大空間商業(yè)建筑防火性能化設計研究
張麗麗
哈爾濱市民用建筑設計院黑龍江哈爾濱150001
[摘要]本文針對大空間商業(yè)建筑的火災特點，分析研究大空間商業(yè)建筑的防火性能化設計，根據(jù)火災場景及人員疏散的模擬結果，評估大空間商業(yè)建筑的火災安全性，進而建立可靠有效的消防安全防火設計系統(tǒng)，從根本上減少該類建筑火災中人員傷亡、經濟損失。相關研究結果可為其他大空間商業(yè)建筑的防火性能化設計提供參考和借鑒。
[關鍵詞]大型;商業(yè)建筑;防火
較之工業(yè)建筑和其他民用建筑，商業(yè)建筑是人流和物流的聚集地，且通�；馂暮奢d較大，一旦失火，造成的財產損失和人員傷亡將更加嚴重。商業(yè)建筑火災的次數(shù)、死亡人數(shù)和造成的直接經濟損失相對較大，給社會生產和生活帶來較大不利影響。大空間商業(yè)建筑在功能、結構、材料、設計等方面都與傳統(tǒng)建筑有相當大的不同，當前的建筑防火設計規(guī)范已經不能適應防火安全要求，同時也對搶險救援提出了更高的要求。因此，大空間商業(yè)建筑性能化防火設計已經得到了比較廣泛的應用，從而使建筑防火設計更加科學、合理和經濟。穩(wěn)妥地推進實施大空間商業(yè)建筑性能化防火設計研究具有積極的社會意義和經濟價值，本文的研究具有明確的應用前景。
本文針對大空間商業(yè)建筑的火災特點，分析研究大空間商業(yè)建筑的防火性能化設計，根據(jù)火災場景及人員疏散的模擬結果，評估大空間商業(yè)建筑的火災安全性，進而建立可靠有效的消防安全防火設計系統(tǒng)，從根本上減少該類建筑火災中人員傷亡、經濟損失。相關研究結果可為其他大空間商業(yè)建筑的防火性能化設計提供參考和借鑒。
一、大空間商業(yè)建筑的定義及其類型
大空間建筑指的是內部空間很大的建筑物。根據(jù)建筑的結構特點，大空間建筑有多種形式，如占地面積大、但高度不高，也有占地面積不是很大但高度相當高。大空間商場是能滿足集中購物的需求，容納多種商品且空間規(guī)模更大的購物場所，由若干個專業(yè)商店組成。商場內的商店具有一定的獨立性。商場建筑的規(guī)模通常都比較大。
其建筑特點是：管理模式多樣，經營項目復雜;建筑面積大，布局復雜;商品種類多，擺放復雜;客人多，情況復雜;用火用電用氣多，著火因素復雜;管道豎井多，通道復雜;中庭高大，豎向空間復雜;不安全因素多，隱患復雜;消防設施全，操作復雜。
二、大空間商業(yè)建筑防火性能化設計的要點
1.安全目標的確定
性能化設計的目標是：預防控制火災，減少火災發(fā)生概率;第一時間報警，及時通知火情;及時有序疏散人員;延緩火災蔓延速度;減少經濟損失;確保所有人員安全。確保人員安全的條件:(l)起火區(qū)域：煙氣層維持在安全高度以上，輻射熱強度不高于人的耐受極限。當煙氣層降到安全高度以下，煙氣的各種參數(shù)如溫度、濃度和毒性、減光度等不高于人的耐受極限。(2)非起火區(qū)域：煙氣層維持在安全高度之上，煙氣層輻射熱強度不高于人的耐受極限。(3)嚴禁煙氣進入安全出口和疏散樓梯。
2.性能指標的選擇
性能指標應能夠體現(xiàn)由火災或消防措施造成的人員傷亡、建筑及其內部財產的損害、生產或經營被中斷、風險等級等的最大可接受限度。常見的性能指標包括：輻射熱及其作用效應、毒性和能見度等，如熱解氣體含量、能見度以及熱暴露水平;火災蔓延、煙氣損害、防火分隔物受損和結構的完整性和對暴露于火災中財產所造成的危害等，如構件和材料的溫度、環(huán)境或構件內部的溫度分布。一項設計目標可能需要多個性能指標來驗證，而一個性能指標也可能需要多個參數(shù)值予以支持。但并不是每一個性能指標都能達采用這種方式表達，有時可以采用“處方式”規(guī)范中的數(shù)值要求等。
3.火災場景的設定
火災場景的特征必須包括對火災引燃、增長和熄滅發(fā)展過程的描述，火勢和煙氣蔓延的可能途徑、滅火設施的作用和效能。
