淺談消防設(shè)計在多元化辦公建筑中的應(yīng)用

張建青

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

消防設(shè)計在現(xiàn)代建筑工程中具有舉足輕重的地位，特別是在多元化辦公建筑中。這類建筑多用途、空間復(fù)雜，因此需要更為精細(xì)和全面地消防設(shè)計來確保人員和財產(chǎn)安全。然而，隨著科技進(jìn)步和人們對工作環(huán)境多樣性的需求增加，多元化辦公建筑所面臨的消防設(shè)計問題也越來越復(fù)雜。這篇論文旨在探討這些問題，并提出有效的設(shè)計關(guān)鍵要點(diǎn)，以增強(qiáng)多元化辦公建筑在消防安全方面的綜合性能。

1 多元化辦公建筑消防設(shè)計中存在的問題

1.1 多元化辦公建筑消防設(shè)計不夠精準(zhǔn)

多元化辦公建筑因其用途多樣、空間布置相對常規(guī)辦公建筑更加靈活，也可有多種設(shè)計動線的選擇形式。往往需要根據(jù)所需的平面功能及主要動線在方案初期統(tǒng)籌考慮安全疏散、管井布置、消防設(shè)施布置等。多元化辦公往往包括不同類型的辦公空間，如開放式辦公區(qū)、獨(dú)立辦公室、會議室、休閑區(qū)、接待區(qū)、茶吧區(qū)等。在如此復(fù)雜及綜合功能的平面消防設(shè)計時，特別是在設(shè)計精準(zhǔn)性方面，這些不同的空間類型往往具有各自獨(dú)特的消防需求[1]。根據(jù)功能的多樣性定義耐火極限等防火要求的級別的確定是需要設(shè)計師們考慮的重點(diǎn)。

導(dǎo)致設(shè)計不精準(zhǔn)的一個主要原因是信息收集和分析階段的不足。在多元化辦公建筑中，消防設(shè)計需求從各個不同區(qū)域收集而來，而這些信息往往是碎片化的。沒有一個統(tǒng)一的、全面的信息平臺，設(shè)計師通常只能依賴于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集方法，這在很多情況下可能導(dǎo)致信息的不全面或不準(zhǔn)確。

而且，多元化辦公建筑中不同區(qū)域之間的動態(tài)交互常常被忽視。例如，在辦公樓中有可能存在一個大型的多功能廳和數(shù)個小型會議室。這些空間在使用性質(zhì)、人流量和活動時間等方面都有很大差異。但不能排除各功能存在同時使用的可能，在前期設(shè)計時，嚴(yán)格按照各功能同時進(jìn)行使用的情況考慮疏散的復(fù)雜性，往往被忽視。會被設(shè)計為具有相同或相似的消防系統(tǒng)或疏散形式。結(jié)果是，一旦發(fā)生火災(zāi)，所有人員集中疏散，大型多功能廳由于其龐大的空間和人流量，可能迅速成為火勢蔓延的重災(zāi)區(qū)，而小型會議室因為其封閉性和低人流量，可能更容易控制火勢。設(shè)計人員由于缺乏精準(zhǔn)地消防設(shè)計分析和人員集中時的動線分析，為滿足疏散寬度和功能樓梯布置不按照房間功能去思考設(shè)計，這些潛在問題往往被忽視[2]。

數(shù)據(jù)缺失或不準(zhǔn)確也是一個關(guān)鍵問題。設(shè)計師在進(jìn)行消防設(shè)計時，經(jīng)常需要依據(jù)一系列參數(shù)，如建筑物的物理性質(zhì)、材料的燃燒特性、空間的使用性質(zhì)等。然而，這些數(shù)據(jù)通常難以獲得或者不夠精確，導(dǎo)致設(shè)計方案缺乏針對性。

此外，現(xiàn)行的消防設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范通常更適用于傳統(tǒng)的單一用途建筑，而不是多元化辦公建筑。這就造成了規(guī)范與實(shí)際需求之間的不匹配，使得即便按照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，也難以達(dá)到預(yù)期的安全效果。

1.2 管井多引起煙囪效應(yīng)

多元化辦公建筑因其多功能性需求常設(shè)有多個管井、風(fēng)井，同時同一井道有可能根據(jù)需要采用聯(lián)動控制的措施應(yīng)用于不同功能的設(shè)備設(shè)施，如空調(diào)和通風(fēng)的通道。然而，這一設(shè)計增加了火災(zāi)時煙囪效應(yīng)的風(fēng)險。

