商用建筑的防火设计思路研究

商用建筑的防火设计思路研究
摘要:本文基于笔者多年从事防火设计的相关工作经验,以商用建筑的防火设计为研究对象,分析了商业建筑防火设计的难点,重点研究安全疏散设计的思路,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词:商用建筑安全疏散安全出口消防通道
1 商业建筑防火设计的难点
商业建筑的空间复杂多样,简单地可以分为受限空间和非受限空间。

受限空间是指范围较小的,借助于构件或景观位合起来的有限的空间。

非受限空间是指范围较大的,开阔的,流通的空间。

商业空间属于非受限空间时,不同于空旷中的森林和海上的钻井平台;它也不能列为建筑空间在100m3左右的近似立方体的受限空间。

商业建筑的空间形态既有小空间摊位,又有大型的超市;既有闭合的主体也有开放或半开放的交往景观空间,它既关注室内新颖、热烈的销售气氛,也重视室外空间的景观设计。

在受限空间燃烧试验及其火灾经验统计的基础上确立的防火设计要求和隔火措施会与建筑的使用功能产生突出的矛盾。

(1)在受限空间的建筑空间内,人们较容易识别周围的环境,门、窗、走道等的方位能一目了然。

进入大空间的复杂环境中,一般人难于对室内环境有清晰的辨别,不得不依靠各种指示标志进行引导,也就
是说复杂的大空间方位的可识别性不高。

(2)商业运营时,不同业态的商家要求不同规模的商业面积和交易展示界面,往往与防火规范规定的水平分区面积不相符。

如果按防火规范的要求分隔大空间商场,往往影响商业业态的布局,制约商业的运作。

防火规范与大型商场最突出的矛盾就是防火分区与商业大空间要求的冲突。

虽然《建筑防火设计规范》中对于设有自动防火系统防火分区最大面积可以达到5000m2,但这对于几万,乃至于几十万的大型商业建筑还不能满足空间使用的需要。

目前,在实际工程中为了解决这个问题,往往采用防火卷帘来划分防火分区。

同时现行的消防设施设计很难满足大型商业建筑的要求。

在大空间的商业建筑中,一旦发生火情,烟气就会大范围的蔓延开,由于新风不断进入,烟气上升到高处时,温度和浓度都会下降,但大空间顶棚下如果有热气层,就会阻止烟气的上浮,而在水平方向弥漫开。

在高度6m 以下的房间,通常使用的点式感烟或感温火灾探测器,在大空间发生火灾时,烟气的温度或浓度达不到火灾探测的启动参数要求,或者温度升高或烟浓度达到火灾探测器的启动阀值时,火灾已扩散成相当大的规模而达不到预警的目的。

由温差控制的自动喷水灭火设施也难于到达起火的火源位置。

因此商业建筑必须控制起火部位的烟气进入大空间,加强大空间建筑的
火灾报警也是一项值得进一步研究的课题。

2 安全疏散设计研究
安全疏散设计是工程从方案转入实施的一个重要内容。

它实际上是进行人流组织,交通设计的重要内容之一。

它与方案阶段的交通组织、人流组织有相同之处,也存在一些差别。

它的特点如下。

(1)安全疏散研究的对象主要是人,其交通组织只考虑人流。

通常方案阶段的交通组织还要包括功能流线、车流、货流,平衡三者的关系,使流线顺畅是此阶段的重要内容。

(2)安全疏散是单向性的活动,其路线简单的表示为:活动区域→疏散走道→疏散楼梯间→室外(其它安全区域),最终要达到的目标比较明确。

而通常的人流组织是多向性的,它是根据人在这栋建筑中的活动特点及规律来确定的,最终的目的是使交通更为合理,使用更为便捷。

(3)平时人流的流向可以依靠电梯、扶梯、以及水平方向通道等多种交通手段,而发生火灾时,除消防电梯以外的所有电梯都将停用,平时使用的某些通道也会停用,如防火分区分隔处设置防火卷帘的地方,防火门等,人员只能通过指定的通道进行疏散,以尽快到达安全地带为最终目的。

