大型地下商業(yè)建筑消防性能化設(shè)計研究

邵 姝 媛

(合肥市公安消防支隊，安徽 合肥　230001)

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大型地下商業(yè)建筑消防性能化設(shè)計研究

邵 姝 媛

(合肥市公安消防支隊，安徽 合肥230001)

介紹了某大型地下商業(yè)建筑消防設(shè)計概況，對消防性能化設(shè)計進行了評估，并研究了大型地下商業(yè)建筑消防性能化設(shè)計調(diào)整方案，以提升消防設(shè)計方案的科學(xué)性與全面性。

地下商業(yè)建筑，消防設(shè)計，火災(zāi)，安全性

0　引言

近年來，我國在積極進行現(xiàn)代化建設(shè)的過程中，加大了對地下空間的開發(fā)和應(yīng)用，從而有效緩解了土地資源和人口增長之間的矛盾，大型地下商業(yè)建筑就是在這種情況下產(chǎn)生并廣泛應(yīng)用的。其在應(yīng)用過程中，人員相對密集，同時擁有相對復(fù)雜的使用功能，一旦發(fā)生火災(zāi)將造成嚴重的人身和財產(chǎn)損失。在這種情況下，積極加強大型地下商業(yè)建筑消防性能化設(shè)計研究具有重要意義。

1　大型地下商業(yè)建筑消防設(shè)計概況

某大型地下商業(yè)建筑具有較強的綜合性功能，能夠為使用者提供餐飲、娛樂、商業(yè)、休閑以及居住等多種服務(wù)。該建筑總建筑面積為3 789 846 m2，地下部分包含3層，其中第1層用于商業(yè)和超市經(jīng)營，其余兩層為車庫。

然而，在進行消防設(shè)計的過程中，還存在一定的不足。在該建筑當中，地下1層擁有接近40 000 m2的面積和5 m的層高，能夠為使用者提供零售、超市以及貨物儲存等服務(wù)。由此可見，其應(yīng)用過程中擁有復(fù)雜的功能以及較大的建筑規(guī)模[1]。然而，其消防設(shè)計中存在兩個難題：1)沒有寬闊的疏散出口。根據(jù)現(xiàn)有相關(guān)建筑設(shè)計防火規(guī)范，地下1層最多可以容納23 800人，針對疏散寬度來講，應(yīng)以每100人1 m進行折算，因此該層應(yīng)擁有238 m的疏散總寬度，而現(xiàn)有疏散寬度明顯不足；2)我國現(xiàn)有的消防規(guī)范當中，并沒有針對此類建筑地下商業(yè)街的相關(guān)要求，因此該建筑設(shè)計過程中缺乏準確的依據(jù)。

2　消防設(shè)計性能化評估

2.1確定安全目標

針對該大型地下商業(yè)建筑來講，地下1層商業(yè)區(qū)的性能化消防設(shè)計過程中，最主要的安全目標就是對人員安全的保障程度，也就是說，在設(shè)計過程中，必須保證火災(zāi)發(fā)生時，人員的全部疏散，同時能夠?qū)ζ湄敭a(chǎn)起到一定保護作用，降低火災(zāi)造成的損失[2]。在判定地下1層火災(zāi)發(fā)生時人員的疏散程度過程中，需要對兩個標準進行應(yīng)用，分別為tASET和tRSET。前者指的是可用疏散時間，即火災(zāi)發(fā)生同危險狀態(tài)產(chǎn)生之間的時間；后者指的是必須疏散時間，即火災(zāi)發(fā)生至建筑內(nèi)全體人員得以有效疏散之間的時間。當前者大于后者時，則說明建筑內(nèi)人員疏散在危險狀態(tài)來臨前實現(xiàn)，反之則說明人員在疏散過程中，面臨著較大的危險性。

