高大空间建筑消防设计

考虑消防通道对消防队灭火救援的影响。
依据分析和模拟结果对消防设施和消防管 理提出建议。
10-4 实例
10-4-1重要的性能化设计概念——“舱”概念
开放“舱 ”
封闭“舱”
“舱”概念
“舱”概念
10-4-2重要的性能化设计概念——燃料“岛”
燃料“岛”的设置 需综合考虑大空间 内可燃物聚集处的 平面位置、面积、 火灾规模、与相邻 可燃区域的间距， 保证不辐射引燃临 近可燃物。
10-2 消防性能化设计方法
消防性能化设计方法就是借助消防安全工程 学的方法和手段，在对具体建筑物的火灾风 险进行个案评估的基础上、因地制宜的针对 高大空间建筑的特殊性，给出一定的消防策 略指导具体的消防设计方案，同时对消防方 案进行全面的分析和评估来论证其合理性和 安全性。最终目的是经过性能化设计后，既 达到甚至超过国家或国际公认的消防和生命 安全标准，也能满足运营的需求。
疏散接受标准
人员疏散必须分步骤进行，以确保人员快 速疏散火场并将对大楼的干 扰降到最低 限度。 楼内人员数量将按照旅客流量确定，而不 是按照有关法规规定的人口密度。 在配有消防措施的大空间内，允许疏散距 离的最大值为60米。 消防工程中的逃生计算公式和计算机疏散 模拟将应用于大楼的各个部分. 在火场环境未达到人员耐受极限之前人员 疏散到相对安全的区域，即实际疏散所花 费的时间（RSET）<开始出现人体不可耐 受情况的时间(ASET)，以此认为疏散安全 。
10-4-6 机场办票大厅策略
特征：标高13.6 米，大空间， 超过50000平米 ，净高接近30 米
布局：10个办票岛， 若干超市、咖啡 厅、办公区和商 店，+19.6米为 一夹层 功能：旅客的办票、 行李托运、交通 功能
10-4-6 机场办票大厅策略
消防策略：
烟气控制ＣＦＤ模拟和论证：
采用火灾动力学和烟气流动数学模 型或计算机模型分析或模拟火场情 况，确定所需要的排烟措施和排烟 量（FDS或CFAST ）
10-4-5重要的性能化设计概念—人流量法
机场的目的是运输旅客，旅客在航站楼内 形成动态的“人流” 为了获得怡人建筑效果，一些功能区往往 被设计得很开敞，面积很大，如果按照传 统的面积系数法来确定航站楼内各区域待 疏散人员的数量，通常会得到一个很大的 、与实际不符的数值 人流量法能较为真实地确定航站楼主要场 所的待疏散人员数量，体现航班的真实数 量及密集程度
10-4-3重要的性能化设计概念—防火隔离带
防火隔离带概念是 在可燃物之间保持 有足够的宽度,控制 热辐射不会将另一 方引燃,在防火隔离 带严格禁止放置任 何可燃性物品。
10-4-4重要的性能化设计概念—冷烟清除
大空间内高火灾荷载区域通常都得到了 有效的保护和限制（“舱”和“岛”） 大空间场所具有很强的储烟纳热能力 大空间内视线开阔，很容易发现火灾并 迅速疏散和扑救 人员疏散的过程中，大空间内离开火场 一定的距离人员将不会受到影响 在大空间内设置排烟系统必要性不大， 灾后利用空气调节系统（通常是回风系 统）结合大空间众多自然通风口将冷烟 清除,实现灾后排烟，排烟口通常为空调 系统的回风口，设置在2-3米的高度。
起火
探测
报警
时间
耐受极限
钢结构分析和论证：
钢结构耐火分析：航站主楼和入口高架道路 的波浪形钢结构屋盖采用三跨连续张弦梁， 。 通过Y型分叉的中柱和边斜柱与下部混凝土 结构连接。 选取钢结构周围可信最不利的火灾场景进行 分析，主要场景如下：
位置 构件描述 火灾场景描述 火灾规模
YC-2，YC3, 34-G
13.6m 标高 YC-2, YC-3
办票岛行李托运区， 吊顶高度2.5m
办票大厅中央的机场 VIP，航空公司VIP ，大空间设计 餐饮区域，大空间设 计
喷淋失效下 2.5MW
主 楼
无喷淋控制 4.5MW
屋架
19.6m夹结构分析和论证：
通过传热学的分析得出：
。
主楼13.6m办票岛发生火灾，对于其邻近钢 构件YC-2，YC-3的产生影响，但离火源最 不利点在3h内的最高温度为394°C，远小 于临界温度635°C ，无需进行防火保护。 主楼13.6m中部CIP/VIPI发生火灾，对于其 邻近钢构件YC-2，YC-3的产生影响，离火 源最不利点在3h内的最高温度为556°C， 小于临界温度635°C，无需进行防火保护 。 主楼19.6m餐饮区域发生火灾，对于其上部 屋盖的影响甚微，最不利点在1.5h内的最 高温度为216°C，远小于临界温度650°C ，无需进行防火保护。
10-4-6重要的性能化设计概念—分阶段疏散
航站楼面积和空间巨大，火灾等紧急事件对 灾害区域外的人员所产生的威胁通常并不是 直接和迫切的，因此通常没有必要对整个航 站楼同时进行疏散 航站楼整体疏散，将严重影响机场的航空运 营和其它商务活动，并可能导致潜在的威胁 航空安全的风险（如陆侧人员进入空侧）. 非必要时,不建议采用整体疏散. 根据建筑平面布局和功能联系、烟气控制区 域划分和消防设施同时联动能力（尤其是楼 梯间正压送风的同时联动能力 ），合理划 分报警疏散区域 但需指出航站楼疏散路线和疏散楼梯布局和 宽度,满足整体疏散的要求.