火災場景選擇應考慮著火房間與相鄰房間、相鄰樓層及疏散通道的相互關系，分析所有可能存在的火災場景，再根據(jù)風險大小進行選擇。設計火災場景中應包括設定火災、火源位置及著火房間的空間幾何特征，房間開口與建筑的自防自救能力和外部消防力量(建筑物的消防供水情況和建筑物室內外的消火栓滅火系統(tǒng)，建筑內部的自動噴水滅火系統(tǒng)和其他自動滅火系統(tǒng)的類型與設置場所，火災報警系統(tǒng)的類型與設置場所，消防隊的技術裝備、到達火場的時間和滅火控火能力，煙氣控制系統(tǒng)的設置情況)對火災發(fā)展的影響，需要考慮的火災發(fā)展歷史。
4.性能化設計中應該注意的問題
人員疏散：在疏散的設計中，除了堅持雙向疏散的原則外，還應結合火災中人的心理和行為特點，將常用通道和緊急疏散通道合并設計，給人員逃生安上“雙保險”。
疏散引導：在緊急情況下，人們對于火災警報的反應大多比較遲鈍，特別是對于身處鬧事集鎮(zhèn)中的人群來說，不僅無助于逃生疏散，還可能會引發(fā)集體恐慌，甚至發(fā)生擁擠踩踏事故。如果通過事故廣播及時通報現(xiàn)場情況，告知逃生路線，并輔以同步的疏散指令，將會取得事半功倍的效果。另外，開發(fā)智能的語音疏散指示系統(tǒng)，正確引導人們疏散，也是保證順利完成安全疏散的重要措施。
機械排煙系統(tǒng)的補風：于現(xiàn)代大空間商業(yè)建筑的室內采光也越來越多地依賴于人工照明，配置了中央空調系統(tǒng)，采用全封閉的玻璃幕墻或固定的落地玻璃窗，有的雖然在外墻上設置了可開啟的外窗，但是常常被貨架或室外廣告展板封堵，這使地上大空間商業(yè)建筑與地下大空間商業(yè)建筑的排煙條件區(qū)別不大，所以在排煙系統(tǒng)設計中不能簡單地以建筑在地上或地下做區(qū)分。
三、設計經驗總結
由于大空間商業(yè)建筑在防火分區(qū)、安全疏散通道、防排煙控制、結構耐火、消防設施應用等方面超出了一般的防火設計規(guī)范的要求。筆者通過工作經驗，總結出在設計規(guī)劃時，應明確安全目標、假定火災場景，計算人員安全疏散時間、模擬煙氣運動等。
在確定防火分區(qū)時，大空間商業(yè)建筑防火分區(qū)超大現(xiàn)實存在，可以其使用功能和結構形式以及人員安全疏散時間和煙氣蔓延模擬計算劃分，建議采用常用的防火分隔方式進行分區(qū)劃分。當大空間商業(yè)建筑內設有快速響應的自動滅火設施時，能夠避免火勢敞開式蔓延，而且店鋪之間應當采用耐火極限3h以上的防火墻分隔，可以延緩火勢向相鄰其他區(qū)域蔓延。中庭和大空間室內步行街可設置全自動紅外感應固定式水炮，可第一時間控制公共區(qū)域內的明火看，控制煙氣的快速蔓延。
關于安全疏散。大空間商業(yè)建筑空間大、體量大、安全疏散通道長、人員密集，應增加安全出口數(shù)量，加大疏散寬度，合理設置安全出口位置，減少疏散路程，增加疏散通道的照度和疏散指示標志。對大空間商業(yè)建筑，在限制其使用功能、采用自動滅火系統(tǒng)對其進行全面保護、設置煙控系統(tǒng)的前提下，火災危險性較低，經模擬計算驗證此區(qū)域可以作為人員疏散的“臨時安全區(qū)”，有類似此結構的建筑體可以直接參考設計，不用重復計算，以減少了性能化設計的工作量。通過對兩建筑不同火災情況下人員安全疏散時間的計算和火災煙氣的模擬，得出結論：采用現(xiàn)有防火措施，人員可以安全逃離，不過安全余度小，建議增加疏散門數(shù)量，增加疏散寬度以利于人員盡快疏散。增加疏散區(qū)域內的應急照明設施，提高照度，同時在不利樓層配備供人員應急逃生的簡易過濾罐呼吸器和應急照明燈。
參考文獻
[1]李引擎.我國建筑防火性能化設計[J].中華民居,2013:88~93
[2]郭鐵男.中國火災形勢與消防科學技術的發(fā)展[M].北京:高等教育出版社,2008
[3]弗蘭克.P.英克魯配勒,戴維.P.戴威特,譯者：葛新石,傳熱的基本理論[M]合肥:安徽教育出版社,1985
作者簡介：張麗麗(1981.6—)，女，哈爾濱市民用建筑設計院,建筑設計師,長期從事建筑設計工作
