大型公建中庭性能化排煙設(shè)計(jì)分析

陳正東

（蘇州恒基機(jī)電工程有限公司，蘇州 215021）

大型公建中庭性能化排煙設(shè)計(jì)分析

陳正東

（蘇州恒基機(jī)電工程有限公司，蘇州 215021）

近年來(lái)，一些規(guī)模巨大、結(jié)構(gòu)繁瑣、功能復(fù)雜、個(gè)性鮮明的新型建筑物大量涌現(xiàn)。我國(guó)現(xiàn)行的建筑中庭防火排煙設(shè)計(jì)因其局限性已不能滿(mǎn)足新型建筑的防火防煙設(shè)計(jì)需求。性能化防火排煙設(shè)計(jì)作為一種更為先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法應(yīng)運(yùn)而生，極大地解決了新型建筑的防火排煙設(shè)計(jì)難題。本文對(duì)性能化防火排煙設(shè)計(jì)的工作原理進(jìn)行了系統(tǒng)論述，并做了模擬案例分析。

公建 室內(nèi)步行街 中庭 性能化 防火排煙設(shè)計(jì)

近年來(lái)，我國(guó)大型公共建筑的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)從單一建筑設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜的復(fù)合型設(shè)計(jì)。規(guī)模巨大、結(jié)構(gòu)繁瑣、功能復(fù)雜是當(dāng)今大型公共建筑的共同特征。由于這類(lèi)新型建筑的獨(dú)有特點(diǎn)，特別是帶有中庭結(jié)構(gòu)的建筑，若按現(xiàn)行的建筑中庭防火排煙設(shè)計(jì)和消防規(guī)范要求劃分若干個(gè)防火分區(qū)，在連通各層的中庭開(kāi)放處都設(shè)置防火卷簾的話(huà)，就會(huì)阻斷人流的通行空間，在實(shí)際操作中困難重重，不僅不利于問(wèn)題的解決，還會(huì)適得其反，帶來(lái)更多的麻煩。這就需要用性能化評(píng)估的方式對(duì)這類(lèi)新型建筑的防火排煙設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整。

一、性能化防火排煙設(shè)計(jì)工作原理

性能化防火排煙設(shè)計(jì)起始于上世紀(jì)80年代，它是“一種新型的防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，是建立在更加理性條件上的一種新的設(shè)計(jì)方法。它是運(yùn)用消防安全工程學(xué)的原理和方法首先制定整個(gè)防火系統(tǒng)應(yīng)該達(dá)到的性能目標(biāo)，并針對(duì)各類(lèi)建筑物的實(shí)際狀態(tài)，應(yīng)用所有可能的方法對(duì)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)和將導(dǎo)致的后果進(jìn)行定性、定量的預(yù)測(cè)與評(píng)估，以期得到最佳的防火設(shè)計(jì)方案和最好的防火保護(hù)。從根本上說(shuō)，性能化設(shè)計(jì)是一個(gè)描述能夠達(dá)到某種規(guī)定性能水平的設(shè)計(jì)過(guò)程的術(shù)語(yǔ)?！盵1]

性能化防火排煙設(shè)計(jì)應(yīng)遵循三個(gè)基礎(chǔ)：一是具備統(tǒng)一的消防目標(biāo)及防火排煙功能目標(biāo)；二是對(duì)火災(zāi)等消防事故場(chǎng)景的概率進(jìn)行評(píng)估和確定；三是比照統(tǒng)一的消防目標(biāo)及防火排煙功能目標(biāo)而展開(kāi)設(shè)計(jì)方案定量評(píng)估。在遵循以上三個(gè)基礎(chǔ)的前提下，主要按照七個(gè)分析設(shè)計(jì)步驟來(lái)展開(kāi)：第一步，了解建筑工程的具體內(nèi)容和建筑的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等信息；第二步，確定統(tǒng)一的消防目標(biāo)、防火排煙功能目標(biāo)及性能要求；第三步，確定性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；第四步，假設(shè)火災(zāi)場(chǎng)景及設(shè)定火災(zāi)；第五步，根據(jù)建筑物內(nèi)的空間特征和可燃物特性，確定建筑物內(nèi)的初期火災(zāi)增長(zhǎng)方法；第六步，提出具有針對(duì)性防火排煙措施，并對(duì)措施進(jìn)行評(píng)估；第七步，完成整個(gè)設(shè)計(jì)的書(shū)面報(bào)告。另外，在進(jìn)行性能化防火排煙設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)充分考慮火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵因素，包括火災(zāi)的引起和發(fā)展，煙氣、火災(zāi)的蔓延及控制，火災(zāi)的探測(cè)和撲滅，對(duì)建筑物內(nèi)人群的通知及疏散，消防部門(mén)是否接警和響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)等。

