论文部分内容阅读
摘要：随着城市地下空间的深度开发利用，其火灾危险性也随之加大。本文从分析哈尔滨市地下空间开发利用的特点及现状入手，深入剖析地下空间火灾事故特点和存在风险，提出应对措施，为有效化解城市地下空间火灾风险和保障城市公共安全提供建设性意见。
关键词：消防;城市地下空间;火灾风险;应对措施
城市地下空间开发是实现城市可持续发展的重要举措，不仅满足战时防空的需要，同时对提高城市综合承载能力具有重要意义，已成为解决交通网络、资源调配、环境改善以及防灾减灾的刚性需求，并逐渐成为国际节能的新趋势。由于城市地下空间的大力开发，城市地下建设对轨道交通、人防工程、综合管廊、城市综合体等的规划要求也越来越高，城市地下空间内各类事故与灾害隐患也随之增多，本文在深入剖析哈尔滨市地下空间火灾特点及风险抵御能力基础上，对应急救援对策进行研究和探讨。
一、哈尔滨地下空间发展概况
早在上世纪70年代，哈尔滨市就建有“7381”巨型地下人防工程，埋深21米、高6米、宽7.3米，钢筋混凝土结构干道工程11.18万平方米，干道全长9.5公里，具有工程跨度大、埋层深、地层土质比较复杂等特点，在当时基本形成了“地上千家万户，地下万户千家”的地道网，也就是正在运行的哈尔滨地铁1号线的前身，可谓人防工程的一项创举。人防奋斗路地下商业街，现改名为金街，是1988年建成的哈尔滨第一条地下商业街，1.4万平方米，当时日均流量就达到12万人，节假日最高峰能达到20万人。随着地下工程的改造、开发和利用，将部分人防工程改建成地下商场、地下娱乐场所、地下仓库、地下停车场等地下建筑，形成了特色鲜明的地下空间开发利用的哈尔滨模式，并以经营性地下建筑为主，集中在城市主要繁华商圈（图1）。
截至2019年底，哈尔滨市地下空间开发面积已达到1027万平方米，除建有总面积达110万平方米的地下商场、地下餐馆、地下集贸市场等地下营业场所外，还有地铁1号线、3号线2条总长度31.3公里地下轨道交通线路和69.32公里在建工程，哈尔滨市作为全国首批10个综合管廊建设试点城市之一，工程建设走在全国前列，目前已建成新老城区5条线路两大网格总长度25.5公里的城市地下综合管廊设施。哈尔滨市地下空间开发领域及功能用途，见表1。
二、地下空间火灾事故的主要特点
哈尔滨市地下建筑整体呈现为“结构立体化、功能多样化、荷载巨量化”特点，内部结构互联交错，人流物流量大、火灾荷载大，部分场所消防设施设备老化，消防安全风险高，加之城市地铁和地下综合管廊的建设开发和使用，潜伏火灾诱因持续增加，火灾特点也被逐渐放大。
（一）建筑结构错综复杂，火灾防控难度大。由于多数地下商场、商业街依托原人防工程改建，空间狭小、密封性强、通风条件差且大多存在疏散通道狭窄、安全出口少、宽度不足、竖向管道多、部分防火分区无直通地面出口等问题，虽经改建但仍要以不破坏原人防工程整体结构为限，故改造后仍有部分地下建筑不符合防火规范的相关要求，一旦发生火灾，燃烧释放出的热量和烟雾在封闭性强的空间迅速聚集，导致火灾蔓延。
（二）商场商品种类繁多，火灾荷载密度大。地下商场、仓库以批发储存服装、鞋帽、皮革、橡胶、电器等各类日用百货为主，经营方式往往是“前柜后库”，甚至“以店代库”，储存商品数量多，火灾荷载密度大，最高可达到100kg/㎡，遇火源极易发生火灾，且隐蔽火点多，大量烟热无法及时排放，局部温度迅速升高，当烟热达到800℃～900℃时极易发生轰燃，对建筑内人身安全构成极大威胁。
