地下商业街的安全疏散设计.doc
《地下商业街的安全疏散设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地下商业街的安全疏散设计.doc（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
地下商业街的安全疏散设计
作者浙江警官职业学院2007级毕业生
[摘要]地下商业街作为地下大型商业营业场所，其防火问题是显著的，地下商业街火灾具有可燃物品多，火灾荷载大，阴燃时间长，人员疏散困难等特点。
地下商业街由于其封闭性强，安全出口少，内部通道的人流密度大，一旦发生火灾将产生比地上建筑更为严重的后果，火灾时烟气危害将更为严峻，因此地下商业街的防火设计和人员疏散研究越来越受到人们的关注。
本文主要以地下商业街的防火分区设计、地下商业街的疏散设计、地下商业街疏散标识与应急照明为主要内容。
[关键词]地下商业街防火设计安全疏散
第1章绪论
1.1地下建筑火灾的特点及其危害
由于城市的发展和人口的增长，世界各地都在实施扩展人类生存空间的建筑，一是建起了许多高层或超高层建筑；二是建起了各种用途的地下建筑。
但这两类特殊建筑一旦发生火灾，将会给人们的生命和财产带来巨大的伤害和损失。
尤其是地下建筑，由于其结构上的特点与地面建筑有很大的差异，因此更容易形成火灾，且形成火灾后不利于人员安全疏散和火灾扑救，从而造成更严重的人员伤亡和财产损失。
地下建筑火灾的主要特点及危害是：
烟雾量大、毒性高，火灾烟气大，火势蔓延快，火灾中人员疏散困难，火灾扑救难度大，人员伤亡严重，经济损失大。
1.2地下商业街火灾蔓延的方式
1.2.1热辐射
热辐射是物体在一定温度下以电磁波方式向外传送热能的过程。
一般物体在通常所遇到的温度下，向空间发射的能量，绝大多数集中于热辐射。
建筑物发生火灾时，火场的温度高达上千度，通过外墙开口部位向外发射大量的辐射热，对邻近建筑构成火灾威胁，同时，也会加速火灾在室内的蔓延。
1.2.2热传导
火灾区域燃烧产生的热量，经导热性好的建筑构建或建筑设备传导，能够使火灾蔓延到相邻或上下层房间。
例如，薄壁隔墙、楼板、金属管壁等，都可以把火灾区域的热传导至另一侧的表面，使地板上或靠着隔墙堆积的可燃、易燃物质，导致火灾扩大。
火灾通过传导的方式进行蔓延扩大，有两个比较明显的特点：
其一是必须具有导热性好的媒介，如金属构建、薄壁构件或金属设备等；其二是蔓延的距离较近，一般只能是相邻的建筑空间。
可见，由热传导蔓延扩大火灾范围是有限的。
1.2.3热对流
用可以使火灾区域的高温燃烧产物与火灾区域外的冷空气发生强烈流动，将高温燃烧产物传播到较远处，造成火势扩大。
建筑房间起火时，在建筑内燃烧产物则往往经过房门流向走道，窜到其他房间，并通过楼梯间向上层扩散。
在火场上，浓烟流窜的方向，往往就是火势蔓延的方向。
1.3地下商业街火灾蔓延的途径
1.3.1火灾在水平方向的蔓延
1.未设置防火分区
对于主体为耐火结构的建筑来说，造成水平蔓延的主要原因之一是建筑物内未设水平防火分区，没有防火墙及相应的防火门等形成控制火灾的区域空间。
2.洞口分隔不完善
对于耐火建筑来说，火灾横向蔓延的另一途径是洞口处的分隔处理不完善。
如，户门为可燃的木制门，火灾时被烧穿；普通防火卷帘无水幕保护，导致卷帘失去隔火作用；管道穿孔处未用不燃材料密封等等。
3.火灾在吊顶内部空间蔓延
装设吊顶的建筑，房间与房间、房间与走廊之间的分隔墙只做到到顶皮，而吊顶部仍为连通空间，一旦起火，极易在吊顶内部蔓延，且难以及时发现，导致灾情扩大；对没有设吊顶的建筑，隔墙若未砌到结构底部，留有孔洞或连通空间，也会造成为火灾蔓延和烟气扩散的途径。
