大型城市綜合體消防設(shè)計(jì)難題及對(duì)策研究

鄭梅華，陳貽來(lái)

(長(zhǎng)沙市消防支隊(duì)，湖南 長(zhǎng)沙 410011)

大型城市綜合體消防設(shè)計(jì)難題及對(duì)策研究

鄭梅華，陳貽來(lái)

(長(zhǎng)沙市消防支隊(duì)，湖南 長(zhǎng)沙 410011)

由于大型城市綜合體建筑規(guī)模和尺度巨大、功能復(fù)雜，在設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中面臨著諸多的難解問(wèn)題，其消防設(shè)計(jì)問(wèn)題成為理論界和實(shí)務(wù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。針對(duì)這類建筑存在的典型問(wèn)題，通過(guò)對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行分析，提出了建立“臨時(shí)安全區(qū)”、增設(shè)消防設(shè)施等解決對(duì)策，可為大型城市綜合體的消防設(shè)計(jì)提供有益的借鑒和指導(dǎo)。

大型城市綜合體；消防設(shè)計(jì)；臨時(shí)安全區(qū)

0 引言

城市綜合體(urban complex)就是將城市中的商業(yè)、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會(huì)議、文娛和交通等城市生活空間的三項(xiàng)以上進(jìn)行組合，并在各部分間建立一種相互依存、相互助益的能動(dòng)關(guān)系，從而形成一個(gè)多功能、高效率的綜合體。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大型城市綜合體越來(lái)越多地出現(xiàn)在各地的城市中心。由于大型城市綜合體具有單一空間面積大、凈空高、人流集中、暫時(shí)性人員密度大等特點(diǎn)，導(dǎo)致這類建筑的防火設(shè)計(jì)往往難以滿足現(xiàn)行防火規(guī)范的要求，存在諸多防火設(shè)計(jì)難題。如何解決大型城市綜合體建筑防火設(shè)計(jì)所面臨的問(wèn)題，成為建筑界共同關(guān)注的熱點(diǎn)。

1 常見(jiàn)的消防設(shè)計(jì)難題

由于綜合體建筑規(guī)模和尺度巨大、功能復(fù)雜，在建筑設(shè)計(jì)中如按現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)很難達(dá)到其應(yīng)有的功能，主要是在防火分隔、安全疏散、大空間內(nèi)的消防設(shè)施等方面難達(dá)到規(guī)范要求。通常消防設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是：通過(guò)設(shè)計(jì)使火災(zāi)發(fā)生時(shí)保證火災(zāi)區(qū)域的人員能夠及時(shí)疏散到安全區(qū)域，并減少對(duì)建筑物內(nèi)非火災(zāi)區(qū)域人員安全的影響；對(duì)大面積的空間進(jìn)行防火分隔，包括水平方向分隔和豎直方向分隔，防止火災(zāi)在建筑物內(nèi)大范圍蔓延，減少火災(zāi)造成的財(cái)產(chǎn)損失；將火災(zāi)控制在較小范圍內(nèi)，為消防救援和滅火戰(zhàn)斗創(chuàng)造有利條件。為解決以上難題，目前一般通過(guò)綜合防火設(shè)計(jì)理念和方法，并應(yīng)用先進(jìn)的消防技術(shù)，以提高建筑的消防安全綜合技術(shù)水平。

2 解決方案

2.1 針對(duì)防火分區(qū)擴(kuò)大的消防設(shè)計(jì)策略。(1)對(duì)于可燃荷載密集或火災(zāi)危險(xiǎn)性大的功能區(qū)域，如汽車庫(kù)、設(shè)備機(jī)房、倉(cāng)庫(kù)以及辦公、大型商業(yè)的主力店等區(qū)域，采取防火墻、防火卷簾及防火門等方式與其他區(qū)域進(jìn)行防火分隔，使其成為不同的防火分區(qū)。(2)對(duì)于公共區(qū)域內(nèi)開(kāi)敞、無(wú)法按規(guī)范進(jìn)一步劃分防火分區(qū)的大空間場(chǎng)所內(nèi)的高火災(zāi)荷載或高危險(xiǎn)且有較低屋蓋區(qū)域(如步行街兩側(cè)店鋪、電影院內(nèi)的廳室)，通過(guò)采取防火單元方式將火災(zāi)煙氣控制在較小范圍內(nèi)，防火單元內(nèi)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)和防排煙系統(tǒng)，防火單元與公共人流空間進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆阑鸱指簟?3)對(duì)于公共區(qū)域內(nèi)開(kāi)敞、無(wú)法按規(guī)范進(jìn)一步劃分防火分區(qū)的大空間場(chǎng)所內(nèi)的低火災(zāi)荷載且無(wú)屋蓋區(qū)域(如小型水吧等)，應(yīng)通過(guò)采取控制可燃荷載數(shù)量和保持一定的安全防火分隔距離以使初期火災(zāi)規(guī)模較小，且不會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)蔓延擴(kuò)大。各區(qū)域內(nèi)合理設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)以及防排煙系統(tǒng)等消防設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)早期探測(cè)滅火、控制火災(zāi)規(guī)模、防止煙氣擴(kuò)散、利于人員及早疏散、保證人員疏散安全的目標(biāo)。