（三）人员聚集疏散困难，易造成群死群伤。据统计，全市地下商场日均客流量达40余万人次，地下轨道交通日流量达17.1万人次，高峰时段在商场楼梯、扶梯、进出口及地铁换乘通道等瓶颈部位频现拥堵现象，对疏散体系造成很大压力。加之火灾情况下，人员向上层疏散过程中无法摆脱高温有毒烟气的影响，能见度低，疏散速度慢，短时间内如果无法逃生，极易造成人员群死群伤和重大财产损失。
（四）各种致灾因素叠加，火灾扑救难度大。地下建筑、地铁车厢及综合管廊内各种电气设备短路或故障、切割或焊接施工时飞溅火花、巡查和维保设备时动用或产生明火、人为入侵携带火源、综合管廊内设备腐蚀锈蚀、燃气管线泄漏、污水管道溢出CH4和CO等易燃气体、热力管道采用蒸汽介质等诸多因素都会带来极大的安全隐患，导致发生火灾或爆炸事故。综合管廊的逃生口，作为消防人员救援进出的通道，规范只规定逃生口尺寸不应小于1m×1m，大型救援装备很难深入到地下空间发挥作用。
三、抵御火灾风险现状分析
（一）城市消防站建设缓慢滞后、历史欠账多。近年来，在哈尔滨市政府的大力支持下，城市公共消防设施建设上的投入力度逐年增大，公共消防设施建设取得了跨越发展。但是城市消防站建设还存在着一定的缺口和差距，消防站种类单一，功能欠缺，城市地下、轨道交通等特殊类型的消防站建设存在空白，无法有效應对特殊灾害处置。
（二）消防水源建设缺少规划、发展不均衡。消防水鹤、消火栓建设规划涉及消防、规划、水务、交通及自来水供水企业等多个政府职能部门及单位，一直以来缺少统一规划，往往是城市供水管网铺设到哪里，消防水鹤就建设到哪里，没有结合城市发展及消防用水需求制定中长期建设规划。天然水源受枯水期和冰冻期影响，可用率较低。
（三）个别消防站设施老旧、布局不合理。地下商场、商业街集中区域所在城市繁华地带的消防站，比如主城区道里、承德、哈西等消防站，建设规模小、功能单一、设施老旧，特别是消防车库不达标，无法停放大型消防车辆。哈成消防站距离城市主干道较远，门前道路狭窄，车辆出动时与社会车辆交通流交织，影响出警速度。
（四）消防器材装备配备不足、效能有短板。目前，哈尔滨市消防救援支队虽然配备了诸如豪士科城市主战、火场照明、涡喷等类型特种消防车辆以及消防机器人等处置地下建筑火灾的装备器材，但针对地下商场、商业街密集区等道路狭窄区域缺配小吨位水罐消防车，个人防护、侦检、救生、照明、排烟等器材装备配备满足不了处置复杂地下空间火灾事故实战需求。 四、应对措施的几点思考
（一）坚持政府主导分级负责，共御火灾风险。提高地下空间防灾减灾、应急救援能力，需要上下齐心、多方发力、超前谋划、提前布局。应坚持政府推进、部门联动、社会参与的原则，建立起政府统一领导下的监管部门、行业部门、社会单位齐抓共管的消防安全责任体系，强化城市地下空间危险源头管控，建立健全严格的消防安全制度和完善的应急管理机制，发挥部门优势互补和职能作用，组织应急、公安、住建、人防、医疗等应急协作单位，重点做好常态下风险评估、应急准备和应急演练，形成“大应急”合力，全面抵御火灾风险。
