淺談地鐵上蓋鋼結構建筑消防安全設計

楊學良

（廈門華旸建筑工程設計有限公司，福建 廈門 361009）

0 引言

近年來，隨著城市化進程發(fā)展的加快，地鐵上蓋項目已成為城市建設的重要內容之一。在地鐵上蓋項目中，鋼結構建筑因其輕質、高強、易于加工等特點，得到了廣泛應用。地鐵上蓋鋼結構建筑消防安全設計是現(xiàn)代建筑設計中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。只有在消防安全設計得到充分保障的情況下，才能確保鋼結構建筑在火災發(fā)生時能夠及時控制火勢，減少人員傷亡和財產損失[1]。因此，有必要結合工程實際情況，對地鐵上蓋鋼結構建筑的消防安全設計進行探究。

1 地鐵上蓋鋼結構建筑的消防安全設計的重要性

地鐵上蓋建筑是指在地鐵站或地鐵隧道上方建設各種建筑物或設施，因其具有一定的特殊性，由此帶來了消防安全的挑戰(zhàn)。地鐵上蓋建筑的高度和密度較大，建筑物之間的距離較小，將增加火災擴散的風險；同時，地鐵上蓋建筑的人員密度一般較大，一旦發(fā)生火災事故，疏散難度較大，增大了人員傷亡的風險；再者，地鐵上蓋建筑的施工條件較為復雜，施工期間容易引發(fā)火災事故，也增加了消防安全的保障難度。

鋼結構建筑在現(xiàn)代建筑中廣泛應用，其優(yōu)點包括強度高、耐久性好、施工速度快等。然而，由于其材料特性和建筑結構特點，鋼結構建筑的消防安全問題也備受關注。在火災發(fā)生時，鋼結構建筑在高溫下易導致結構崩塌，會擴大人員傷亡和財產損失。這是鋼結構建筑消防安全上的薄弱點，應引起足夠的重視。

地鐵上蓋鋼結構建筑的消防安全設計應當貫穿于鋼結構建筑設計的各個環(huán)節(jié)，包括建筑結構、材料選擇、設備配置等。在鋼結構建筑的消防安全設計中，需要考慮建筑的使用功能、建筑高度、建筑面積、人員密度等因素，以確保火災發(fā)生時能夠及時控制火勢，保障人員安全[2]；同時還需要采用一系列的措施來提高建筑的消防安全性，例如，選擇合適的防火材料，設計合理的疏散通道，配置有效的消防設備等；此外，在鋼結構建筑消防安全設計中，還需要考慮建筑的外立面設計和防排煙系統(tǒng)的性能化專項設計，以控制火勢蔓延和煙霧擴散。

2 地鐵上蓋鋼結構建筑消防安全設計實例

2.1 項目概況

廈門軌道交通1號線火炬園站地塊配套項目，位于廈門市嘉禾路城市地鐵站上方，總建筑面積約50000m2，由一棟鋼筋混凝土建筑和一棟鋼結構建筑組成，包括商業(yè)、辦公和酒店等功能。該項目所處場地狹小且地形復雜，周邊環(huán)境復雜，考慮到地鐵上蓋項目的特殊性，消防安全設計尤為重要。因此，項目設計方在消防安全設計上進行了充分考慮，以確保建筑消防的安全性，尤其是鋼結構建筑的消防安全。該項目實景如圖1所示。

圖1 廈門軌道交通1號線火炬園站地塊配套項目實景圖

2.2 復合防火材料的選擇和應用

在地鐵上蓋鋼結構建筑時，由于建筑與地鐵隧道的距離較近，防火材料的選擇更加重要。地鐵上蓋鋼結構建筑的消防安全設計中，復合防火材料的選擇和應用是重要部分。在選擇防火材料時，需要考慮多方面因素，如材料的防火等級、使用環(huán)境、成本等。常用的防火材料包括防火涂料、防火板材、防火巖棉等。其中，防火涂料是比較常用的一種防火材料，它能夠在建筑表面形成一層隔熱層，防止火勢蔓延。防火板材和防火巖棉則是在建筑內部使用的防火材料，能夠有效遏制火勢，減緩火勢蔓延的速度。

