體育場館消防設計難點研究

引言

體育館作為大型公共場所，具有承辦各類運動賽事、演出活動以及群眾性文化娛樂的功能，其場地設計通常需要滿足大空間、高層次、多功能等要求。由于體育館內(nèi)部空間開闊，人員密集1，一旦發(fā)生火災火勢容易迅速蔓延，疏散難度大，容易造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，研究如何科學合理地進行體育館的消防設計，以確保在緊急情況下能夠迅速、有效地控制火勢，在保障人員安全的同時，減少財產(chǎn)損失就顯得尤為重要。本文將對該類項目的消防設計難點進行分析并提出相應的設計策略，旨在通過消防設計優(yōu)化，保障體育館在火災發(fā)生時的人員安全，促進其消防安全目標的實現(xiàn)[2]。

一、消防設計難點

盡管《建筑設計防火規(guī)范》等相關政策法規(guī)為消防設計標準提供了明確的指導，但在實際設計過程中，體育館這一特殊建筑類型仍然面臨諸多消防設計挑戰(zhàn)[3]。在消防設計中，防火分區(qū)和建筑面積的要求常常與空間需求之間產(chǎn)生沖突，大空間通常難以滿足傳統(tǒng)的防火分區(qū)標準要求，必須在設計時進行細致的調(diào)整。因此，如何在滿足功能需求的前提下，確保消防設計符合法規(guī)要求，避免火災風險，是體育館消防設計中的一個核心問題。

在人員疏散方面，體育館的復雜性和人員密集度也是設計的一大難點。由于體育館的空間開闊、建筑形式復雜，疏散通道的設置常受到結(jié)構布局的限制，安全出口的設計也可能受到空間的制約。體育館內(nèi)一般有多個功能區(qū)域，如主場地、訓練區(qū)、觀眾席、商業(yè)區(qū)等，這些區(qū)域的疏散需求不同，如何兼顧這些需求并確保疏散系統(tǒng)有效聯(lián)通，也是設計的一大難題。

二、消防設計策略

（一）消防車道與救援通道

消防車道是體育館等建筑消防設計的基礎，其主要作用是保證消防車能夠迅速到達火災現(xiàn)場并展開救援行動。在設計消防車道時，要遵循相關的法律法規(guī)要求，同時還要考慮建筑的結(jié)構特點和火災發(fā)生時的特殊需求。對于大型場所如體育館，消防車道的設計應具有一定的靈活性。對于消防車道的設計，建議采用環(huán)形結(jié)構，確保消防車可以從任何方向進入建筑物。這種設計可以避免因單一出入口或交通瓶頸導致的救援延誤。在環(huán)形車道的設計上，寬度需要滿足消防車的通行要求，通常建議寬度不低于 6m 。有條件時，可設置穿過建筑物的消防車道，車道與建筑周圍應通過防火墻及甲級防火門隔開，以防火災蔓延影響救援通道，確?；馂膿錅绾腿藛T疏散工作的順利進行。

（二）外立面的設計

體育館的外立面消防設計不僅關乎建筑外觀，更關系火災發(fā)生時的緊急救援與人員疏散。外立面的消防設施設計需要從多個維度來提升救援效率與安全性，尤其是在高層建筑中，外立面的設計直接影響消防隊員進入建筑的便捷性和及時性。第一，建筑外立面應設置適當數(shù)量的消防救援窗。這些窗戶既能作為日常的通風采光窗口，又能在火災發(fā)生時作為消防人員進入建筑的通道。第二，外立面可以配備室外樓梯。這不僅為建筑內(nèi)的人員疏散提供通道，還能為消防隊員提供救援路徑。通過合理設計室外樓梯，能夠確保消防隊員在緊急情況下迅速撤離或進人[4]。

（三）疏散設計與人員密度控制

體育館是人流密集場所，如何通過科學的疏散設計確保人員能夠安全、高效地撤離，是消防設計中的核心問題。在疏散通道設計時，應考慮人員的流動量和密度情況，尤其在火災發(fā)生時，人員通常會迅速集中在出入口處，造成擁堵。為了避免這種情況，疏散設計應確保足夠的出口數(shù)量和寬度，并合理規(guī)劃通道的走向。在設計時，可以通過設置多個疏散通道和出口，并通過不同的樓梯、走廊分流人員，避免單一路徑出現(xiàn)的擁堵現(xiàn)象。

