摘要：随着建筑业、地下空间的不断发展和我国人民防空法的颁布和实施，人防地下室设计变得越来越重要。人防地下室在平时，主要就是做为汽车库、自行车库、商业以及一些相关的设备用房。在人防地下室发生火灾的情况下，呈现出火烟扩散快、火势蔓延快、火烟温度高、毒性大，从而造成地下人员安全疏散难、地面消防人员灭火扑救难，即“二快、一高一大、二难”的火灾特性。如果不能够有很好的逃离通道、合理的逃跑路线以及高效的排烟系统，很可能会造成巨大的人员伤亡。因此，人防地下室的防火排烟设计显得尤为重要，且要求越来越高。本文就主要围绕人防地下室防火排烟系统设计作了简单的探讨。
关键字：地下空间，人防地下室，防火分区，安全疏散，防烟分区，机械排烟系统，自然排烟系统
1.人防地下室火灾的特点
由于人防地下室空间封闭、结构厚，所以着火后烟气大，温度高。一旦发生火灾，短时间内将会聚集大量烟雾，封闭的空间使人防地下室难以有效的迅速排出烟雾，使大量的烟雾在人防地下室中逐渐蔓延。实验表明，烟气在封闭空间内扩散的速度一般为3米每秒左右，而人群的疏散速度为0.6米每秒左右。可以看出，由于地下商业建筑空间的封闭性，一旦发生火灾产生大量的烟雾，扩散速度远大于人群疏散速度。
1.1火灾烟气的危害性
人防地下室发生火灾后，将产生大量剧毒、刺激性、窒息性烟雾。使人们呼吸困难，甚至窒息。另一方面，烟气排不出去热量积累，加上人防地下室散热缓慢，发生火灾时烟气冷却程度小，烟气温度上升较快，火烟温度高，这种高温气体的蔓延，加剧了火灾的发展。
1.2人员疏散困难
人防地下室不似地面建筑有窗户，人无法从窗户疏散，只能从安全出口疏散。由于工程内全部采用人防照明，光线不如地面工程；另有烟气遮挡，使人视线模糊，烟气中的一氧化碳等有毒气体，将直接威胁人身安全。发生火灾时，人员的心理行为受人防地下室特点的影响，从众心理、趋光心理比地上更易发生，而且易惊慌失措，导致逃生困难。
1.3火灾扑救困难
人防地下室发生火灾时，由于出入口少，无孔洞，所以灭火进攻路线少，特别是高温浓烟大量涌出的情况下，扑救人员很难进入建筑物并接近起火点，地下建筑中的可见度也是有限的，扑救人员行动困难，由于屏蔽作用，人防地下室对通讯设备干扰大，给火场指挥通讯联络造成困难，人防地下室结构坚固，难以采用破拆等战术措施，影响灭火救援进度。
2．人防地下室防火设计
2.1 防火分区设计
人防地下室存在着不少可燃物和着火源，为阻止失火后火势的蔓延和扩散，有利于扑救和人员的疏散。建筑设计时应进行防火分区设计，把建筑平面和空间划分为若干防火单元，使火势控制在起火单元并加以扑灭，从而减少火灾的损失。每个防火分区间防火墙、耐火楼板和防火门隔断。防火墙上不宜开设门、窗、门洞，如需要开时，应设置能自动关闭的甲级防火门、窗，耐火极限不低于1.2小时。建筑属一级耐火等级时，耐火楼板的耐火极限应在1.5小时以上，二级耐火等级应在1.0小时以上。
人防地下室防火分区划分的规定：
（1）每个防火分区的面积不小于500平方米；如果防火分区内设有自动灭火设备，则防火分区面积可增加一倍；局部设置时，增加的面积可按该局部面积的一倍计算。
（2）商业营业厅、展览厅等，应设置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2000平方米。
（3）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1000平方米。
2.2 安全疏散设计
人防地下室安全疏散是一个非常重要的问题。疏散设计应考虑疏散距离即允许疏散时间和人员疏散速度，以及疏散宽度。根据《人民防空工程设计防火规范》规定，人员从着火的防火分区全部疏散出该防火分区的时间要求在3分钟内完成。由于人防地下室中人员密度不同、疏散人员类型不同、工程类型不同及照明条件不同等，所以规定的安全疏散距离也有一定幅度的变化。房间内最远点至该房间门的距离不应大于15米；房间门至最近安全出口的最大距离：医院应为24米；旅馆应为30米；其它工程（如商业营业厅、餐厅、展览厅和生产车间等）应为40米。
疏散宽度的计算应符合规定：每个防火分区安全出口的总宽度，应按该防火分区设计容纳总人数乘以疏散宽度指标计算确定。
3．人防地下室防排烟设计
3.1 防烟分区设计
目的：保证在一定时间内使火场上产生的高温烟气不致随意流动和蔓延，二是为了提高排烟口的排烟效果。《建筑防烟排烟系统技术标准》中也规定：设置排烟系统的场所或部位应采用挡烟垂壁、结构梁及隔墙等划分防烟分区。防烟分区不应跨越防火分区。平时功能为公共建筑、工业建筑的防烟分区最大允许面积及其长边最大允许长度应符合下表规定。
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当空间净高大于9.0米时，防烟分区之间可不设置挡烟设施。汽车库、修车库和停车库的防烟分区建筑面积不宜大于2000平方米。
3.2 防排烟方式
密闭防烟：火灾时用密闭性很高的墙和门将火灾房间封闭起来，它能控制烟气的流出和新鲜空气的流入，让火情由于缺氧而自行熄灭的一种方法从而达到防烟灭火的目的。规范规定丙、丁、戊类物品库宜采用密闭防烟措施。
