浙江传化基础设施建设有限公司 浙江杭州 310000
摘要：随着我国经济发展建设项目越来越多，针对用地紧张的项目，地下空间的拓展和利用体现了其价值，分析地下空间发展现状，总结其建筑布置、功能、使用对象的特殊性，指出地下空间的防火分区、安全疏散、火灾荷载及危险性等方面的消防安全问题。选取惠灵顿学校地下设计为案列，以其集约化、立体化、紧凑型的空间设计理念，结合国家设计规范，针对人员对象、防火分区、安全疏散、消防设施等方面消防安全问题进行分析，给出关键技术建议，为同类工程设计提供参考。
关键词：学校；地下空间；消防设计；防火分区；安全疏散
1工程概况
惠灵顿学校-萧政储出[2016]27 号-QJ0502-07 功能区块位于杭州萧山科技内，规划总用地面积约为73905平方米，总建筑面积为75447.16平方米，其中，地上建筑面积为59201.82平方米，地下建筑面积为16323.16平方米，由6栋主体教育培训建筑，地面配建篮球场和运动场地，3#楼和6#楼地下室配建游泳池、厨房、培训教室和设备间。
2学校地下空间及功能特性分析
学校地下活动空间、培训室、配套厨房等场地平面有其必须尺寸及净高要求，地下场所又具有密闭性，因此在建筑空间及功能方面具有如下特性：活动场地建筑面积大，净空高，内部通透，无遮挡；但地下空间又相对封闭，与室外空间开敞面少，空气流通性差，火灾烟气容易聚集；而且烟气蔓延扩散方向与人员疏散方向相同，疏散设计难度大；同时学校在功能上主要用于中小学生的活动教学，聚餐等，人员密集性大。
3使用人员特性分析
学校用房的使用对象往往限定于在校学生及任课教师，在人员构成方面具有如下特征：除任课教师外均为 7~16 周岁的青少年，反应迅速，精力充沛，动作灵活，有较强的行为能力；以班级为单位授课，人员数量有限但密集性强；学生处于受教育初级阶段，安全意识较薄弱，但使用期间有任课教师管理，学生活动有序，可控性好。
4惠灵顿学校地下空间布置及主要消防设计难点、对策
4.1防火分区和安全疏散
游泳场所、篮球场地等运动场所空间开敞通透，功能使用便利是基本设计要求，同时又有标准尺寸（一般游泳场约1000m²、篮球场约465m²）和消防安全要求，除主要功能场地外，还包括必须的紧急医务救治室、淋浴房、更衣室、设备间以及入口门厅等，其配套建筑用房面积通常在300~600m²之间，一个完整的游泳馆包括主要活动场地和配套用房的总面积超过1000 m²。根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014（以下简称“建规”）第 5.3.1条规定：地下室或半地下室防火分区的最大允许建筑面积500m²，设备用房的防火分区最大允许建筑面积不应大于1000m²，当建筑内设置自动灭火系统时，可按规定的增加1.0倍。因此常规设计所面临的首要难题即是防火分区扩大的消防设计问题，本案鉴于此项考虑在平面建筑布置上运用了竖向标高错层法：主要活动区设备管廊及配套设备间位于地下-5.500m，泳池活动区、医务救治室位于地下-1.000 m，淋浴房、更衣室、卫生间位于一层平面，以其分散化、立体化、紧凑型的空间设计理念，使防火分区符合“建规”要求。详图1图2
安全疏散根据“建规”5.5.8条规定中公共建筑内每个防火分区或一个防火分区的每个楼层，其安全出口的数量应经计算确定，且不应少于2个，安全出口的楼梯间应在首层均直通室外，或将直通室外的门设置在离楼梯间不大于15米处符合《建规》5.5.17.2条；同时5.5.2条规定中相邻两个安全出口以及每个房间相邻两个疏散门最近边缘之间的水平距离不应小于5m；安全疏散距离应符合5.5.17.1条的规定；大空间活动室，泳池场地、篮球场，排球场等大空间室内任一点至最近安全出口的直线距离应符合《建规》5.5.17.4条的规定小于37.5m（设喷淋）；本案的建筑平面设计布置符合消防安全疏散设计。详图1防火分区、安全疏散平面图，图2平面功能布置图。
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图1 防火分区、安全疏散平面图
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图2平面功能分区图
4.2 防排烟设计亮点
厨房因其火灾荷载较高，设备用具容易有燃点引发火灾与烟雾，很大限度上对使用人员有极大的危险性，因此在设计和使用设备上必须严格符合相关国家规定。但厨房属于后面操作功能的空间，为土地较高的利用率把厨房设置在地下室，但鉴于地下空间又相对封闭，与室外空间开敞面少，空气流通性差，火灾烟气容易聚集的不利因素，在消防设计上出现严峻的考验。本案在符合规范的条件下采用下沉式通道，利用通道的空间在外墙面上开窗开门进行采光、通风、排烟，解决封闭、开敞面少空气流通差的问题。同时本案运用同理手法在培训教室及活动室外设计了采光井用来解决学生在上课时利用自然光源和自然通风，排烟的难题。如图3图4
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图3 3#楼地下厨房采光井
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图4 6#楼地下厨房及活动室采光井
4.3消防设施
工程消防系统设计包括消防给水、消防设施、室内消火栓、自动灭火系统、自动报警系统及防排烟设施均应执行现行国家规范。
本案地下室消防设计：
4.3.1消火栓：地下车库消防泵房内 800m3 消防水池、消火栓给水泵、屋顶消防水箱、消防稳压设备、消火栓水泵接合器及消防管网组成管网布置成环；室内消火栓系统40L/s，火灾延续时间均为 2 小时，喷淋系统35L/s，火灾延续时间均为 1 小时。
4.3.2自动喷淋：本建筑所有部位均设置自动喷水灭火系统，其中地下车库按中危险 II 级设计，其余部位按中危险 I 级设计
系统设置参数：
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4.3.3灭火器设计
根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140－2005）规定。
地下车库按 B 类火灾中危险等级设计，厨房按 A类火灾严重危险等级，其余部位按A类火灾中危险等级设计。灭火器最大保护距离为 12m；A类严重危险级的场所，灭火器最大保护距离为15m；其余部位 灭火器最大保护距离为20m。地下室设备房增设推车式灭火器 MFT/ABC20 型（每台灭火器灭火级别为 183B，推车式灭火器最大保护距离为 18 米）
4.3.4烟控系统设计
采用自然通风方式：地下室仅为一层且室内地面与室外地坪高差小于 10m，疏散楼梯为封闭楼梯，不与地上楼梯共用，采用自然通风防烟方式，并在地下楼梯间的外墙上设置不小于 2.0m2可开启外窗，且其中在最高部位上设置不小于 1.0m2可开启外窗，且有效面积不应小于可开启外窗面积的三分之一。
排烟系统设计：公共建筑防烟分区的最大允许面积及其长边最大允许长度应符合下表：
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地下室净空高度为 3.1~6.0 m，均采取机械排烟及补风方式。根据GB 51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》确定地下室采用下沉式通道采光井两排烟量、防烟分区及补风量。
结论
利用地下空间进行合理设计，开发地下建筑是发展的新趋势，本文通过实际案列，从建筑空间、功能、人员、消防设计等多个方面的特性分析，列举地下游泳场地、厨房，培训中心等个例，使地下空间开发得到有效性。
参考文献：
[1]《建筑设计防火规范》GB50016
[2]《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974
[3]《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084
[4]《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116
[5]《建筑灭火器配置设计规范》 GB50140