大型城市綜合體消防設計難題及對策研究

鄭梅華，陳貽來

(長沙市消防支隊，湖南 長沙 410011)

大型城市綜合體消防設計難題及對策研究

鄭梅華，陳貽來

(長沙市消防支隊，湖南 長沙 410011)

由于大型城市綜合體建筑規模和尺度巨大、功能復雜，在設計和建設過程中面臨著諸多的難解問題，其消防設計問題成為理論界和實務界關注的熱點。針對這類建筑存在的典型問題，通過對工程實例進行分析，提出了建立“臨時安全區”、增設消防設施等解決對策，可為大型城市綜合體的消防設計提供有益的借鑒和指導。

大型城市綜合體；消防設計；臨時安全區

0 引言

城市綜合體(urban complex)就是將城市中的商業、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會議、文娛和交通等城市生活空間的三項以上進行組合，并在各部分間建立一種相互依存、相互助益的能動關系，從而形成一個多功能、高效率的綜合體。隨著我國經濟的快速發展，大型城市綜合體越來越多地出現在各地的城市中心。由于大型城市綜合體具有單一空間面積大、凈空高、人流集中、暫時性人員密度大等特點，導致這類建筑的防火設計往往難以滿足現行防火規范的要求，存在諸多防火設計難題。如何解決大型城市綜合體建筑防火設計所面臨的問題，成為建筑界共同關注的熱點。

1 常見的消防設計難題

由于綜合體建筑規模和尺度巨大、功能復雜，在建筑設計中如按現行國家規范來設計很難達到其應有的功能，主要是在防火分隔、安全疏散、大空間內的消防設施等方面難達到規范要求。通常消防設計的總體目標是：通過設計使火災發生時保證火災區域的人員能夠及時疏散到安全區域，并減少對建筑物內非火災區域人員安全的影響；對大面積的空間進行防火分隔，包括水平方向分隔和豎直方向分隔，防止火災在建筑物內大范圍蔓延，減少火災造成的財產損失；將火災控制在較小范圍內，為消防救援和滅火戰斗創造有利條件。為解決以上難題，目前一般通過綜合防火設計理念和方法，并應用先進的消防技術，以提高建筑的消防安全綜合技術水平。

2 解決方案

2.1 針對防火分區擴大的消防設計策略。(1)對于可燃荷載密集或火災危險性大的功能區域，如汽車庫、設備機房、倉庫以及辦公、大型商業的主力店等區域，采取防火墻、防火卷簾及防火門等方式與其他區域進行防火分隔，使其成為不同的防火分區。(2)對于公共區域內開敞、無法按規范進一步劃分防火分區的大空間場所內的高火災荷載或高危險且有較低屋蓋區域(如步行街兩側店鋪、電影院內的廳室)，通過采取防火單元方式將火災煙氣控制在較小范圍內，防火單元內設置火災自動報警系統、自動滅火系統和防排煙系統，防火單元與公共人流空間進行適當的防火分隔。(3)對于公共區域內開敞、無法按規范進一步劃分防火分區的大空間場所內的低火災荷載且無屋蓋區域(如小型水吧等)，應通過采取控制可燃荷載數量和保持一定的安全防火分隔距離以使初期火災規模較小，且不會導致火災蔓延擴大。各區域內合理設置火災自動報警系統、自動滅火系統以及防排煙系統等消防設施，以實現早期探測滅火、控制火災規模、防止煙氣擴散、利于人員及早疏散、保證人員疏散安全的目標。

2.2 針對人員疏散問題的消防設計策略。(1)設計時應合理地確定人員荷載和疏散寬度，對于特定的區域應提供足夠的疏散寬度，保證各個區域人員火災時能夠迅速離開火災區域進入安全場所。對無法滿足疏散距離和疏散寬度的場所通常設置避難走道(“背走道”疏散模式)或臨時安全區(“室內步行街”疏散模式)，保證疏散路徑的安全，但這兩種疏散模式均需要經性能化設計評估合格后方可采納。(2)采取主動消防設施，保證其作為疏散路徑的安全。(3)加強應急照明、疏散指示以及應急廣播的設置。