（二）科学规划消防基础设施，提高防控水平。依据规范要求，制定城市地下空间消防安全措施和规划管制措施，优化区域灭火救援力量，配置相应应急救援设施。在建筑体量大的地下建筑附近或地下建筑密集区、地下轨道交通的主要车站及综合管廊的主要逃生口附近，建强小型站，织密微型站，达到“有队员、有装备、有战斗力”标准。地下建筑主要出入口设置消防车回车场、停车场，建设轨道消防车入轨坡道或装载站台。加强消火栓和消防用水储备水池建设，提高响应时间和救援效率。完善等比模拟训练设施建设，融合复杂灾情开展训练，提高实战应对能力。
（三）积极推动标准化规范化管理，强化技术支撑。有关规范只规定对干线、支线综合管廊内的电力电缆舱室应设置火灾报警系统、电气火灾监控系统和自动灭火系统，在电缆接头处应设置自动灭火装置，没有具体明确消防系统设计、施工及管理等技术要求，地铁与商业开发、交通枢纽、地铁车厢与地铁车站等建设也缺少相关规范标准，不能满足消防工程的设计、施工与日常维护管理需要。因此，要推进城市综合管廊、轨道交通消防工作标准化、规范化，为确保地下空间消防安全提供技术依据。
（四）扎实推进智慧消防建设，实现互联互通。以公共安全技术为保障，以安全韧性前沿理念为先导，以三元社会视角，充分利用物联网、云计算、移动互联、区块链、人工智能等新兴信息技术，编织全方位、立体化城市地下公共安全网，实现全面感知、智能预测、精准决策。建设消防信息化指挥平台、消防设施物联网远程监控系统、综合管廊监控管理中心平台、轨道区域智慧地铁消防物联网等消防大数据应用平台，为火灾防控、区域火灾风险评估、火災扑救和应急救援提供技术支持。
（五）充分发挥高精尖装备效能，优化装备结构。根据地下空间火灾温度高、烟气毒性大等恶劣作战环境，有针对性地配备消防侦察机器人、灭火机器人、排烟机器人等智能化、无人化装备及大型泡沫消防车、泡沫输转车，加强视频监控与红外热像仪、透烟成像仪、侦察机器人的联合侦察，自动跟踪定位消防水炮与排烟机器人、灭火机器人的协同作战，路轨两用消防车与轨道机器人、地铁轨道车实施轮次进攻。加强抗高辐射热、集侦检、照明、呼吸防护于一体的专用地下灭火防护服、高效环保灭火药剂等的技术研发与使用。
（六）切实加强地下专业队伍建设，确保处置高效。将重点区域地下空间附近消防站编组为地下建筑灭火救援专业队、地铁灭火救援专业队，针对地下火灾高温毒烟浓、火场通信难、作战时间长、火灾扑救难的特点，依托岗位设置，延揽专业人员，强化情况踏查熟悉、加强战术战法研究，科学规范制定预案，坚持固移结合作战原则，严格作战安全行动与安全防护，在强化快速反应、专业救援、作战协同和初战制胜等能力上下功夫，培树战斗精神，组建专家团队，全面提升应对新形势下复杂地下空间火灾的应急救援实战能力。
参考文献：
[1]李陈莹，陈杰，李鸿泽，等.地下综合管廊火灾蔓延及探测实验研究[J].消防科学与技术，2019（9）：1258-1261.
[2]陆秋琴，赵毛亚，黄光球.地下商场火灾应急疏散策略仿真模型[J].消防科学与技术，2019（12）：1684-1689.
[3]汤海燕.地下建筑火灾危险性及预防[J].中华建设，2017（8）：92-93.
[4]王秋翠，魏立明.城市地下管廊火灾危险识别与预警系统研究[J].吉林建筑大学学报，2019（1）：84-88.
[5]徐大军，张晋，陶鹏宇.城市地下综合管廊火灾防控技术研究[C].首届中国国际城市安全发展研讨会，2019：39-40.
[6]GB 51080-2015，城市消防规划规范[S].
[7]GB 50838-2015，城市综合管廊工程技术规范[S].
