某城市之門綜合體建筑防火設(shè)計(jì)探討

朱坤 鄭錦

摘要：針對某城市之門綜合體建筑的總平面布置特點(diǎn)，文章提出了分2個(gè)標(biāo)高沿設(shè)置消防車通道，并確保每座建筑體的消防登高場地、消防車道均符合要求的方案。在此基礎(chǔ)上，從玻璃幕墻防火分隔、利用天橋進(jìn)行人員疏散等方面提出優(yōu)化消防設(shè)計(jì)。同時(shí)，在采取同步設(shè)計(jì)智慧消防設(shè)施等措施后，認(rèn)為文章提出的該綜合體消防安全目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)。

關(guān)鍵詞：消防車通道;防火分區(qū);玻璃幕墻;綜合體;防火設(shè)計(jì)

一、工程概況

已建的貴州省凱里市某城市之門綜合體位于貴州省凱里市迎賓大道與永銀桂大道的交叉處，建成后已成為凱里市的地標(biāo)建筑。該項(xiàng)目占地面積約1.411539萬m2，總建筑面積約25.0275624萬m2，分獨(dú)立的西座、東座建筑。其中，西座建筑為-2+4+24層，地上1至4層為建筑高度16.3m的商業(yè)裙樓，裙樓上南、北段布置建筑高24層99m的酒店和建筑高18層76.4m的SOHO辦公樓，地下1、2層為車庫及設(shè)備用房;東座建筑為-4+5+24層，地上1至5層為建筑高度27.6m的商業(yè)裙樓，裙樓上南、北段布置建筑高24層99m的辦公樓和建筑高18層81.8m的SOHO辦公樓，地下1、2層為商場，地下3、4層為車庫及設(shè)備用房。某城市之門綜合體外觀圖如圖1所示。

該項(xiàng)目分2個(gè)大底盤（裙房）進(jìn)行設(shè)計(jì)，且每個(gè)底盤上僅有2棟塔樓，改變了傳統(tǒng)的一個(gè)底盤上設(shè)置3棟以上或更多塔樓的模式。其設(shè)計(jì)靈感源自展翅飛翔的蝴蝶，屬于一類高層公共建筑，耐火等級設(shè)計(jì)為一級。

二、防火設(shè)計(jì)策略與難點(diǎn)

（一）消防安全策略

大型綜合體建筑的火災(zāi)載荷相對較大，再加上使用過程中消防安全上的不利條件，其火災(zāi)危險(xiǎn)性相對較高。近年來，全國各地對超大城市綜合體從立項(xiàng)、選址、審批等環(huán)節(jié)，就提出加強(qiáng)消防安全工作的建議和措施，充分考慮建筑防火、消防設(shè)施以及滅火救援等消防安全綜合因素，有關(guān)部門在規(guī)劃建設(shè)初期就開始著手合理確定超大城市綜合體的布局、體量、功能，配套建設(shè)市政消火栓、消防車道等基礎(chǔ)設(shè)施。有些地方還根據(jù)本地城市綜合體建設(shè)和發(fā)展實(shí)際，推動出臺更加嚴(yán)格的地方消防安全管理規(guī)定和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有針對性地提高建筑消防安全設(shè)防等級。聯(lián)系到筆者所在城市的某城市之門綜合體建筑項(xiàng)目的防火設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為應(yīng)從火災(zāi)控制、防火分隔、消防設(shè)施、人員疏散和智慧消防五個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。某城市之門綜合體項(xiàng)目工程地處貴州省凱里市的新城區(qū)，且為所在城市的地標(biāo)式建筑，對其消防安全策略進(jìn)行探討是十分必要的。

（二）火源控制策略

大型綜合體建筑的火災(zāi)控制應(yīng)以“預(yù)防為主，防消結(jié)合”為主要目的。同時(shí)，本項(xiàng)目處于我國的南方地區(qū)，其建筑外墻保溫材料燃燒性能均能達(dá)到A級以上，在建筑外墻發(fā)生大面積火災(zāi)的可能性微乎其微，故建筑控制內(nèi)部起火源成了其火災(zāi)預(yù)防的主要工作。經(jīng)過分析，本項(xiàng)目與其他大型城市綜合體建筑一樣，其內(nèi)部起火源主要有以下幾種：