2.2 針對(duì)人員疏散問(wèn)題的消防設(shè)計(jì)策略。(1)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理地確定人員荷載和疏散寬度，對(duì)于特定的區(qū)域應(yīng)提供足夠的疏散寬度，保證各個(gè)區(qū)域人員火災(zāi)時(shí)能夠迅速離開(kāi)火災(zāi)區(qū)域進(jìn)入安全場(chǎng)所。對(duì)無(wú)法滿足疏散距離和疏散寬度的場(chǎng)所通常設(shè)置避難走道(“背走道”疏散模式)或臨時(shí)安全區(qū)(“室內(nèi)步行街”疏散模式)，保證疏散路徑的安全，但這兩種疏散模式均需要經(jīng)性能化設(shè)計(jì)評(píng)估合格后方可采納。(2)采取主動(dòng)消防設(shè)施，保證其作為疏散路徑的安全。(3)加強(qiáng)應(yīng)急照明、疏散指示以及應(yīng)急廣播的設(shè)置。

2.3 針對(duì)高大空間消防系統(tǒng)設(shè)置的消防設(shè)計(jì)策略。(1)大空間區(qū)域應(yīng)合理選擇防排煙方式，按空間尺寸、火災(zāi)規(guī)模和一定的清晰高度，合理確定排煙量或排煙開(kāi)口有效面積。(2)大空間區(qū)域應(yīng)合理選擇設(shè)置適用于高大空間的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，對(duì)防火分區(qū)擴(kuò)大區(qū)域進(jìn)行防火保護(hù)，以控制火災(zāi)規(guī)模，防止火災(zāi)蔓延擴(kuò)大。目前應(yīng)用較多的自動(dòng)滅火系統(tǒng)包括消防水炮滅火系統(tǒng)、大空間智能滅火裝置以及雨淋系統(tǒng)，水炮系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)按《固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行，大空間智能滅火裝置的設(shè)計(jì)尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可參照部分省市的地方標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。(3)大空間區(qū)域應(yīng)根據(jù)空間功能用途、凈空高度等因素合理選擇火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

3 工程實(shí)例分析

3.1 項(xiàng)目概況及設(shè)計(jì)難點(diǎn)

某商業(yè)綜合體總建筑面積441 947 m2，底部商業(yè)樓(地上六層)，高度30.9 m，其中包括百貨商場(chǎng)、影院、KTV、電玩、兒童娛樂(lè)、時(shí)尚精品店、室內(nèi)外步行街等。該項(xiàng)目主要存在以下消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)：

3.1.1 防火分隔難達(dá)規(guī)范要求。因建筑效果及使用功能的需要，室內(nèi)步行街未在中庭周圍加設(shè)防火卷簾或者防火墻進(jìn)行防火分隔，各層與中庭相連通的區(qū)域作為一個(gè)防火分區(qū)，其疊加面積為28 072 m2，遠(yuǎn)大于《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》)第5.1.2條的規(guī)定。

3.1.2 疏散距離、疏散寬度難達(dá)規(guī)范要求。步行街中庭兩側(cè)和各主力店單體建筑內(nèi)部分疏散樓梯在首層的出口設(shè)在步行街內(nèi)，人員需通過(guò)步行街公共區(qū)域到達(dá)室外，部分防火分區(qū)疏散距離為36 m，大于30 m，不能滿足《高規(guī)》第6.1.7條的規(guī)定。同時(shí)，部分防火分區(qū)的安全出口寬度不能滿足《高規(guī)》第6.1.9條及第6.1.10條的規(guī)定。