在具體選擇防火材料時，需要根據(jù)建筑的具體情況進行選擇?？紤]到建筑與地鐵隧道的距離較近，建筑防火等級較高，故選擇A 級防火材料。此外，還需要考慮高溫、高濕等使用環(huán)境下防火材料的防火性能。設計團隊根據(jù)建筑的具體情況進行選擇，并綜合考慮防火等級、使用環(huán)境、成本等多方面因素，鋼結構部分的鋼梁、鋼柱、斜撐及桁架內部的梁構件均采用了防火涂料和防火板包裹雙重復合保護。

2.3 外立面消防安全設計

地鐵上蓋鋼結構建筑外立面設計是鋼結構建筑消防安全設計的重要組成部分，既要考慮地鐵隧道的存在以及周圍環(huán)境的復雜性，還要考慮防火性能、消防通道和排煙系統(tǒng)等，以確保消防安全。因此，外立面設計需要滿足以下幾個方面的消防要求[3]。

（1）需要對外立面材料進行防火處理，增加其防火性能。

（2）建筑部分樓層雖設有外窗，但是外立面被一層金屬幕墻包圍，需要分析建筑在設置金屬幕墻時，當其內部起火后煙氣的排出情況與不設置幕墻的差異，并提出相關技術措施以滿足建筑設置幕墻后，其排煙排熱效果接近不設置幕墻的情況。如圖2所示，該項目外立面金屬幕墻采用穿孔鋁板，開孔率按不小于55%設置，并在幕墻頂部采用開敞式設計；被金屬幕墻覆蓋房間的外窗開口上部區(qū)域左右采用1.5m寬度的防火挑檐，避免火焰沿著上部窗檻墻壁到達上部窗口；被金屬幕墻覆蓋的玻璃幕墻部分設置高度不小于0.8m的窗檻墻，房間之間在幕墻內側設置耐火極限不小于1.0h的襯墻；在外部砌體和保溫層之間，設置空腔防火屏障。

圖2 鋼結構建筑外立面防火設計結構示意圖

（3）在金屬幕墻的支撐結構支座方面，盡量設置在防火挑檐的上部，并采用耐火極限不小于1.5h的鋼結構防火涂料防火板包裹的復合保護。

（4）在金屬幕墻和建筑外墻設置了消防通道或跳板，以便消防救援和滅火。消防通道是消防人員進行滅火和救援的重要通道，外立面設計需要確保消防通道的暢通。因此，在外立面設計中需要留出足夠的空間，以便消防車輛和消防人員通行。

2.4 建筑防排煙系統(tǒng)的性能化專項設計

建筑防排煙系統(tǒng)是鋼結構建筑消防安全設計中的重要組成部分。對于地鐵上蓋鋼結構建筑來說，由于建筑高度和地下空間的限制，建筑防排煙系統(tǒng)的設計顯得更為重要。針對這一問題，提出了性能化專項設計方案[4]。

首先，進行了建筑外立面及內部空間的分析和評估，確定了防排煙系統(tǒng)的設計需求。其次，采用CFD數(shù)值模擬技術對建筑內部空氣流動進行了模擬分析，確定了防排煙系統(tǒng)的參數(shù)和設計方案。在設計過程中，考慮了建筑內部空間的結構特點和人員疏散的需求，保證了防排煙系統(tǒng)的有效性和可靠性。最后，根據(jù)建筑的使用性質和人員密度等因素，對防排煙系統(tǒng)進行了合理的設計和布局。在建筑內部設置了煙霧探測器和噴淋系統(tǒng)，并設置了排煙口和送風口，以確保在火災發(fā)生時能夠及時排除煙霧，保證人員安全撤離。

性能化專項設計方案的優(yōu)勢在于能夠充分考慮建筑外立面及內部空間的特點和需求，通過數(shù)值模擬等技術手段確定系統(tǒng)參數(shù)和設計方案，從而達到最佳的防排煙效果。同時，該方案能夠提高系統(tǒng)的可靠性和效率，減少了系統(tǒng)的維護和運營成本。地鐵上蓋鋼結構建筑的防排煙系統(tǒng)的性能化專項設計方案能夠有效提高建筑的消防安全性，保障人員的生命財產安全。

3 結束語

綜上所述，針對地鐵上蓋剛結構建筑的特點，明確消防安全設計的重要性。本文結合火炬園站地塊配套項目，探討了地鐵上蓋鋼結構建筑的消防安全設計，提出了復合防火材料的選擇和應用、外立面消防安全設計、建筑防排煙系統(tǒng)的性能化專項設計等消防安全設計策略。實踐證明，這些設計策略的應用有效保障了地鐵上蓋鋼結構的消防安全性，值得參考借鑒。