多管井通常豎向貫穿多個樓層，一旦火災(zāi)發(fā)生，熱氣通過管井快速上升，當(dāng)同一防火分區(qū)包含上下幾個樓層時，較為容易形成煙囪效應(yīng)，促進(jìn)火勢的蔓延并對上層空間構(gòu)成二次威脅。管井的多功能性導(dǎo)致其連接不同用途的區(qū)域，如辦公區(qū)、食堂和會議室等，這一連通性在火災(zāi)時可能導(dǎo)致火勢迅速影響多個區(qū)域。

當(dāng)前消防設(shè)計規(guī)范多以針對單一功能建筑，對多元化辦公建筑中復(fù)雜管井系統(tǒng)的規(guī)范不足。缺乏明確的設(shè)計指導(dǎo)意味著建筑和消防工程師可能未能充分考慮多管井引發(fā)煙囪效應(yīng)的潛在風(fēng)險。特別是在許多辦公建筑是改建或擴(kuò)建自老舊建筑時，原有管井結(jié)構(gòu)可能未經(jīng)適當(dāng)調(diào)整，增加了風(fēng)險。

1.3 多元化辦公建筑布局設(shè)計不合理

多元化辦公建筑由于其用途多樣性和多功能性在城市空間布局中占據(jù)重要地位。這類建筑通常集合了商務(wù)會議、休閑娛樂和日常辦公等多種功能。然而，這種多功能性在布局設(shè)計中帶來一系列消防安全隱患。

首先，從背景出發(fā)，多元化辦公建筑往往追求空間的高效利用，導(dǎo)致設(shè)計師在布局上可能過于強(qiáng)調(diào)空間的靈活性與可變性，而忽視了消防安全因素。例如，開放式辦公區(qū)域與封閉辦公區(qū)可能緊挨著放置，這種布局在平時確實(shí)可以提高工作效率，但在火災(zāi)發(fā)生時，卻可能導(dǎo)致火勢迅速蔓延[3]。

其次，由于多元化辦公建筑常設(shè)有多個獨(dú)立或半獨(dú)立的功能區(qū)，如食堂、會議室和健身房等，這些區(qū)域的用材和設(shè)計各不相同，但往往缺乏統(tǒng)一的消防安全考量。火災(zāi)時，這些區(qū)域可能因設(shè)計不合理而成為火勢蔓延的“加速器”。

再次，多元化辦公建筑的復(fù)雜布局使得消防設(shè)備布置和消防路徑規(guī)劃變得尤為復(fù)雜。據(jù)統(tǒng)計，相較于單一功能的辦公建筑，多元化辦公建筑火災(zāi)事故中，因布局不合理或在使用過程中隨意調(diào)整業(yè)態(tài)、功能布局從而增加火災(zāi)危險性，導(dǎo)致疏散困難的比例明顯增高。

最后，這種布局不合理性也體現(xiàn)在消防監(jiān)管難度上。多元化辦公建筑往往涉及多個業(yè)主和使用方，這增加了消防安全管理的復(fù)雜性，而布局的不合理設(shè)計進(jìn)一步加劇了這一問題。

2 多元化辦公建筑消防設(shè)計關(guān)鍵要點(diǎn)

2.1 安全疏散通道設(shè)計

安全疏散通道作為多元化辦公建筑消防設(shè)計的核心環(huán)節(jié)，直接影響著人員在火災(zāi)等緊急情況下的安全疏散。一種有效的方法是通過計算機(jī)模擬來預(yù)測不同設(shè)計方案下的疏散效率，再結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化。通過高級模擬軟件，可以創(chuàng)建多種可能的火災(zāi)場景，以預(yù)測疏散通道在各種條件下的性能。然后，對每個功能區(qū)域（辦公區(qū)、食堂、會議室等）進(jìn)行單獨(dú)的流程分析，確保各個疏散通道能夠快速引導(dǎo)人員至安全出口。特別注意需要設(shè)立雙向疏散通道，使得人員可以根據(jù)火源位置選擇最安全、最快速的疏散路徑。同時，疏散通道的寬度和長度也需按照最新的消防規(guī)范來進(jìn)行設(shè)定，確保即使在高峰使用時也能保持暢通[4]。為了更好地指導(dǎo)人員疏散，應(yīng)在通道中設(shè)置明確的指示標(biāo)志和應(yīng)急照明。這些設(shè)備需要與智能消防系統(tǒng)聯(lián)動，確保在火災(zāi)發(fā)生時自動啟動。另外，還需要定期進(jìn)行疏散演練和通道維護(hù)，以確保所有設(shè)備和系統(tǒng)在緊急情況下能夠正常運(yùn)行。