作者简介：赵波（1969-），女，满族，黑龙江哈尔滨人，本科学历，黑龙江省消防救援总队作战训练处高级工程师，主要从事灭火救援理论与技术研究。
关键词：消防;城市地下空间;火灾风险;应对措施
城市地下空间开发是实现城市可持续发展的重要举措，不仅满足战时防空的需要，同时对提高城市综合承载能力具有重要意义，已成为解决交通网络、资源调配、环境改善以及防灾减灾的刚性需求，并逐渐成为国际节能的新趋势。由于城市地下空间的大力开发，城市地下建设对轨道交通、人防工程、综合管廊、城市综合体等的规划要求也越来越高，城市地下空间内各类事故与灾害隐患也随之增多，本文在深入剖析哈尔滨市地下空间火灾特点及风险抵御能力基础上，对应急救援对策进行研究和探讨。
一、哈尔滨地下空间发展概况
早在上世纪70年代，哈尔滨市就建有“7381”巨型地下人防工程，埋深21米、高6米、宽7.3米，钢筋混凝土结构干道工程11.18万平方米，干道全长9.5公里，具有工程跨度大、埋层深、地层土质比较复杂等特点，在当时基本形成了“地上千家万户，地下万户千家”的地道网，也就是正在运行的哈尔滨地铁1号线的前身，可谓人防工程的一项创举。人防奋斗路地下商业街，现改名为金街，是1988年建成的哈尔滨第一条地下商业街，1.4万平方米，当时日均流量就达到12万人，节假日最高峰能达到20万人。随着地下工程的改造、开发和利用，将部分人防工程改建成地下商场、地下娱乐场所、地下仓库、地下停车场等地下建筑，形成了特色鲜明的地下空间开发利用的哈尔滨模式，并以经营性地下建筑为主，集中在城市主要繁华商圈（图1）。
截至2019年底，哈尔滨市地下空间开发面积已达到1027万平方米，除建有总面积达110万平方米的地下商场、地下餐馆、地下集贸市场等地下营业场所外，还有地铁1号线、3号线2条总长度31.3公里地下轨道交通线路和69.32公里在建工程，哈尔滨市作为全国首批10个综合管廊建设试点城市之一，工程建设走在全国前列，目前已建成新老城区5条线路两大网格总长度25.5公里的城市地下综合管廊设施。哈尔滨市地下空间开发领域及功能用途，见表1。
二、地下空间火灾事故的主要特点
哈尔滨市地下建筑整体呈现为“结构立体化、功能多样化、荷载巨量化”特点，内部结构互联交错，人流物流量大、火灾荷载大，部分场所消防设施设备老化，消防安全风险高，加之城市地铁和地下综合管廊的建设开发和使用，潜伏火灾诱因持续增加，火灾特点也被逐渐放大。
（一）建筑结构错综复杂，火灾防控难度大。由于多数地下商场、商业街依托原人防工程改建，空间狭小、密封性强、通风条件差且大多存在疏散通道狭窄、安全出口少、宽度不足、竖向管道多、部分防火分区无直通地面出口等问题，虽经改建但仍要以不破坏原人防工程整体结构为限，故改造后仍有部分地下建筑不符合防火规范的相关要求，一旦发生火灾，燃烧释放出的热量和烟雾在封闭性强的空间迅速聚集，导致火灾蔓延。
（二）商场商品种类繁多，火灾荷载密度大。地下商场、仓库以批发储存服装、鞋帽、皮革、橡胶、电器等各类日用百货为主，经营方式往往是“前柜后库”，甚至“以店代库”，储存商品数量多，火灾荷载密度大，最高可达到100kg/㎡，遇火源极易发生火灾，且隐蔽火点多，大量烟热无法及时排放，局部温度迅速升高，当烟热达到800℃～900℃时极易发生轰燃，对建筑内人身安全构成极大威胁。
