商業(yè)建筑防火疏散研究

杜昱霏

（吉林省建苑設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司BIM設(shè)計(jì)院，長春130012）

0 引言

商業(yè)是“商品交換的發(fā)展形式”，它是在物物交換發(fā)展到簡單商品流通之后才產(chǎn)生的。建國初期，對商業(yè)采用的是按行政區(qū)劃分、行政層次調(diào)撥商品的體制，以適應(yīng)建國初期的國情。隨著政治的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的逐步恢復(fù)，1953年國營商業(yè)企業(yè)全面實(shí)行經(jīng)濟(jì)核算制，改行政調(diào)配制為按經(jīng)濟(jì)區(qū)域建立起各級機(jī)構(gòu)，實(shí)行獨(dú)立核算，取消了資金人回籠和物資人調(diào)撥制度。私營商店實(shí)行全行業(yè)公私合營，多渠道流通，多種經(jīng)濟(jì)成分并存。這個時期的商業(yè)建筑類型主要有：城市中心與區(qū)級組團(tuán)中心的百貨大樓、供銷合作社、小型市場與菜市場等。

1 我國商業(yè)建筑內(nèi)防火現(xiàn)狀

在這個時期，相繼出現(xiàn)了專門經(jīng)營某一類商品（如服裝、鞋類、家電類）的專門店。這類店以特長取勝，突出特色，揚(yáng)長避短，與大型綜合百貨商店進(jìn)行錯位競爭，求得生存。但由于當(dāng)時大眾消費(fèi)觀念及消費(fèi)水平有限，尤其是高檔精品專門店的發(fā)展并不迅速，遲至20世紀(jì)90年代后，主檔精品店才得以興旺。20世紀(jì)70年代后期，由于社會生活的變化，出現(xiàn)了顧客可以自己動手選購商品的自選商業(yè)建筑。這種新的售貨方式的引入，適應(yīng)了人們現(xiàn)代化生活的需要，因此發(fā)展很快。其形式不但有獨(dú)立式的，還有附設(shè)在綜合性百貨商店內(nèi)部的。20世紀(jì)80年代后這種自選經(jīng)營方式，幾乎成為最主流的商品經(jīng)銷方式，并完全改變了傳統(tǒng)柜臺式售貨空間的形象。21世紀(jì)以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展和居民生活水平的提高，商業(yè)興旺發(fā)達(dá)，推動了商業(yè)建筑的快速發(fā)展。特別是大型商業(yè)建筑在大、中城市如雨后春筍般地拔地而起。很多城市已經(jīng)形成了大的商業(yè)區(qū)。

隨著商業(yè)建筑的不斷發(fā)展，形式與功能都有其特殊性，而且不僅僅體現(xiàn)在單一專業(yè)上，這就給其防火設(shè)計(jì)帶來了不小的挑戰(zhàn)。綜合性商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、施工、通風(fēng)空調(diào)、給排水、電氣等方面都有著特殊的要求，并且是多專業(yè)互相影響，互相配合，缺一不可。目前還沒有一個專業(yè)專門從事商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)，這個技術(shù)性很強(qiáng)的任務(wù)往往由建筑師所承擔(dān)，其他專業(yè)輔助完成，這樣做的缺點(diǎn)就是缺乏防火設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性和完整性，往往達(dá)不到理想的效果。綜合性商業(yè)建筑不論從形式上，還是功能上都有了很大的發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)也常常被采用，以達(dá)到建筑的時代性，提高競爭力。傳統(tǒng)的防火方法己經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀的需要，往往具有滯后性。甚至制約了商業(yè)建筑的發(fā)展。合理地進(jìn)行商業(yè)建筑防火疏散與防火構(gòu)造設(shè)計(jì)是對火災(zāi)不會發(fā)生或發(fā)展和人員安全疏散的保證。兩者之間既有很大的不同，又存在很多的聯(lián)系，本文的研究目的是在分別闡述各自的防火設(shè)計(jì)的同時，說明二者的相互關(guān)聯(lián)，以及二者與防火設(shè)備設(shè)計(jì)的交叉聯(lián)系，盡量保證其全面性，系統(tǒng)性。建立起一套系統(tǒng)的防火疏散與防火構(gòu)造策略。

