引言
隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及人口的增長,城市的用地正在逐漸的緊缺,人類在不斷的拓展生存空間,一方面向高層空間發(fā)展,建起了許多高層或超高層建筑;另一方面又向地下空間發(fā)展,建起了各種用途的地下建筑。兩類特殊建筑一旦發(fā)生火災,將會給人們的生命和財產(chǎn)帶來巨大的傷害和損失。表一給出了2001和2002年高層建筑與地下建筑火災傷亡和財產(chǎn)損失數(shù)據(jù)。
由表可知,地下建筑火災次數(shù)雖然只是高層建筑火災次數(shù)的1/8,但是死亡人數(shù)卻是高層建筑的近1/4,火災損失達到高層的1/5,可見地下建筑的火災危險性更大。本文在分析地下建筑火災煙氣特點的基礎(chǔ)上,結(jié)合當前地下建筑火災煙氣控制的現(xiàn)狀和存在的問題,綜述了地下建筑火災煙氣的控制方法并提出了一些建議。
一、地下建筑火災煙氣特點
地下建筑,其概念一般是指建造在巖石和土層中的比附近地面標高低2m以上的建筑。一般可分為附建式、單建式和隧道工程等。附建式是指建在高層或多層建筑的地下(如:地下商場、旅館、電影院、停車庫等),有單層和多層之分,甚至多達四層;單建式地下工程主要是人防工程;地下隧道主要為地下鐵道和公路隧道。
一是火災煙氣大,具有陰燃性。地下建筑處于封閉狀態(tài),空氣流通不暢,出入口少,供氣不足,發(fā)生火災后大量的物質(zhì)在燃燒情況下得不到充足的空氣,使燃燒速度與燃燒的充分性受到影響,由于火災時發(fā)煙量與可燃物物理化學特性、燃燒狀態(tài)和供氣程度有關(guān),而地下建筑一般供氣不足,因此陰燃時間較長,故發(fā)煙量較大。2002年4月智利北部卡拉馬城的一座地下建筑發(fā)生陰燃,時間長達4個月之久。
二是煙氣的窒息性、減光性、恐怖性。地下建筑內(nèi)各種可燃物燃燒時產(chǎn)生的大量煙氣和有毒氣體(一氧化碳、二氧化碳和其他有毒氣體)難以排出,熱煙氣流錯綜復雜,不僅嚴重遮擋視線,使能見度大大降低,影響疏散速度,還會使人產(chǎn)生恐懼心理,極易造成群死群傷事故。2003年2月18日,韓國大邱地鐵發(fā)生火災,由于列車內(nèi)部裝修地板、墻壁為氮化塑料,頂部為聚氨脂材質(zhì),燃燒后產(chǎn)生了大量的有毒氣體。人們吸入有毒氣體后,咽部損傷嚴重,呼吸衰竭致死,共造成192人死亡,148人受傷。
三是易發(fā)生轟燃。由于地下空間的相對封閉性,溫度升高,高溫熱煙氣流的體積膨脹快,壓力增加快,熱煙氣流積聚,極易產(chǎn)生轟燃。1987年倫敦國王十字地鐵火災中,起火6分鐘后發(fā)生了轟燃,給滅火帶來極大危險。
四是熱灼傷性。由于地下建筑的排煙排熱性差,陰燃時間長,內(nèi)部空間溫度上升快,溫度瞬間可高達800~900℃,甚至高達千度以上,人員吸入熱煙氣后會嚴重灼傷氣管,呼吸衰竭致死[2]。
二、研究地下建筑火災煙氣控制的意義
據(jù)統(tǒng)計表明火災傷亡者中多因煙氣毒害所致,因CO中毒窒息死亡或被其它有毒煙氣熏死者占火災總死亡人數(shù)的40%~50%,而被燒死的人中,多數(shù)是先中毒窒息暈倒后被燒死的。例如:1999年12月26日,吉林省長春市夏威夷大酒店地下一層的洗浴中心發(fā)生火災,共造成20人死亡,其中18人窒息死亡。因此了解和掌握地下建筑火災中煙氣流動規(guī)律,有效控制煙氣流動對保障人民生命財產(chǎn)安全意義重大。
三、性能化設(shè)計對地下建筑火災煙氣控制提出更高的要求
目前我國只有一部《人民防空工程建筑設(shè)計防火規(guī)范(GBJ98-87)》尚可作為地下建筑防火設(shè)計可遵循的規(guī)范性文件。但由于每座建筑的結(jié)構(gòu)、用途及內(nèi)部可燃物的種類、數(shù)量和分布情況均不一樣,按照規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定的設(shè)計參數(shù)所做出的設(shè)計方案并不能滿足各個建筑的防火設(shè)計要求。目前許多人防工程被開發(fā)利用為商場、旅店、車庫等,遠遠超過了設(shè)計的使用范圍。因此,處方式規(guī)范和處方式設(shè)計方法在客觀性和科學性上存在著相當大的局限性,需要根據(jù)具體場所的火災發(fā)展特性和煙氣流動規(guī)律來設(shè)置有針對性的防排煙措施。能否針對具體建筑開展合理的性能化防火設(shè)計完全取決于對該類建筑火災和煙氣流動規(guī)律的深入理解。