（1）電氣設(shè)備及電器產(chǎn)品使用多、電氣線路布置復(fù)雜，漏電、短路、電火花、過負(fù)荷、接觸電阻過大等情況都有可能成為引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)源。

（2）商場、店鋪裝修及維修，使用電、氣焊等工具操作不規(guī)范或施工用的防水材料、油漆等管理不到位可能引發(fā)火災(zāi)。

（3）瓶裝燃?xì)饣蚬艿廊細(xì)馐褂貌簧饕部赡芤l(fā)火災(zāi)甚至發(fā)生爆炸。

因此，對此類大型城市綜合體建筑的起火源控制應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

（1）電氣線路均要求采用低煙無鹵阻火與耐火電纜、電線，設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)或智慧用電監(jiān)測系統(tǒng)，并避免建筑使用年限增加后由于電氣線路老化等原因引起火災(zāi)的發(fā)生。同時(shí)，以常態(tài)化的管理模式，不斷規(guī)范電氣設(shè)備及電氣產(chǎn)品的使用。

（2）對投入使用后店鋪的裝修應(yīng)統(tǒng)一管理，且要求一律采用燃燒性能達(dá)到B1級以上材料裝修。

（3）對營業(yè)場所使用的瓶裝燃?xì)饣蚬艿廊細(xì)膺M(jìn)行嚴(yán)格管理，并安裝可燃?xì)怏w探測報(bào)警裝置。同時(shí)，廚房應(yīng)設(shè)置灶臺自動滅火裝置及灶臺用火離人報(bào)警裝置。

（三）防火設(shè)計(jì)難點(diǎn)

近年來，我國城市綜合體的設(shè)計(jì)理念不斷推陳出新，其使用功能包括辦公、酒店、購物、休閑娛樂等，在功能上可謂是包羅萬象。某城市之門綜合體項(xiàng)目用地南高北低、西高東低，無窗檻墻的部分玻璃幕墻和東座的商業(yè)面積較大等設(shè)計(jì)，也給其消防安全提出了新的挑戰(zhàn)。存在的主要消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)具體如下：

（1）西座、東座建筑大底盤2座塔樓無法設(shè)置整體性的環(huán)形消防車道，即只能分2個(gè)標(biāo)高的大底盤外圍設(shè)置能環(huán)繞整個(gè)建筑的消防車道及登高操作場地。

（2）該項(xiàng)目部分建筑外墻立面均設(shè)置為玻璃幕墻。其中，部分需要連通多個(gè)樓層的幕墻在各個(gè)樓層處未設(shè)置窗檻墻，需要采取專門的防火分隔措施。

（3）東座商業(yè)裙樓人員疏散。東座的商業(yè)裙樓地上5層使用性質(zhì)均為商業(yè)，地下1、2層的使用性質(zhì)也為商業(yè)，7個(gè)樓層之間又通過1個(gè)大型中庭連通。原設(shè)計(jì)中，商場人流均是從地上1層處疏散，未考慮利用該建筑兩個(gè)標(biāo)高的特性來設(shè)計(jì)其人員的分流疏散。

（4）塔樓屋頂為坡屋面。基于整個(gè)城市之門綜合體建筑項(xiàng)目規(guī)劃造型及視覺美觀的需要，各棟塔樓的屋頂均需要設(shè)計(jì)為坡屋面，即東座2棟塔樓的屋面東高西低地向西整體傾斜，西座2棟塔樓的屋面西高東低地向東整體傾斜，四棟塔樓的屋面之間整體呈現(xiàn)一個(gè)大“V”字形。由于傾斜坡度達(dá)到30°，故各棟塔樓的屋面均為無法上人屋面。加之原設(shè)計(jì)中，屋頂部分均布置有建筑面積由下至上逐步遞增的各個(gè)使用功能樓層及布局，未考慮各棟塔樓的2部疏散樓梯在屋頂?shù)幕ヂ?lián)、互通。

三、防火設(shè)計(jì)優(yōu)化

（一）消防安全目標(biāo)

