建筑防火設(shè)計(jì)中設(shè)置前室應(yīng)注意的幾點(diǎn)問(wèn)題

劉亞龍

(甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，蘭州 730050)

0 引言

建筑防火設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中的重要組成部分，嚴(yán)格執(zhí)行建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定和要求對(duì)保證建筑安全使用和防火疏散都起到至關(guān)重要的作用。在執(zhí)行防火規(guī)范時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)規(guī)范中主要體現(xiàn)了3個(gè)方面的內(nèi)容，其一：對(duì)建筑性質(zhì)及耐火等級(jí)的劃分和要求；其二：建筑總平面布局及場(chǎng)地消防撲救的要求；其三：具體的防火疏散構(gòu)造措施和設(shè)置要求。規(guī)范通過(guò)對(duì)這3個(gè)方面的控制和要求，以達(dá)到客觀、適度、科學(xué)、合理以及人性化進(jìn)行防火設(shè)計(jì)的目的。本文著重介紹的就是在防火設(shè)計(jì)中的一個(gè)具體的防火構(gòu)造措施——前室，以及前室在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中的設(shè)置要求和常見(jiàn)問(wèn)題。通過(guò)本文的介紹強(qiáng)化對(duì)前室的理解和認(rèn)識(shí)，從而在設(shè)計(jì)中合理設(shè)置前室，充分發(fā)揮前室的功能和作用。

1 前室的概念、作用及設(shè)置要求

在人流進(jìn)入消防電梯、防煙樓梯間或者沒(méi)有自然通風(fēng)的封閉樓梯間前，先進(jìn)入的具有防止煙氣進(jìn)入疏散通道、緩解疏散通道人員擁擠，為疏散人員提供短暫避難，可進(jìn)行有效通風(fēng)和排煙并與周邊環(huán)境具有防火分隔的小空間稱(chēng)之為前室。通過(guò)對(duì)前室概念的解讀不難看出前室就是消防疏散環(huán)節(jié)中重要的安全過(guò)渡空間，是保證消防疏散安全的重要構(gòu)造，同時(shí)前室的設(shè)置也為消防疏散難度較大的建筑延長(zhǎng)消防疏散時(shí)間發(fā)揮了重要的作用。為了充分發(fā)揮前室的作用，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016—2006)、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50045—95)中都作出了明確的規(guī)定，歸納有以下幾點(diǎn)。

1.1 前室設(shè)置及形式

前室是疏散出口的組成部分，故此前室的設(shè)置要求與疏散出口是基本一致的，但還應(yīng)注意幾點(diǎn)問(wèn)題。首先前室應(yīng)盡量設(shè)置在緊鄰建筑外墻的位置，最好位于建筑消防撲救面范圍內(nèi)，這樣既能保證前室能形成自然排煙和直通室外的最佳設(shè)置要求，同時(shí)也使前室具備了室外垂直救援的能力。其次對(duì)于局部突出屋面的頂層疏散出口，前室出口應(yīng)直通屋面，疏散門(mén)應(yīng)向屋頂開(kāi)啟。充分發(fā)揮高層建筑屋面作為重要的疏散平臺(tái)和不同疏散出口連接通道的作用。以上兩點(diǎn)在規(guī)范中都有要求，但規(guī)范中未做強(qiáng)制。設(shè)計(jì)人員應(yīng)在條件允許的情況下盡量保證充分發(fā)揮前室的作用，提高消防疏散能力，完善建筑消防設(shè)計(jì)。

