重慶來福士廣場(chǎng)空中連廊消防設(shè)計(jì)

孫曉乾

（奧雅納工程咨詢（上海）有限公司，上海 200031）

重慶來福士廣場(chǎng)空中連廊消防設(shè)計(jì)

孫曉乾

（奧雅納工程咨詢（上海）有限公司，上海 200031）

該文針對(duì)重慶來福士廣場(chǎng)特殊的空中連廊設(shè)計(jì)，在調(diào)研國(guó)內(nèi)外案例的基礎(chǔ)上，提出了諸多創(chuàng)新的消防設(shè)計(jì)理念，解決了防火分隔、人員疏散和排煙設(shè)計(jì)難題，達(dá)到了消防安全與建筑設(shè)計(jì)的有機(jī)統(tǒng)一。該項(xiàng)目的消防設(shè)計(jì)堪稱連廊類建筑消防設(shè)計(jì)的典范。

空中連廊；超高層建筑；整體消防設(shè)計(jì)；疏散緩沖

0 引言

超高層建筑在過去10年來是中國(guó)建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)的熱點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)有100m以上的高層建筑已達(dá)數(shù)千幢，僅上海就有500多幢，多國(guó)多地都已出現(xiàn)300m以上的摩天大樓[1]。近年來，架空連橋式建筑在超高層建筑中不斷涌現(xiàn)，其典型建筑特點(diǎn)是在高空連接兩棟或多棟塔樓，實(shí)現(xiàn)不同塔樓在空中交互連通的同時(shí)，也最大程度利用高空的觀景優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也帶來了消防設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。本文以重慶來福士項(xiàng)目為例，探討了空中連廊建筑的消防設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)及解決思路。

1 項(xiàng)目概況

重慶來福士是目前國(guó)內(nèi)最大的商業(yè)綜合體項(xiàng)目之一，項(xiàng)目基地位于朝天門廣場(chǎng)與解放碑之間，東西側(cè)直接面向嘉陵江和長(zhǎng)江，北側(cè)直接與現(xiàn)有的朝天門廣場(chǎng)連接。該項(xiàng)目由六棟高層建筑、空中連廊、六層商業(yè)建筑和三層地下室組成，是集大型購(gòu)物中心、高端住宅、辦公樓、公寓式酒店和酒店為一體的綜合體項(xiàng)目。空中連廊橫跨塔樓T2、T3S、T4S及T5的頂部，且與塔樓T4N水平相連，觀景天橋分3層，自下往上分別為設(shè)備層/避難層、主層和夾層，其主要功能有觀光區(qū)、高級(jí)餐廳、咖啡廳、酒店接待、會(huì)所等。項(xiàng)目整體效果圖如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目整體效果圖

空中連廊效果圖和平面圖分別如圖2和圖3所示，圖3中不同顏色代表不同功能。空中連廊全長(zhǎng)約300m，寬約28m，距平頂層高度約為200m。空中連廊的結(jié)構(gòu)主要為鋼結(jié)構(gòu)，外側(cè)設(shè)計(jì)有玻璃幕墻，采用曲面屋頂造型。這種特殊的連廊設(shè)計(jì)是目前處方式規(guī)范所不能完全涵蓋的，這就需要基于建筑特點(diǎn)，研究創(chuàng)新的消防設(shè)計(jì)理念，解決此類空間的防火分隔設(shè)計(jì)、人員疏散設(shè)計(jì)和排煙設(shè)計(jì)問題，使其設(shè)計(jì)達(dá)到與規(guī)范一致甚至高于規(guī)范的消防安全水平的同時(shí)，達(dá)到消防安全與建筑設(shè)計(jì)的有機(jī)統(tǒng)一。

圖3 空中連廊主層和夾層平面圖

2 防火分隔設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目空中連廊按照不大于2000m2劃分防火分區(qū)，空中連廊主層和夾層相連通區(qū)域的面積疊加計(jì)算，將空中連廊主層和夾層共劃分為6個(gè)防火分區(qū)，如圖4所示。防火分區(qū)劃分方式盡可能采用防火墻和火災(zāi)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉的甲級(jí)防火門；鑒于空中連廊特殊的曲面屋頂造型，對(duì)于局部由于功能連續(xù)性要求的酒店大堂和餐飲區(qū)域，難以采用防火卷簾等對(duì)于建筑截面要求較高的防火分隔形式。為實(shí)現(xiàn)建筑功能連續(xù)性與消防安全性的統(tǒng)一，經(jīng)科學(xué)分析研究，提出了采用4m高固定防火分隔措施進(jìn)行分隔的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，如圖 5所示，采用此分隔方式時(shí)，防火玻璃兩側(cè)加噴淋保護(hù)，且留足適當(dāng)寬度不布置任何功能。

另外，空中連廊下部設(shè)有專用避難層，避難區(qū)域采用耐火極限不低于3h的防火墻，以及耐火極限不低于2h的樓板與周邊用房進(jìn)行分隔；主層樓板的耐火時(shí)間提升到2h，作為加強(qiáng)措施。

3 人員疏散設(shè)計(jì)

空中連廊橫跨T2、T3S、T4S及T5頂部，其特殊位置導(dǎo)致空中連廊內(nèi)樓梯無法直接通向平頂層室外區(qū)域。充分考慮到其特殊位置，空中連廊的人員疏散策略分為兩個(gè)階段，如圖6所示。

（1）階段1：空中連廊人員通過15部疏散樓梯（總寬度20.2m）疏散至空中連廊的避難層，空中連廊基于規(guī)范和同類項(xiàng)目數(shù)據(jù)確定設(shè)計(jì)人數(shù)，通過優(yōu)化各功能區(qū)面積，將其總?cè)藬?shù)限定在1800人以內(nèi)。