建筑物的消防安全目標(biāo)可能包括人員生命安全、財(cái)產(chǎn)安全、建筑結(jié)構(gòu)安全、建筑使用或商業(yè)運(yùn)行的連續(xù)性和環(huán)境保護(hù)等。根據(jù)建筑物使用功能和結(jié)構(gòu)形式、建筑高度等，不同建筑的消防安全目標(biāo)可能有所不同，其性能目標(biāo)也有所差異。如，凱里某城市之門綜合體建筑玻璃幕墻的防火隔斷措施應(yīng)能將建筑火災(zāi)控制在設(shè)定的防火空間內(nèi)，杜絕經(jīng)豎直方向蔓延至其他區(qū)域。又如，其東座商場的安全疏散設(shè)施應(yīng)確保在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，建筑內(nèi)的人員在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠通過分流疏散的方式快速疏散至安全地點(diǎn)。

（二）設(shè)計(jì)調(diào)整方案及采取的措施

1.消防車道及登高操作場地設(shè)置

該項(xiàng)目西座建筑大底盤的建筑高度為16.3m，但東座建筑大底盤的高度為27.6m，需要定性為一類高層公共建筑，均依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2014年版）和《貴州省坡地民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求進(jìn)行其消防車道及登高操作場地的設(shè)計(jì)。鑒于該項(xiàng)目東、西2座大底盤無法設(shè)置整體性的環(huán)形消防車道的實(shí)際，在分2個(gè)標(biāo)高的基礎(chǔ)上，對消防車道及登高操作場地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。調(diào)整后的該項(xiàng)目消防車道及登高操作場地的標(biāo)高：西座的南側(cè)為723.4m、北側(cè)為715m，東座的南側(cè)為720m、北側(cè)為709.5m，消防車道與4座高層塔樓的消防車登高操作場地實(shí)現(xiàn)充分的有機(jī)布置。同時(shí)，2座大底盤周邊均有環(huán)形的市政道路，消防車道在南、北兩側(cè)的標(biāo)高點(diǎn)均有2個(gè)以上出入口與市政道路互聯(lián)互通。其中，因東座建筑大底盤商業(yè)部分屬于一類高層公共建筑，在該大地盤的東側(cè)，以709.5m標(biāo)高為基準(zhǔn)點(diǎn)，沿整個(gè)建筑長邊專門布置了一塊寬度18m的消防車登高操作作業(yè)場地。另外，在西座建筑南端塔樓位于其南側(cè)長邊的消防車登高操作場地設(shè)計(jì)時(shí)，特意將該場地向該塔樓西側(cè)延伸了23m。在整個(gè)項(xiàng)目的5塊消防車登高操作作業(yè)場地中，為方便消防登高車的操作，各個(gè)登高場地距建筑外墻的距離均不低于5m，寬度不低于6m、坡度不大于2%的消防車道均能直達(dá)各個(gè)登高場地的中心部位。該綜合體各棟建筑已結(jié)合當(dāng)?shù)販缁鹁仍芰Α⑾姥b備與實(shí)際需要，在各個(gè)樓層均設(shè)置有滅火救援窗，所有滅火救援窗均能直通建筑內(nèi)的公共區(qū)域或走道。

2.玻璃幕墻防火分隔

本項(xiàng)目2座建筑及4棟塔樓的南、北側(cè)的8個(gè)立面處建筑外墻上、下層開口之間未設(shè)置高度不小于0.8m的實(shí)體墻，均設(shè)置連通多個(gè)樓層、耐火完整性不低于1.00h的防火玻璃幕墻。幕墻與每層樓板、同層防火墻連接的縫隙，采用的防火封堵措施均為：1.5mm厚鍍鋅鋼板+200mm厚防火巖棉（燃燒性能為A級）+1.5mm厚鍍鋅鋼板，用4mm厚鋼插芯固定，填充完畢后，與幕墻接觸的上下邊或左右邊均加注防火密封膠封堵、密實(shí)。另外，整個(gè)項(xiàng)目外墻的上、下層開口之間已設(shè)置高度不小于1.2m實(shí)體墻，為建筑造型的需要尤其是防止發(fā)生火災(zāi)時(shí)火勢向上蔓延擴(kuò)大，其樓板與外立面交接處的外側(cè)均設(shè)置有類似橫放的正截面為正三角形的挑出體，均由鋼筋混凝土、鋁扣板等不燃性建筑材料構(gòu)造，其正截面豎向高度為1.6m，進(jìn)深為1.35m。相比樓層間設(shè)置的單純高度不小于1.2m的實(shí)體墻，該挑出體構(gòu)造在阻止火勢沿墻體豎向發(fā)展方面，無疑要更勝一籌。該挑出體構(gòu)造如圖2所示。

