大型商業(yè)綜合體室內(nèi)步行街消防設(shè)計(jì)分析與探討

馮俊峰，蔡海宇

(杭州市消防支隊(duì)，浙江 杭州 311000)

大型商業(yè)綜合體室內(nèi)步行街消防設(shè)計(jì)分析與探討

馮俊峰，蔡海宇

(杭州市消防支隊(duì)，浙江 杭州 311000)

對(duì)于室內(nèi)步行街消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)問題進(jìn)行分析，以杭州市城西銀泰購物廣場室內(nèi)步行街消防設(shè)計(jì)為例，分析了其平面布置、防火分隔、安全疏散、防排煙設(shè)計(jì)等防火措施，并通過性能化分析，論證了其措施的有效性。同時(shí)，結(jié)合工作實(shí)際，提出了意見和建議，對(duì)于室內(nèi)步行街消防設(shè)計(jì)具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)作用。

室內(nèi)步行街；消防設(shè)計(jì)；性能化

0 引言

近年來，全國各地相繼出現(xiàn)了大量大型化、高端化的商業(yè)綜合體，其建筑形式打破了傳統(tǒng)商業(yè)模式，由單一業(yè)態(tài)發(fā)展成為集百貨、娛樂、餐飲、影院、休閑健身等功能于一體的大型綜合性商業(yè)場所。以杭州為例，到2016年，杭州超過10萬 m2的商業(yè)綜合體項(xiàng)目將由現(xiàn)有的32個(gè)達(dá)到90余個(gè)，其中超過15萬 m2的將會(huì)有21個(gè)[1]。室內(nèi)步行街作為大型商業(yè)綜合體的最重要空間構(gòu)成方式，其防火措施有效性是商業(yè)綜合體消防設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。

1 室內(nèi)步行街消防設(shè)計(jì)主要難點(diǎn)問題

1.1 室內(nèi)步行街貫通區(qū)域防火分隔、分區(qū)問題

大型商業(yè)綜合體室內(nèi)步行街區(qū)域往往會(huì)設(shè)置多個(gè)不同凈空高度及開口面積的中庭貫通，且存在中庭上下層互不對(duì)齊情況，難以采取防火卷簾分隔的方式，層層疊加的防火分區(qū)面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)范規(guī)定的最大分區(qū)面積。如何在維持步行街內(nèi)部建筑美觀、視覺開敞要求下，通過步行街區(qū)的功能定位及裝修材料限制，與周邊商鋪進(jìn)行有效分隔，確定兩側(cè)商鋪間距、回廊及連廊寬度等防火措施，增加步行街區(qū)域的安全性，并通過性能化等手段分析論證設(shè)計(jì)方案是否滿足與現(xiàn)行規(guī)范的等效安全，是需要重點(diǎn)解決的問題。

1.2 大空間排煙問題

步行街區(qū)域往往空間巨大，內(nèi)部通過多個(gè)中庭開口相通，且步行街內(nèi)設(shè)有大量的連廊及回廊；部分項(xiàng)目會(huì)出現(xiàn)中庭高度超過30 m的情況。如按照現(xiàn)行規(guī)范采用機(jī)械排煙的方式，需要設(shè)置大量防排煙風(fēng)機(jī)及管道，嚴(yán)重影響建筑的整體性，且由于建筑結(jié)構(gòu)的影響、設(shè)備可靠性的影響，其防排煙效果大大降低，難以確保步行街區(qū)域的人員安全。如何利用步行街區(qū)域屋頂良好的自然排煙條件及安全有利的儲(chǔ)煙空間，實(shí)現(xiàn)步行街區(qū)域良好的防排煙效果，也是需要重點(diǎn)解決的問題之一。

1.3 步行街區(qū)域的疏散問題

步行街區(qū)域空間體量大、建筑空間開敞通透的特點(diǎn)，對(duì)人員匯集、疏散有明顯的導(dǎo)向作用，因此如何定位步行街區(qū)域功能、合理確定內(nèi)部人員疏散及周邊商業(yè)區(qū)疏散策略，對(duì)整個(gè)綜合體人員安全疏散至關(guān)重要。

1.4 大空間報(bào)警及滅火系統(tǒng)

由于步行街區(qū)域空間大，中庭形態(tài)復(fù)雜多樣，熱障、層化、氣化等現(xiàn)象對(duì)于空間內(nèi)的自動(dòng)探測系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)的有效性、可靠性提出了更高的要求，如何根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)有針對(duì)性地設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及滅火設(shè)施就顯得十分重要。