建筑防火是根據(jù)對火災(zāi)建筑的調(diào)查和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用工程學(xué)等方法研究建筑物的防火設(shè)計(jì)、消防管理以及為滅火創(chuàng)造必要的物質(zhì)技術(shù)條件的一門實(shí)用科學(xué)。研究商業(yè)建筑的防火技術(shù)，首先要了解商業(yè)建筑的火災(zāi)特點(diǎn)，以便采取科學(xué)有效的防火措施。綜合性商業(yè)建筑的營業(yè)廳面積很大，少則數(shù)千平方米，大則上萬甚至數(shù)萬平方米，幾乎沒有隔墻；除了有大空間的營業(yè)廳外，多數(shù)還存在有貫通上下層空間的自動扶梯、中庭以及樓梯間、電梯井、排氣道、電纜井等豎向管井。如果在設(shè)計(jì)和施工中，沒有設(shè)置可靠有效的防火分隔物、在水平方向和垂直方向劃分好防火分區(qū)，那么一旦失火，將無法控制火勢的蔓延。尤其是豎向管井，會在火災(zāi)中形成一個向上拔火的煙函，助長煙火向上蔓延。試驗(yàn)證明，在火災(zāi)燃燒猛烈階段，由于高溫作用，熱對流產(chǎn)生的煙氣其水平擴(kuò)散速度為0.5～0.8m／s，而煙氣沿樓梯間、中庭、管道井等豎向管井的垂直擴(kuò)散速度為3～4m／s。由此可見，煙氣的豎向擴(kuò)散速度是水平方向的8倍，因而相同規(guī)模的商業(yè)建筑，高層的較低層的危險(xiǎn)性大，層數(shù)越高，豎向空間越多，其火災(zāi)危險(xiǎn)性就越大。

2 綜合性商業(yè)建筑火災(zāi)原因

綜合性商業(yè)建筑火災(zāi)產(chǎn)生的原因主要包括：生活用火不慎，具體分為：炊事用火、取暖用火、燈火照明、燃放煙花爆竹、吸煙不慎等；違反生產(chǎn)安全制度，如在易燃易爆的車間內(nèi)動用明火，引起爆炸起火；將性質(zhì)相抵觸的物品混存在一起，引起燃燒爆炸；電氣設(shè)備設(shè)計(jì)、安裝、使用及維護(hù)不當(dāng)；自然現(xiàn)象引發(fā)火災(zāi)；縱火，包括刑事犯罪縱火和精神病人縱火兩種。

火災(zāi)造成建筑物破壞、人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失主要發(fā)生在火災(zāi)全面發(fā)展階段，只有弄清這一階段的火災(zāi)規(guī)律，才能更好地指導(dǎo)建筑防火設(shè)計(jì)，達(dá)到最大限度地減少火災(zāi)損失的目的?？扇颊羝麣怏w或粉塵與空氣組成的混合物達(dá)到一定體積分?jǐn)?shù)時，遇火源即能發(fā)生爆炸。爆炸時的最低體積分?jǐn)?shù)稱為爆炸下限。遇火源能發(fā)生爆炸的最高體積分?jǐn)?shù)，稱為爆炸上限。體積分?jǐn)?shù)在下限以下的時候，可燃?xì)怏w、易燃、可燃液體蒸汽、粉塵的數(shù)量很少，不足以發(fā)火燃燒；體積分?jǐn)?shù)在下限和上限之間，即體積分?jǐn)?shù)比較合適時遇明火就要爆炸；超過上限則因氧氣不足，在密閉容器內(nèi)或輸送管道內(nèi)遇明火不會燃燒爆炸。

3 綜合性商業(yè)建筑火災(zāi)發(fā)展的階段

3.1 初期火災(zāi)