3.商業(yè)裙樓人員分流疏散

該項(xiàng)目的人員疏散按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)，其疏散寬度應(yīng)100%滿足規(guī)范要求，疏散距離不能超過30（1+25%）m。當(dāng)個(gè)別防火分區(qū)疏散寬度無法100%滿足規(guī)范要求時(shí)，允許向相鄰防火分區(qū)借用，但建筑整體疏散寬度必須100%滿足規(guī)范要求。具體策略為：

第一，該項(xiàng)目除西座建筑裙房商業(yè)部分的第2層中部設(shè)置有一個(gè)跨第3層，能容納532人的宴會廳外，其余的東座、西座建筑裙房商業(yè)部分均為商鋪式布局，但其疏散主通道凈寬均大于5m，滿足規(guī)范要求。

第二，每個(gè)防火分區(qū)至少有兩個(gè)直通室外的安全出口，與相鄰防火分區(qū)的連通口已設(shè)置甲級防火門分隔。每個(gè)防火分區(qū)室內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)距疏散樓梯出口或相鄰防火分區(qū)防火墻上防火門的疏散距離小于37.5m。

第三，基于西座裙樓地上2層與東座裙樓地上3層的樓地面標(biāo)高一樣的現(xiàn)狀，專門設(shè)計(jì)一座人行天橋。該人行天橋設(shè)計(jì)為蝴蝶翼型結(jié)構(gòu)，橋面寬度5m，最大長度72m，路面高度8.5m，最大高度12m，是連接“城市之門”的空中走廊，如圖3所示。該橋設(shè)計(jì)在西座裙樓2層、東座裙樓3層處，分別增加2處安全出口，讓西座裙樓2層至4層與東座裙樓3層至5層人員通過天橋?qū)崿F(xiàn)分流和就近疏散，有利于提高人員疏散的安全度。

4.特殊場所設(shè)置

該城市綜合體各棟建筑及大底盤的部分?jǐn)M計(jì)劃設(shè)置的歌舞娛樂場所、電影院與其他區(qū)域應(yīng)有完整的防火分隔并應(yīng)設(shè)有獨(dú)立的安全出口和疏散樓梯。餐飲場所食品加工區(qū)的明火部位應(yīng)靠外墻設(shè)置，并應(yīng)與其他部位進(jìn)行防火分隔。同時(shí)，部分計(jì)劃設(shè)置開放式廚房的餐飲場所，已規(guī)定其廚具必須采用電加熱措施，嚴(yán)禁采用燃?xì)?。商業(yè)營業(yè)廳每層的附屬庫房已采用耐火極限不低于3.00h的防火隔墻和甲級防火門與其他部位進(jìn)行分隔。

5.屋頂區(qū)域功能布置調(diào)整

為了滿足火災(zāi)等緊急情況下人員能通過屋頂疏散等消防安全要求，各棟塔樓的屋頂區(qū)域原先設(shè)計(jì)的各個(gè)使用功能樓層及布局均進(jìn)行了大幅調(diào)整，即把從斜屋面坡底處下方樓層的樓地面開始至斜屋面坡頂處下方的區(qū)域整體設(shè)置為一個(gè)高大空間，均不再設(shè)置其他小面積樓層或功能空間。調(diào)整后，各棟塔樓的2部疏散樓梯在本棟屋頂高大空間內(nèi)完全實(shí)現(xiàn)互通，人員的安全疏散等級亦得到提升。

（三）加強(qiáng)型的消防設(shè)施

1.消防水源

西座、東座建筑的室外和室內(nèi)消火栓用水量均設(shè)計(jì)為40L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3h;濕式自動噴水滅火系統(tǒng)用水量設(shè)計(jì)為30L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為1h;消防水炮系統(tǒng)，工作壓力0.25MPa，射水流量5L/s。故在西座建筑的地下室設(shè)置一座容量為540m3的消防水池，同時(shí)供東座建筑的消防用水。西座、東座建筑水消防系統(tǒng)初期10min消防水量由本棟建筑最高塔樓屋頂?shù)?0m3的消防水箱供給，最大限度地保證緊急情況下消防用水需求。除在消防水泵房和屋頂高位消防水箱處設(shè)置有水位就地顯示裝置外，在消防控制室還設(shè)置有消防水池、高位消防水箱水位實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警裝置。

