特大型多功能復(fù)合劇院的消防設(shè)計

摘要：劇院作為功能復(fù)雜、空間高大的典型公共建筑，其防火分區(qū)劃分與安全疏散設(shè)計一直是消防設(shè)計的核心難點(diǎn)與研究熱點(diǎn)。以武漢某特大型多功能復(fù)合劇院項(xiàng)目為例，探討建筑消防定性、總平面圖布局、防火分區(qū)規(guī)劃、安全疏散設(shè)計及防火構(gòu)造等關(guān)鍵內(nèi)容，深入總結(jié)超大觀眾廳的特殊消防設(shè)計思路。同時，針對雙首層疏散、架空安全區(qū)界定及超高空間輕質(zhì)隔墻等規(guī)范未明確的模糊點(diǎn)，總結(jié)科學(xué)合理的應(yīng)對策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：劇院；消防設(shè)計；安全疏散；超大空間；特殊消防設(shè)計

中圖分類號：TU998.1" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2025）06-0106-03

0 引言

劇院建筑是最復(fù)雜的公共建筑類型之一，大型劇院的設(shè)計已遠(yuǎn)超出原有劇場設(shè)計的單一功能，因其功能復(fù)雜、空間高大，其防火分區(qū)、安全疏散一直是消防設(shè)計的難點(diǎn)。劇院消防設(shè)計主要的規(guī)范依據(jù)包括《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《劇場建筑設(shè)計規(guī)范》，但實(shí)際設(shè)計時也有部分內(nèi)容是上述規(guī)范未涵蓋的模糊點(diǎn)。這些模糊點(diǎn)在特大型多功能復(fù)合劇院項(xiàng)目中尤為凸顯，亟須結(jié)合工程實(shí)踐探索可行的解決方案。下文將圍繞武漢某特大型多功能復(fù)合劇院項(xiàng)目，展開詳細(xì)的消防設(shè)計分析與策略總結(jié)。

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為一座展覽、會議兼劇院的多功能公共建筑，觀眾廳座位數(shù)為2223座，屬于特大型劇院。地上共三層，無地下室，平面內(nèi)核為展廳、多功能觀眾廳等大空間，外圈為前廳及配套用房。為在有限的場地中容納展廳及劇院兩大功能需求，設(shè)計將觀眾廳及舞臺整體抬升至展廳正上方，但垂直分布的模式也導(dǎo)致了觀眾廳無法直接對外疏散，極大地提高了消防設(shè)計的難度。

2 建筑消防設(shè)計

2.1" 建筑消防定性及設(shè)計原則

本項(xiàng)目主要功能為會展和劇院的垂直疊加，建筑高度為51.0m，根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第5.1.1條“屬于建筑高度大于50m的公共建筑”，整體定性為一類高層，耐火等級為一級。消防設(shè)計以“預(yù)防為主、防消結(jié)合”為主要設(shè)計原則，明確“先預(yù)防、重疏散、防擴(kuò)大、維性能”4大細(xì)則[1]。

2.2" 總平面消防設(shè)計

本項(xiàng)目具備平臺上下“雙首層”疏散的有利條件，一層為架空層和鏤空花園，二層平臺為開敞空間。二層沿建筑周圍設(shè)有進(jìn)深較大的外環(huán)平臺，并通過多個連廊與周邊展館7m平臺相連接，整個二層平臺定性為安全區(qū)和主要消防救援層。在一、二層均設(shè)有環(huán)形消防車道，并在二層外環(huán)平臺東西兩側(cè)設(shè)有消防登高場地，同時作為人員進(jìn)入、集散、等候的主要平面層。

2.3" 建筑防火分區(qū)