（四）消防設施

現(xiàn)代體育館的空間大，功能分區(qū)多，為了保障火災能夠被盡早發(fā)現(xiàn)并及時響應，體育館可采用多種火災探測設備相結(jié)合的方式，如線型光束感煙火災探測器和圖像型或火焰型火災探測系統(tǒng)，確保在火災發(fā)生時能夠及時探測并向相關人員發(fā)出警報，同時啟動相關聯(lián)動消防設施[5]。自動滅火系統(tǒng)的設計也是消防安全保障的重要環(huán)節(jié)。體育館的滅火系統(tǒng)需根據(jù)建筑的功能特性進行定制化設計，常見的滅火設施包括室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)、滅火器、消防軟管卷盤等。

三、體育場館消防設計案例

（一）案例背景

本案例分析聚焦于某室內(nèi)體育場館的消防設計，該項目是一座多功能大型體育館，承載著多種功能。本項目總建筑面積為 138246.39m² ，其中地上建筑面積為65996.93m² ，地下室建筑面積為 72249.46m² ，地上部分功能為水上體育運動中心、體育場館、配套餐飲等，地下部分功能為游泳池、車庫及配套設備用房等，建筑耐火等級為一級，結(jié)構形式為框架結(jié)構。該建筑出于功能定位和使用的目的，地上一層、二層、四層區(qū)域按原有的防火分區(qū)設計，無法保證水上運動場館的功能，需要變更原有消防設計。

（二）消防設計難點

該建筑現(xiàn)取消了水上運動中心大空間防火隔斷，導致地上一層、二層、四層水上運動中心大空間防火分區(qū)面積接近 14228m² 。雖然《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）規(guī)定體育場館防火分區(qū)最大允許建筑面積可適當增加，但未具體明確增加幅度，需采取相關防火措施并進一步研究其消防安全性。

（三）消防設計策略

1.消防救援

本項目除環(huán)形消防車道外，在建筑中部設置有穿越建筑的消防車道，以增加消防車通行救援路徑并減少繞行，消防車道與周圍采用防火墻及甲級防火門分隔，確?；馂牟粫拥杰嚨绤^(qū)域。建筑周圍各外立面均設置了消防救援窗，大空間防火分區(qū)各層不同側(cè)外墻立面均有消防救援人口。此外，建筑外側(cè)還設置有室外樓梯，各層開向室外樓梯的出口在緊急情況下也可供消防人員在火災發(fā)生時迅速進入高層進行救援。水上運動中心大空間防火分區(qū)每層均設置不少于1部消防電梯，同時大空間每層均設置有在首層位于消防車登高操作場地范圍內(nèi)的防煙樓梯間（火災緊急情況下也可通過防煙樓梯間進行救援）。

2.防火防煙分隔

（1）大空間防火分區(qū)劃分。鑒于水上運動中心功能布置及空間效果需求，取消原防火分區(qū)隔斷后，地上一層、二層、四層水上運動中心大空間區(qū)域劃分為同一防火分區(qū)（如圖1）。

（2）大空間防火分隔。地上一層、二層、四層水上運動大空間區(qū)域與周圍附屬用房之間采用防火墻進行分隔，若確需開口，開口處采用甲級防火門、甲級防火窗進行分隔。為避免大空間區(qū)域內(nèi)火災情況下火災及煙氣大面積蔓延，同時考慮空間后續(xù)功能布置，地上四層臨空側(cè)采取耐火極限不低于2h的防火隔墻進行分隔，防火隔墻上方的屋架處采取防火封堵措施（如圖2）。

圖1大空間防火分區(qū)劃分

圖2防火隔墻上方屋架處的防火封堵

地上五層、六層附屬用房與大空間之間采用防火墻進行分隔，附屬用房頂板耐火極限不低于2h，附屬用房開向大空間的窗采用常閉式甲級防火窗。大空間內(nèi)部地上四層整體劃入水上運動中心防火分區(qū)，四層部分輔助用房設置為防火單元，采用耐火極限不低于3h的防火隔墻、甲級防火門與周圍進行分隔。周圍附屬用房區(qū)域通向大空間區(qū)域的電梯在附屬用房各層連通處，采用電梯廳與周圍進行分隔，電梯廳采用耐火極限不低于3h的防火隔墻、甲級防火門與周圍進行分隔。每層（一層、二層及四層）均設置有大面積的水池，水池將每層分隔為水面區(qū)域、岸邊區(qū)域。