在具體設(shè)計(jì)前室時(shí)，前室的形式除了常規(guī)意義上的前室外，常見(jiàn)的還有陽(yáng)臺(tái)和凹廊。通過(guò)陽(yáng)臺(tái)和凹廊將室內(nèi)疏散通道和疏散樓梯連通，可最大限度上降低煙氣進(jìn)入疏散樓梯的可能。同時(shí)陽(yáng)臺(tái)和凹廊在消防疏散過(guò)程中能夠?yàn)槿藛T提供更大的心理安慰。故此在防火設(shè)計(jì)中陽(yáng)臺(tái)和凹廊的設(shè)置是值得推廣的，但由于建筑外墻保溫材料易燃，近年來(lái)出現(xiàn)了多起由外墻保溫材料燃燒引起的建筑火災(zāi)，火災(zāi)發(fā)展由外向內(nèi)，并產(chǎn)生大量濃煙是這類(lèi)火災(zāi)的顯著特點(diǎn)，陽(yáng)臺(tái)、凹廊以及具有自然通風(fēng)的前室在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)了煙氣倒灌的實(shí)際問(wèn)題，影響了疏散效果。鑒于此種情況，在實(shí)際設(shè)計(jì)中具有機(jī)械加壓送排風(fēng)系統(tǒng)的前室得到了比較廣泛的應(yīng)用，而凹廊特別是凹入建筑外墻較深的凹廊，在此種情況下還是不建議使用的。

1.2 前室面積

火災(zāi)發(fā)生時(shí)，起火樓層的前室不僅應(yīng)具備防煙功能，而且還應(yīng)具備短暫停留疏散人員、緩解樓梯間疏散壓力的功能，根據(jù)具體建筑的特點(diǎn)和每個(gè)樓層容納人數(shù)的一般情況，結(jié)合實(shí)際和模擬疏散分析規(guī)范提出了單獨(dú)設(shè)置以及合用前室的最小面積要求。在具體使用過(guò)程中基本能夠保證前室功能的正常發(fā)揮。但隨著建筑高度和疏散難度的不斷加大，疏散救援的理念和方法也慢慢的發(fā)生著改變，其中對(duì)于消防電梯在疏散救援中的應(yīng)用近些年來(lái)備受人們的關(guān)注。結(jié)合國(guó)外的實(shí)踐成果，國(guó)內(nèi)的個(gè)別高層建筑嘗試著利用消防電梯對(duì)部分樓層進(jìn)行人員疏散，在疏散過(guò)程中發(fā)現(xiàn)前室作為消防電梯的重要組成部分其功能發(fā)生了明顯的改變，前室面積過(guò)小成為制約消防電梯進(jìn)行人員疏散的主要因素。在火災(zāi)發(fā)生的中前期，由于消防人員會(huì)攜帶器材到達(dá)樓層開(kāi)展撲救工作，此時(shí)前室內(nèi)會(huì)很容易形成人員的交叉和擁擠，影響消防電梯的正常使用。故此擴(kuò)大前室面積是必要的。本著樓梯疏散為主消防電梯疏散為輔的基本原則，假定二者疏散能力的比例關(guān)系為3：2，結(jié)合樓層人員疏散過(guò)程和特點(diǎn)分析，一般情況下前室面積在現(xiàn)行規(guī)范的基礎(chǔ)上擴(kuò)大3～4 m2，使前室內(nèi)即時(shí)容納人數(shù)達(dá)到50～55人，是比較理想的。當(dāng)然與增加前室面積相比，在同一防火分區(qū)內(nèi)增加消防電梯的數(shù)量會(huì)有更好的疏散效果。期待在分析研究后規(guī)范修訂時(shí)能對(duì)此項(xiàng)內(nèi)容明確規(guī)定，為高層建筑開(kāi)展電梯疏散提供理論基礎(chǔ)。