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第5.3.1條，項(xiàng)目內(nèi)部均設(shè)置自動滅火系統(tǒng)，展廳分區(qū)按4000m2控制，一般防火分區(qū)按3000m2控制，前廳上下三層通高空間疊加防火分區(qū)面積達(dá)6677m2，除直接與觀眾廳或者舞臺相連需要并入其防火分區(qū)的以外，大部分設(shè)備夾層均按獨(dú)立防火分區(qū)設(shè)計，以上防火分區(qū)面積均滿足規(guī)范要求。但劇場類建筑的觀眾廳樓座、池座、耳光室、演藝設(shè)備間等上下疊加，很難完全切分成獨(dú)立防火分區(qū)[2]，本案例觀眾廳防火分區(qū)面積高達(dá)4671m2，超過規(guī)范要求的3000m2，根據(jù)要求進(jìn)行了特殊消防設(shè)計充分論證。

2.4" 建筑安全疏散

人員密度計算以功能類型為計算單元，同一防火分區(qū)中不同功能分別計算后再疊加。展廳按0.75人/m2、商業(yè)按0.6人/m2、觀眾廳按1.1×座位數(shù)、辦公按9m2/人。門廳、前廳等直接為展廳服務(wù)的空間，按展廳標(biāo)準(zhǔn)0.75人/m2計算?！督ㄖO(shè)計防火規(guī)范》《劇場建筑設(shè)計規(guī)范》都未明確前廳、側(cè)廳和等候廳的人員密度系數(shù)。前廳與側(cè)廳面積總計約4200m2，不同的系數(shù)取值或許會造成幾部樓梯的差異。劇院項(xiàng)目與電影院不同，因不同演出的燈光、布景、機(jī)械需要單獨(dú)調(diào)試，通常不會短時間內(nèi)連續(xù)排檔多場演出，即很少存在觀演與等候同時發(fā)生的情況。若參考辦公的人員密度系數(shù)，可取9m2/人；若考慮約一半觀眾在廳外等候，取觀眾廳總?cè)藬?shù)的50%；出于加強(qiáng)安全性考慮，將這兩種方式的人數(shù)取大值。從實(shí)際舉辦的大型會議來看，會議期間前廳極少出現(xiàn)大量人流的情形，這也進(jìn)一步驗(yàn)證了本次取值的合理性。二層平臺為主要消防撲救面，整體按三層樓定性，計算百人疏散寬度取0.75m/百人。地面一層消防車可到達(dá)，此處按加強(qiáng)方式參考地下一層取0.75m/百人。考慮到二層作為主疏散層，首層的樓梯間均向二層疏散，并與二層以上樓梯間出口分開設(shè)置。

關(guān)于大空間按最遠(yuǎn)點(diǎn)至安全出口距離，部分項(xiàng)目采用按直線距離37.5m、按疏散路徑不大于45m的要求[3]。觀眾廳最遠(yuǎn)點(diǎn)按實(shí)際行走的折線距離進(jìn)行計算，未借用其他防火分區(qū)的疏散寬度，僅在部分最不利點(diǎn)采用通往相鄰防火分區(qū)的甲級門，解決距離過長的問題。同時，各樓梯間在二層均未通過各前廳空間疏散至室外，采用“樓梯間+獨(dú)立樓梯前室+合用擴(kuò)大門廳”的疏散方式，前室門至門廳外門最遠(yuǎn)距離不超過30m。

2.5" 建筑防火構(gòu)造

本項(xiàng)目為鋼框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主體均為不燃燒體，耐火極限按規(guī)范要求設(shè)計。防火分隔主要包括砌體墻、纖維增強(qiáng)硅酸鹽復(fù)合隔墻、防火門、防火窗、防火卷簾、防火冷卻水幕，防火分隔水幕系統(tǒng)主要應(yīng)用于建筑內(nèi)不能采用完全防火墻或防火隔墻進(jìn)行分隔的開口[4]。在舞臺與觀眾廳分隔的臺口處設(shè)計了防火冷卻水幕和鋼制防火幕。防護(hù)冷卻水幕系統(tǒng)應(yīng)注意火災(zāi)持續(xù)供水時間應(yīng)按3.0h，噴頭選型與安裝需要舞臺工藝配合。系統(tǒng)可采用放大管徑均勻布水方式合理控制系統(tǒng)流量[5]。不同于一般劇院的滑軌式整塊鋼板，本項(xiàng)目臺口較高，采用了兩塊半高的鋼幕進(jìn)行錯位疊合，并在交接處采用特制的鎖扣進(jìn)行密封。