目前，“性能化防火排煙設(shè)計(jì)在我國(guó)還不能隨便使用，必須是超出國(guó)家現(xiàn)行的消防安全標(biāo)準(zhǔn)適用范圍時(shí)，按照國(guó)家現(xiàn)行的消防安全標(biāo)準(zhǔn)難以滿(mǎn)足建筑工程項(xiàng)目需求時(shí)才能使用。且從事性能化防火排煙設(shè)計(jì)的單位還必須具備相應(yīng)的資格才可以進(jìn)行?！盵2]雖然性能化防火排煙設(shè)計(jì)將會(huì)成為未來(lái)建筑物消防設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，但仍需遵循國(guó)家的政策和規(guī)范，不能隨意打破國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

二、某建筑物步行街中庭性能化防火排煙設(shè)計(jì)模擬案例分析

為了形象地展現(xiàn)性能化防火排煙設(shè)計(jì)的工作步驟和工作原理，以某大型商業(yè)綜合建筑物為例，對(duì)其展開(kāi)中庭性能化排煙設(shè)計(jì)分析。假設(shè)該建筑物包括地上12層、地下2層，總建筑面積360000m2，地上1層—5層設(shè)有戶(hù)內(nèi)步行街，由若干中庭連通。步行街43411m2，其中首層15922 m2，步行街凈寬14m。

假定該建筑除了步行街，其他防火防煙設(shè)計(jì)均符合國(guó)家《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》另外，為了節(jié)省篇幅，假設(shè)在此案例中，性能化防火排煙設(shè)計(jì)必經(jīng)的七個(gè)步驟中前三個(gè)已經(jīng)完成，在本案例中，筆者重點(diǎn)分析第四、第五、第六等3個(gè)步驟的細(xì)節(jié)，具體如下：

（一）假設(shè)火災(zāi)場(chǎng)景及設(shè)定火災(zāi)。從火災(zāi)的最壞處做打算，假設(shè)的火災(zāi)場(chǎng)景為最嚴(yán)重的情形，一方面火災(zāi)場(chǎng)景能描述火災(zāi)引發(fā)（著火點(diǎn)的位置和起火空間的構(gòu)造）、擴(kuò)展和被控制等環(huán)節(jié)的特征、煙霧和火勢(shì)蔓延的預(yù)計(jì)途徑，應(yīng)考慮配備的滅火設(shè)施的作用以及火災(zāi)場(chǎng)景的預(yù)計(jì)后果。另一方面，疏散場(chǎng)景應(yīng)考慮建筑內(nèi)部構(gòu)造，在起火時(shí)對(duì)人員疏散的影響。

（二）確定建筑物內(nèi)的初期火災(zāi)增長(zhǎng)方法。因條件有限，本案例采用t2 火災(zāi)模型來(lái)確定該建筑物內(nèi)的初期火災(zāi)增長(zhǎng)方法，計(jì)算出火災(zāi)發(fā)展系數(shù)。根據(jù)火災(zāi)發(fā)展系數(shù)數(shù)值，對(duì)比《火災(zāi)發(fā)展系數(shù)與NFPA標(biāo)準(zhǔn)中示例材料的對(duì)應(yīng)關(guān)系表》[3]，推定火災(zāi)初期的發(fā)展速度，假設(shè)本例中為“快速”。