2.3 針對高大空間消防系統設置的消防設計策略。(1)大空間區域應合理選擇防排煙方式，按空間尺寸、火災規模和一定的清晰高度，合理確定排煙量或排煙開口有效面積。(2)大空間區域應合理選擇設置適用于高大空間的自動滅火系統，對防火分區擴大區域進行防火保護，以控制火災規模，防止火災蔓延擴大。目前應用較多的自動滅火系統包括消防水炮滅火系統、大空間智能滅火裝置以及雨淋系統，水炮系統設計應按《固定消防炮滅火系統設計規范》執行，大空間智能滅火裝置的設計尚無國家標準，可參照部分省市的地方標準執行。(3)大空間區域應根據空間功能用途、凈空高度等因素合理選擇火災自動報警系統。

3 工程實例分析

3.1 項目概況及設計難點

某商業綜合體總建筑面積441 947 m2，底部商業樓(地上六層)，高度30.9 m，其中包括百貨商場、影院、KTV、電玩、兒童娛樂、時尚精品店、室內外步行街等。該項目主要存在以下消防設計難點：

3.1.1 防火分隔難達規范要求。因建筑效果及使用功能的需要，室內步行街未在中庭周圍加設防火卷簾或者防火墻進行防火分隔，各層與中庭相連通的區域作為一個防火分區，其疊加面積為28 072 m2，遠大于《高層民用建筑設計防火規范》(以下簡稱《高規》)第5.1.2條的規定。

3.1.2 疏散距離、疏散寬度難達規范要求。步行街中庭兩側和各主力店單體建筑內部分疏散樓梯在首層的出口設在步行街內，人員需通過步行街公共區域到達室外，部分防火分區疏散距離為36 m，大于30 m，不能滿足《高規》第6.1.7條的規定。同時，部分防火分區的安全出口寬度不能滿足《高規》第6.1.9條及第6.1.10條的規定。

3.1.3 中庭排煙難達規范要求。商業步行街中庭共三層，高約15.6 m，體積為7萬多立方米，室內步行街及中庭未設置機械排煙系統，而高度超過12 m的空間可能產生煙氣“層化”現象，對于室內步行街及中庭是否設置機械排煙系統，以及如何確定其排煙量，還有待進一步探討。

3.1.4 特殊場所難達規范要求。電影放映廳設在五、六層，且最大的放映廳面積約為516 m2，大于400 m2，不能滿足《高規》第4.1.5條的規定。

3.2 解決方案

3.2.1 將步行街設計為“臨時安全區”

將室內步行街設計為臨時安全區，以解決部分疏散樓梯必須疏散到室內步行街內，而不能直接通向室外，以及室內步行街防火分區過大的問題，如圖1所示。通過設置“防火單元”的方式將火災盡量限制在店鋪內，使火災造成的影響局部化，在火災初期，可起到與防火分區一樣的限制火災蔓延的效果。

圖1 臨時安全區示意圖

具體措施如下：(1)以精品店為主對步行街兩側商鋪進行分隔，精品店的面積不宜大于300 m2。若確因功能需要，少量次主力店的面積可放寬。(2)建筑面積小于300 m2的商鋪之間，分隔墻體的耐火極限可為2.00 h；建筑面積大于300 m2的商鋪以及同側相鄰兩個商鋪的總建筑面積大于1 000 m2時，采用耐火極限不低于3.00 h的墻體與相鄰商鋪進行分隔；室內步行街兩側的商鋪，當相鄰兩個或多個商鋪的總建筑面積超過2 000 m2時，每隔2 000 m2采用耐火極限不低于3.00 h防火墻進行分隔，防火墻兩側門窗洞口的水平距離不小于2 m。(3)主力店、百貨商場等其他商業空間，采用防火墻、特級防火卷簾、甲級防火門進行分隔。(4)精品店、輔助用房等開向室內步行街的門在火災時應能自動關閉。采用帶電磁門吸式雙向彈簧門，平時采用電磁門吸使之常開，火災時報警系統切斷電源，從而使門自動關閉，關閉后能從兩側手動開啟并再自動關閉。(5)精品店內均設置感煙探測報警系統、自動噴水滅火系統以及機械排煙系統，其自動噴水滅火系統采用快速響應噴頭；機械排煙系統，按不大于500 m2劃分防煙分區，排煙量按不少于60 m3·m-2·h-1計算確定。(6)室內步行街走道上不放置任何固定可燃物。為防止由于一些移動可燃物(如給店鋪上貨的推車、節日的裝飾、顧客的行李等)發生火災，在步行街2個面積較大的橢圓形中庭內設大空間自動掃描定位噴水滅火系統。(7)步行街內每隔50 m設置室內消火栓和消防軟管卷盤。(8)步行街環廊內設置自動滅火系統、火災探測器、消防應急照明、疏散指示標志和消防應急廣播系統。(9)室內步行街的裝修采用不燃材料，電氣線路使用低煙、無鹵阻燃型電纜。(10)室內步行街和兩側防火單元的機械排煙系統獨立設計。(11)首層不能直通室外的疏散樓梯至室內步行街的走道兩側墻體耐火極限不得低于1 h，通向室內步行街的門應采用乙級防火門。

