商業建筑防火設計探究

【摘要】隨著商業建筑結構形式的多樣化，傳統的商業建筑防火設計已不能滿足其防火要求。性能化防火設計能滿足現代商業建筑的防火要求，性能化的防火設計在我國仍處于起步階段，本文研究了性能化防火設計的基本要求，為以后的研究奠定了基礎。

【關鍵詞】商業建筑；性能化；防火設計

1、商業建筑防火設計研究的現狀

隨著建筑結構形式的多樣化發展，傳統的防火設計越來越不能滿足結構形式的腳步。在20世紀80年代，西方國家就傳統的防火安全設計體系進行了改革，提出并制定了以性能化為基礎的消防安全設計概念，防火安全設計體系的改革突破了傳統規范的約束，在防火設計中擁有更大的靈活性，使商業建筑防火設計有更加科學的設計依據。

商業建筑承擔了多種功能，我國學者對商業建筑防火設計的研究并不深入，在性能化防火設計中，我國并沒有提出系統、完整研究策略。對商業建筑性能化防火設計，我國仍處于起步階段。

2、商業建筑火災的危害性研究

分析火災的危害性是性能化防火設計的基礎，建筑物內發生火災一般會造成建筑物內可燃物的燃燒，燃燒時將產生煙氣、熱輻射、恐慌和踩踏等事件。商業建筑防火就是以發生的事故為基礎進行性能化設計的研究。在火災的危害中最致命的因素是煙氣，煙氣對人類的傷害是最大的。火災中的危害主要包括毒氣蔓延、遮蔽視線和高溫灼熱三方面。

2.1 毒氣蔓延

火災中產生的毒氣是造成人員傷亡最主要的因素，在發生火災后建筑物內部一般會產生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、氯化物等有害氣體。當這些氣體的濃度在空氣中的含量小于0.1%時，人會在8小時后作嘔、頭痛；濃度達到0.1%～1%時，人會在20～30分鐘內死亡；濃度大于1%時，人呼吸幾次后將會失去知覺，1～2分鐘內死亡。

2.2 遮蔽視線

火災產生的大量濃煙將會在人員疏散時帶來視覺的障礙。在商業建筑中，受災人員對周圍的環境不清楚，而且商業建筑結構復雜，受災人員在能見度低的情況下更容易迷失方向，找不到疏散出口，產生恐慌，造成踩踏事件。同時，煙氣的彌漫給消防救災人員的救援增加難度。

遇到火災又產生視覺障礙，增加受災人員的恐慌，在疏散時容易發生踩踏事件，在疏散出入口產生滯留現象。在設計時必須著重考慮這種情況。

2.3 高溫灼熱

火災初期，煙氣的溫度能達到300℃左右，這樣的高溫環境會灼傷受災被困人員，甚至產生昏厥現象。如果火焰沒有得到有效地控制，火災將進一步擴展，燃燒加劇，煙氣的溫度將達到1000℃左右，這樣的超高溫度將造成鋼結構或混凝土中的鋼筋的損壞，形成結構的垮塌。

在《建筑消防技術與規范》中表明，當熱輻射強度達到10KW/m2時，人體的承受時間只有4秒，在這樣的極限環境中，受災人員是不能進行疏散避難，更不能等到消防人員的救援。因此，在商業建筑中，在一定的安全時間內受災人員能夠快速疏散，在設計中，必須有兩個以上的疏散門、疏散通道。

3、商業建筑性能化防火設計

3.1 性能化防火設計的定義

性能化防火設計是在消防安全工程學方法和原理的基礎上，借助計算機數字技術的平臺，形成了建筑消防評估方法。性能化防火設計是根據具體建筑進行分析，運用計算機軟件建筑建筑物的數字模型，然后根據建筑物的具體情況分析建筑物內可燃物的分布情況，選擇計算場景，并確定不同場景下的關鍵參數，進一步模擬火災情境下的溫度、煙氣、一氧化碳、二氧化碳及可視范圍等的分布圖，數字模擬受災人員的疏散時間和狀況。最后得出量化結論和建筑防火方案的修改意見。

性能化防火設計特別適用于大型、復雜、大空間、大跨度的公共建筑物。通過模擬具體環境下設定的火災場景，借助計算機軟件對其進行數字模擬，對建筑物進行性能化的安全分析，最后得出性能化優化設計方案。保證了設計方案優化的同時，增加了設計的靈活性。

3.2 商業建筑性能化防火設計的優點

性能化防火設計與傳統的設計方法比較有很多有點，最大的有點就是能夠運用計算機軟件對建筑物的具體情況進行模擬分析，并結合相應的防火技術滿足建筑物的防火要求。

首先，對商業建筑防火設計的戰略而言，性能化的防火設計是一種新型的、整體的、全面的消防戰略。性能化的消防設計解決了傳統單一層面的設計片面性的缺點，把建筑消防設計作為一個整體考慮；滿足現代結構復雜的建筑的消防設計的要求，傳統的設計策略一般不能滿足消防設計的要求。

其次，對商業建筑防火技術而言，性能化消防設計以實現特定消防安全為目標，通過數字分析工具對建筑物進行試驗計算，得到最有效的防火途徑，發揮設計人員的主觀創造性；在進行數字分析時，使用的分析工具種類多，提高了防火設計的精度和廣度。

3.3 商業建筑性能化防火設計的安全目標

商業建筑性能化防火設計的安全目標主要是分析建筑物內存在的消防漏洞，并提出相應的解決方案，防止建筑物發生火災時的蔓延和擴散，保證人在安全的時間內從疏散通道內成功疏散，保護人的生命財產安全。其具體的安全目標如下：保證火災煙氣得到有效控制，排除建筑物內大量的熱氣，減少對建筑物的損害；組織火災的蔓延和擴大，一面遭受更大的人身財產的損失，設計時設置必要的消防設施（消防門），保護臨近建筑物的財產不受火災的影響；保證建筑物內的人員在安全的條件下、在安全的時間內疏散到安全的區域，使受災人員的的生命財產安全不受煙氣的傷害；設置救援通道，保障消防救災人員的救援工作順利展開，為消防救援人員提供安全通道和安全區域。

4、商業建筑性能化防火設計的策略

在商業建筑性能化防火設計的策略中，亞安全區策略是性能化防火設計的核心問題，在性能化防火設計中，結合獨立的防火單元和防火隔離帶等共同制定商業建筑的防火設計策略。

商業建筑一般空間大，按照防火規范的要求使用防火墻或防火門對空間進行分區，滿足防火要求的同時把寬曠的空間分隔成獨立的防火單元。火災發生時，將空間的防火門拉下形成一個個獨立的防火單元，有助于隔斷火源。

總結：

現代化建筑的結構形式越來越復雜，對建筑防火要求越來越高，在商業建筑設計過程中必須滿足防火的規范要求，再對建筑功能進行設計。性能化的防火設計對能有效的滿足現代商業建筑的需求，將在未來的研究中逐漸成熟。

參考文獻：

[1]胡克旭，高皖揚.商場火災危害性淺析[J].四川建筑科學研究，2007（4）：78-80.

[2]姜波，大型商場火災危害性及滅火對策[J].科技傳播，2011（17）：21

作者簡介：

姓名：亓智群（1983.04.22）；性別：男，籍貫：山東省萊蕪市，學歷：本科，畢業于山東建筑大學；現有職稱：中級工程師；研究方向：建筑節能設計。