性能化消防設(shè)計在大型室內(nèi)水上游樂場所的應(yīng)用

●姜 紅

(撫順市消防支隊，遼寧撫順 113000)

近年來，為了滿足人們?nèi)找尕S富的休閑娛樂需求，各類大型水上游樂場所在全國各地拔地而起，由于其建筑使用功能的需要和造型設(shè)計的獨(dú)特性，普遍存在防火分區(qū)面積超規(guī)的問題。現(xiàn)以某水公園為例，淺析如何利用性能化消防設(shè)計的方法解決大型室內(nèi)水上游樂場所防火分區(qū)面積超規(guī)問題。

1 水公園建筑概況

該項(xiàng)目是一處以水上娛樂項(xiàng)目為主要內(nèi)容的游樂園，以獨(dú)具特色的巴厘島風(fēng)情為設(shè)計主題，集休閑、水上娛樂、餐飲、競技、拓展等多種游樂功能于一體。室內(nèi)水公園總建筑面積約1．9萬m2，地上四層，地下一層，建筑高度約為24 m;建筑功能包括水上娛樂、餐飲、廚房、更衣室、洗浴室、造浪機(jī)房、送排風(fēng)機(jī)房、配電間、監(jiān)控室等;室內(nèi)設(shè)備包括室內(nèi)水寨、室內(nèi)雙蟒滑道及家庭皮筏、室內(nèi)水上過山車、室內(nèi)沖浪模擬器、室內(nèi)兒童滑道和室內(nèi)漂流河等。室內(nèi)水公園內(nèi)共設(shè)6個防火分區(qū)，參數(shù)統(tǒng)計見表1。

表1 某水公園防火分區(qū)的劃分

2 防火分區(qū)面積超規(guī)問題

該水公園現(xiàn)有建筑消防設(shè)計中主要存在S1防火分區(qū)面積超規(guī)的問題。S1防火分區(qū)是室內(nèi)水公園的核心區(qū)域，主要功能為戲水大廳、休息包間、餐飲區(qū)等，該防火分區(qū)由一層戲水大廳及二、三、四層各層平臺組成，最大高度為24 m，防火分區(qū)總面積達(dá)到15 295．91 m2。由于建筑空間高大，無法利用防火墻、防火卷簾等防火措施實(shí)現(xiàn)分隔。此外，由于戲水大廳內(nèi)設(shè)置有大型滑道、水上過山車等多個大型游樂設(shè)備，最大設(shè)備高度可達(dá)17．5 m，而造浪池、漂流河等大面積水域使得建筑平面超大，超過一般的游泳館、體育館，并且水滑管道涉及整個水區(qū)，受使用功能和空間高度的限制，無法實(shí)現(xiàn)該空間的防火分隔。因此防火分區(qū)S1不滿足《建規(guī)設(shè)計防火規(guī)范》第5．1．7條“建筑物耐火等級為一、二級時，防火分區(qū)最大允許建筑面積為2 500 m2”的規(guī)定，超出規(guī)范要求的比例為612%。

3 解決室內(nèi)水公園防火分區(qū)面積超規(guī)問題的技術(shù)措施

針對S1防火分區(qū)面積超規(guī)問題，根據(jù)建筑實(shí)際火災(zāi)危險性，利用性能化消防設(shè)計方法，運(yùn)用消防安全工程學(xué)原理，擬采取以下措施，確認(rèn)其消防安全性能是否可以達(dá)到規(guī)范要求的同等水平。

3．1 室內(nèi)采用不燃材料裝修

對于S1防火分區(qū)內(nèi)戲水大廳部分，由于室內(nèi)水公園的建筑特點(diǎn)、運(yùn)營方式、使用要求等原因，存在的可燃物較少，火災(zāi)危險性相對較小。為減少因室內(nèi)裝飾裝修增加的火災(zāi)荷載，要求休息包間、餐飲區(qū)內(nèi)應(yīng)采用經(jīng)阻燃處理的桌椅，室內(nèi)水公園內(nèi)應(yīng)采用不燃材料裝修，若有少量可燃材料裝修應(yīng)經(jīng)阻燃處理，且不低于B1級。

3．2 增設(shè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

由于室內(nèi)水公園內(nèi)用電游樂設(shè)施及照明線路較多，用電量大，為預(yù)防建筑內(nèi)發(fā)生電氣火災(zāi)，應(yīng)在該建筑各層、各級配電箱處設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，探測漏電電流、過電流信號，發(fā)出聲光報警信號，準(zhǔn)確報出故障線路地址，以防止電氣火災(zāi)的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)早期電氣火災(zāi)的探測報警。