在疏散的过程中,情况往往是混乱的,人们在这种状况
下会失去判断能力,人流的走向也会受到很多因素的影响。

建筑的安全疏散的内容较多,主要包括以下几个方面:消防通道的设置、防火分区的划分、疏散距离的确定、疏散楼梯的设置、安区出口的位置、数量及宽度的确定。

这几方面设计的比较完善了,才能确保人员疏散时的安全性。

下面主要从消防通道设置,防火分区划分及安全出口设置三个方面进行探讨。

2.1 加强消防通道、内街、疏散通道的防火功能
建筑的平面布置和使用功能往往复杂多样,给消防扑救工作带来了一些不利因素。

如果在设计中对于消防车道的布置考虑不周,火灾时消防车将无法靠近建筑,无法开展有效的扑救工作。

发生火灾时消防人员的顺利进入,是节约时间、尽早开展抢救工作的关键。

在灾害发生的情况下,“时间就是生命”是当时危急情况的真实写照。

大型商业建筑周围有条件的前提下应设置环行消防车道,而高层商业建筑则必须设置环行消防车道,且宽度不应小于4m。

并应合理组织基地内的人流和车流。

设置专门的机动车停车场,防止车辆乱停乱放而影响火灾情况下人员的疏散及消防车的停靠,而给扑救工作带来困难。

在有步行街的商业建筑中,中国传统街道用敞廊、挑檐主要是为了遮阳防雨。

而在欧洲,步行街加穹顶的设计主要是御寒、防雨雪,通道本身除了有交通疏散功能还有防火功能。

大空间商业建筑适当的加宽内部通道和商业街的宽度可以起到防火隔离带的作用。

加宽内街的有助于人员辨识周围的环境。

在加宽的内街中指示牌更加容易辨识,通视条件大为改善。

加宽的内街中的店面往往采用通透的玻璃作为维护结构,即可以展示商品又可以扩大视野。

展示的内容和店面的装饰加强了各个区域的标识性。

2.2 合理划分防火分区
建筑内设置防火分区的意义在于:建筑某部位起火后,能够将火势限定在一定的范围,使其不至于迅速蔓延至建筑的其它部位,避免建筑物内火灾发生轰燃,并为人员、物资疏散和救援工作赢得时间,进而减少和控制火灾所造成的损失。

例如:美国芝加哥的John Hancock大厦,在这幢高300m的塔式建筑中,在上部的套间内,至少发生了20次火灾,但没有一次火灾蔓延到套间以外,主要原因就是防火分隔设计合理,又有较好的消防设备。

要达到防止火灾扩散和蔓延的目的其措施不仅仅只设置防火分区,控制可燃物的数量、限制氧气的供给等措施也可以防止火灾大规模的蔓延,还有一系列的加强措施,但防火分区的划分是其它一切措施实施的前提。

一般性建筑防火分区的划分包括楼板的水平防火分区的划分和垂直防火分区的划分。

所谓水平防火分区的划分就是用防火墙、防火门、防火卷帘将楼层分隔为两个或几个防火分区;所谓垂直防火分区
的划分,就是将具有1.5h或1.0h耐火极限的楼板和窗间墙(上、下之间的距离不小于1.2m)将上下层分开。

在建筑设计中除了这些措施还可以设置:防火卷帘平时开启,火灾时通过自动控制或手动控制关闭;水幕分隔以及普通卷帘加加密水喷淋系统保护等方法,这些传统方法在实际工程中都有应用。

