大型商業綜合體室內步行街消防設計分析與探討

馮俊峰，蔡海宇

(杭州市消防支隊，浙江 杭州 311000)

大型商業綜合體室內步行街消防設計分析與探討

馮俊峰，蔡海宇

(杭州市消防支隊，浙江 杭州 311000)

對于室內步行街消防設計難點問題進行分析，以杭州市城西銀泰購物廣場室內步行街消防設計為例，分析了其平面布置、防火分隔、安全疏散、防排煙設計等防火措施，并通過性能化分析，論證了其措施的有效性。同時，結合工作實際，提出了意見和建議，對于室內步行街消防設計具有一定的現實指導作用。

室內步行街；消防設計；性能化

0 引言

近年來，全國各地相繼出現了大量大型化、高端化的商業綜合體，其建筑形式打破了傳統商業模式，由單一業態發展成為集百貨、娛樂、餐飲、影院、休閑健身等功能于一體的大型綜合性商業場所。以杭州為例，到2016年，杭州超過10萬 m2的商業綜合體項目將由現有的32個達到90余個，其中超過15萬 m2的將會有21個[1]。室內步行街作為大型商業綜合體的最重要空間構成方式，其防火措施有效性是商業綜合體消防設計的核心內容。

1 室內步行街消防設計主要難點問題

1.1 室內步行街貫通區域防火分隔、分區問題

大型商業綜合體室內步行街區域往往會設置多個不同凈空高度及開口面積的中庭貫通，且存在中庭上下層互不對齊情況，難以采取防火卷簾分隔的方式，層層疊加的防火分區面積遠遠超過規范規定的最大分區面積。如何在維持步行街內部建筑美觀、視覺開敞要求下，通過步行街區的功能定位及裝修材料限制，與周邊商鋪進行有效分隔，確定兩側商鋪間距、回廊及連廊寬度等防火措施，增加步行街區域的安全性，并通過性能化等手段分析論證設計方案是否滿足與現行規范的等效安全，是需要重點解決的問題。

1.2 大空間排煙問題

步行街區域往往空間巨大，內部通過多個中庭開口相通，且步行街內設有大量的連廊及回廊；部分項目會出現中庭高度超過30 m的情況。如按照現行規范采用機械排煙的方式，需要設置大量防排煙風機及管道，嚴重影響建筑的整體性，且由于建筑結構的影響、設備可靠性的影響，其防排煙效果大大降低，難以確保步行街區域的人員安全。如何利用步行街區域屋頂良好的自然排煙條件及安全有利的儲煙空間，實現步行街區域良好的防排煙效果，也是需要重點解決的問題之一。

1.3 步行街區域的疏散問題

步行街區域空間體量大、建筑空間開敞通透的特點，對人員匯集、疏散有明顯的導向作用，因此如何定位步行街區域功能、合理確定內部人員疏散及周邊商業區疏散策略，對整個綜合體人員安全疏散至關重要。

1.4 大空間報警及滅火系統

由于步行街區域空間大，中庭形態復雜多樣，熱障、層化、氣化等現象對于空間內的自動探測系統和滅火系統的有效性、可靠性提出了更高的要求，如何根據項目特點有針對性地設置火災自動報警系統及滅火設施就顯得十分重要。

2 杭州城西銀泰購物廣場室內步行街消防設計實例分析與探討

2.1 項目基本概況

杭州城西銀泰購物廣場總建筑面積為39.4萬m2，其中商業面積162 016 m2，其余為酒店、辦公、汽車庫及配套用房，是集大型購物中心、休閑運動設施、延伸教育服務、辦公、商務酒店于一體的大型城市綜合體。項目由A～F六棟塔樓與E樓四層裙樓組成，室內步行街設置在E樓裙樓及地下一層區域，通過步行街貫通的商業面積為87 020 m2，其中步行街一體空間的建筑面積為21 741 m2(地下一層至四層各層面積為：2 537 m2、6 794 m2、 4 615 m2、4 545 m2、3 250 m2)，步行街首層中心線長度為341 m，最高點高度為26.0 m，步行街兩側設有百貨、服裝、餐飲、娛樂、影院等功能。

2.2 項目采取的防火措施

2.2.1 步行街公共區域的功能定位

考慮整個步行街區域的消防策略制定，本項目室內步行街定位為人員疏散“準安全區”(在大空間建筑形式內火災荷載較小的半室外、下沉廣場，或者無固定火災荷載、火災后受煙氣影響較小的公共區域[2])，其功能定位僅限于人員流通及疏散空間，不得引入任何固定可燃物。步行街頂棚、墻面、地面的裝修均應采用不燃材料；地面設置的供顧客休息的座椅，應采用不燃、難燃材料；對于高空及周邊商鋪里面設置的大面積LED顯示屏及其他電器設備，應采用不燃或難燃材料，以確保自身不會發生燃燒或被引燃后切斷電源即不會造成大面積的蔓延燃燒。