當(dāng)建筑局部燃燒時，火災(zāi)范圍很小，溫度不高，如果室內(nèi)空氣流通，周圍有可燃物，火災(zāi)就會擴(kuò)散，擴(kuò)散的速度受環(huán)境和周圍燃燒物影響，并且可能熄滅。如果通風(fēng)良好，周圍很多易燃物，那么火災(zāi)會迅速擴(kuò)散，溫度升高。火災(zāi)初期是疏散的黃金時期，因?yàn)檫@個時期火災(zāi)范圍小，煙氣沒有大量擴(kuò)散。

3.2 轟燃及轟燃時的極服燃燒速度

轟燃是建筑火災(zāi)發(fā)展過程中的特有現(xiàn)象。是指房間內(nèi)的局部燃燒向全室性火災(zāi)過渡的現(xiàn)象。通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：地板平面上發(fā)生轟燃須有20kW／nf的熱通量或吊頂下接近600℃的高溫。此外，從實(shí)驗(yàn)中觀察到，只有可燃物的燃燒速度超過40kg／s時，才能達(dá)到轟燃。同時認(rèn)為，點(diǎn)燃地板上紙張的能量，主要是來自吊頂下的熱煙氣層的輻射，火焰加熱后的房間上部表面的熱輻射也占有一定比例，而來自燃燒試件的火焰相對較少。

3.3 熄滅階段

當(dāng)火災(zāi)發(fā)展到后期，可燃物己經(jīng)基本燒完，火災(zāi)荷載減少，室內(nèi)溫度降低，當(dāng)室內(nèi)平均溫度降到溫度最高值的80%時，則認(rèn)為火災(zāi)進(jìn)入媳滅階段。

4 綜合性商業(yè)建筑安全疏散的建議

4.1 安全疏散的特點(diǎn)

安全疏散設(shè)計(jì)，是根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、人們在火災(zāi)事故時的心理狀態(tài)與行動特點(diǎn)、火災(zāi)危險(xiǎn)性大小、容納人數(shù)、面積大小合理布置交通疏散設(shè)施，為人員的安全疏散設(shè)計(jì)一條安全路線。

發(fā)生火災(zāi)時，人員的疏散行動路線，也基本上和煙氣的流動路線相同：房間、走廊、前室、樓梯間。為了保障人員疏散安全，理想狀況是疏散路線上各個空間的防煙、防火性能逐步提高，樓梯間的安全性達(dá)到最高。為此，需要把疏散路線上的各個空間劃分為不同的區(qū)間，稱為疏散安全分區(qū)。離開火災(zāi)房間后先要進(jìn)入走廊，走廊的安全性高于火災(zāi)房間，故稱走廊為第一安全區(qū)；依此類推，前室為第二安全分區(qū)，樓梯間為第三安全分區(qū)。高層建筑中，一類高層民用建筑及高度超過32m的二類高層民用建筑及高層廠房等要設(shè)防煙樓梯間。這樣，建筑物的走廊為第一安全分區(qū)，防煙前室為第二安全分區(qū)，樓梯間為第三安全分區(qū)。所以，人員疏散進(jìn)入防煙樓梯間，便認(rèn)為到達(dá)安全之地。根據(jù)火災(zāi)事故中疏散人員的心理與行為特征，在進(jìn)行建筑平面設(shè)計(jì)，尤其是布置疏散樓梯間時，原則上應(yīng)使疏散的路線簡捷，并能與人們?nèi)粘Ｉ畹幕顒勇肪€相結(jié)合，使人們通過生活了解疏散路線，并盡可能使建筑物內(nèi)的每一房間都能向兩個方向疏散，避免出現(xiàn)袋形走道。

