(fā)生火災(zāi)事故,后果將不堪設(shè)想。案例:江西南昌市福山地下貿(mào)易中心共有3層,總建筑面積7827.5 m2,第1層既是人行過道又是商場,第2層開設(shè)旅舍、飯店等,第3層為青年宮娛樂場,為典型的地下商業(yè)街布局。1988年9月15日0時40分,該貿(mào)易中心因柜臺內(nèi)的可燃物引起特大火災(zāi),大火延燒了17個多小時才被撲滅,造成地下商業(yè)街中心線長約260m,寬6m,共1560m2面積的環(huán)形主干道及68戶店面被燒毀,直接經(jīng)濟損失達(dá)148.7萬余元。所幸火災(zāi)發(fā)生時為半夜,沒有顧客,再加上第2、3層尚未正式開放,否則將會造成巨大的人員傷亡[1]。
根據(jù)我國的火災(zāi)統(tǒng)計,從1997年到1999年,每年地下建筑火災(zāi)發(fā)生次數(shù)約為高層建筑的3~4倍,火災(zāi)中死亡人數(shù)約為高層建筑的5~6倍,造成的直接經(jīng)濟損失約為高層建筑的1~3倍,具體情況見表1。
表1、1997年至1999年高層建筑與地下建筑火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計[2] [3] [4]
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火災(zāi)損失 | 火災(zāi)次數(shù)(次) | 死亡人數(shù)(人) | 直接經(jīng)濟損失(萬元) |
年份 | 1997 | 1998 | 1999 | 1997 | 1998 | 1999 | 1997 | 1998 | 1999 |
高層建筑 | 1297 | 1077 | 1122 | 56 | 47 | 66 | 9682.6 | 4650.9 | 4749.9 |
地下建筑 | 4886 | 3891 | 4059 | 306 | 288 | 340 | 14101.7 | 13350.4 | 12952.7 |
以上火災(zāi)數(shù)據(jù)表明,地下建筑比高層建筑的火災(zāi)發(fā)生次數(shù)更多,造成人員傷亡和財產(chǎn)損失更大。因此,地下建筑特別是地下商業(yè)街的火災(zāi)防護比地面建筑更為重要。
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2????????????? 地下商業(yè)街火災(zāi)危害及我國防火設(shè)計的現(xiàn)狀
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2.1?? 火災(zāi)特征和危害
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(1)、煙氣的危害:地下商業(yè)街失火與地面建筑失火情況完全不同。地上建筑一般都設(shè)有門窗,著火時可以開啟門窗,進(jìn)行排煙和散熱。而地下商業(yè)街是通過挖掘的方式而獲得的建筑空間,構(gòu)筑物的外部由巖石、土壤包圍著,只有內(nèi)部空間,不存在外部空間,沒有門窗與外部大氣連通,只有與地面連接的出入口或者采光天窗才有排煙散熱的通道,即便如此,通風(fēng)條件仍不如地面建筑。由于對流差,因而排煙散熱也不如地面建筑,自然排煙與進(jìn)風(fēng)條件差,即使小火災(zāi)也會產(chǎn)生大量的煙和有毒氣體。地下商業(yè)街屬于商業(yè)用房,火災(zāi)荷載較大,一般達(dá)到25Kg/m2~100Kg/m2?;馂?zāi)發(fā)生時,建筑物內(nèi)很快就會被濃煙充滿。通常煙的擴散速度比人群疏散速度快得多,據(jù)統(tǒng)計,煙的水平擴散速度一般為0.5~1.5m/s,垂直上升速度為3~4m/s,而一般人在通行路線不熟的環(huán)境中的水平疏散速度和上樓速度均小于1m/s。而且與地面建筑不同的是,火災(zāi)時熱煙運動方向與人員逃生方向一致,人員逃生時往上走,火災(zāi)煙氣也是向上擴散,致使人們無法逃脫煙氣流的危害,多層地下商業(yè)街發(fā)生火災(zāi)時煙氣危害更大。
火災(zāi)煙氣對人具有毒害性,煙氣中的含氧量往往低于人們生理上所需要的正常數(shù)值。當(dāng)空氣中的含氧量降低于15%時,人的肌肉活動能力將明顯下降;降低到6~10%時,短時間人就會暈倒,甚至死亡。而地下商業(yè)街在火災(zāi)時的氧含量最低濃度只有3%左右。據(jù)統(tǒng)計,火災(zāi)中約80%的死亡人數(shù)是吸入有毒有害的煙氣窒息身亡,地下商業(yè)街的窒息死亡比例甚至更高[5]。
火災(zāi)煙氣會使地下街室內(nèi)能見度下降,加上煙氣中有些氣體對人的眼睛有強烈刺激作用,如HCl、NH3、SO2、Cl2等等,使人睜不開眼睛,從而使人們在疏散過程中的行進(jìn)速度大大降低。火災(zāi)時,特別是轟然出現(xiàn)以后,火焰和煙氣沖出地面,濃煙滾滾、烈火熊熊,使人感到十分恐怖;人們往往驚惶失措,亂作一團,影響了人們的迅速疏散,其危害也是相當(dāng)大的。