2.2tASET的計算

高度在煙氣層的體現(xiàn)、熱輻射在煙氣和火焰中的體現(xiàn)以及環(huán)境能見度等都是tASET的影響因素，其中在對tASET進行判定的過程中，一個關(guān)鍵的指標就是煙氣層所呈現(xiàn)出來的高度。首先，當層降現(xiàn)象產(chǎn)生于熱煙氣當中，直至能夠直接接觸人體時，將促使直接燒傷現(xiàn)象產(chǎn)生于人體當中。在大量的研究背景下，當周邊環(huán)境為65 ℃時，人員可以進行短時間的忍受[3]。這也充分說明，當人類周邊環(huán)境溫度達到60 ℃時，就已經(jīng)面臨著燒傷的危險；其次，通常情況下，當人眼特征高度要與煙氣層界面相平時，說明人員所處環(huán)境已經(jīng)面臨危險狀態(tài)。現(xiàn)階段，國際上通常將危險狀態(tài)設(shè)置為煙氣層高度下降至2.1 m的距離。

針對該大型地下商業(yè)建筑來講，地下1層當中擁有多個商業(yè)防火分區(qū)，本文在進行性能化消防設(shè)計研究的過程中，從中選取以下分區(qū)進行重點分析，這些分區(qū)都具有人員密集的特點，3 MW快速火被設(shè)置成模擬設(shè)計火災(zāi)，而110 000 m3/h和371 800 m3/h是設(shè)計圖紙以及設(shè)計說明中排煙系統(tǒng)的排煙量，當火災(zāi)發(fā)生時，自動報警系統(tǒng)通過聯(lián)動的方式對排煙系統(tǒng)進行啟動，所需時間為180 s，也就是說0.5 dB/m是感煙探測器的靈敏度，其被安裝于5 m的高度[4]。并且，本文在選取的模擬防火分區(qū)當中，并沒有將倉儲區(qū)納入其中，這是因為盡管倉儲區(qū)在使用過程中，所呈現(xiàn)出來的火災(zāi)荷載較大，但是人員相對較少，同時防火墻被有效應(yīng)用于商業(yè)區(qū)和倉儲區(qū)之間，因此同商業(yè)區(qū)的火災(zāi)相比，發(fā)生于倉儲區(qū)的火災(zāi)對人員的影響相對較小，因此本文將商業(yè)區(qū)作為主要的性能化消防設(shè)計重點研究區(qū)域。

2.3tRSET的計算

tRSET指的是在緊急情況發(fā)生的過程中，全部疏散人員所使用的時間，人員反應(yīng)時間、疏散整體時間以及火災(zāi)探測時間是其重要的組成部分。疏散模型模擬和公式估算是人員疏散時間的兩種重要計算方法，本文在積極展開研究的過程中，以疏散模型模擬計算為主(見圖1)。表1為tASET和tRSET的對比結(jié)果。

圖1　人員疏散模擬

表1　tASET和tRSET對比　　　s

3　大型地下商業(yè)建筑性能化消防設(shè)計方案調(diào)整

3.1調(diào)整措施

在tASET和tRSET計算基礎(chǔ)上，為大型地下商業(yè)建筑性能化消防設(shè)計方案的調(diào)整提供了可能，為了達到安全的目的，可以對以下方法進行應(yīng)用：首先，將tRSET減小，這一過程中，可以對人員數(shù)量進行有效的控制，并促使火災(zāi)報警速度得以提升，同時對疏散條件進行有效改善；其次，對tASET加大,這一過程中，可以通過對火災(zāi)規(guī)模的控制和對防排煙設(shè)施的優(yōu)化等途徑來實施；最后，對tRSET減小的同時，增大tASET[5]。

該建筑為地下商業(yè)建筑，在面對火災(zāi)的過程中，擁有較差的人員疏散條件，鑒于此，要想提升人員疏散速度，本文在展開研究的過程中，建議采用第三種方法，即對tRSET減小的同時，增大tASET，從而有效的提升消防設(shè)計安全性。在對tASET進行增加的過程中，可以應(yīng)用的相關(guān)措施包括對防排煙的優(yōu)化和加強、提升控火速度、加大對火災(zāi)荷載的控制能力等；在減小tRSET的過程中，可以應(yīng)用的措施包括提升火災(zāi)報警系統(tǒng)響應(yīng)速度、促使疏散出口的寬度增加和加強對人員數(shù)量的控制力度等。