4.火灾通过可燃的隔墙、吊顶、地毯等蔓延
可燃构件与装饰物在火灾时直接成为火灾荷载，由于它们的燃烧而导致火灾扩大。
1.3.2火灾通过竖井蔓延
在现代建筑内，有大量的电梯、楼梯、设备、垃圾等竖井，这些竖井往往贯穿整个建筑，若未做完善的防火分区，一旦发生火灾，就可以蔓延到建筑的其他楼层。
1.建筑通过楼梯间蔓延
建筑的楼梯间，若未按防火、防烟要求进行分隔处理，则在火灾时犹如烟囱一般，烟火很快会由此向上蔓延。
2.火灾通过电梯井蔓延
电梯间未设防烟前室及防火门分隔，则其井道形成一座座竖向“烟囱”，发生火灾时则会抽拔烟火，导致火灾沿电梯井迅速向上蔓延。
1.4火灾时人的心理及行为
火灾时，人们疏散的心理和行为与正常情况下的心理状态是不同的（表1-1），例如，在紧张和恐惧心理下，不知所措，盲目跟随他人行动，甚至钻入死胡同等，都是火灾事故疏散时的异常心理状态的支配下，往往造成惨痛的后果。
表1-1疏散人员的心理与行为
（1）向经常使用的出入口、楼梯口疏散
在旅馆、剧场等发生火灾时，一般旅客和观众习惯于从原出入口或走的楼梯疏散，而很少使用不熟悉的出入口或楼梯。
就连自己的住处也要从常用的楼梯去疏散，只有当这一退路被火焰、烟气等封闭了，才不得已另求其他退路
（2）习惯于向明亮的方向疏散
人具有朝向光明的习性，故以明亮的方向为行动目标。
例如，在旅馆、饭店等建筑内，假设从房间内走出来后走廊里充满烟雾，这时如果一个方向黑暗，相反方向明亮的话，就会向明亮方向疏散
（3）奔向开扩空间
这一点，与上述趋向光明处的心理是相同的，在大量火灾实例中，确有这些现象
（4）对烟火怀有恐惧心理
对于红色火焰怀有恐惧心理是动物的一般习性，一旦被烟火包围，则不知所措。
因此，即使身处安全之地，亦要逃向相反的方向
（5）危险迫近，陷入极度慌乱之中，就会逃向狭小角落
在出现死亡事故的火灾中，往往发现缩在房间、厕所或把头插进橱柜的尸体
（6）越是慌乱、越容易跟随他人
人在极度的慌乱之中，就会变得失去正常判断的能力，于是无形中产生跟随他人的行为
（7）紧急情况下能发挥出意想不到的力量
遇到紧急情况时，失去了正常的理智行动，把全部精力集中在应付紧急情况上，会发挥出平时意想不到的力量。
如遇到火灾时，甚至敢从高楼跳下去
第2章地下商业街的防火防烟分区设计
2.1地下建筑的防火分区设计
已经投入使用的地下建筑，有的规模大，层数多，多用于商业服务业、文化娱乐等人员密集的公共设施、地下车库等。
对于这样的大规模地下建筑，由于人员密集，可燃物较多或火灾危险性较大，应该划分成若干个防火分区。
这对于防止火灾的扩大和蔓延是非常必要的，一旦发生火灾，能使火灾限制在一定范围内。
从减少火灾损失的观点来说，地下建筑的防火分区面积以小为好。
以商业性地下建筑为例，如果每个店铺都能形成一个独立的防火分区，当发生火灾时，关闭防火门或防火卷帘都能形成一个独立的防火分区，当发生火灾时，关闭防火门或防火卷帘，防止烟火通向中间的通道，可以使火灾损失控制在极小的范围内。
然而，建设投资高，实际建造和使用也有一定困难。
因此，还要把若干小空间划分在一个防火分区内。
地下建筑防火分区的划分，应比地面建筑要求严格。
视建筑的功能不同而有所区别，防火分区面积一般不宜大于500平方米。
但设有可靠的防火灭火设施，如自动报警和自动喷水灭火系统时，可以放宽，但不宜大于1000平方米，而对于商业厅、展览厅等特殊用途的地下建筑，其内部装修符合规范要求，并设有防烟、排烟设备时，其防烟分区面积可达到2000平方米。