（三）人员聚集疏散困难，易造成群死群伤。据统计，全市地下商场日均客流量达40余万人次，地下轨道交通日流量达17.1万人次，高峰时段在商场楼梯、扶梯、进出口及地铁换乘通道等瓶颈部位频现拥堵现象，对疏散体系造成很大压力。加之火灾情况下，人员向上层疏散过程中无法摆脱高温有毒烟气的影响，能见度低，疏散速度慢，短时间内如果无法逃生，极易造成人员群死群伤和重大财产损失。
（四）各种致灾因素叠加，火灾扑救难度大。地下建筑、地铁车厢及综合管廊内各种电气设备短路或故障、切割或焊接施工时飞溅火花、巡查和维保设备时动用或产生明火、人为入侵携带火源、综合管廊内设备腐蚀锈蚀、燃气管线泄漏、污水管道溢出CH4和CO等易燃气体、热力管道采用蒸汽介质等诸多因素都会带来极大的安全隐患，导致发生火灾或爆炸事故。综合管廊的逃生口，作为消防人员救援进出的通道，规范只规定逃生口尺寸不应小于1m×1m，大型救援装备很难深入到地下空间发挥作用。
三、抵御火灾风险现状分析
（一）城市消防站建设缓慢滞后、历史欠账多。近年来，在哈尔滨市政府的大力支持下，城市公共消防设施建设上的投入力度逐年增大，公共消防设施建设取得了跨越发展。但是城市消防站建设还存在着一定的缺口和差距，消防站种类单一，功能欠缺，城市地下、轨道交通等特殊类型的消防站建设存在空白，无法有效應对特殊灾害处置。
（二）消防水源建设缺少规划、发展不均衡。消防水鹤、消火栓建设规划涉及消防、规划、水务、交通及自来水供水企业等多个政府职能部门及单位，一直以来缺少统一规划，往往是城市供水管网铺设到哪里，消防水鹤就建设到哪里，没有结合城市发展及消防用水需求制定中长期建设规划。天然水源受枯水期和冰冻期影响，可用率较低。
（三）个别消防站设施老旧、布局不合理。地下商场、商业街集中区域所在城市繁华地带的消防站，比如主城区道里、承德、哈西等消防站，建设规模小、功能单一、设施老旧，特别是消防车库不达标，无法停放大型消防车辆。哈成消防站距离城市主干道较远，门前道路狭窄，车辆出动时与社会车辆交通流交织，影响出警速度。
（四）消防器材装备配备不足、效能有短板。目前，哈尔滨市消防救援支队虽然配备了诸如豪士科城市主战、火场照明、涡喷等类型特种消防车辆以及消防机器人等处置地下建筑火灾的装备器材，但针对地下商场、商业街密集区等道路狭窄区域缺配小吨位水罐消防车，个人防护、侦检、救生、照明、排烟等器材装备配备满足不了处置复杂地下空间火灾事故实战需求。 四、应对措施的几点思考
（一）坚持政府主导分级负责，共御火灾风险。提高地下空间防灾减灾、应急救援能力，需要上下齐心、多方发力、超前谋划、提前布局。应坚持政府推进、部门联动、社会参与的原则，建立起政府统一领导下的监管部门、行业部门、社会单位齐抓共管的消防安全责任体系，强化城市地下空间危险源头管控，建立健全严格的消防安全制度和完善的应急管理机制，发挥部门优势互补和职能作用，组织应急、公安、住建、人防、医疗等应急协作单位，重点做好常态下风险评估、应急准备和应急演练，形成“大应急”合力，全面抵御火灾风险。
（二）科学规划消防基础设施，提高防控水平。依据规范要求，制定城市地下空间消防安全措施和规划管制措施，优化区域灭火救援力量，配置相应应急救援设施。在建筑体量大的地下建筑附近或地下建筑密集区、地下轨道交通的主要车站及综合管廊的主要逃生口附近，建强小型站，织密微型站，达到“有队员、有装备、有战斗力”标准。地下建筑主要出入口设置消防车回车场、停车场，建设轨道消防车入轨坡道或装载站台。加强消火栓和消防用水储备水池建设，提高响应时间和救援效率。完善等比模拟训练设施建设，融合复杂灾情开展训练，提高实战应对能力。