2 杭州城西銀泰購物廣場室內(nèi)步行街消防設(shè)計(jì)實(shí)例分析與探討

2.1 項(xiàng)目基本概況

杭州城西銀泰購物廣場總建筑面積為39.4萬m2，其中商業(yè)面積162 016 m2，其余為酒店、辦公、汽車庫及配套用房，是集大型購物中心、休閑運(yùn)動(dòng)設(shè)施、延伸教育服務(wù)、辦公、商務(wù)酒店于一體的大型城市綜合體。項(xiàng)目由A～F六棟塔樓與E樓四層裙樓組成，室內(nèi)步行街設(shè)置在E樓裙樓及地下一層區(qū)域，通過步行街貫通的商業(yè)面積為87 020 m2，其中步行街一體空間的建筑面積為21 741 m2(地下一層至四層各層面積為：2 537 m2、6 794 m2、 4 615 m2、4 545 m2、3 250 m2)，步行街首層中心線長度為341 m，最高點(diǎn)高度為26.0 m，步行街兩側(cè)設(shè)有百貨、服裝、餐飲、娛樂、影院等功能。

2.2 項(xiàng)目采取的防火措施

2.2.1 步行街公共區(qū)域的功能定位

考慮整個(gè)步行街區(qū)域的消防策略制定，本項(xiàng)目室內(nèi)步行街定位為人員疏散“準(zhǔn)安全區(qū)”(在大空間建筑形式內(nèi)火災(zāi)荷載較小的半室外、下沉廣場，或者無固定火災(zāi)荷載、火災(zāi)后受煙氣影響較小的公共區(qū)域[2])，其功能定位僅限于人員流通及疏散空間，不得引入任何固定可燃物。步行街頂棚、墻面、地面的裝修均應(yīng)采用不燃材料；地面設(shè)置的供顧客休息的座椅，應(yīng)采用不燃、難燃材料；對(duì)于高空及周邊商鋪里面設(shè)置的大面積LED顯示屏及其他電器設(shè)備，應(yīng)采用不燃或難燃材料，以確保自身不會(huì)發(fā)生燃燒或被引燃后切斷電源即不會(huì)造成大面積的蔓延燃燒。

2.2.2 步行街防火分隔方案

針對(duì)步行街的具體情況，可采用如下方案進(jìn)行防火分隔：(1)該項(xiàng)目步行街寬度的平均尺寸大于15 m，步行街兩側(cè)間距作為天然分隔措施能達(dá)到兩側(cè)商鋪之間分隔要求。(2)面向步行街店鋪開口處應(yīng)采取鋼化玻璃+1 h加密噴淋保護(hù)的分隔方式；在敞開式店鋪入口處應(yīng)采用防火卷簾分隔，火災(zāi)時(shí)聯(lián)動(dòng)降落。(3)店鋪與步行街之間的分隔措施應(yīng)保持連續(xù)性，若采用玻璃門，每個(gè)店鋪開向步行街的門不應(yīng)超過2個(gè)，每扇門凈寬不超過2 m，且玻璃門上部至室內(nèi)吊頂應(yīng)留有不小于500 mm的空間用作儲(chǔ)煙倉。(4)步行街同側(cè)店鋪間應(yīng)采用耐火極限不小于2 h的隔墻進(jìn)行分隔，隔墻應(yīng)設(shè)置到上層樓板頂板。(5)商鋪內(nèi)依據(jù)規(guī)范設(shè)置噴淋、報(bào)警、機(jī)械排煙系統(tǒng)。

2.2.3 步行街煙氣控制方案

在頂棚設(shè)置足夠面積的自然排煙窗，通過可靠的聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)使步行街形成一個(gè)火災(zāi)情況下等同室外的準(zhǔn)安全空間。開窗面積取步行街地面面積的25%(在計(jì)算步行街首層面積時(shí)，兩側(cè)建筑間距大于13 m時(shí)，按13 m計(jì)算；首層與地下一層開口部位不折算)。自然排煙窗平時(shí)關(guān)閉，火災(zāi)時(shí)聯(lián)動(dòng)自動(dòng)打開，斷電后應(yīng)自動(dòng)打開，屋面現(xiàn)場設(shè)手動(dòng)開啟裝置。屋頂自然排煙窗應(yīng)均勻布置。同時(shí)在地下及首層均設(shè)置自然補(bǔ)風(fēng)及機(jī)械補(bǔ)風(fēng)，各補(bǔ)風(fēng)口均應(yīng)常開或在火災(zāi)情況下聯(lián)動(dòng)開啟。

2.2.4 疏散設(shè)計(jì)方案

在整層疏散總寬度滿足要求的前提下，步行街周邊商業(yè)各防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置的獨(dú)立樓梯滿足其疏散寬度70%的要求，其余30%通過疏散到相鄰防火分區(qū)解決。同時(shí)，通過火災(zāi)模擬驗(yàn)證人員疏散所需時(shí)間是否小于可用疏散時(shí)間(tRSET