2、高溫高熱的危害:地下商業(yè)街火災(zāi)時熱煙很難排出,散熱緩慢,內(nèi)部空間溫度上升快。研究表明,地下商業(yè)街比地上建筑較易出現(xiàn)“轟燃”現(xiàn)象,且出現(xiàn)時間較早。公安部四川消防科研所承擔(dān)的“九五”國家科技攻關(guān)課題“地下商業(yè)街煙氣流動特性研究” [6],在進(jìn)行等值500 kg火災(zāi)荷載的實體火災(zāi)試驗中均出現(xiàn)了“轟燃”現(xiàn)象;其中一次試驗在點火后不到7分鐘就出現(xiàn)了“轟燃”,造成火災(zāi)房間空氣體積急劇膨脹,CO、CO2等有害氣體的濃度迅速增加,火災(zāi)溫度上升快。另一方面地下商業(yè)街營業(yè)廳面積大、陳列商品多,且多具有易燃性,即使是非易燃的商品,其包裝材料也是可燃的。加之商品一般都采用散開陳列,甚至有些商店“以店代庫”、“前店后庫”,在營業(yè)廳內(nèi)堆放許多商品,為了招徠顧客,有的商店還將商品的一部分懸掛起來,一旦失火,火焰?zhèn)鞑タ欤瑯O易形成立體燃燒。當(dāng)溫度上升到400℃以上時,起火空間會在瞬間由局部燃燒變?yōu)槿嫒紵?,室?nèi)溫度會從400℃猛升到800~900℃。伴隨室內(nèi)瞬時全面燃燒巨大能量釋放,溫度隨時間迅速上升。
高溫高熱對人體危害很大。地下街火災(zāi)溫度上升到800℃以上的時間很短,由于火焰本身或火焰產(chǎn)生的高溫,能把人燒死、燒傷。這是因為人體在火焰的燎烤下,使心臟跳動加速,同時出汗增多,人很快就產(chǎn)生疲勞脫水的現(xiàn)象,當(dāng)熱的強度超過人體不能承受的界限時,人就會很快死亡。另外,由于人吸入大量的熱氣到肺部,使血壓急劇下降,毛細(xì)血管受破壞,從而導(dǎo)致血液系統(tǒng)破壞,人也會很快死亡。人體對高溫的耐受時間如表2
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表2、 掩蔽人員對高溫的耐受時間
時間 | <5min | 5min | 30min | 2h | 4~8h | 27~72h |
溫度℃ | 150 | 140 | 100 | 65~80 | 46~65 | 35~41 |
3、不合格內(nèi)部裝修的危害:商業(yè)地下街由于人員相對集中,商業(yè)氣氛較濃,很多商家往往忽視防火規(guī)范的要求,片面追求裝修的多樣化和高標(biāo)準(zhǔn),一些高分子可燃材料大量用于地下建筑物。例如,在營業(yè)性房間上部安裝木結(jié)構(gòu)吊頂;在墻面上安裝木龍骨,再釘膠合板,膠合板表面鋪設(shè)金絲絨布,木質(zhì)龍骨內(nèi),有填充所需的纖維吸聲材料等,給地下商業(yè)街建筑的火災(zāi)安全性帶來了諸多火災(zāi)隱患。
在裝修用材方面,根據(jù)有關(guān)部門的研究,火災(zāi)煙氣的主要來源為一些有機高分子材料和木材燃燒時產(chǎn)生的,由于內(nèi)部裝修材料種類繁多,燃燒時產(chǎn)生的有毒煙氣各不相同,要進(jìn)行定量控制具有一定的困難。此外,根據(jù)實驗研究,火災(zāi)轟燃出現(xiàn)的時間與裝修材料關(guān)系較大,具體情況如表3,建筑防火設(shè)計有一條重要原則,即建筑物一旦起火,要設(shè)法延長火災(zāi)初期階段的時間,以便有比較充裕的時間進(jìn)行人員、物資的疏散。地下商業(yè)街如果大量采用可燃材料裝修,就會造成轟燃過早出現(xiàn),使火災(zāi)轉(zhuǎn)入旺盛期,那么人員、物資的疏散便難以實施,同時也給火災(zāi)的撲救工作造成更大的困難。
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表3、地下建筑內(nèi)部裝修材料性質(zhì)與轟燃的關(guān)系[7]
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內(nèi)部裝修材料燃燒性能 | 轟燃出現(xiàn)時間(min) |
可燃性 | <3 |
難燃性 | 4~5 |
非燃性 | 6~8 |
不裝修 | >8 |
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2.2??? 我國地下商業(yè)街防火設(shè)計現(xiàn)狀
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我國目前關(guān)于地下商業(yè)街建筑工程防火設(shè)計的國家標(biāo)準(zhǔn)有:
1、人防工程地下街:《人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范》(GB50098-98);
2、附建式地下商業(yè)街:《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16-87)的若干條文、《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-95)的若干條文;