4.2 安全疏散時間與距離

商業(yè)建筑物發(fā)生火災(zāi)時，人員能夠疏散到安全場所的時間叫允許疏散時間。由于建筑物的疏散設(shè)施不同，對普通建筑物（包括大型公共民用建筑）來說，允許疏散時間是指人員離開建筑物，到達(dá)室外安全場所的時間，而對于高層建筑來說：是指到達(dá)封閉樓梯間、防煙樓梯間、避難層的時間。一、二級耐火等級的公共建筑與高層民用建筑，其允許疏散時間為527min；三、四級耐火等級建筑的允許疏散時間為214min。

4.3 綜合性商業(yè)建筑防火構(gòu)造

綜合性商業(yè)建筑面積大，功能多樣。劃分防火分區(qū)需要具有一定耐火等級的分隔物進(jìn)行劃分。常用的防火分隔物包括防火墻、防火門窗、防火卷簾和防火水幕帶等。每種分隔方式適合不同的功能空間，正確的選擇分隔方式是防火設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

防火墻應(yīng)直接設(shè)置在建筑物的基礎(chǔ)上或鋼筋混凝土框架等承重結(jié)構(gòu)上，輕質(zhì)防火墻體可不受此限；防火墻的構(gòu)造，即使任意一側(cè)的屋架、梁、樓板等受到火災(zāi)的影響而破壞時，防火墻也不得倒塌；當(dāng)建筑物的外墻為難燃燒體時，防火墻應(yīng)凸出墻的外表面0.4m以上，在防火墻兩側(cè)的外墻應(yīng)為寬度不小于2m的不燃燒體，其耐火極限不應(yīng)低于該外墻的耐火極限。

混凝土在火災(zāi)中受高溫作用，強(qiáng)度會降低。火災(zāi)時間長短關(guān)系到混凝土強(qiáng)度損失，會危及建筑物安全。如果火災(zāi)作用時間短，混凝土構(gòu)件基本能滿足建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范要求。但預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樓板，在火災(zāi)時受高溫作用，抗拉強(qiáng)度下降很快。

商業(yè)建筑的變形縫因抗震等需要留得較寬，發(fā)生火災(zāi)時，有很強(qiáng)的拔火作用。若在此處敷設(shè)電纜、可燃?xì)怏w管道和甲、乙、丙類液體管道，萬一發(fā)生火災(zāi)，必然影響全樓的安全。因此，為了消除變形縫的火災(zāi)危險(xiǎn)因素，保證建筑物的安全，火災(zāi)危險(xiǎn)性高的電纜、可燃?xì)怏w管道和甲、乙、丙類液體管道，不應(yīng)敷設(shè)在變形縫內(nèi)。當(dāng)電纜、可燃?xì)怏w管道和甲、乙、丙類液體管道穿過變形縫時，應(yīng)在穿過處加設(shè)不燃燒材料套管，并應(yīng)采用不燃燒材料將套管空隙填塞密實(shí)。

商業(yè)建筑的消防電梯是為火災(zāi)時消防人員專用，快速到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行滅火設(shè)置的，其設(shè)計(jì)要求包括：消防電梯的電機(jī)及傳動機(jī)構(gòu)應(yīng)保證運(yùn)行可靠，在應(yīng)急情況下必須能可靠安全地運(yùn)行。消防電梯應(yīng)根據(jù)建筑物高度選擇不同的運(yùn)行速度，一般應(yīng)大于1.5m／s，層數(shù)愈髙，要求速度應(yīng)愈快。按規(guī)范要求應(yīng)能在60s內(nèi)到達(dá)火場最高點(diǎn)的位置。目前很多商業(yè)建筑還存在將電梯作為安全疏散用、電梯運(yùn)行的電源很不可靠、沒有設(shè)置堵水設(shè)施等問題。

5 結(jié)語

綜合性商業(yè)建筑的防火疏散與防火構(gòu)造設(shè)計(jì)，必須遵循“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，結(jié)合實(shí)際，融合規(guī)范要求，采用性能化消防安全設(shè)計(jì)的新思維，針對大型綜合性商業(yè)建筑各種業(yè)態(tài)發(fā)展和商業(yè)建筑發(fā)生火災(zāi)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理，措施得當(dāng)，立足自防自救，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。

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