当地下商店总面积大于20000平方米时，应采用不开设门、窗、洞口的防火分隔。
相邻区域确需局部连通时，应选择采用以下措施进行防火分隔：
1.采用下沉式广场等室外开敞空间与地下建筑连通。
此外开敞空间应能防止相邻区域火灾蔓延，并且便于安全疏散。
2.防火间隔。
应采用实体防火墙及火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门分隔。
3.避难走道。
其两侧的墙为实体防火墙，局部连通处应分别设置火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门。
4.防烟楼梯间。
防烟楼梯间及其前室的门应为火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门。
2.2地下建筑的防烟分区设计
1.地下建筑的防烟分区。
地下建筑的防烟分区面积不应超过500平方米，且不得跨越防火分区，在地下商业街等大型地下建筑的交叉口处，两条街道的防烟分区不得混合。
这样，不仅能提高相互交叉的地下街道的防烟安全性，而且，防烟分区的形状简单，可提高排烟效果。
地下建筑的防烟分区大多数用挡烟垂壁形成，其蓄烟量是很有限的。
研究表明，当火灾发展到轰燃期时，由于温度升高，发烟量剧增，防烟分区储蓄不了剧增的烟量，所以，一般与感烟探测器联动的排烟设备配合使用。
2.排烟口与通风道。
地下建筑的每个防烟分区均应设置排烟口，其数量不少于1个，其位置宜设在吊顶面上或其他排烟效果好的部位。
排烟口的形状，当采用机械排烟时，最好能与挡烟垂壁相互配合，设计为与地下走道垂直的，长度与走道宽度相同的排烟口。
而且，若使排烟口处的吊顶面比一般吊顶面凹进去一些，则排烟效果会更好。
为了防止烟气扩散，提高防烟、防火安全性，要求地下建筑内的走道与房间的排烟分道，要分别独立设置。
3.自然排烟。
当排烟口的面积较大，占地下建筑面积的1/50以上，而且能够直接通向大气时，可以采用自然排烟的方式。
设置自然排烟设施，必须注意的问题是，要防止地面的风从排烟口倒灌到地下建筑内。
为此，排烟口应高出地表面。
以增加拔烟效果，同时要做成不受外界风力影响的形状。
特别是对于安全出口，一定要确保火灾时无烟。
4.机械排烟。
地下建筑机械排烟的方式，一般应采用负压排烟，造成各个疏散口正压进风的条件，确保楼梯间和主要疏散通道无烟。
地下建筑内设施的部位，主要是走道和楼梯间及较大的房间。
5.对于埋置较深或多层地下建筑，还必须设防烟楼梯间，并在防烟楼梯间设独立的进、排风系统。
第3章地下商业街的疏散设计
3.1地下商业街的疏散设计的意义
建筑物发生火灾时，为了避免建筑物内的人员因烟气中毒、火灾和房屋倒塌而受到伤害，必须尽快撤离失火建筑，同时消防队员也要对起火部位进行火灾扑救。
因此，需要完善的交通安全疏散设计。
安全疏散设计，是根据建筑物的使用性质、人们在火灾事故时的心理状态与行动特点、火灾危险性大小、容纳人数、面积大小合理布置交通疏散设计，为人员的安全疏散设计一条安全路线。
3.2地下商业街的疏散设计原则
3.2.1人员密度
我国目前投入使用的地下建筑，既有利用人民防空地下工程加以改造、装修而成，也有民用建筑的使用要求修建的，且规模日益大型化。
例如某市一地下商场的出入口处，平均每分钟的人员流量多达100多人，平时商场每天有顾客5万人次，节假日每天则达10～12万人次。
一些地下建筑用作影剧院、游乐场等，其人员密度也是相当大的。
地下建筑中人员密度的大小是决定疏散设计的一个基本要素。
人员密度大，疏散速度就慢。
