既有山地建筑改造消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)及解決思路

李青

摘要：以瀏陽(yáng)市某景區(qū)山頂賓館改造利用項(xiàng)目為例，針對(duì)所在城市地形特點(diǎn)影響下的既有山地建筑的消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)問(wèn)題，逐條分析并提出解決問(wèn)題的對(duì)策。提供住建消防審查部門(mén)與消防設(shè)計(jì)單位、施工圖審查機(jī)構(gòu)有效協(xié)同的工作方法，以不低于原標(biāo)準(zhǔn)且不降低建筑原有防火性能為底線(xiàn)，充分利用山地建筑特點(diǎn)，因地制宜、科學(xué)合理地解決山地建筑改造中消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)高效地提升建筑防火安全性能。

關(guān)鍵詞：既有建筑；山地建筑；消防設(shè)計(jì)；消防審查

既有建筑改造利用就是在保護(hù)原有建筑的基礎(chǔ)上，通過(guò)技術(shù)手段和創(chuàng)意設(shè)計(jì)，對(duì)既有建筑進(jìn)行改造利用，可以提升建筑的品質(zhì)和功能，也可以盤(pán)活閑置資產(chǎn)，既有建筑改造利用是一種綠色、可持續(xù)的發(fā)展方式。通過(guò)對(duì)既有建筑進(jìn)行改造，可以有效利用現(xiàn)有資源，減少新建建筑帶來(lái)的資源消耗和環(huán)境負(fù)擔(dān)。但是大量既有建筑因使用期間維護(hù)不當(dāng)或在建造時(shí)期國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還未完善，存在消防安全隱患多、改造執(zhí)行現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)難等問(wèn)題[1-5]。筆者所在的縣級(jí)市因三面環(huán)山，部分既有建筑建造于山地、坡地，其消防設(shè)計(jì)更是困難較大。本文以瀏陽(yáng)市某景區(qū)山頂閑置多年的賓館改造項(xiàng)目為例，分析該項(xiàng)目中存在的消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)并提出解決思路和辦法。

1 工程實(shí)例

1.1? 改造背景

瀏陽(yáng)市某景區(qū)賓館于2012年建造，項(xiàng)目建設(shè)時(shí)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、報(bào)建和施工，在主體工程建設(shè)完成后因種種客觀原因，建設(shè)方將其閑置10年，于2022年重新啟動(dòng)建設(shè)。該工程是一個(gè)未改變使用性質(zhì)的整體改造工程，閑置期間我國(guó)各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)多次修訂，旅館建筑相關(guān)的消防技術(shù)要求也發(fā)生了較大變化。原消防設(shè)計(jì)中防火分區(qū)、人員疏散、消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、防煙排煙系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等設(shè)置均難以滿(mǎn)足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，改造難度極大。且其地處海拔500多米的山頂，外部城市消防站救援力量到達(dá)時(shí)間長(zhǎng)，總平面布置中消防車(chē)道布置受高差處理限制，設(shè)計(jì)難度大。項(xiàng)目鳥(niǎo)瞰圖見(jiàn)圖1。

1.2? 改造現(xiàn)狀

原建筑設(shè)計(jì)時(shí)間為2012年，該建筑建造在臺(tái)地上，西側(cè)室外設(shè)計(jì)地坪高于其他三個(gè)方向室外設(shè)計(jì)地坪，建筑層數(shù)以西側(cè)室外地坪計(jì)算地上為5層，地坪以下為3層，但地坪以下3層南、北兩個(gè)方向大部分裸露在建筑相對(duì)應(yīng)的室外地坪之上，東向建筑完全在室外設(shè)計(jì)地坪之上，如圖1、圖2所示。原設(shè)計(jì)圖紙將西側(cè)地坪以下命名為負(fù)1層、負(fù)2層、負(fù)3層。建筑占地面積2867.40m2，總建筑面積18699.79m2。各層功能見(jiàn)表1。

2 改造難點(diǎn)和重點(diǎn)