2.2 防火分區(qū)設(shè)計

防火分區(qū)設(shè)計是控制火勢蔓延和降低火災(zāi)風(fēng)險的有效手段。首先，使用消防工程專用軟件進(jìn)行火勢蔓延模擬，根據(jù)模擬結(jié)果來劃分防火分區(qū)。每個防火分區(qū)應(yīng)具備完善的消防設(shè)備和隔火墻，并在必要時可進(jìn)行獨(dú)立封閉，以阻斷火勢蔓延。

在劃分防火分區(qū)時，特別考慮將具有相似功能和相似火災(zāi)風(fēng)險的區(qū)域劃入同一防火分區(qū)。例如，將所有辦公區(qū)劃為一個防火分區(qū)，食堂和廚房作為另一個防火分區(qū)。這樣不僅可以降低火災(zāi)蔓延的風(fēng)險，還可以提高消防設(shè)備和系統(tǒng)的使用效率。防火分區(qū)內(nèi)應(yīng)安裝獨(dú)立的消防設(shè)備，包括但不限于滅火器、滅火器、噴淋系統(tǒng)和消防報警系統(tǒng)。這些設(shè)備應(yīng)與建筑物管理系統(tǒng)（BMS）完全集成，以實(shí)現(xiàn)自動化和智能化的火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)[5]。在完成防火分區(qū)設(shè)計后，必須進(jìn)行全面地測試以驗證其有效性。這包括對隔火墻的耐火性能進(jìn)行測試，以及對防火門的開閉功能進(jìn)行驗證。只有通過了這些嚴(yán)格的測試，防火分區(qū)設(shè)計才能真正達(dá)到預(yù)期的消防安全目標(biāo)。

2.3 消防救援窗設(shè)計

消防救援窗設(shè)計在多元化辦公建筑消防方案中占有不可忽視的地位，尤其是在高層或者復(fù)雜結(jié)構(gòu)的辦公建筑中。消防救援窗不僅是一個疏散出口，也是消防人員進(jìn)入建筑進(jìn)行救援的關(guān)鍵通道。為了提高其功能性和安全性，在洞口預(yù)留上應(yīng)充分考慮結(jié)合登高場地布置、尺寸預(yù)留充足，避免窗框及裝修后尺寸不足，也應(yīng)避免建筑洞口與裝飾面層之間存在空腔而增加救援難度。另外，考慮應(yīng)用先進(jìn)的玻璃材料，具有高度的耐火和耐熱性能。這樣的玻璃在火災(zāi)中能保持一定的透明度，方便救援人員觀察內(nèi)部情況[6]。

選擇合適的玻璃材料只是第一步。消防救援窗還需要和樓層布局、疏散通道以及其他消防設(shè)施進(jìn)行綜合設(shè)計。例如，消防窗應(yīng)位于靠近疏散樓梯或者疏散平臺的地方，以減少人員疏散路徑和時間。同時，與智能消防系統(tǒng)聯(lián)動，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，可以自動解鎖，或者可以遠(yuǎn)程控制解鎖。

為了保證救援窗的快速開啟，推薦使用輕質(zhì)但強(qiáng)度高的金屬材料作為窗框。窗框的設(shè)計應(yīng)考慮到救援人員可能穿著笨重的消防裝備，因此操作手柄和開鎖機(jī)構(gòu)應(yīng)簡單易用。另外，在窗戶下方應(yīng)設(shè)有堅固的支撐平臺，以便救援人員可以迅速而安全地進(jìn)入或離開建筑。

一旦消防救援窗的具體設(shè)計方案確定下來，應(yīng)進(jìn)行全面的性能測試，包括但不限于耐火性能、機(jī)械強(qiáng)度以及與其他消防系統(tǒng)的聯(lián)動性。這些測試應(yīng)在模擬火災(zāi)環(huán)境中進(jìn)行，以便準(zhǔn)確評估其在極端條件下的性能。

最后，對于已經(jīng)運(yùn)營的辦公建筑，推薦進(jìn)行消防救援窗的定期檢查和維護(hù)，確保其始終處于良好的工作狀態(tài)。特別是對于那些已經(jīng)使用多年的老舊建筑，應(yīng)優(yōu)先考慮對消防救援窗進(jìn)行改造或者升級。