一些地下建筑出入口数量本来就不足，有关管理部门从防盗要求出发，还把一些入口上了锁，万一发生火灾，就会使内部人员无法逃出，甚至还会出现惊恐、拥挤、踩死、踩伤等意外事故。
同时外部的消防人员也难以及时进入内部救火，延误战机。
3.2.2疏散时间
疏散时间是安全疏散设计的基本指标之一。
发生火灾以后，就应使人员在较短的时间内通过疏散口从危险地点疏散到安全地点——地面或避难处。
因此，到安全出口的最大步行距离、通道的宽度、出口数量，都必须从安全疏散时间的要求出发来确定。
对于地下建筑来说，由于烟热的危害性大，在考虑人员安全疏散时，其疏散时间应从严控制，参考地面建筑的疏散时间及国外的有关资料，我国地下建筑疏散时间应控制在3min之内。
3.3地下商业街的安全出口设计
3.3.1安全出口的宽度与数量
为了保证公共场所的安全，应该有足够数量的安全出口。
在正常使用的条件下，疏散是比较有序的进行的；而紧急疏散时，则由于人们处于惊慌的心理状态下，必然会出现拥挤等许多意想不到的情况。
所以平时使用的各种内门、外门、楼梯等，在发生事故时，不一定都能满足安全疏散的要求。
这就要求在建筑中应设置较多的安全出口，保证起火时能够迅速安全疏散。
在建筑设计中，应根据使用要求，结合防火安全的需要布置门、走道和楼梯。
一般要求建筑物都有两个或两个以上的安全出口。
1.安全出口的宽度
安全出口是指提供人员安全疏散用的楼梯间、室外楼梯的出入口或直通室内外安全区域的出口。
安全出口的宽度是由疏散宽度指标计算出来的。
宽度指标是对允许疏散时间、人体宽度、人流在各种疏散条件下的通行能力等进行调查、实测、统计、研究的基础上建立起来的。
本节简要介绍工程设计中应用的计算安全出口宽度的简捷方法——百人宽度指标。
百人宽度指标可按下式计算：
B=Nb/At
式中B——百人宽度指标，即每100人安全疏散的最小宽度（m）
N——疏散总人数（人）
t——允许疏散时间（min）
A——单股人流通行能力，平坡时A=43人/min；阶梯地时，A=37人/min；
b——单股人流的速度，人流不携带行李时，b=0.55m
2.安全出口的数量
一般的地下建筑，必须有两个以上的安全出口。
对于较大的地下建筑，有两个或两个以上的防火分区且相邻分区之间的防火墙上设有甲级防火门作为第二安全出口。
每个防火分区必须分别设一个直通室外的安全出口，以确保人员的安全疏散。
例如某办公大厦地下一层的安全出入口的设置，如图3-1所示。
图3-1某办公大厦地下一层的安全出入口的设置
3.3.2疏散门的构造要求
疏散门应向疏散方向开启。
但房内人数不超过60人，且每扇门的平均通行人数不超过30人时，门的开启方向可以不限。
疏散门不应采用转门。
为了便于疏散，人员密集的地下商业街的入口门，不应设置门槛，其宽度不应小于1.4m，靠近门口处不应设置明显的标志和事故照明。
室外疏散通道的净宽不应小于疏散总宽度的要求，最小净宽不应小于3m。
3.4水平疏散路线设计
地下商业街发生火灾时，人员的疏散行动路线，也基本上和烟气的流动路线相同，即房间→走廊→前室→楼梯间。
烟气的蔓延扩散，将对火灾层人员的安全疏散形成很大的威胁。
为了保障人员疏散安全，理想的状况是疏散路线上各个空间划分为不同的区间，称为疏散安全区。
离开火灾房间后先要进入走廊，走廊的安全性高于火灾房间，故称走廊为第一安全区；以此类推，前室为第二安全分区，楼梯间为第三安全分区。
一般说来，当进入疏散楼梯间，即可认为达到了相当安全的空间。
为了保障各个安全分区在疏散过程中的防烟、防火性能，一般可采用在走廊的吊顶上和墙上设置与感烟探测器联动的防烟设施，并且设防烟楼梯间。