2.1? 規(guī)范適用性問(wèn)題

該項(xiàng)目原建筑設(shè)計(jì)時(shí)間為2012年1月，改造時(shí)間為2022年7月，10年期間消防設(shè)計(jì)領(lǐng)域各專(zhuān)業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了重大變化。2022年4月1日實(shí)施的GB55022—2021《既有建筑維護(hù)與改造通用規(guī)范》指出“對(duì)于既有建筑改造項(xiàng)目（指不改變現(xiàn)有使用功能）當(dāng)條件不具備、執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范確有困難時(shí)，應(yīng)不低于原建造時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)”。但在具體實(shí)施過(guò)程中，如何把握或明確其是否屬于“條件不具備、執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范確有困難”的情形對(duì)于消防設(shè)計(jì)和審查部門(mén)來(lái)說(shuō)都是一個(gè)難題。目前，大部分改造項(xiàng)目都是按照我國(guó)最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、審查和施工，這無(wú)疑是“最保險(xiǎn)”的做法。然而，這也導(dǎo)致部分項(xiàng)目不顧空間、結(jié)構(gòu)等客觀條件限制而過(guò)度改造或者付出代價(jià)過(guò)大。如為了滿(mǎn)足新的疏散寬度標(biāo)準(zhǔn)，某些項(xiàng)目改造過(guò)程要不顧結(jié)構(gòu)形式的制約，拆除承重墻再進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固來(lái)拓寬疏散走道。這類(lèi)問(wèn)題極大地制約了既有建筑的改造利用，也給消防審查驗(yàn)收工作帶來(lái)了極大壓力。

2.2? 建筑定性為多/高層問(wèn)題

GB50016—2014（2018年版）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)于坡屋面建筑的高度的計(jì)算規(guī)定為“建筑室外設(shè)計(jì)地面至其檐口與屋脊的平均高度”；對(duì)于臺(tái)階式地坪，滿(mǎn)足一定條件的可分別計(jì)算建筑高度，否則應(yīng)按建筑最大者確定該建筑的建筑高度。

瀏陽(yáng)市某景區(qū)賓館為山地建筑，從高處室外地坪計(jì)算建筑高度為23.8m，從低處室外地坪計(jì)算則建筑高度為35.2m。經(jīng)查看原設(shè)計(jì)圖紙及已完工主體，該建筑所有設(shè)計(jì)均按多層公共建筑進(jìn)行。且從負(fù)3層到5層平面，每層建筑面積接近3000m2，均只劃分為一個(gè)防火分區(qū)?，F(xiàn)狀場(chǎng)地剖面見(jiàn)圖2。

2.3? 環(huán)形消防車(chē)道

建筑外部?jī)H有一條上山道路從西側(cè)繞行，經(jīng)過(guò)建筑北面1/3長(zhǎng)度后折行向北。建筑西側(cè)地坪標(biāo)高545.5m，山上道路在北面折行處標(biāo)高543.5m，東側(cè)地坪528.5m，東西兩側(cè)60m距離內(nèi)高差高達(dá)15m。因此，因地勢(shì)起伏大，場(chǎng)地內(nèi)原始高差高達(dá)17m，無(wú)法設(shè)置環(huán)形消防車(chē)道。現(xiàn)狀場(chǎng)地見(jiàn)圖3。

2.4? 消防水池容量

該項(xiàng)目建筑體積大于50000m3，室外消火栓設(shè)計(jì)流量取值40L/s，室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)取值20L/s，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)取值30L/s，自動(dòng)跟蹤射流滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)取值20L/s。該項(xiàng)目室內(nèi)外消防用水量之和經(jīng)計(jì)算為540m3。按GB50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)室外消防用水量大于20L/s且僅有一路市政水源的情況下應(yīng)建設(shè)消防水池，消防水池容量應(yīng)滿(mǎn)足室內(nèi)外用水量之和。現(xiàn)有消防水池容量?jī)H252m3，項(xiàng)目地處海拔545m的山頂，鋼筋混凝土地下消防水池建設(shè)于接近邊坡頂部處，很難擴(kuò)容。

2.5? 機(jī)械排煙系統(tǒng)

該建筑東西長(zhǎng)度70m，南北長(zhǎng)度50m，進(jìn)深大，較多區(qū)域不能滿(mǎn)足自然排煙，GB51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》提出防排煙系統(tǒng)需設(shè)置專(zhuān)用風(fēng)機(jī)房。本建筑為人員密集場(chǎng)所且位于山地，外部消防救援力量難以在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)，消防排煙系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行極為重要。按照GB51251—2017要求，需要配套增設(shè)相應(yīng)的排煙、補(bǔ)風(fēng)等設(shè)備用房，機(jī)房與其他部位的分隔均有耐火極限要求，砌筑墻體施工不方便，對(duì)建筑布局會(huì)產(chǎn)生不利影響。