3．3 所有廚房采用“防火單元”設(shè)計

廚房作為食品加工處理的區(qū)域，經(jīng)常動火，是室內(nèi)水公園建筑內(nèi)火災(zāi)危險性最大的部位，因此，室內(nèi)水公園內(nèi)的所有廚房應(yīng)采用“防火單元”的形式設(shè)計。防火單元是在建筑物某些部位劃分出的能阻止火勢蔓延的單獨(dú)區(qū)域或獨(dú)立空間。為提高廚房區(qū)域的消防安全，保證發(fā)生火災(zāi)后不會蔓延至其他空間，對外部的人員、財產(chǎn)不造成威脅，各層廚房應(yīng)采用乙級防火門窗、耐火極限分別不小于1．0 h的樓板和不小于2．0 h的隔墻與其他部位分隔，并在廚房內(nèi)設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械排煙系統(tǒng)和通風(fēng)換氣系統(tǒng)。

3．4 利用漂流河形成防火隔離帶

一層戲水大廳內(nèi)設(shè)置有面積為2 188．9 m2的環(huán)形漂流河，可以利用漂流河在S1防火分區(qū)的戲水大廳內(nèi)形成防火隔離帶。所謂防火隔離帶就是在有可燃物的建筑物中劃分出一段區(qū)域，這個區(qū)域內(nèi)的建筑構(gòu)件及裝修全部為非燃材料(且該區(qū)域內(nèi)不存在可燃物)并采取有效的防煙措施，阻擋防火隔離帶一側(cè)的煙火向另一側(cè)蔓延，從而在空間上形成一個無形的防火分隔區(qū)域。

3．5 增設(shè)線型紅外光束感煙火災(zāi)探測器

S1防火分區(qū)的一層休息包間、四層餐飲區(qū)內(nèi)均設(shè)置了點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測器，廚房內(nèi)設(shè)置了點(diǎn)型感溫火災(zāi)探測器，而大空間的戲水大廳內(nèi)未設(shè)置火災(zāi)探測器。為提高戲水大廳內(nèi)火災(zāi)探測能力，要求在室內(nèi)水公園戲水大廳內(nèi)增設(shè)線型紅外光束感煙火災(zāi)探測器，并使其與設(shè)置在屋頂?shù)臋C(jī)械排煙系統(tǒng)聯(lián)動。

3．6 機(jī)械排煙系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

S1防火分區(qū)中庭設(shè)計14臺平時排風(fēng)、火災(zāi)時排煙的軸流排煙風(fēng)機(jī)，每臺風(fēng)機(jī)排煙量為59 808 m3·h-1，總排煙量達(dá)到837 312 m3·h-1，其排煙量可以保證各中庭按其體積的每小時4次換氣進(jìn)行排煙。

4 人員疏散安全性分析

針對上述問題及相關(guān)技術(shù)措施，運(yùn)用消防安全工程學(xué)的相關(guān)原理和方法，通過設(shè)定相應(yīng)的火災(zāi)場景進(jìn)行定性分析，利用已被接受的模擬仿真工具、方法和性能判定標(biāo)準(zhǔn)，模擬發(fā)生火災(zāi)時，建筑物內(nèi)游客及工作人員是否能夠安全疏散到室內(nèi)外安全地點(diǎn)。對于建筑內(nèi)人員生命安全而言，最重要的安全標(biāo)準(zhǔn)是火災(zāi)發(fā)生時，可用安全疏散時間大于所需安全疏散時間，即tAEST＞tREST。如果能滿足這個條件，說明消防設(shè)計方案是可行的，能夠保證人員的疏散安全。本項(xiàng)目采用了國際通用的精細(xì)網(wǎng)絡(luò)模型Building Exodus(以下簡記為Exodus)對人員疏散行動時間進(jìn)行模擬計算，通過對各火災(zāi)場景和疏散場景的模擬計算，得到火災(zāi)環(huán)境下可用安全疏散時間tAEST及人員疏散所需時間tREST，見表2。表中火災(zāi)場景A指一層包間內(nèi)起火，B指一層廚房內(nèi)起火，C指二層男更衣室起火，D指三層餐飲區(qū)起火，E指四層餐飲區(qū)起火;10指自動噴水滅火系統(tǒng)有效，排煙系統(tǒng)失效，01指自動噴水滅火系統(tǒng)失效，排煙系統(tǒng)有效，00指兩者都失效，11指兩者都有效。