同时，还要考虑各个安全分区的事故照明和疏散指示等，为火灾的人员设计一条求生的安全路线。
3.5垂直疏散路线设计
垂直疏散路线是指地下商业街在发生火灾时，人们利用消防电梯或疏散楼梯进行疏散。
发生火灾时，人们首先考虑熟习并经常使用的楼梯和电梯所组成的疏散路线。
靠近电梯间设置疏散楼梯，即可将常用路线和疏散路线结合起来，有利于疏散的快捷和安全。
如果电梯厅为敞开式时，楼梯间应按防烟楼梯间设计，以免电梯井蔓延烟火而切断通向楼梯的道路。
1.疏散楼梯
当发生火灾时，普通电梯如未采取有效的防火防烟措施，因供电中断，一般会停止运行。
此时，楼梯便成为最主要的垂直疏散设施。
它是楼内人员的避难路线，是受害者或老弱病残人员的救护路线，还可能是消防人员灭火进攻路线，足见其作用之重要。
楼梯间防火性能的优势，疏散能力的大小，直接影响着人员的生命安全与消防队的扑救工作。
当发生火灾时，楼梯间相当于一个大烟囱，如果不加防烟措施，火灾时烟火就会拥入期间，不仅能造成蔓延，增加人员伤亡，还会严重妨碍救火。
疏散楼梯间的墙体应为耐火2h以上，可用厚15cm的砖、混凝土和加气混凝土等材料建成；楼梯应耐火1～1.5h以上，可用钢筋混凝制作，也可用钢材加防火保护层。
另外，楼梯间的内装修采用A级材料。
2.消防电梯
在同一地下商业街建筑里，要避免两台以上的消防电梯设置在同一防火分区内。
这样，其他防护分区发生火灾时，难以有效地利用消防电梯扑救火灾。
消防员到达起火楼层之后，应有一个较为安全的场所，设置必要的灭火或营救伤员的器材。
并能方便地使用设在前室的消火栓，进行扑救。
消防电梯要设置前室，这个前室和防烟楼梯的前室相同，具有防火、防烟的功能。
为使地下商业街的平面布置紧凑，便于消防电梯满足日常使用，消防电梯和防烟楼梯间可合用一个前室。
消防电梯前室面积，居住建筑为不应小于4.5平方米，公共建筑不应小于6平方米。
当消防电梯与防烟楼梯间合用一个前室时，居住建筑不应小于6平方米，公共建筑不应小于10平方米。
消防电梯的轿厢应采用不燃材料装修。
应为消防电梯轿厢在火灾时要停留或穿行火灾层，采用不燃材料做装修，有利于提高自身的安全性，应优先考虑不锈钢、铝合金等不燃材料装修。
为了满足消防扑救工作的需要，消防电梯应选用较大的载重量，一般不应小于8kN，且轿厢尺寸不应小于1.5m*2m。
这样，火灾时可以将一个战斗班的（8人左右）消防队员和随身携带的装备运到火场，同时可以满足用单架抢救伤员的需要。
为了尽快地把高层建筑火灾扑灭在火灾初期，根据相关规定，消防电梯的行驶速度，应按从首先到顶层的运行时间不超过60s计算确定。
第4章地下商业街疏散标识与应急照明
4.1地下商业街疏散标识
疏散指示标志的合理设置，对人员安全疏散具有重要作用。
国内外实际应用表明，在疏散走道和主要疏散路线的地面上或者靠近地面的墙上设置发光疏散指示标志，对安全疏散起到很好的作用，可以更有效地帮助人们在浓烟弥漫的情况下，及时识别疏散出口位置和方向，迅速沿发光疏散指示标志顺利和疏散，避免造成伤亡事故。
为此需要以包括电致发光型（如灯光型、电子显示型等）和光致发光型（如蓄光自发光型）作为发光疏散指示。
这些疏散指示标志适用于地下商业街，作为辅助疏散指示标志使用。
4.2地下商业街应急照明
地下商业街的应急照明及疏散指示标志在发生火灾时所发挥重要作用一直作为一项严格的规定来要求落实安装。
根据“中华人民共和国建筑防火设计规范”规定：
“火灾疏散照明灯应设置在疏散走道、楼梯间、防烟前室、公共活动场所等部位；其最低照度不应低于5Lux，火灾疏散照明连续供电时间不少于30min。