2.防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目地下室及大底盤商業(yè)裙房、4棟塔樓不能滿足自然排煙的各層走道及房間、東座建筑大底盤商業(yè)部分的2個(gè)中庭等，均設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，系統(tǒng)排煙量最大量按房間、走道面積的120m3/m2計(jì)算。東座建筑大底盤商業(yè)裙房和4棟塔樓各防煙樓梯間及前室分別設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。裙樓風(fēng)井在各塔樓的地上六層頂板分段，形成上下兩段加壓送風(fēng)系統(tǒng)，下段送風(fēng)機(jī)設(shè)置在裙樓屋頂?shù)娘L(fēng)機(jī)房內(nèi)，上段風(fēng)機(jī)放置各塔樓屋面。另外，4棟塔樓和東座建筑大底盤商業(yè)裙房的消防電梯機(jī)房內(nèi)均分別設(shè)置有機(jī)械排煙系統(tǒng)，排煙量按照10次/h計(jì)算。同時(shí)，在該綜合體建筑設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施的部位，已同步在對應(yīng)樓層的建筑外墻上設(shè)置一定數(shù)量用于排除火災(zāi)煙熱的固定窗，以最大限度地減少火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙氣對被困人員及救援人員的危害。在樓層層高較高的部位設(shè)置的自然排煙窗，還需在離地面1.5m范圍內(nèi)設(shè)置有便于人員手動應(yīng)急開啟的裝置。

3.智慧消防設(shè)施

整個(gè)綜合體的電氣線路均設(shè)計(jì)多回路電氣火災(zāi)智能監(jiān)控器等智慧用電設(shè)備。同時(shí)，西座、東座各自的消防水池及高位消防水箱均安裝了水位在線監(jiān)測儀，消火栓管網(wǎng)和自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)的主要節(jié)點(diǎn)處均設(shè)置了水壓在線監(jiān)測儀。消防水泵、防排煙風(fēng)機(jī)等主要消防設(shè)備的啟、停及故障也同步設(shè)計(jì)有在線監(jiān)測終端，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同步上傳至基于電腦端、手機(jī)端與云端等的某智慧防火監(jiān)測平臺。

四、結(jié)論與展望

第一，某新型城市綜合體破解了傳統(tǒng)的大型城市綜合體布局模式，其建筑布局及消防設(shè)計(jì)具有一定新穎性。

第二，此類建筑的消防車登高作業(yè)場地、消防車道及消防救援窗口等設(shè)計(jì)應(yīng)在執(zhí)行規(guī)范的前提下，便于消防車通行及登高作業(yè)。

第三，在類似城市綜合體的消防設(shè)計(jì)中，應(yīng)將安全疏散、幕墻防火構(gòu)造以及加強(qiáng)型消防設(shè)施等建筑防火內(nèi)容作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

第四，城市綜合體類公共建筑在各個(gè)使用功能空間布置時(shí)，對消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求較為嚴(yán)格的歌舞娛樂場所的布置區(qū)域應(yīng)力爭在建筑主體設(shè)計(jì)階段一并統(tǒng)籌考慮。

第五，新型城市綜合體應(yīng)從智慧用電、消防設(shè)施智能監(jiān)測應(yīng)用等方面同步建設(shè)智慧防火大數(shù)據(jù)平臺。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50016-2014（2018年版）建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2018.

[2]JGJ48-2014商店建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2014.

[3]DBJ52-062-2013貴州省坡地民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].貴州省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳，2013.

[4]鄭錦，黃剛.某鼓樓式高層酒店結(jié)構(gòu)抗火與防火設(shè)計(jì)分析[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2020，39（02）：217-219.

[5]鄭錦，傅勤勇，張建平.凱里民族文化宮消防設(shè)計(jì)探討[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2012，31（08）：829-831.

[6]勾清泉，鄭錦.某坡地超高層建筑防火設(shè)計(jì)探討[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2014，33（11）：1278-1280.

[7]鄭錦.某商業(yè)廊橋建筑消防設(shè)計(jì)探討[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2016，35（06）：797-798+814.