3.1.3 中庭排煙難達(dá)規(guī)范要求。商業(yè)步行街中庭共三層，高約15.6 m，體積為7萬(wàn)多立方米，室內(nèi)步行街及中庭未設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，而高度超過(guò)12 m的空間可能產(chǎn)生煙氣“層化”現(xiàn)象，對(duì)于室內(nèi)步行街及中庭是否設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，以及如何確定其排煙量，還有待進(jìn)一步探討。

3.1.4 特殊場(chǎng)所難達(dá)規(guī)范要求。電影放映廳設(shè)在五、六層，且最大的放映廳面積約為516 m2，大于400 m2，不能滿足《高規(guī)》第4.1.5條的規(guī)定。

3.2 解決方案

3.2.1 將步行街設(shè)計(jì)為“臨時(shí)安全區(qū)”

將室內(nèi)步行街設(shè)計(jì)為臨時(shí)安全區(qū)，以解決部分疏散樓梯必須疏散到室內(nèi)步行街內(nèi)，而不能直接通向室外，以及室內(nèi)步行街防火分區(qū)過(guò)大的問(wèn)題，如圖1所示。通過(guò)設(shè)置“防火單元”的方式將火災(zāi)盡量限制在店鋪內(nèi)，使火災(zāi)造成的影響局部化，在火災(zāi)初期，可起到與防火分區(qū)一樣的限制火災(zāi)蔓延的效果。

圖1 臨時(shí)安全區(qū)示意圖

具體措施如下：(1)以精品店為主對(duì)步行街兩側(cè)商鋪進(jìn)行分隔，精品店的面積不宜大于300 m2。若確因功能需要，少量次主力店的面積可放寬。(2)建筑面積小于300 m2的商鋪之間，分隔墻體的耐火極限可為2.00 h；建筑面積大于300 m2的商鋪以及同側(cè)相鄰兩個(gè)商鋪的總建筑面積大于1 000 m2時(shí)，采用耐火極限不低于3.00 h的墻體與相鄰商鋪進(jìn)行分隔；室內(nèi)步行街兩側(cè)的商鋪，當(dāng)相鄰兩個(gè)或多個(gè)商鋪的總建筑面積超過(guò)2 000 m2時(shí)，每隔2 000 m2采用耐火極限不低于3.00 h防火墻進(jìn)行分隔，防火墻兩側(cè)門窗洞口的水平距離不小于2 m。(3)主力店、百貨商場(chǎng)等其他商業(yè)空間，采用防火墻、特級(jí)防火卷簾、甲級(jí)防火門進(jìn)行分隔。(4)精品店、輔助用房等開(kāi)向室內(nèi)步行街的門在火災(zāi)時(shí)應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉。采用帶電磁門吸式雙向彈簧門，平時(shí)采用電磁門吸使之常開(kāi)，火災(zāi)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)切斷電源，從而使門自動(dòng)關(guān)閉，關(guān)閉后能從兩側(cè)手動(dòng)開(kāi)啟并再自動(dòng)關(guān)閉。(5)精品店內(nèi)均設(shè)置感煙探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)以及機(jī)械排煙系統(tǒng)，其自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用快速響應(yīng)噴頭；機(jī)械排煙系統(tǒng)，按不大于500 m2劃分防煙分區(qū)，排煙量按不少于60 m3·m-2·h-1計(jì)算確定。(6)室內(nèi)步行街走道上不放置任何固定可燃物。為防止由于一些移動(dòng)可燃物(如給店鋪上貨的推車、節(jié)日的裝飾、顧客的行李等)發(fā)生火災(zāi)，在步行街2個(gè)面積較大的橢圓形中庭內(nèi)設(shè)大空間自動(dòng)掃描定位噴水滅火系統(tǒng)。(7)步行街內(nèi)每隔50 m設(shè)置室內(nèi)消火栓和消防軟管卷盤。(8)步行街環(huán)廊內(nèi)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)、火災(zāi)探測(cè)器、消防應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志和消防應(yīng)急廣播系統(tǒng)。(9)室內(nèi)步行街的裝修采用不燃材料，電氣線路使用低煙、無(wú)鹵阻燃型電纜。(10)室內(nèi)步行街和兩側(cè)防火單元的機(jī)械排煙系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì)。(11)首層不能直通室外的疏散樓梯至室內(nèi)步行街的走道兩側(cè)墻體耐火極限不得低于1 h，通向室內(nèi)步行街的門應(yīng)采用乙級(jí)防火門。