”由于地下建筑无自然采光，发生火灾时，如无疏散照明起不到应有作用，则地下建筑内人员疏散时无法辨别方向和出口位置，不仅延长了疏散时间，而且还加剧了人们的恐慌心理，易造成人员拥挤、踩踏伤亡事故。
应急照明设置通常有两种方式：
一种是独立照明回路作为应急照明，该回路灯具平时是处于关闭状态，只有当火灾发生时，通过末级应急照明切换控制箱使该回路通电，使应急照明灯具点燃。
另一种是利用正常照明的一部分灯具作为应急照明，这部分灯具连接在正常照明回路中，平时也处于正常点燃状态。
当发生火灾时、虽然正常电源被切断但由于该部分灯具又接在专门的应急照明回路中，所以灯具依然处于点燃状态，当然这要通过末级应急照明切换控制箱才能实现正常照明和应急照明的切换。
疏散指示照明应设在安全出口的顶部镶嵌墙安装，或在安全出口门边墙上距地2.2～2.5m处安装；疏散走道及转角处、楼梯休息平台处在距地1m以下嵌墙安装；大面积的商场、展厅等安全通道上采用顶棚下吊装。
疏散指示照明只需提供足够的照度，一般取0.5LX，维持时间一般不少于30min。
疏散指示照明器，按防火规范要求，采用白底绿字或绿底白字，并用箭头或图形指示疏散方向。
第5章结论
本课题是对地下商业街的防火设计与人员疏散的研究。
论文以有关国家建筑防火设计规定为依据，针对地下商业街火灾特点及危害。
设计了有关防火措施与人员疏散的方案。
本文的主要结论如下：
1.论文基于地下商业街的面积大、空间广、火灾时火势扩散迅速猛的特点，采用严格合理的防火分区设计，以有效遏制火势的扩散，从而达到减少危害的目的。
2.防火分区的设计上采取严格的防火分区设置布局，如每个防火分区必须有两个通道，形成双向疏通和两个安全出口，及应急照明，疏散指示标志等设置和措施，为人员的迅速疏散提供有效保障。
3.通过设计防烟分区，把火灾初期的烟气控制在一定范围内，以便有组织地将烟排出室外，使人们在避难之前所在的空间的烟气浓度在安全允许值之内。
4.通过对人员的行为特点和安全疏散时间判断的分析、得出安全疏散受到诸如性格、心理、安全意识及心理状态与行为等方面影响。
设计对经营管理人员的消防培训，加强疏散演练是有效组织人员疏散的最佳措施和方法。
本论文在设计上还有一些不尽完善的方面需要进一步的开展，建议今后能进行以下防火设计：
（1）高层建筑的安全疏散设计。
（2）民用建筑的防火设计。
参考文献
[1]叶瑞标，潘关新，陈小军，贡祥蕾．地下建筑公共娱乐场所烟气防治[M]．消防技术与产品信息出版社，1996年第2版．
[2]中华人民共和国国家标准．高层民用建筑设计防火规范[S]．GB50045-95，2005年9月第5版，中国计划出版社．
[3]中华人民共和国国家标准．建筑防火设计规范[S]．GB50016-2006,2006年11月第1版，中国计划出版社．
[4]邵力权．浅谈地下建筑防火设计[M]．福建建设科技出版社，2007年第1版．
[5]公安部四川消防研究所．地下商业街烟气流动特性实验研究报告[R]．2000年版．
[6]刘仁存．地下商业的火灾特点及其建筑防火设计[M]．消防科学与技术出版社，2005年版．
[7]中华人民共和国国家标准．商店建筑设计规范[S]．JGJ48-88，2003年版，中国计划出版社．
[8]张树平．建筑防火设计[M]．中国建筑工业出版社，2004年第2版．
[9]李树涛．地下建筑火灾烟气危害及对策探讨[J]．武警学院学报，2005年版．
[10]兰彬．地下商业建筑防火及防烟设计参数探讨[M]．消防科学与技术，2001年第4版．
11
升级会员 