（三）积极推动标准化规范化管理，强化技术支撑。有关规范只规定对干线、支线综合管廊内的电力电缆舱室应设置火灾报警系统、电气火灾监控系统和自动灭火系统，在电缆接头处应设置自动灭火装置，没有具体明确消防系统设计、施工及管理等技术要求，地铁与商业开发、交通枢纽、地铁车厢与地铁车站等建设也缺少相关规范标准，不能满足消防工程的设计、施工与日常维护管理需要。因此，要推进城市综合管廊、轨道交通消防工作标准化、规范化，为确保地下空间消防安全提供技术依据。
（四）扎实推进智慧消防建设，实现互联互通。以公共安全技术为保障，以安全韧性前沿理念为先导，以三元社会视角，充分利用物联网、云计算、移动互联、区块链、人工智能等新兴信息技术，编织全方位、立体化城市地下公共安全网，实现全面感知、智能预测、精准决策。建设消防信息化指挥平台、消防设施物联网远程监控系统、综合管廊监控管理中心平台、轨道区域智慧地铁消防物联网等消防大数据应用平台，为火灾防控、区域火灾风险评估、火災扑救和应急救援提供技术支持。
（五）充分发挥高精尖装备效能，优化装备结构。根据地下空间火灾温度高、烟气毒性大等恶劣作战环境，有针对性地配备消防侦察机器人、灭火机器人、排烟机器人等智能化、无人化装备及大型泡沫消防车、泡沫输转车，加强视频监控与红外热像仪、透烟成像仪、侦察机器人的联合侦察，自动跟踪定位消防水炮与排烟机器人、灭火机器人的协同作战，路轨两用消防车与轨道机器人、地铁轨道车实施轮次进攻。加强抗高辐射热、集侦检、照明、呼吸防护于一体的专用地下灭火防护服、高效环保灭火药剂等的技术研发与使用。
（六）切实加强地下专业队伍建设，确保处置高效。将重点区域地下空间附近消防站编组为地下建筑灭火救援专业队、地铁灭火救援专业队，针对地下火灾高温毒烟浓、火场通信难、作战时间长、火灾扑救难的特点，依托岗位设置，延揽专业人员，强化情况踏查熟悉、加强战术战法研究，科学规范制定预案，坚持固移结合作战原则，严格作战安全行动与安全防护，在强化快速反应、专业救援、作战协同和初战制胜等能力上下功夫，培树战斗精神，组建专家团队，全面提升应对新形势下复杂地下空间火灾的应急救援实战能力。
参考文献：
[1]李陈莹，陈杰，李鸿泽，等.地下综合管廊火灾蔓延及探测实验研究[J].消防科学与技术，2019（9）：1258-1261.
[2]陆秋琴，赵毛亚，黄光球.地下商场火灾应急疏散策略仿真模型[J].消防科学与技术，2019（12）：1684-1689.
[3]汤海燕.地下建筑火灾危险性及预防[J].中华建设，2017（8）：92-93.
[4]王秋翠，魏立明.城市地下管廊火灾危险识别与预警系统研究[J].吉林建筑大学学报，2019（1）：84-88.
[5]徐大军，张晋，陶鹏宇.城市地下综合管廊火灾防控技术研究[C].首届中国国际城市安全发展研讨会，2019：39-40.
[6]GB 51080-2015，城市消防规划规范[S].
[7]GB 50838-2015，城市综合管廊工程技术规范[S].
作者简介：赵波（1969-），女，满族，黑龙江哈尔滨人，本科学历，黑龙江省消防救援总队作战训练处高级工程师，主要从事灭火救援理论与技术研究。