自然排烟：利用火灾产生的热气流的浮力或室外风的吸力，从房间顶部或侧墙上部的窗或排烟口，将烟气排至工程外。自然排烟口的总面积大于该防烟分区面积的2%时，宜采用自然排烟；自然排烟口底部距室内地坪不应小于2.0米，应常开或发生火灾时能自动开启。
机械防烟：建筑物发生火灾时对着火区以外的区域进行机械送风，使其保持一定的正压，以防止烟气的侵入。
机械排烟：把建筑物分为若干防烟分区，在防烟分区内设置排烟风机，通过风道排出各房间或走廊的烟气。
同一个防烟分区应采用同一种排烟方式。
3.3 防排烟设计要求
人防地下室应设置机械加压送风防烟设施的部位：防烟楼梯间及其前室或合用前室；避难走道的前室。
设置机械排烟的部位：（1）建筑面积大于50平方米，且经常有人停留或可燃物较多的房间；（2）总建筑面积大于200平方米的人防地下室；（3）丙、丁类生产车间；（4）长度大于20米的疏散走道；（5）歌舞娱乐放映游艺场所；（6）中庭。
排烟风机与排烟管道的连接部位应能在280℃时连续30分钟保证其结构完整性。
3.4 各功能区排烟设计
排烟管道应采用不燃材料制作且内壁应光滑。当采用金属管道时，风速不应大于20m/s；当采用内表面光滑的非金属材料风道时，风速不应大于15m/s；排烟口的风速不宜大于10 m/s。每个防烟分区应设置排烟口，排烟口宜设置顶棚或靠近顶棚的墙面上。排烟口距该防烟分区内最远点的水平距离不应大于30米。在排烟管道的厚度应按执行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243的有关规定执行，但当金属风道为钢制风道时，钢板厚度不应小于1mm。机械排烟系统可与平时排风和人防战时通风系统合用。
3.4.1 汽车库、修车库、停车库
根据规定，除建筑面积小于1000平方米的地下一层汽车库、修车库、停车库应设置排烟系统，并应划分防烟分区。此时，汽车道可用于平时通风及火灾时的补风。排烟风机的排烟量不应小于30000 m3/h。
无直通室外的补风口时，应设置相应的机械补风系统，补风量不小于排烟量的50%，平时通风与火灾防排烟转换由消防控制中心完成控制。
3.4.2 商业
排烟系统与通风、空气调节系统应分开设置；当确有困难时可以合用，但应符合排烟系统的要求，且当排烟口打开时，每个排烟合用系统的管道上需联动关闭的通风和空气调节系统的控制阀门不应超过10个。排烟系统排烟量：空间净高小于或等于6米的场所，担负一个防烟分区时，按每平方米不小于 60 m3/h设计，且取值不小于15000 m3/h；当一个排烟系统担负两个或两个以上的防烟分区，且分区具有相同净高时，按同一防火分区任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值设计。当火灾确认后，担负两个及以上防烟分区的排烟系统，应仅打开着火防烟分区的排烟阀或排烟口，其它防烟分区的排烟阀或排烟口应呈关闭状态。
补风系统应直接从室外引入空气，且补风量不应小于排烟量的50%。机械补风口的风速不宜大于10 m/s，人员密集场所补风口的风速不宜大于5 m/s。
3.4.3 设备房
变配电室无人员频繁停留，可不设置防排烟系统，但变配电房应设置气体灭火系统。由于气体灭火后房间有毒废气需及时排出室外，因此对应需设置气体灭火后排废气的事故排风系统，换气次数不小于12次/小时，一般与机械通风系统合用。气体灭火时需要房间完全封闭，所以在进出各独立气体灭火房间的风管上应设置能电动关闭的防火阀。
水泵房无人员频繁停留，且无大的发热量，因此仅设置平时机械通风系统，排风量按换气次数6次/小时计算，补风不小于排风量的80%。通风系统宜独立设置。
柴油发电机房采用机械通风，通风系统宜独立设置。当柴发机组不启动时，平时机房仍内应保持良好的通风，通常将柴油发电机房的平时通风及事故排风系统合用，风量应按换气次数不小于12次/h选取。柴油发电机房内的储油间应设机械通风，其中柴油发电机房及储油间进、排风机均为防爆风机。
4.结语
人防地下室中，高效的防排烟系统对于避免火灾所造成的严重损失具有重要意义。本文首先介绍了人防地下室火灾的特点，即空间封闭造成的火灾烟气的的危害，人员疏散困难和火灾扑救困难。然后分析了人防地下室防火和防排烟系统的设计，涉及设计的原则，设计的要求，设计的内容，设计的方式等，最后着重于各功能排烟系统的设计。希望这样可以起到抛砖引玉的作用，在推动我国人防地下室防火排烟设计工作不断进步的同时，推动我国的人防工作的不断进步，为保障我国的国家安全贡献出自己的一份力量。
参考文献：
[1] 耿世彬 等，人防工程通风系统与设备[M]. 北京：解放军出版社，2008.07
[2] 中华人民共和国国家标准.人民防空工程设计防火规范（GB50098-2009）
[3] 中华人民共和国国家标准.汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067-2014）
[4] 中华人民共和国国家标准.建筑防烟排烟系统技术标准（GB51251-2017）