3.安全疏散

在人員疏散設計方面，考慮到體育館的高密度人流，設計單位合理規(guī)劃了疏散通道，并嚴格控制人員密度，確保在火災發(fā)生時，人員能在最短時間內(nèi)安全撤離。大空間防火分區(qū)每層（一層、二層及四層）控制最遠點距最近安全出口距離不超過 37.5m 。根據(jù)運營單位提供的水上運動中心游客承載量概算，一層、二層水上運動中心高峰瞬時最大接待人流量為1478人，四層水上運動中心高峰瞬時最大接待人流量為1083人；如超出上述接待人流量后，運營單位應采取措施限制人員進入。根據(jù)數(shù)據(jù)，可計算出各層運營期間最大人流時的人員密度：一層、二層水上運動中心人員密度為 0.199A/m² 、四層水上運動中心人員密度為 0.102AA/m² 。大空間一層、二層防火分區(qū)與同層的附屬用房防火分區(qū)之間保持獨立，大空間各層通過自身疏散樓梯疏散，并可滿足疏散寬度需求。為進一步確保人員安全疏散，本項目同時采取以下措施。

本項目建筑內(nèi)消防應急照明和燈光疏散指示標志的集中電源的連續(xù)供電時間不應少于 90min ;水池岸邊、疏散走道及主要疏散路徑的地面上應增設能保持視覺連續(xù)的燈光疏散指示標志，設置間距不大于 3m ；水上體育運動中心大空間內(nèi)采用特大型的疏散指示標志（長邊D大于等于 1000mm ）。水上運動中心大空間內(nèi)的疏散照明的地面最低水平照度不應低于 5.0lx ；樓梯間及前室、走道內(nèi)疏散照明的地面最低水平照度不應低于 10.0lx 。疏散指示標志應設置必要的防水措施，其防護等級應符合IP67要求，并使用安全電壓。水池區(qū)域岸邊每側(cè)增設輔助人員上岸設施，以加快緊急情況下的泳池人員撤離，如救生桿、救生繩。水上訓練設施設置復位設施，確保緊急情況下人員可快速逃至岸邊地面。同時，對內(nèi)部的裝修材料和保溫材料進行控制，如大空間內(nèi)頂棚、墻面應采用A級裝修材料，水池岸邊設施應采用不低于B1級裝修材料制作，水上運動設施燃燒性能不應低于B1級，外墻保溫系統(tǒng)應采用燃燒性能不低于A級的保溫材料。

4.消防設施

大空間采用自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)，具備柱狀和霧狀轉(zhuǎn)化功能，可實現(xiàn)自動、消防控制室遠程手動和現(xiàn)場應急手動功能，并保證任意一點不少于2臺保護。附屬用房區(qū)域各功能房間噴頭設置為快速響應噴頭。在各水池岸邊、走道、門廳、房間等明顯、便于取用的地點按嚴重危險等級配置通用型滅火器。大空間采用雙波段圖像型火災探測系統(tǒng)、線型光束感煙火災探測器兩種不同型式的火災探測器進行火災探測。疏散樓梯間及前室、避難走道內(nèi)設置機械加壓送風系統(tǒng)；大空間內(nèi)采用自然排煙的形式，排煙窗可手動和火災報警聯(lián)動開啟。除已采取的消防滅火設施外，各層強弱電配電豎井及配電小間等全面設置自動滅火系統(tǒng)。同時，根據(jù)設計方提供的CAD圖紙以及火災場景的設置情況，建立本項目的模型，結(jié)合火災場景利用相關軟件，從4個疏散場景分別對本體育場館疏散情況進行模擬分析。結(jié)果表明，在提出的消防策略得到實施的前提下，建筑內(nèi)相應消防設施系統(tǒng)有效地發(fā)揮作用時，人員可在危險來臨前疏散至安全區(qū)域，可達到設定的消防安全目標。

結(jié)語

本文通過對體育館的消防設計難點進行分析并提出相關的設計策略。特別是對于大空間、多功能需求的體育館，通過滿足消防安全性與功能性相結(jié)合的要求，以期為同類型項目提供參考。

參考文獻

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