3.2.2 調整疏散樓梯及疏散出口

按照如下方案對疏散樓梯及疏散出口進行調整：(1)在地下一層超市增設2部疏散樓梯，增設2個疏散出口，將1部普通樓梯改成剪刀梯(相當于2部樓梯)，在1部剪刀梯所在位置設置2部剪刀梯(相當于4部樓梯)，如圖2所示。(2)在地上商業綜合體裙房1～3層的兩部剪刀梯所在位置，分別設置2部并排的剪刀梯(調整后每處相當于4部樓梯)，將1部普通樓梯改成2部并排的剪刀梯(調整后相當于4部樓梯)，將1部普通樓梯改成剪刀梯(調整后相當于2部樓梯)，在第1層增加一個疏散出口，如圖3所示。地上商業綜合體裙房4～6層，將1部普通樓梯改成剪刀梯(調整后相當于2部樓梯)；在娛樂樓四層的KTV房向三層的屋頂開設兩個疏散出口(寬2.0 m)。

圖2 地下一層超市疏散樓梯及疏散出口調整示意圖

圖3 地上商業綜合體裙房1～3層疏散樓梯及疏散出口調整示意圖

同時還應考慮設置輔助疏散出口。相鄰兩個防火分區同時著火的可能性較小，安全出口不足的防火分區應向相鄰防火分區或室內步行街開設甲級防火門作為輔助安全出口，以達到《高規》規定的每個防火分區的疏散出口寬度滿足每百人1 m的要求。每個防火分區的疏散樓梯寬度和直接對外出口之和至少應能達到規范要求的70%，其余的向相鄰防火分區借用。

3.2.3 加強消防設施設置

結合電影院功能及平面布局的特點，為防止火災在影廳之間蔓延，將影廳用耐火極限不低于3.0 h的實體隔墻和甲級防火門設計為獨立的防火單元。將影廳和大堂的排煙量提高至90 m3·m-2·h-1以上，各影廳內自動噴水滅火系統宜采用自動掃描定位噴水滅火系統。

IMAX影廳設2部寬不小于1.8 m的疏散樓梯。為保證夜間疏散的需要，加設疏散引導標志，引導至首層直接對外的疏散樓梯，樓梯間出口處設夜間應急照明。影廳內的室內裝修材料、銀幕、幕簾、座椅等影廳設施材料采用不燃或難燃材料，具體要求不應低于《建筑內部裝修設計防火規范》和《電影院建筑設計規范》的規定。

4 結語

綜上所述，大型城市綜合體的消防設計是當前的重點研究課題，但只要處理得當，還是可以很好地解決相關難點問題。本研究可以為其他大型城市綜合體的消防設計提供有益的借鑒和指導。

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(責任編輯 李 蕾)

A Research of a Large Urban Complex Fire Control Design Problem and Countermeasures

ZHENG Meihua, CHEN Yilai

(ChangshaMunicipalFireBrigade，Hu’nanProvince410011，China)

Due to the large scale and complex functions of a large urban complex, fire control design problems of a large urban complex constitute a challenge in the process of a design and construction. Through the analysis of engineering examples, this paper puts forward the way of establishing “temporary security zone”, and setting up fire control facilities, together with other means to solve the typical problems of this kind of building.

large urban complex; fire control design; temporary security zone

2015-04-02

鄭梅華(1975— )，男，湖南永州人，工程師； 陳貽來(1980— )，男，湖南邵陽人，工程師。

TU998.1

A

1008-2077(2015)10-0057-04