3.2.2 調(diào)整疏散樓梯及疏散出口

按照如下方案對(duì)疏散樓梯及疏散出口進(jìn)行調(diào)整：(1)在地下一層超市增設(shè)2部疏散樓梯，增設(shè)2個(gè)疏散出口，將1部普通樓梯改成剪刀梯(相當(dāng)于2部樓梯)，在1部剪刀梯所在位置設(shè)置2部剪刀梯(相當(dāng)于4部樓梯)，如圖2所示。(2)在地上商業(yè)綜合體裙房1～3層的兩部剪刀梯所在位置，分別設(shè)置2部并排的剪刀梯(調(diào)整后每處相當(dāng)于4部樓梯)，將1部普通樓梯改成2部并排的剪刀梯(調(diào)整后相當(dāng)于4部樓梯)，將1部普通樓梯改成剪刀梯(調(diào)整后相當(dāng)于2部樓梯)，在第1層增加一個(gè)疏散出口，如圖3所示。地上商業(yè)綜合體裙房4～6層，將1部普通樓梯改成剪刀梯(調(diào)整后相當(dāng)于2部樓梯)；在娛樂(lè)樓四層的KTV房向三層的屋頂開(kāi)設(shè)兩個(gè)疏散出口(寬2.0 m)。

圖2 地下一層超市疏散樓梯及疏散出口調(diào)整示意圖

圖3 地上商業(yè)綜合體裙房1～3層疏散樓梯及疏散出口調(diào)整示意圖

同時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)置輔助疏散出口。相鄰兩個(gè)防火分區(qū)同時(shí)著火的可能性較小，安全出口不足的防火分區(qū)應(yīng)向相鄰防火分區(qū)或室內(nèi)步行街開(kāi)設(shè)甲級(jí)防火門作為輔助安全出口，以達(dá)到《高規(guī)》規(guī)定的每個(gè)防火分區(qū)的疏散出口寬度滿足每百人1 m的要求。每個(gè)防火分區(qū)的疏散樓梯寬度和直接對(duì)外出口之和至少應(yīng)能達(dá)到規(guī)范要求的70%，其余的向相鄰防火分區(qū)借用。

3.2.3 加強(qiáng)消防設(shè)施設(shè)置

結(jié)合電影院功能及平面布局的特點(diǎn)，為防止火災(zāi)在影廳之間蔓延，將影廳用耐火極限不低于3.0 h的實(shí)體隔墻和甲級(jí)防火門設(shè)計(jì)為獨(dú)立的防火單元。將影廳和大堂的排煙量提高至90 m3·m-2·h-1以上，各影廳內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)宜采用自動(dòng)掃描定位噴水滅火系統(tǒng)。

IMAX影廳設(shè)2部寬不小于1.8 m的疏散樓梯。為保證夜間疏散的需要，加設(shè)疏散引導(dǎo)標(biāo)志，引導(dǎo)至首層直接對(duì)外的疏散樓梯，樓梯間出口處設(shè)夜間應(yīng)急照明。影廳內(nèi)的室內(nèi)裝修材料、銀幕、幕簾、座椅等影廳設(shè)施材料采用不燃或難燃材料，具體要求不應(yīng)低于《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《電影院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大型城市綜合體的消防設(shè)計(jì)是當(dāng)前的重點(diǎn)研究課題，但只要處理得當(dāng)，還是可以很好地解決相關(guān)難點(diǎn)問(wèn)題。本研究可以為其他大型城市綜合體的消防設(shè)計(jì)提供有益的借鑒和指導(dǎo)。

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(責(zé)任編輯 李 蕾)

A Research of a Large Urban Complex Fire Control Design Problem and Countermeasures

ZHENG Meihua, CHEN Yilai

(ChangshaMunicipalFireBrigade，Hu’nanProvince410011，China)

Due to the large scale and complex functions of a large urban complex, fire control design problems of a large urban complex constitute a challenge in the process of a design and construction. Through the analysis of engineering examples, this paper puts forward the way of establishing “temporary security zone”, and setting up fire control facilities, together with other means to solve the typical problems of this kind of building.

large urban complex; fire control design; temporary security zone

2015-04-02

鄭梅華(1975— )，男，湖南永州人，工程師； 陳貽來(lái)(1980— )，男，湖南邵陽(yáng)人，工程師。

TU998.1

A

1008-2077(2015)10-0057-04