2.2.5 步行街內(nèi)消防系統(tǒng)

步行街大空間區(qū)域采用帶霧化功能的自動(dòng)水炮滅火系統(tǒng)，商鋪及回廊、連廊區(qū)域均設(shè)置噴淋系統(tǒng)。步行街及周邊商鋪的報(bào)警設(shè)施設(shè)計(jì)及聯(lián)動(dòng)關(guān)系為：商鋪或餐廳感煙探測器，按照《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求進(jìn)行聯(lián)動(dòng)；回廊感煙探測器(煙氣蔓延至回廊)，按照《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，同時(shí)打開屋頂排煙窗；中庭紅外對(duì)射探測器(煙氣蔓延至中庭頂部)，參考《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，同時(shí)打開屋頂排煙窗。

2.3 性能化分析情況

2.3.1FDS煙氣模擬分析

為了較為全面、客觀地分析該項(xiàng)目步行街區(qū)域的煙氣流動(dòng)，利用FDS軟件建立了火災(zāi)模型，并設(shè)置了4種不同類型的火災(zāi)場景，進(jìn)行了煙氣模擬分析。FDS軟件能夠在模擬中再現(xiàn)實(shí)際火災(zāi)的動(dòng)作時(shí)序，與真實(shí)火災(zāi)的相似性很大[3]。

通過FDS火災(zāi)模擬分析，得出了4種不同火災(zāi)場景下可用安全疏散時(shí)間tASET，見表1。

2.3.2 人員疏散分析

項(xiàng)目的人員疏散采用RJA公司開發(fā)的PathFi-nderTM圖形界面動(dòng)態(tài)疏散模擬軟件進(jìn)行分析，PathFinder采用典型的水力模型和行為模型，綜合考慮人與人、人與建筑之間的相互作用，能夠較準(zhǔn)確地反映火災(zāi)時(shí)人員疏散的真實(shí)情況，人員所需疏散時(shí)間通過下列公示計(jì)算得出[4]：

表1 4種不同火災(zāi)場景下可用安全疏散時(shí)間tASET

(1)

其中，td為探測時(shí)間，步行街取60s，商鋪取230s；ta為報(bào)警時(shí)間，步行街取120s，商鋪報(bào)警時(shí)間取10s；to+ti為疏散延遲時(shí)間，取180s；te為疏散行動(dòng)時(shí)間，通過疏散模擬軟件PathFinder分析得出；k為安全系數(shù)，取1.5。

模擬計(jì)算中，設(shè)置地下一層步行街發(fā)生火災(zāi)(煙氣影響區(qū)域大，氣流走向復(fù)雜，排煙面積要求高)及首層步行街發(fā)生火災(zāi)(受影響區(qū)域人數(shù)多，首層疏散出口易造成擁堵)兩種最不利疏散場景，并得出了各場景下的疏散所需時(shí)間tRSET，見表2。

表2 各場景下人員疏散時(shí)間總結(jié)

2.3.3 對(duì)比分析

按照性能化設(shè)計(jì)提出的人員安全疏散量化“時(shí)間線”，只有當(dāng)可用安全疏散時(shí)間tASET大于人員所需安全疏散時(shí)間tRSET時(shí)，才能確保人員疏散安全[5]。該項(xiàng)目各種場景下人員疏散安全性分析，見表3。

表3 4種場景下步行街區(qū)域人員疏散安全性分析

針對(duì)地下一層步行街火災(zāi)場景F2(4MW)情況采取的措施為：地下一層中庭區(qū)域不應(yīng)作為室內(nèi)步行街一部分，應(yīng)劃分單獨(dú)的防火分區(qū)(防火分區(qū)面積1 726m2)，火災(zāi)時(shí)左側(cè)卷簾下降與其他公共區(qū)域分隔，內(nèi)部設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械排煙系統(tǒng)。

3 結(jié)論

通過對(duì)室內(nèi)步行街消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)問題以及現(xiàn)實(shí)案例的分析研究，結(jié)合筆者在建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審批中的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大型商業(yè)綜合體室內(nèi)步行街相關(guān)消防設(shè)計(jì)提出以下意見及建議：

3.1 基于“準(zhǔn)安全區(qū)”的室內(nèi)步行街消防設(shè)計(jì)策略，其步行街區(qū)的功能定位應(yīng)僅限于“通行功能”，其裝修裝飾材料應(yīng)采用不燃或難燃材料。在使用過程中，應(yīng)加強(qiáng)消防監(jiān)督管理，嚴(yán)禁在步行街區(qū)域內(nèi)設(shè)置商業(yè)經(jīng)營功能或放置可燃物。