（2）階段2：人員經(jīng)避難層疏散至平頂層。空中連廊人員經(jīng)避難層和塔樓樓頂轉(zhuǎn)換樓梯，進(jìn)入到塔樓T2/T3S/T4N/T4S/T5核心筒樓梯，進(jìn)而通過塔樓的樓梯疏散至平頂層，五棟塔樓樓梯共10部，總寬度12m。

那么與空中連廊相連的五棟塔樓內(nèi)總共12m的疏散寬度，小于空中連廊內(nèi)部的疏散樓梯總寬度20.2m，這種獨(dú)特的疏散轉(zhuǎn)換和分階段疏散策略是否安全呢？我們提出了對(duì)比分析法來評(píng)判其安全性和合理性。對(duì)比分析法的核心是：在保證總面積和總?cè)藬?shù)維持不變的前提下，將空中連廊的面積按比例分配到與其相連的五棟塔樓上方，則形成了相互獨(dú)立的多棟塔樓，該“假定設(shè)計(jì)”是目前處方式規(guī)范所能涵蓋的，如果能證明二者的疏散安全度相當(dāng)，則可以證明目前空中連廊設(shè)計(jì)的人員疏散安全性。將空中連廊的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)多棟獨(dú)立塔樓設(shè)計(jì)（假定設(shè)計(jì)）相比較，如圖 7和圖8所示，并對(duì)比分析兩種設(shè)計(jì)的疏散時(shí)間，以驗(yàn)證空中連廊現(xiàn)有設(shè)計(jì)的疏散安全性。通過對(duì)兩種設(shè)計(jì)分別整體進(jìn)行計(jì)算機(jī)疏散模擬分析，發(fā)現(xiàn)二者的人員疏散時(shí)間幾乎一致，這也說明了空中連廊的設(shè)計(jì)在疏散安全上等效于傳統(tǒng)的多棟獨(dú)立塔樓設(shè)計(jì)。

圖7 空中連廊設(shè)計(jì)

圖8 傳統(tǒng)多棟獨(dú)立塔樓設(shè)計(jì)（假定設(shè)計(jì)）

為了進(jìn)一步提高空中連廊的疏散安全性，提高火災(zāi)下的人員疏散效率，空中連廊設(shè)置4部輔助疏散電梯作為加強(qiáng)措施。輔助疏散電梯布置于T2/T4S/T5塔樓核心筒內(nèi)，具體位置參見圖9。疏散電梯在塔樓各樓層均不開設(shè)門窗洞口，火災(zāi)時(shí)位于T2及T5塔樓核心筒內(nèi)的疏散電梯僅停靠空中連廊避難層以及平頂層；位于T4S核心筒內(nèi)的疏散電梯僅停靠空中連廊避難層以及首層。

圖9 消防電梯及疏散電梯位置

4 防排煙設(shè)計(jì)

空中連廊空間開闊，屬于大空間建筑，在研究中對(duì)比分析了自然排煙和機(jī)械排煙兩種方式，兩種排煙方式的設(shè)計(jì)概念如圖10所示。通過數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，由于該區(qū)域處于兩江交匯處，在空中連廊高度處的外界風(fēng)向復(fù)雜，外接風(fēng)對(duì)排煙的影響較大，因此，在排煙方式的選擇上，采用機(jī)械排煙，可以有效降低外界風(fēng)對(duì)排煙的影響。作為加強(qiáng)措施，為了更好地組織排煙氣流，在低位設(shè)置自然補(bǔ)風(fēng)口，為了較小外界氣流對(duì)補(bǔ)風(fēng)的影響，在主層樓板下沿著外幕墻設(shè)置補(bǔ)風(fēng)管，起到整流氣流的作用。

圖10 空中連廊自然排煙和機(jī)械排煙設(shè)計(jì)概念對(duì)比

5 結(jié)語

本文針對(duì)具體項(xiàng)目，探討了空中連廊的消防設(shè)計(jì)思路，為解決防火分隔、人員疏散和排煙設(shè)計(jì)難題，提出了一點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與同行交流。需要說明的是，消防設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)和整體的觀點(diǎn)，從整體消防安全角度綜合考慮各個(gè)要素，以達(dá)到安全性、可靠性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB50016-2014，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[2]李曉星.超高層建筑消防安全現(xiàn)狀及防火對(duì)策[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016(16).

[3]劉君梅.日本超高層建筑的防火防災(zāi)對(duì)策[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2011(10)：74-75.

[4]楊渭根.從美國(guó)9·11事件談北京CBD超高層建筑群等防災(zāi)安全問題[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2002（3）：10-14.

[5]曹承屬，王曄.超高層建筑的防災(zāi)疏散策略探討[J].建筑電氣，2010，29(s1).

Fire Protection Design of Air Corridor of Chongqing Raffles City Square

In this paper,quite a few innovative concepts for fire protection design are proposed based on the special air corridor design of Chongqing Raffles City Square and researches of abundant cases at home and abroad,solving the thorny problems of fire partition,evacuation and smoke exhaust design and realizing the organic unity of fire safety and architectural design.The fire protection design of this project can be regarded as a model one for corridor buildings.

air corridor;super high-rise building;overall fire protection design;evacuation buffering

TU998.1

A

1671-9107（2017）12-005-03

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.12.05

2017-11-06

孫曉乾（1981-），男，博士，高級(jí)工程師，奧雅納中國(guó)區(qū)消防與風(fēng)險(xiǎn)業(yè)務(wù)助理董事，長(zhǎng)期從事建筑防火和防災(zāi)方面的設(shè)計(jì)、咨詢?cè)u(píng)估和研究工作。

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