2.2.2 步行街防火分隔方案

針對步行街的具體情況，可采用如下方案進行防火分隔：(1)該項目步行街寬度的平均尺寸大于15 m，步行街兩側間距作為天然分隔措施能達到兩側商鋪之間分隔要求。(2)面向步行街店鋪開口處應采取鋼化玻璃+1 h加密噴淋保護的分隔方式；在敞開式店鋪入口處應采用防火卷簾分隔，火災時聯動降落。(3)店鋪與步行街之間的分隔措施應保持連續性，若采用玻璃門，每個店鋪開向步行街的門不應超過2個，每扇門凈寬不超過2 m，且玻璃門上部至室內吊頂應留有不小于500 mm的空間用作儲煙倉。(4)步行街同側店鋪間應采用耐火極限不小于2 h的隔墻進行分隔，隔墻應設置到上層樓板頂板。(5)商鋪內依據規范設置噴淋、報警、機械排煙系統。

2.2.3 步行街煙氣控制方案

在頂棚設置足夠面積的自然排煙窗，通過可靠的聯動啟動使步行街形成一個火災情況下等同室外的準安全空間。開窗面積取步行街地面面積的25%(在計算步行街首層面積時，兩側建筑間距大于13 m時，按13 m計算；首層與地下一層開口部位不折算)。自然排煙窗平時關閉，火災時聯動自動打開，斷電后應自動打開，屋面現場設手動開啟裝置。屋頂自然排煙窗應均勻布置。同時在地下及首層均設置自然補風及機械補風，各補風口均應常開或在火災情況下聯動開啟。

2.2.4 疏散設計方案

在整層疏散總寬度滿足要求的前提下，步行街周邊商業各防火分區內設置的獨立樓梯滿足其疏散寬度70%的要求，其余30%通過疏散到相鄰防火分區解決。同時，通過火災模擬驗證人員疏散所需時間是否小于可用疏散時間(tRSET

2.2.5 步行街內消防系統

步行街大空間區域采用帶霧化功能的自動水炮滅火系統，商鋪及回廊、連廊區域均設置噴淋系統。步行街及周邊商鋪的報警設施設計及聯動關系為：商鋪或餐廳感煙探測器，按照《火災自動報警系統設計規范》要求進行聯動；回廊感煙探測器(煙氣蔓延至回廊)，按照《火災自動報警系統設計規范》要求進行聯動，同時打開屋頂排煙窗；中庭紅外對射探測器(煙氣蔓延至中庭頂部)，參考《火災自動報警系統設計規范》要求進行聯動，同時打開屋頂排煙窗。

2.3 性能化分析情況

2.3.1FDS煙氣模擬分析

為了較為全面、客觀地分析該項目步行街區域的煙氣流動，利用FDS軟件建立了火災模型，并設置了4種不同類型的火災場景，進行了煙氣模擬分析。FDS軟件能夠在模擬中再現實際火災的動作時序，與真實火災的相似性很大[3]。

通過FDS火災模擬分析，得出了4種不同火災場景下可用安全疏散時間tASET，見表1。

2.3.2 人員疏散分析

項目的人員疏散采用RJA公司開發的PathFi-nderTM圖形界面動態疏散模擬軟件進行分析，PathFinder采用典型的水力模型和行為模型，綜合考慮人與人、人與建筑之間的相互作用，能夠較準確地反映火災時人員疏散的真實情況，人員所需疏散時間通過下列公示計算得出[4]：

表1 4種不同火災場景下可用安全疏散時間tASET

(1)

其中，td為探測時間，步行街取60s，商鋪取230s；ta為報警時間，步行街取120s，商鋪報警時間取10s；to+ti為疏散延遲時間，取180s；te為疏散行動時間，通過疏散模擬軟件PathFinder分析得出；k為安全系數，取1.5。

模擬計算中，設置地下一層步行街發生火災(煙氣影響區域大，氣流走向復雜，排煙面積要求高)及首層步行街發生火災(受影響區域人數多，首層疏散出口易造成擁堵)兩種最不利疏散場景，并得出了各場景下的疏散所需時間tRSET，見表2。

表2 各場景下人員疏散時間總結

2.3.3 對比分析

按照性能化設計提出的人員安全疏散量化“時間線”，只有當可用安全疏散時間tASET大于人員所需安全疏散時間tRSET時，才能確保人員疏散安全[5]。該項目各種場景下人員疏散安全性分析，見表3。