3 解決思路及應(yīng)對(duì)措施

3.1? 充分評(píng)估新舊規(guī)范適用問(wèn)題

多次現(xiàn)場(chǎng)踏勘充分評(píng)估新舊規(guī)范對(duì)于改造設(shè)計(jì)的實(shí)際影響，見(jiàn)表2。

項(xiàng)目擬啟動(dòng)前期即向當(dāng)?shù)刈〗ú块T(mén)申請(qǐng)技術(shù)協(xié)助，消防審查人員多次現(xiàn)場(chǎng)踏勘后，對(duì)照新老規(guī)范充分預(yù)估規(guī)范要求更改對(duì)于項(xiàng)目改造的實(shí)際影響，認(rèn)為主動(dòng)消防設(shè)施設(shè)備按新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施難度不大，消防安全水平可以得到大幅度提升，而被動(dòng)消防設(shè)施如按新標(biāo)準(zhǔn)增設(shè)消防電梯和防煙樓梯需改變多處平面布置，需進(jìn)行結(jié)構(gòu)破拆和局部加固，困難很大而效果并不理想。經(jīng)與省內(nèi)多家審圖機(jī)構(gòu)建筑專(zhuān)業(yè)審圖專(zhuān)家提前討論達(dá)成共識(shí)，按建辦科〔2021〕31號(hào)文住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳《關(guān)于做好建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收工作的通知》中的有關(guān)指導(dǎo)原則“既有建筑改造不改變使用功能、不增加建筑面積的，宜執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不得低于原建筑物建成時(shí)的消防安全水平”，本項(xiàng)目平面布置及主體工程仍執(zhí)行建成時(shí)消防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，避免大拆大建；室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)等消防設(shè)施設(shè)備嚴(yán)格按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)施工，多方位提升該建筑的消防安全水平。

3.2? 確定建筑高度計(jì)算

該建筑正負(fù)零標(biāo)高定于西側(cè)主入口處，且僅有此處室外地坪與唯一一條上山道路相通，南側(cè)、北側(cè)和東側(cè)雖建筑立面高于相對(duì)應(yīng)的室外地坪，但室外地坪無(wú)法?？肯儡?chē)，外部救援力量很難在南北東三個(gè)方向部署，因此“消防撲救面”應(yīng)為西側(cè)立面和北側(cè)局部立面，消防撲救面高度為23.8m。從這個(gè)方向考慮，將西側(cè)地坪以下三層視為“地下室”，防火分區(qū)、防排煙設(shè)計(jì)和其他消防設(shè)施設(shè)備均嚴(yán)格按地下室的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并與正負(fù)零及以上部位嚴(yán)格進(jìn)行防火分隔。因此，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，該建筑可視為地上5層、地下3層的多層公共建筑。且其“地下3層”大部分區(qū)域擁有直接對(duì)外疏散條件和自然通風(fēng)采光和自然排煙條件，消防安全水平高于同類(lèi)型建筑。

3.3? 消防車(chē)道彌補(bǔ)完善

本項(xiàng)目占地面積為2867.40m2，建筑性質(zhì)定為多層公共建筑，GB50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和2018版均未對(duì)占地面積小于3000m2的多層公共建筑周邊消防車(chē)道的設(shè)置做出具體要求，GB55037—2022《建筑防火通用規(guī)范》明確“工業(yè)與民用建筑周?chē)?、工廠(chǎng)廠(chǎng)區(qū)內(nèi)、倉(cāng)庫(kù)庫(kù)區(qū)內(nèi)、城市軌道交通的車(chē)輛基地內(nèi)、其他地下工程的地面出入口附近，均應(yīng)設(shè)置可通行消防車(chē)并與外部公路或街道連通的道路”。