商业建筑的防火分区划分相对于其它功能的建筑要复杂一些,因为使用功能的特殊性,其内部要求尽可能的划分为最大空间。

而且空间使用上尽可能的开阔,以使其使用时各个部分任意相通,即使划分为小空间租售也能达到自由分隔。

商业建筑防火分区划分的复杂性,还体现在房地产商的销售要求,虽然在开发建设时都经过前期的规划和商业的策划,但在进行楼宇的售卖时根据买方的要求还会有局部的调整。

所以工程人员在进行设计时都应把这些因素加以考虑,合理的划分防火分区。

2.3 安全出口的设置
疏散走道及楼梯的设置:疏散楼梯是发生火灾时用于人员疏散的唯一通道,它必须是安全可靠的。

它和平时使功能楼通过。

特别是在有电梯、自动扶梯以后,“功能”楼梯在垂直交通方面己退居次要位置。

疏散楼梯是火灾情况下,人们逃生的主要途径全出口的设置用的楼梯不同。

这个区别就是:第一,梯平时使用,人流自由的,其数量要根据建筑物实际需要的疏散宽度来设置,其宽度要根据建筑物的使用用途来确定,其间距要根据疏散距离来设计,甚至还有特殊要求,如设置排烟要求等。

第二,功能楼梯根据建筑性质,一般布置在建筑物的主要入口处,
便于管理,且对于来此的人员起到一个引导性的作用。

特殊情况下则可以布置在距主要入口有一定距离的位置,疏散楼梯则应该布置在靠近外墙的位置,使其能有直接的通风和采光。

第三,功能楼梯只需要满足最基本的交通要求即可,疏散楼梯则还需要根据防火规范的规定设置防烟、排烟设施,开窗面积也必须满足防排烟要求,还要设有应急照明设施。

总之,疏散楼梯和平时使用的“功能”楼梯,往往合二为一设置,既要满足功能要求,又要满足防火疏散的要求。

在高层建筑中,疏散楼梯一般为封闭楼梯间、室外楼梯或防烟楼梯。

商业建筑封闭楼梯间和防烟楼梯间的门的宽度应与楼梯段的宽度一致,楼梯间或前室的门的宽度要大于等于楼梯段的宽度。

疏散门是人员通过疏散走道进行疏散生险情。

这实际是实际疏散能力不能满足实际需要宽度的要求,是不符合规范的设交通部分;走道是由走道隔墙与其它部位完全分隔的独立的交通部的最终出口,如果疏散门宽小于楼梯段宽,疏散时就会产生拥堵。

疏散走道是建筑中的人员平时和火灾时通过的路线。

人们通过疏散走道到达疏散楼梯间或安全出口。

而在商业建筑的营业厅中,人员是通过通道进行疏散的。

这里的通道和走道的概念是不一样的,通道指营业厅内部由货架布置分隔出的行走道。

在疏散过程中通道不同于公共走道,它缺少防烟、防火的保护,加之货架、柜台之间的火灾蔓延、烟气扩散等不利因素,这就可能大大减少了允许疏散时间。

商业营业
厅中的通道宽度在《商店设计规范》有着具体的规定。

但在笔者所调查的建筑中,商家为了加大营业面积,一些通道的尺寸采用了走道的宽度值,远小于《商店设计规范》的规定值。

人员的安全疏散需要通过增加通道疏散宽度,提高人流通过的股数,缩短疏散时间等指标,以求实现安全疏散。

3 结语
本文仅从安全疏散设计的角度探讨了商用建筑的防火设计思路,在安全疏散设计中,笔者也只是针对部分问题进行了研究,笔者将在后续的论文中对相关问题进行进一步的研究探讨。

参考文献
[1] 刘春玲,张哲,张振英.高层建筑火灾特点及防火设计要求[J].科技资讯,2004, (12).
[2] 肖敏.对某高层公共建筑消防设计的概述[J].科技创新导报,2008(8).
[3] 汤广耀,赵阳.浅析高层建筑外部空间尺度的设计原理[J].科技资讯,2007 (11).
[4] 李鼎宇,唐铮铮.高层建筑底部空间的城市化设计倾向探析
[J].科技创新导报,2006(5).
[5] 蒋正华,应之丁,傅立新,等.雪峰山隧道横洞专用防火门研究[J].中南公路工程,2006(1).
[6] 刘凤学.论钢质防火门结构及耐火性能[J].中国高新技术企业,2007(4).。