3 觀眾廳的特殊消防設(shè)計

3.1" 特殊消防總體原則

本次與消防安全性能評估公司進(jìn)行合作，從加強(qiáng)措施、火災(zāi)場景、煙氣模擬、疏散時間等技術(shù)層面進(jìn)行了評估，總體認(rèn)為在落實(shí)各項(xiàng)措施的前提下，設(shè)計方案是可行的。除觀眾廳防火分區(qū)面積超標(biāo)以外，其他設(shè)計嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行，重要部分加強(qiáng)設(shè)計。

3.2" 觀眾廳的疏散設(shè)計

在劇場類建筑中，觀眾廳四周一般設(shè)置有配套的序廳和休息區(qū)，觀眾多數(shù)只能跨越防火分區(qū)進(jìn)行疏散，從而增加疏散的難度，需要綜合考慮建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用功能和人員密度等因素，確保消防系統(tǒng)能夠在火災(zāi)發(fā)生時迅速響應(yīng)并有效控制火勢[6]。本次設(shè)計從方案階段進(jìn)行平面優(yōu)化，觀眾廳的疏散全部采用獨(dú)立樓梯間，并在二層通過擴(kuò)大門廳直通室外，不與其他功能疏散流線交叉。為保證疏散有效性，整個觀眾廳疏散寬度未借用其他相鄰分區(qū)。觀眾廳以縱向走道為主要的人流疏散路徑，疏散出口在寬度和數(shù)量上均在規(guī)范要求基礎(chǔ)上有所增加，均勻分布在觀眾廳兩側(cè)，以便各區(qū)域人流及時疏散。并通過多種疏散時間計算方法同時驗(yàn)證，計算結(jié)果都滿足要求。

3.3" 特殊消防設(shè)計措施

在運(yùn)用特殊消防設(shè)計方法對本項(xiàng)目的消防問題提供安全策略時，也要考慮兼顧建筑的美觀和實(shí)用性。從可能的火災(zāi)危害點(diǎn)、疏散及救援、火災(zāi)探測、煙氣控制、消防管理等多方面進(jìn)行分析，形成相應(yīng)的設(shè)計策略，主要包括：

3.3.1" 火災(zāi)荷載控制

大空間區(qū)域的頂棚、墻面、地面、隔斷、固定家具及其他裝修裝飾材料的燃燒性能為A級，觀眾廳內(nèi)的桌椅的燃燒性能不低于B1級。舞臺及觀眾廳樓板耐火極限不小于2.0h，舞臺及觀眾廳屋頂主體梁不低于3.0h，參考國際規(guī)范進(jìn)行加強(qiáng)，比國內(nèi)規(guī)范要求的1.5h和2.0h更嚴(yán)。

3.3.2" 疏散及救援能力

設(shè)置微型消防站，并根據(jù)規(guī)范需求配備消防設(shè)備。加入移動式排煙系統(tǒng)，該技術(shù)為應(yīng)急管理部消防救援局2019年重點(diǎn)攻關(guān)科研計劃項(xiàng)目《一種輕量化大風(fēng)量移動式消防排煙機(jī)和組合風(fēng)陣研發(fā)》，與固定排煙系統(tǒng)共同形成固移結(jié)合的綜合排煙方式。

3.3.3" 火災(zāi)探測及煙氣控制模擬

本次通過對觀眾廳高大空間進(jìn)行煙氣模擬和人員疏散計算，以分析最不利疏散擁堵點(diǎn)和采取加強(qiáng)措施[7]。觀眾廳、前廳等高度大于12m的區(qū)域采用線型光束感煙火災(zāi)探測器與雙波段圖像火焰探測器，舞臺區(qū)采用吸氣式感煙火災(zāi)探測器與雙波段圖像火焰探測器，同時觀眾廳及舞臺區(qū)整體補(bǔ)風(fēng)量在規(guī)范基礎(chǔ)上增加50%的余量。