如前所述，建筑外部現(xiàn)有消防車(chē)道受高差和場(chǎng)地局限，很難覆蓋建筑長(zhǎng)邊，經(jīng)綜合評(píng)估和測(cè)量，現(xiàn)有消防車(chē)道可覆蓋建筑西面和北面局部，總長(zhǎng)度77m，大于建筑一條長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度，且在與其對(duì)應(yīng)的建筑立面每層均設(shè)置不少于2個(gè)消防救援窗口，間距不大于20m，建筑地上每層劃分為一個(gè)防火分區(qū)，這樣能保證地上樓層每個(gè)防火分區(qū)、每層都有消防救援力量可以快速進(jìn)入的條件；在北面道路折行處增設(shè)12m×12m消防回車(chē)場(chǎng)，方便消防救援時(shí)消防車(chē)輛的及時(shí)調(diào)度，以盡可能提供消防車(chē)接近并展開(kāi)消防救援的場(chǎng)地條件。同時(shí)，在坡度過(guò)大的部位建設(shè)室外臺(tái)階和步道，緊急情況下可步行到達(dá)建筑四向救援，彌補(bǔ)消防車(chē)道局部不足。同時(shí)，考慮到該建筑所處的特殊地理位置，外部消防救援力量到達(dá)時(shí)間長(zhǎng)，在消防設(shè)計(jì)中將重點(diǎn)放在“防火”和“及時(shí)撲滅初期火災(zāi)”，提高消防自救能力。改造后消防車(chē)道見(jiàn)圖4。

3.4? 優(yōu)化消防系統(tǒng)用水設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目建筑原有地下消防水池容量為252m3，按現(xiàn)行規(guī)范GB50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》計(jì)算，室內(nèi)外消防用水量為540m3，其中室外消防用水量288m3，室內(nèi)消防用水量252m3。原有消防水池水量剛好可以滿(mǎn)足室內(nèi)消防用水的需求，而項(xiàng)目附近有一個(gè)建成多年、水量穩(wěn)定的人工水庫(kù)，周邊有可通行消防車(chē)的交通條件，可沿水庫(kù)邊緣按規(guī)范要求的間距和設(shè)計(jì)參數(shù)建設(shè)取水點(diǎn)和取水泵滿(mǎn)足室外消防用水要求。此方案充分利用天然水源，將室內(nèi)外消防用水系統(tǒng)分開(kāi)，原有消防水池僅供室內(nèi)消防系統(tǒng)使用，無(wú)需對(duì)原有消防水池?cái)U(kuò)容或另行新建消防水池，投入少，建設(shè)周期也大大縮短。項(xiàng)目與水庫(kù)位置關(guān)系見(jiàn)圖5。

3.5? 重新設(shè)計(jì)防排煙系統(tǒng)

根據(jù)上述建筑的重新定性以及GB51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中防排煙系統(tǒng)中需設(shè)置專(zhuān)用風(fēng)機(jī)房要求，重新設(shè)計(jì)排煙系統(tǒng)。在滿(mǎn)足規(guī)范要求的前提下，盡可能減少排煙管道較多地穿越走道、房間，可增設(shè)排煙豎井，水平分區(qū)、豎向集中排煙，風(fēng)機(jī)房在屋頂集中設(shè)置，大大減少了與其他部位的防火分隔區(qū)域，且不對(duì)其他樓層建筑布局產(chǎn)生影響。風(fēng)機(jī)房利用輕質(zhì)材料建設(shè)，結(jié)構(gòu)荷載減小，經(jīng)復(fù)核主體結(jié)構(gòu)安全。同時(shí)，合理劃分公共部位的防煙分區(qū)，增加走道部位的防煙分區(qū)，減少排煙管道在各層的水平走向長(zhǎng)度，最大限度控制其對(duì)公共區(qū)域空間凈高的影響。