表3 4種場景下步行街區域人員疏散安全性分析

針對地下一層步行街火災場景F2(4MW)情況采取的措施為：地下一層中庭區域不應作為室內步行街一部分，應劃分單獨的防火分區(防火分區面積1 726m2)，火災時左側卷簾下降與其他公共區域分隔，內部設置獨立的機械排煙系統。

3 結論

通過對室內步行街消防設計難點問題以及現實案例的分析研究，結合筆者在建設工程消防設計審批中的工作經驗，對大型商業綜合體室內步行街相關消防設計提出以下意見及建議：

3.1 基于“準安全區”的室內步行街消防設計策略，其步行街區的功能定位應僅限于“通行功能”，其裝修裝飾材料應采用不燃或難燃材料。在使用過程中，應加強消防監督管理，嚴禁在步行街區域內設置商業經營功能或放置可燃物。

3.2 按照不同防火單元，確定與步行街間的防火分隔措施，實現步行街區域與商鋪間的有效防火分隔。對于面積小于300m2，且火災荷載較小的防火單元，可采用鋼化玻璃+1h加密噴淋保護的分隔方式；而對于面積和火災荷載較大的“主力店”、“次主力店”，應采取更嚴格的防火分隔措施，如采用C類防火玻璃+加密噴淋保護、防火卷簾、防火墻加防火門等，確保商鋪火災不會快速向步行街區蔓延。

3.3 合理設置步行街各層開口區形狀、控制連廊凈寬。步行街內開口部位應盡量在垂直方向上保持一致，或盡量做到上大下小并應控制開口區內連廊的凈寬，以免煙氣在底部樓層往上攀升過程中撞到上部樓板或連廊，形成附加的陽臺型羽流，導致煙氣無法順利從屋頂排出，影響人員疏散及生命安全。

3.4 加強室內步行街區域的防滅火設施設計。為了保證加密噴淋的可靠性，建議加密噴淋的消防泵單獨設置；同時，為了加強大型綜合體火災撲救，可考慮在步行街兩端及出入口處設置獨立的消火栓立管，并設置水泵接合器，以備建筑內消防設施失效時，消防部門直接供給滅火救援用水。

3.5 疏散所需時間計算表明，火災的及早探測及報警對人員贏得寶貴的疏散時間非常關鍵，因此建議：平時應安排人員巡邏，保證一旦發生火災能快速發現；報警系統采用控制中心報警系統，以對火情做出快速反應并指導人員快速逃生。

3.6 對于大型商業綜合體室內步行街區域，人員對逃生路線不熟悉，建議在步行街區域配備智能型燈光疏散指示標志及導流指示標志，火災時引導人員迅速逃生。

3.7 室內步行街的總體消防安全很大程度上取決于大量消防設施的正常動作，消防設施種類多，功能復雜，建設單位在使用過程中應確定專人做好定期的維護保養，確保消防設施的完好有效。同時，應制定切實可行的滅火及應急救援預案，確保火災規模的有效控制及人員的安全疏散。

[1] 龔方正.杭州市區域性商業綜合體發展趨勢[EB/OL].

[2] 馬千里.大型商業建筑綜合防火設計方法研究[D].西安:西安建筑科技大學,2011.

[3] 范維澄,孫金華,陸守香,等.火災風險評估方法學[M].北京:科學出版社,2004.

[4]BS7974:2001,ApplicationofFireSafetyEngineeringPrinciplestotheDesignofBuildings,CodeofPractice[S].

[5] 倪照鵬,王志剛,沈奕輝.性能化消防設計中人員安全疏散的確證[J].消防科學與技術,2003,22(5):375-378.

(責任編輯 李 蕾)

An Analysis and Discussion of the Fire Design of an IndoorPedestrian Street in a Large-scale Commercial Complex

FENG Jun-feng, CAI Hai-yu

(HangzhouMunicipalFireBrigade,ZhejiangProvince311000,China)

This paper analyzes the difficulties in the fire design of an indoor pedestrian street and makes a research based on the city-west YinTai shopping mall in Hangzhou. Through a performance-based analysis, the paper verifies the feasibility of the fire prevention measures in terms of the plane layout, the fire compartment, the safety evacuation and the smoke control design in YinTai shopping mall. At the same time, combined with practical work, the paper proposes some suggestions on the Fire design of an indoor pedestrian street.

large-scale commercial complex indoor pedestrian street; fire design; performance-based design

2015-01-15

馮俊峰(1984— )，男，浙江義烏人，工程師； 蔡海宇(1982— )，女，浙江溫州人，工程師。

TU998.1

A

1008-2077(2015)04-0061-04