2.4 消防撲救場地設(shè)計

消防撲救場地設(shè)計在多元化辦公建筑中起到至關(guān)重要的作用，尤其是在高層和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的辦公建筑中。這樣的場地應(yīng)該能夠充分滿足消防車進(jìn)出、人員集結(jié)、滅火器材布置等多方面的需求。該場地的選址需要滿足以下條件：距離建筑的主要出入口不遠(yuǎn)，且建筑應(yīng)在對應(yīng)位置有設(shè)置直通室外的樓梯或直通樓梯間的入口，以便快速疏散、展開救援；場地距離周圍建筑的距離一般控制在5～10m 的間隔，以減少火勢蔓延的風(fēng)險。場地的地面應(yīng)控制排水坡度在3%以內(nèi)，并應(yīng)使用抗滑、耐磨、易于清潔的材料，如高強(qiáng)度混凝土[7]。

場地內(nèi)部的布局也是關(guān)鍵。一個有效的消防撲救場地應(yīng)包括以下區(qū)域：消防車停車區(qū)、滅火器材儲存區(qū)和人員集結(jié)區(qū)。這些區(qū)域之間應(yīng)有清晰的標(biāo)識和路線，使得消防人員在緊急情況下可以快速定位并行動。消防車停車區(qū)應(yīng)該足夠?qū)挸ǎ辽倌芡瑫r容納兩輛消防車，并且地面承重能力應(yīng)符合消防車的實(shí)際需求。

同時，場地內(nèi)的消防供水系統(tǒng)，包括消火栓和滅火器等，應(yīng)當(dāng)定期檢查和維護(hù)，并與附近的水源（消防水池或者消防水塔）建立聯(lián)動機(jī)制，以保證在火災(zāi)發(fā)生時能迅速提供足夠的滅火水源。

2.5 總平面消防通道設(shè)計

總平面消防通道設(shè)計要滿足規(guī)范的設(shè)計要求，多元化辦公一般最好做環(huán)形消防車道，且能夠與場外道路順暢銜接。車道寬度和轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)保證滿足重型消防車及大型消防車的正常使用。為保證消防車的快速到達(dá)，設(shè)計寬度、車道的承載能力應(yīng)盡量有一定的富余度，以確保多元化辦公建筑中的人員疏散和消防救援的需要，在無論火災(zāi)在建筑何處發(fā)生都能夠有效保證消防救援車快速到達(dá)執(zhí)行滅火和救援。

首先進(jìn)行的是建筑內(nèi)部空間的風(fēng)險級別分類與標(biāo)定。依據(jù)這些分類信息，消防通道應(yīng)被合理規(guī)劃，以便同時達(dá)到快速連接高風(fēng)險區(qū)和便捷通達(dá)建筑主要出口或其他安全區(qū)域的目的。其次，消防通道的地面材料和標(biāo)識也需精心設(shè)計。推薦使用耐磨和抗滑性強(qiáng)地地面材料，并在關(guān)鍵位置（轉(zhuǎn)角和交叉口等）設(shè)置清晰標(biāo)識與指示燈，以提高疏散的速度和效率。

對于特殊需求也應(yīng)在設(shè)計中予以充分考慮。例如，存在大量電子設(shè)備的區(qū)域應(yīng)排除電源插座和其他電氣設(shè)備的設(shè)置，以降低火源風(fēng)險。這些通道應(yīng)配備滅火器或其他便攜式滅火設(shè)備，以便在火源初起階段迅速撲滅。

在實(shí)施層面，建議運(yùn)用專業(yè)建筑設(shè)計軟件模擬多種人員疏散場景，識別并優(yōu)化瓶頸區(qū)域。該類軟件也能模擬消防人員的行進(jìn)路徑和設(shè)備布局，從而為消防通道設(shè)計提供更為全面的優(yōu)化建議。

3 結(jié)語

綜上所述，本文針對多元化辦公建筑的消防設(shè)計進(jìn)行了全面而深入的探討。本研究的主要貢獻(xiàn)在于提供了一系列具體、操作性強(qiáng)的解決方案。這些方案不僅基于實(shí)際需求，還得以專業(yè)建筑設(shè)計軟件的輔助，從而更加精準(zhǔn)地滿足消防安全需求。未來的研究將進(jìn)一步探索如何利用先進(jìn)的技術(shù)和方法，如人工智能和大數(shù)據(jù)，來優(yōu)化消防設(shè)計和管理，以實(shí)現(xiàn)更高的安全標(biāo)準(zhǔn)。