4 工作亮點(diǎn)和成效

4.1? 改變各單位各自為戰(zhàn)的傳統(tǒng)工作方法

建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)的一般流程是由建設(shè)單位提出建設(shè)想法，設(shè)計(jì)單位進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，規(guī)劃、住建等相關(guān)部門(mén)組織各階段設(shè)計(jì)評(píng)審，施工圖審查機(jī)構(gòu)進(jìn)行施工圖審查、住建部門(mén)進(jìn)行消防設(shè)計(jì)審查。但是既有建筑，尤其像山地既有建筑這種復(fù)雜環(huán)境中的項(xiàng)目，單靠一方的力量很難深入掌握實(shí)際情況，如果只求滿(mǎn)足規(guī)范要求，難免變成無(wú)限增加投入?yún)s很難獲益的局面。該項(xiàng)目中當(dāng)?shù)刈〗ㄏ缹彶椴块T(mén)發(fā)揮了在地優(yōu)勢(shì)，通過(guò)實(shí)地踏勘、專(zhuān)家?guī)旒夹g(shù)咨詢(xún)作用，并與建設(shè)方、設(shè)計(jì)方及施工圖審查機(jī)構(gòu)全過(guò)程溝通，共同為項(xiàng)目順利推進(jìn)提供有力保障，使得消防設(shè)計(jì)立足實(shí)際，針對(duì)性地做出可行性方案，確保改造工程的安全性和成本控制。

4.2? 提供山地既有建筑改造思路

我國(guó)南方多山區(qū)，山地既有建筑改造項(xiàng)目普遍會(huì)遇到建筑定性、建筑高度計(jì)算、外部救援場(chǎng)地、消防水源、電源不足等問(wèn)題，以及如何把握新老規(guī)范遵循原則的問(wèn)題。該項(xiàng)目的改造實(shí)例為此提供了一些解決思路。

4.3? 全面提升既有建筑消防水平

在消防安全性能提升方面，對(duì)建筑防火分隔、疏散路徑、消火栓網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警以及電氣火災(zāi)監(jiān)控等關(guān)鍵消防設(shè)施進(jìn)行全面升級(jí)和精細(xì)化調(diào)整。極大地增強(qiáng)了建筑的消防安全防護(hù)能力和自救能力。

4.4? 盤(pán)活社會(huì)閑置資產(chǎn)，節(jié)約投資

消防用水充分利用自然條件、機(jī)械防排煙系統(tǒng)設(shè)備機(jī)房采用新型材料不破壞結(jié)構(gòu)、消防車(chē)道合理設(shè)置避免場(chǎng)地進(jìn)行龐大的豎向處理工程等，在消防設(shè)計(jì)過(guò)程中的不斷優(yōu)化，不僅節(jié)省了投資，還避免了對(duì)場(chǎng)地和結(jié)構(gòu)破壞帶來(lái)的結(jié)構(gòu)安全不利影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)既有山地建筑的消防設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，得出以下結(jié)論：第一，全面掌握既有建筑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，從消防安全、結(jié)構(gòu)安全、改造代價(jià)、獲益程度等多方面綜合評(píng)估，合理確定新老規(guī)范適用性問(wèn)題，確保項(xiàng)目消防安全得到有力提升又兼顧改造成本，續(xù)寫(xiě)既有建筑的生機(jī)與活力。第二，根據(jù)山地建筑場(chǎng)地高差合理計(jì)算建筑高度，受地形地貌限制消防車(chē)道無(wú)法覆蓋的樓層合理劃分防火分區(qū)，降低火災(zāi)擴(kuò)大和蔓延的風(fēng)險(xiǎn)。第三，盡量擴(kuò)大消防車(chē)可到達(dá)、可?？俊⒖删仍母采w范圍，并根據(jù)消防救援的工作方法，創(chuàng)建步行可達(dá)其他外部區(qū)域的條件，提升外部救援安全度。第四，充分利用自然條件，依托外部天然水源、人工水庫(kù)等作為消防用水水源，避免因建設(shè)消防水池增加的山體或地下室開(kāi)挖，既保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，又能做到山地建筑與自然的和諧共生。

參考文獻(xiàn)

[1]莊毅俊，沈蓓.既有建筑改建中消防設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題分析[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2010，29（11）：972-974+983.

[2]張萍.既有建筑消防改造設(shè)計(jì)探討[C]//中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑給水排水研究分會(huì)第四屆第二次全體會(huì)員大會(huì)暨學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下冊(cè)），2023：145-150.

[3]李波茵，李昂，劉斌，等.我國(guó)既有建筑改造消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收工作探究[J].今日消防，2023，8（4）：17-19.

[4]楊艷金.既有復(fù)雜建筑改造設(shè)計(jì)施工圖審查中若干消防問(wèn)題[J].廣州建筑，2023（6）：124-127.

[5]李昂，相坤，劉璐，等.我國(guó)既有建筑消防改造現(xiàn)狀研究綜述[C]//第一屆建筑防火大會(huì)優(yōu)秀論文集，2022：8.