2 合用前室的設(shè)置及利害關(guān)系

由于建筑面積和功能布局的限制，在設(shè)置前室時(shí)多個(gè)疏散出口合用前室的現(xiàn)象是普遍存在的。但要想最大限度地利用前室，發(fā)揮前室的功能，合用前室的組合方式就顯得尤為重要了。在實(shí)際設(shè)計(jì)中合用前室的組合方式主要表現(xiàn)為3種形式。其一：塔式住宅兩個(gè)疏散樓梯間合用前室，塔式住宅每層住戶(hù)不超過(guò)8戶(hù)，平均每戶(hù)按4.5人計(jì)算，最大人數(shù)為36人。在疏散過(guò)程中相繼進(jìn)入前室疏散，前室內(nèi)即時(shí)容納人數(shù)不會(huì)超過(guò)25人。同時(shí)由于疏散出口位于同一前室內(nèi)，在緊急情況下可有效降低人員選擇恐懼情緒和盲目從眾行為的發(fā)生，均衡了兩個(gè)疏散樓梯的疏散能力，但由于前室合用，煙氣一旦進(jìn)入前室，很容易對(duì)兩個(gè)疏散樓梯同時(shí)產(chǎn)生影響，從而降低樓梯間的疏散能力，故此規(guī)范要求兩樓梯間分別設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)是非常必要的。其二：消防電梯和一個(gè)疏散樓梯合用前室，當(dāng)消防電梯在火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中只作為運(yùn)送消防撲救人員和設(shè)備的垂直運(yùn)輸工具時(shí)，疏散樓梯疏散人流高峰時(shí)段和消防電梯運(yùn)送消防人員的時(shí)段基本是可以錯(cuò)開(kāi)的，合用前室的面積足以滿(mǎn)足緩沖人流、短暫避難以及為消防人員開(kāi)展撲救工作提供工作面的功能。故此，此種前室在公建和居住建筑中都是比較常采用的一種形式。當(dāng)消防電梯參與人員疏散時(shí)，在有效擴(kuò)大前室面積的基礎(chǔ)上設(shè)置與一個(gè)疏散樓梯間合用前室的做法更是值得應(yīng)用和推廣的，原因是消防電梯疏散是一種間斷性的疏散過(guò)程，在疏散過(guò)程中存在人員滯留和等候的情況，當(dāng)疏散樓梯間與消防電梯合用前室時(shí)，在緊急情況下人員可及時(shí)通過(guò)樓梯間疏散，提高了疏散效率，為新的疏散方式提供了合理、有效的疏散環(huán)境。其三：消防電梯和兩個(gè)疏散樓梯合用前室。此種做法對(duì)前室的面積是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)，很容易形成交叉人流和人員滯留的情況，加之前室煙氣會(huì)同時(shí)影響多個(gè)疏散通道，對(duì)人員疏散和消防撲救都會(huì)產(chǎn)生很大影響，故此此種前室在實(shí)際設(shè)計(jì)中是不建議采用的。

3 擴(kuò)大前室設(shè)置時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

為及時(shí)將人員疏散至安全地帶，同時(shí)為消防撲救人員提供直接進(jìn)入建筑內(nèi)部開(kāi)展救援的通道，前室在首層都要求開(kāi)設(shè)直通室外的安全出口。但對(duì)于某些建筑因受到平面布置的影響，前室無(wú)法緊鄰?fù)鈮υO(shè)置，從而使得前室在首層位于建筑內(nèi)部，無(wú)法滿(mǎn)足直通室外的基本要求。為解決這種問(wèn)題，規(guī)范中提出兩種方法，其一：可設(shè)置長(zhǎng)度不超過(guò)30 m，疏散路線通暢并不穿越其他房間的通道與室外連通。其二：將與前室相鄰的走道和門(mén)廳包括在前室內(nèi)，形成擴(kuò)大前室，但應(yīng)采用乙級(jí)防火門(mén)(窗)等防火措施與其他走道和房間隔開(kāi)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)具體情況選擇適用的方法間接達(dá)到直通室外的基本目的。但在具體實(shí)施過(guò)程中還應(yīng)注意幾點(diǎn)問(wèn)題，首先前室與疏散通道連通位置處應(yīng)設(shè)置乙級(jí)防火門(mén)進(jìn)行分隔，但通道內(nèi)無(wú)其他房間出口，或出口均設(shè)置乙級(jí)防火門(mén)時(shí)建議將前室與通道連通形成擴(kuò)大前室。擴(kuò)大前室在首層本身不封閉是為了突出擴(kuò)大前室直通室外的目的性。其次當(dāng)建筑內(nèi)所有疏散出口合用擴(kuò)大前室時(shí)，應(yīng)特別注意在擴(kuò)大前室內(nèi)必須開(kāi)設(shè)兩個(gè)直通室外的安全出口，兩個(gè)出口之間的距離不應(yīng)小于5 m，兩出口宜設(shè)置在不同的疏散方向。這樣才能滿(mǎn)足防火設(shè)計(jì)中所要求的建筑1層出入口數(shù)量不少于兩個(gè)的基本要求了。