表2 各火災(zāi)場景的人員疏散安全分析

S1分區(qū)一層 420 645 -225 A00不安全S1分區(qū)二層 369 286．5 82．5 安全S1分區(qū)三層 316 241．5 74．5 安全S1分區(qū)四層 254 276 -22不安全S1分區(qū)一層 ＞1 200 508．5 ＞691．5 B10安全S1分區(qū)二層 1 128 286．5 841．5 安全S1分區(qū)三層 1 005 241．5 763．5 安全S1分區(qū)四層 741 276 465安全S1 分區(qū)一層 943 508．5 434．5 B01安全S1分區(qū)二層 754 286．5 467．5 安全S1分區(qū)三層 680 241．5 438．5 安全S1分區(qū)四層 486 276 210安全S1 分區(qū)一層 926 508．5 417．5 B00安全S1分區(qū)二層 742 286．5 455．5 安全S1分區(qū)三層 664 241．5 422．5 安全S1分區(qū)四層 469 276 193不安全C01 S3防火分區(qū) 300 345 -45 不安全C00 S3防火分區(qū) 284 345 -61 不安全C11 S3防火分區(qū) 369 345 24 安全D10 S4 防火分區(qū) 349 325．5 23．5安全C10 S3防火分區(qū) 323 345 -22安全D01 S4防火分區(qū) 345 325．5 19．5 安全D00 S4防火分區(qū) 332 325．5 6．5 安全S1分區(qū)一層 ＞1 200 508．5 ＞691．5 E10安全S1分區(qū)二層 ＞1 200 286．5 ＞913．5 安全S1分區(qū)三層 ＞1 200 241．5 ＞958．5 安全S1分區(qū)四層 284 207 77安全S1分區(qū)一層 ＞1 200 508．5 ＞691．5 E01安全S1分區(qū)二層 ＞1 200 286．5 ＞913．5 安全S1分區(qū)三層 937 241．5 695．5 安全S1分區(qū)四層 278 207 71安全S1分區(qū)一層 ＞1 200 508．5 ＞691．5 E00安全S1分區(qū)二層 ＞1 200 286．5 ＞913．5 安全S1分區(qū)三層 895 241．5 653．5 安全S1分區(qū)四層 272 207 65安全

由表2可知:(1)在自動噴水滅火系統(tǒng)失效的A01、A00場景中，S1防火分區(qū)的一層和四層人員疏散的安全余量為負(fù)值，但在自動噴水滅火系統(tǒng)有效的A10場景中，S1防火分區(qū)各層人員疏散的安全余量均為正值，因此，應(yīng)提高S1防火分區(qū)內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)的動作可靠性，保證火災(zāi)時及時有效動作。(2)在自動噴水滅火系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)未同時動作的C10、C01、C00場景中，人員疏散的安全余量為負(fù)值，但在自動噴水滅火系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)同時動作的C11場景中，人員疏散的安全余量為正值，因此，應(yīng)提高S3防火分區(qū)內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)的動作可靠性，保證火災(zāi)時及時有效動作。(3)在其他場景中人員疏散所需時間均小于人員疏散可用時間值，各消防安全問題初步解決方案能夠滿足人員安全疏散的消防安全目標(biāo)。

5 結(jié)論

針對本項(xiàng)目的消防安全問題及相關(guān)技術(shù)措施，通過設(shè)計相關(guān)火災(zāi)場景及人員疏散仿真進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明:在采用不燃材料進(jìn)行室內(nèi)裝修，減少火災(zāi)荷載的基礎(chǔ)上，通過增設(shè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和線型紅外光束感煙火災(zāi)探測器提高S1防火分區(qū)內(nèi)火災(zāi)探測能力，利用漂流河等水區(qū)進(jìn)行防火隔離，所有廚房采用“防火單元”設(shè)計后，該防火分區(qū)的消防安全水平能夠滿足設(shè)定的消防安全目標(biāo)，該防火分區(qū)設(shè)計是可行的，可以使其消防設(shè)計方案達(dá)到國家現(xiàn)行消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全水平。由此可見，性能化消防設(shè)計是解決大空間、超規(guī)范和一些有特殊要求建筑物的消防設(shè)計的行之有效的方法之一，隨著性能化防火設(shè)計方法和步驟的日趨完善，不但能將先進(jìn)的消防技術(shù)及時運(yùn)用于建筑設(shè)計與施工實(shí)踐中，同時也使建筑物的消防安全得到更好的保障。

［1］公安部沈陽消防研究所．豐遠(yuǎn)巴厘水公園室內(nèi)水公園消防安全咨詢報告［R］．

［2］朱力平．消防工程師手冊［M］．南京：南京大學(xué)出版社，2005．

［3］GB 50016-2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］．