3.2設(shè)計方案調(diào)整結(jié)果

針對本大型地下商業(yè)建筑來講，在對其進行應(yīng)用的過程中，必須加大消防設(shè)計力度，確保人員能夠在火災(zāi)發(fā)生時進行快速而安全的疏散，與此同時，還應(yīng)當增加對建筑使用功能的重視，促使建筑的經(jīng)濟性以及合理性得到充分的發(fā)揮。在這種情況下，相關(guān)工作人員在對性能化設(shè)計進行充分應(yīng)用的基礎(chǔ)上，應(yīng)將模擬計算應(yīng)用于防火分區(qū)當中，從而提升消防設(shè)計方案的全面性和科學(xué)性。

在對該建筑性能化評估分析的過程中，本文總結(jié)了以下建議，希望對大型地下商業(yè)建筑的消防設(shè)計提供一定理論基礎(chǔ)：首先，設(shè)計大型地下商業(yè)建筑的過程中，國家相關(guān)部門應(yīng)加大研究力度，制定并落實性能化設(shè)計和評估技術(shù)方案，為建筑的構(gòu)建以及消防工作的開展提供重要的理論依據(jù)；其次，在進行性能化設(shè)計的過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)意識到這項工作的復(fù)雜性和系統(tǒng)性，在面對相關(guān)技術(shù)問題的過程中，應(yīng)首先對防火安全目標進行設(shè)定，并計算模擬火災(zāi)場景，再進行充分的定量和定性數(shù)據(jù)分析；再次，在對火災(zāi)場景進行選取的過程中，必須對最不利的場景進行應(yīng)用，從而提升其安全性；最后，業(yè)主應(yīng)對性能化設(shè)計以及評估等內(nèi)容給予高度的關(guān)注，在積極配合設(shè)計方案的調(diào)整過程中，促使安全性在人員以及建筑當中得以充分的體現(xiàn)[6]。

4　結(jié)語

近年來，我國地下商業(yè)建筑增多，有效實現(xiàn)了節(jié)約土地資源的目的，但是此類建筑應(yīng)用過程中，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生的能力以及火災(zāi)發(fā)生時人員的安全撤離狀況成為人員廣泛關(guān)注的話題，在這種情況下，積極加強大型地下商業(yè)建筑消防性能化設(shè)計研究具有重要意義。

[1]孫禮軍,洪衛(wèi),郭奕輝.大型地下空間建筑消防設(shè)計探討——廣州珠江新城核心區(qū)地下空間建筑消防設(shè)計[J]. 建筑學(xué)報,2015(3):74-76.

[2]彭東明.大型地下商業(yè)建筑消防設(shè)計探討——深圳晶島國際廣場地下商業(yè)建筑空間及消防設(shè)計[J].工業(yè)建筑,2014(S1):168-170.

[3]楊焰文,羅鐵斌.大型購物中心空間形態(tài)布局的建筑消防設(shè)計策略分析——以四個大型綜合商業(yè)項目設(shè)計為例[J].南方建筑,2015(3):64-69.

[4]閆潔.某大型商業(yè)綜合體建筑安全疏散性能化消防設(shè)計探析[J].武警學(xué)院學(xué)報,2013(6):42-45.

[5]謝元一,張曉明,方正.利用“亞安全區(qū)”解決大型商業(yè)建筑消防設(shè)計難題的可行性分析[J].武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版),2014(3):370-373.

[6]石堅韌,雷雅昕,趙秀敏.超大商業(yè)綜合體的安全疏散與消防性能評估——以合肥華潤中心38～#地塊工程項目為例[J].安全與環(huán)境工程,2015(4):142-149.

Research on fire protection intellectualized design of large underground commercial buildings

Shao Shuyuan

(HefeiPublicSecurityFireBrigade,Hefei230001,China)

This paper introduced the general situation of a large underground commercial building fire protection design, assessed the fire protection intellectualized design, and researched the adjust scheme of large underground commercial building fire protection intellectualized, in order to enhance the scientific and comprehensive of fire protection design scheme.

underground commercial building, fire protection design, fire, safety

1009-6825(2016)21-0231-02

2016-05-17

邵姝媛(1984- )，女，工程師

TU998.1

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