4 前室內(nèi)防煙、排煙的常見(jiàn)方式及其特點(diǎn)

前室內(nèi)設(shè)置防煙或排煙的方式很多，主要有自然排煙和機(jī)械加壓送風(fēng)兩大類(lèi)，根據(jù)各自特點(diǎn)結(jié)合建筑實(shí)際和周?chē)h(huán)境選擇適用的防煙、排煙措施是保證前室正常使用的關(guān)鍵因素。下面對(duì)兩種常見(jiàn)防煙、排煙方式作以簡(jiǎn)單介紹。

4.1 自然排煙

利用建筑內(nèi)氣體流動(dòng)的特性，采用靠外墻上的可開(kāi)啟外窗或高側(cè)窗、天窗、敞開(kāi)陽(yáng)臺(tái)與凹廊或?qū)Ｓ门艧熆?、豎井等將煙氣排除的方式稱(chēng)之為自然排煙方式。此種排煙方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，不需要電源及專(zhuān)用設(shè)備，且煙氣溫度升高時(shí)排煙效果也不下降，具有可靠性高、投資少、管理維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。因此是推薦使用的一種方式，在建筑防火設(shè)計(jì)中宜優(yōu)先采用。但自然排煙方式受火災(zāi)時(shí)的建筑環(huán)境和氣象條件影響較大，為了更好地發(fā)揮自然排煙方式的排煙作用，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別關(guān)注兩點(diǎn)問(wèn)題，其一：外窗面積及窗扇的開(kāi)啟方式；其二：建筑建設(shè)場(chǎng)地常年主導(dǎo)風(fēng)向?qū)ε艧熜Ч挠绊憽?/p>

4.2 機(jī)械加壓送風(fēng)

前室在火災(zāi)時(shí)若無(wú)法采用自然排煙，利用機(jī)械通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣體流動(dòng)和壓力差控制煙氣流動(dòng)，使煙氣無(wú)法進(jìn)入前室的防煙措施稱(chēng)之為機(jī)械加壓送風(fēng)方式。此種方式近年來(lái)在我國(guó)高層建筑中得到了廣泛的使用，取得了良好的效果，被設(shè)計(jì)人員接受并掌握。機(jī)械加壓送風(fēng)防煙達(dá)到了前室無(wú)煙的目的，從而保證了人員疏散和撲救的需要。從建筑設(shè)備投資方面來(lái)說(shuō)也是比較經(jīng)濟(jì)可行的。因此這種方式在自然排煙受限和特殊環(huán)境中是值得推廣采用的。

5 結(jié)語(yǔ)

前室作為消防疏散環(huán)節(jié)中的重要組成部分，在建筑防火設(shè)計(jì)中一直備受關(guān)注，本文總結(jié)多年的設(shè)計(jì)實(shí)踐對(duì)其概念、作用、設(shè)置要求以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的相關(guān)問(wèn)題做了闡述。加深了人們對(duì)前室的理解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)也為了設(shè)計(jì)人員領(lǐng)會(huì)、理解規(guī)范，科學(xué)合理、適度靈活的應(yīng)用規(guī)范，提供了相應(yīng)的支持。

[1]GB50045—95,高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[2]GB50016—2006,建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[3]陳海濤,楊鵬,仇九子.高層建筑火災(zāi)中消防電梯疏散效果模擬[J].消防科學(xué)技術(shù),2012(10).