表1 火災(zāi)發(fā)展系數(shù)與NFPA標(biāo)準(zhǔn)中示例材料的對(duì)應(yīng)關(guān)系表

（三）提出具有針對(duì)性的防火排煙設(shè)計(jì)意見(jiàn)。不同的建筑實(shí)體其可燃物和火災(zāi)荷載的分布特性、煙火的蔓延屬性及人流疏散特點(diǎn)都不同。本案例中，步行街由形式各異的中庭、公共走道及其兩旁的建筑物組成。中庭和走道等公攤區(qū)域占了很大面積，這部分區(qū)域火災(zāi)荷載密度較低，主要用于人流的通行。故針對(duì)該建筑物的以上特征，將中庭兩側(cè)的每個(gè)建筑空間設(shè)置成獨(dú)立的防火片區(qū)，把步行街設(shè)定成臨時(shí)安全區(qū)，從消防分隔、防煙和排煙、人流疏散、自動(dòng)滅火系統(tǒng)等各方面綜合考慮制定防火排煙設(shè)計(jì)方案，具體如下：一是步行街兩旁建筑的耐火等級(jí)要大于二級(jí)。步行街兩側(cè)每隔40m設(shè)置一個(gè)DN65消火栓、噴水滅火系統(tǒng)以及煙感器等火災(zāi)報(bào)警設(shè)備。二是步行街兩旁建筑相對(duì)面的距離要大于防火間距。三是相鄰建筑之間要設(shè)置高于2.00h的防火隔墻。四是步行街中庭的頂棚要采用防火材料，且所用材料要先進(jìn)行防火處理再安裝施工。承重結(jié)構(gòu)的耐火極限至少高于0.50h。頂棚必須安裝若干排煙口和排煙設(shè)施。五是步行街內(nèi)部不能放置易燃易爆物品。六是疏散通道要靠外墻設(shè)立，還應(yīng)直接通往室外。當(dāng)設(shè)計(jì)確實(shí)有困難的時(shí)候，至少應(yīng)保證在首層能直和步行街相銜接。另外，步行街兩旁的建筑要設(shè)置疏散門(mén)，其疏散門(mén)必須直接連通步行街。步行街內(nèi)所有到達(dá)周?chē)罱膽?hù)外安全地點(diǎn)的距離應(yīng)小于80m。七是步行街、中庭里要設(shè)置大量消防指示照明燈、發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)的人員疏散指示牌、以及廣播波音設(shè)備等。

四、結(jié)語(yǔ)

性能化防火防煙設(shè)計(jì)雖然比中庭防火防煙設(shè)計(jì)起步晚，但對(duì)復(fù)雜新型建筑的適用性更好，能幫助復(fù)雜新型建筑防火排煙設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)計(jì)的消防目標(biāo)，對(duì)于提高新型建筑物的消防水平和防火排煙的專(zhuān)業(yè)化都有著重要意義， 可作為我國(guó)現(xiàn)行的建筑中庭防火防煙設(shè)計(jì)的重要補(bǔ)充來(lái)進(jìn)行推廣?！暗阅芑阑鸱罒熢O(shè)計(jì)也有自身的不足，這種方法的設(shè)計(jì)周期比較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)步驟相對(duì)復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)人員的知識(shí)技術(shù)要求也比較高。另外，性能化防火排煙設(shè)計(jì)對(duì)建筑物的使用性質(zhì)的穩(wěn)定性要求較高，若用途改變，將會(huì)導(dǎo)致原有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)效?！盵3] 所以當(dāng)前，我國(guó)建筑物消防設(shè)計(jì)必須中庭與性能化兼用，才能夠最大范圍地滿(mǎn)足所有建筑的防火防煙設(shè)計(jì)需要。

[1]熊偉榮．建筑中庭防排煙性能化設(shè)計(jì)初探[J].井岡山師范學(xué)院學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)），2014，25，（12）:150-152

[2]李亞清，張善竹，馬玲芝.性能化防火設(shè)計(jì)方法及其展望[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2012，（4）:45-48

[3]閆玉娟.高層建筑防排煙設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題分析及對(duì)策[J].江西建材，2015，4（4）:10-11

TU7

B

1007-6344（2015）11-0143-01

陳正東,男,1985年10月,江蘇揚(yáng)州,四川大學(xué),消防水、電或防排煙。