3.3.4" 消防管理措施

加強(qiáng)內(nèi)部可燃易燃物的管理，建立火災(zāi)高危單位管理制度和消防應(yīng)急預(yù)案及消防演練機(jī)制，加強(qiáng)消防設(shè)施安裝檢測調(diào)試和維護(hù)保養(yǎng)。同時，建立消防安全管理專職人員管理，利用安保工作人員并結(jié)合單位職工建立一支義務(wù)消防隊(duì)，定期對其進(jìn)行消防技能培訓(xùn)。

4 其他消防設(shè)計重點(diǎn)

4.1" “雙首層”疏散及層數(shù)定性

在大型文化建筑群中，二層架空平臺通常作為消防救援平臺。在百人寬度系數(shù)和人員密集場所是否超過三層的判定時，從地面起算和從平臺起算會有較大差異。本次取消防救援場地所在的二層平臺為起算點(diǎn)，整體按三層定性，百人寬度系數(shù)按三層取0.75，同時對平臺的救援條件進(jìn)行了強(qiáng)化。二層外環(huán)平臺和連廊均按消防車通行荷載設(shè)計，并設(shè)置86%周長的登高場地，在平臺上設(shè)置有獨(dú)立的室外消火栓環(huán)狀管網(wǎng)和埋地式消火栓，以保證平臺的安全性。

4.2" 架空平臺下方安全區(qū)界定

本項(xiàng)目首層架空平臺進(jìn)深約20m，此區(qū)域進(jìn)深較大已經(jīng)無法滿足開敞室外的要求，但又比室內(nèi)安全性更高。本次參考了其他城市的消防設(shè)計指南，將架空平臺層外邊投影線向下方45°夾角范圍之外認(rèn)定為安全區(qū)。據(jù)此方法核算，本項(xiàng)目首層安全區(qū)域?yàn)榫嚯x建筑14.5m處，建筑內(nèi)的路徑距離進(jìn)行疊加計算。作為加強(qiáng)措施，在架空平臺下方增設(shè)了室外消火栓和移動風(fēng)陣排煙系統(tǒng)，同時吊頂、墻面和地面的裝修材料等級均按A級要求，以保證此區(qū)域的安全性。

4.3" 超高空間輕質(zhì)隔墻構(gòu)造

本項(xiàng)目二層以上高大空間較多，部分位置層高為8～17m，從裝修材料安裝、措施難度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和施工周期來看，常規(guī)砌體墻均無法達(dá)到要求[8]。本次采用輕鋼龍骨纖維增強(qiáng)硅酸鹽復(fù)合墻體，根據(jù)內(nèi)嵌巖棉層厚度不同，耐火極限可達(dá)2～3h。主要構(gòu)造為雙側(cè)單層12mm厚纖維增強(qiáng)硅酸鹽板、內(nèi)部滿嵌防火巖棉、中間均布鋼結(jié)構(gòu)圈梁及豎向熱鍍鋅方管，鋼龍骨均噴涂防火涂料及防銹漆，整體構(gòu)造厚度約224mm。從實(shí)際施工情況來看，本構(gòu)造做法既滿足了防火分隔和結(jié)構(gòu)安全性的要求，又能較好地契合穿墻風(fēng)管和精裝修龍骨，實(shí)現(xiàn)了精裝土建一體化，極大地降低了施工難度。

5 結(jié)束語

特大型多功能復(fù)合劇院的消防設(shè)計需兼顧功能復(fù)雜性與空間特殊性，其核心在于通過精準(zhǔn)的建筑消防定性、合理的防火分區(qū)劃分及高效的安全疏散設(shè)計，解決規(guī)范覆蓋盲區(qū)與實(shí)際場景需求的矛盾。本文通過系統(tǒng)的消防設(shè)計和加強(qiáng)措施，解決了觀眾廳防火分區(qū)面積超標(biāo)、雙首層疏散、超高空間防火分隔等難點(diǎn)問題。經(jīng)消防審查、疏散演練及實(shí)際運(yùn)營等多環(huán)節(jié)驗(yàn)證，相關(guān)技術(shù)路徑與解決方案具備良好的實(shí)踐適用性，為后續(xù)同類復(fù)雜公共建筑消防設(shè)計提供了可借鑒的工程范例。

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