3.2 按照不同防火單元，確定與步行街間的防火分隔措施，實(shí)現(xiàn)步行街區(qū)域與商鋪間的有效防火分隔。對(duì)于面積小于300m2，且火災(zāi)荷載較小的防火單元，可采用鋼化玻璃+1h加密噴淋保護(hù)的分隔方式；而對(duì)于面積和火災(zāi)荷載較大的“主力店”、“次主力店”，應(yīng)采取更嚴(yán)格的防火分隔措施，如采用C類防火玻璃+加密噴淋保護(hù)、防火卷簾、防火墻加防火門等，確保商鋪火災(zāi)不會(huì)快速向步行街區(qū)蔓延。

3.3 合理設(shè)置步行街各層開口區(qū)形狀、控制連廊凈寬。步行街內(nèi)開口部位應(yīng)盡量在垂直方向上保持一致，或盡量做到上大下小并應(yīng)控制開口區(qū)內(nèi)連廊的凈寬，以免煙氣在底部樓層往上攀升過程中撞到上部樓板或連廊，形成附加的陽臺(tái)型羽流，導(dǎo)致煙氣無法順利從屋頂排出，影響人員疏散及生命安全。

3.4 加強(qiáng)室內(nèi)步行街區(qū)域的防滅火設(shè)施設(shè)計(jì)。為了保證加密噴淋的可靠性，建議加密噴淋的消防泵單獨(dú)設(shè)置；同時(shí)，為了加強(qiáng)大型綜合體火災(zāi)撲救，可考慮在步行街兩端及出入口處設(shè)置獨(dú)立的消火栓立管，并設(shè)置水泵接合器，以備建筑內(nèi)消防設(shè)施失效時(shí)，消防部門直接供給滅火救援用水。

3.5 疏散所需時(shí)間計(jì)算表明，火災(zāi)的及早探測及報(bào)警對(duì)人員贏得寶貴的疏散時(shí)間非常關(guān)鍵，因此建議：平時(shí)應(yīng)安排人員巡邏，保證一旦發(fā)生火災(zāi)能快速發(fā)現(xiàn)；報(bào)警系統(tǒng)采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)，以對(duì)火情做出快速反應(yīng)并指導(dǎo)人員快速逃生。

3.6 對(duì)于大型商業(yè)綜合體室內(nèi)步行街區(qū)域，人員對(duì)逃生路線不熟悉，建議在步行街區(qū)域配備智能型燈光疏散指示標(biāo)志及導(dǎo)流指示標(biāo)志，火災(zāi)時(shí)引導(dǎo)人員迅速逃生。

3.7 室內(nèi)步行街的總體消防安全很大程度上取決于大量消防設(shè)施的正常動(dòng)作，消防設(shè)施種類多，功能復(fù)雜，建設(shè)單位在使用過程中應(yīng)確定專人做好定期的維護(hù)保養(yǎng)，確保消防設(shè)施的完好有效。同時(shí)，應(yīng)制定切實(shí)可行的滅火及應(yīng)急救援預(yù)案，確?；馂?zāi)規(guī)模的有效控制及人員的安全疏散。

[1] 龔方正.杭州市區(qū)域性商業(yè)綜合體發(fā)展趨勢[EB/OL].

[2] 馬千里.大型商業(yè)建筑綜合防火設(shè)計(jì)方法研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué),2011.

[3] 范維澄,孫金華,陸守香,等.火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[4]BS7974:2001,ApplicationofFireSafetyEngineeringPrinciplestotheDesignofBuildings,CodeofPractice[S].

[5] 倪照鵬,王志剛,沈奕輝.性能化消防設(shè)計(jì)中人員安全疏散的確證[J].消防科學(xué)與技術(shù),2003,22(5):375-378.

(責(zé)任編輯 李 蕾)

An Analysis and Discussion of the Fire Design of an IndoorPedestrian Street in a Large-scale Commercial Complex

FENG Jun-feng, CAI Hai-yu

(HangzhouMunicipalFireBrigade,ZhejiangProvince311000,China)

This paper analyzes the difficulties in the fire design of an indoor pedestrian street and makes a research based on the city-west YinTai shopping mall in Hangzhou. Through a performance-based analysis, the paper verifies the feasibility of the fire prevention measures in terms of the plane layout, the fire compartment, the safety evacuation and the smoke control design in YinTai shopping mall. At the same time, combined with practical work, the paper proposes some suggestions on the Fire design of an indoor pedestrian street.

large-scale commercial complex indoor pedestrian street; fire design; performance-based design

2015-01-15

馮俊峰(1984— )，男，浙江義烏人，工程師； 蔡海宇(1982— )，女，浙江溫州人，工程師。

TU998.1

A

1008-2077(2015)04-0061-04