。
火灾规模：2.5MW快速火，阳台型烟羽流，电脑、桌椅燃烧。 位置：办票大厅中央的办票岛，假设喷淋未起作用，模拟整 个大厅。 目的：预测在可信的不利火灾、无排烟系统作用情况下大厅 内火场环境，以 证明大空间的储烟蓄热能力，进而为灾后冷 烟清除提供可能。
疏散模拟和论证：
疏散策略：10个3m宽的入口大门，12部
钢结构防火设计标准
钢构件临界温度：外荷载作用下的构 件或结构，若在火灾时所有构件沿构件长 度和截面均匀升温，构件或结构达到抗火 承载力极限状态时构件截面上的温度。 若 在规定的结构耐火极限的时间内，结构或 构件的最高温度小于其临界温度，则认为 钢结构的耐火能力足够。 临界温度取决于构件的荷载比。通过 传热学的分析将规范规定的耐火时间内构 件的最高温度与其临界温度进行比较，最 终可确定构件是否失效。通过整体弹性分 析来确定是否构件失效会导致整体坍塌， 并结合火灾的持续时间来确定需要多少时 间的防火保护。
疏散接受标准
10-4-6重要的性能化设计概念—钢结构防火
通过分析火灾对钢 结构性能的影响，确 定是否对钢结构防火 保护以达到规范对耐 火极限要求所具有的 相同效果。构件在规 范规定的耐火极限的 时间内保持在临界的 破坏温度以下，附加 的防火保护就不需要 了。 钢结构在火灾下温 度较高，承载力会显 著下降。分析中还将 考虑钢结构在失效的 情况下，对于整体结 构稳定性的影响，确 定火灾时整体结构稳 定性。
10-4-6重要的性能化设计概念—疏散距离
建筑功能布局的需要会导致楼梯和出口不 能被布置在合理位置，导致疏散距离过长 在人群积聚场所，人员行走到疏散/安全 出口的时间比所有人员都通过疏散/安全 出口的时间要短得多，因此，适当增大疏 散距离，对于这些场所的疏散安全性影响 不大 航站楼公共人流区域（即主要的需要疏散 的区域）的火灾荷载都较低，即使发生火 灾，区域的储烟储热能力都较强，人员也 很容易发现火灾，这些都有利于逃生 考虑到人流区域空间开敞，人员在疏散过 程中的体力等各方面的原因，参考国际上 其它相关机场的实际工程经验，航站楼的 某些特殊区域的最远疏散距离允许达到 60m。
1.45m楼梯；夹层4部1.45m楼梯向下 。 采用人员疏散数学模型或计算机模型对疏散 情况进行分析或模拟（STEPS） 。
疏散模拟和论证：
人员疏散安全时间线－最不利场景
可获得的安全疏散时间 > 900秒
必须疏散时间：652秒
安全余量 > 248秒
疏散时间：372秒 疏散行动时间 100+180秒 疏散行动前时间 识别时间 反应时间
10-3 消防性能化方法和程序
根据实际的火灾风险提出可信的不利火灾 场景，包括火灾位置、种类、发展情况、规 模等。 采用火灾动力学和烟气流动数学模型或计 算机模型分析或模拟火场情况，确定所需要 的排烟措施和排烟量。
采用人员疏散数学模型或计算机模型对疏 散情况进行分析或模拟。 评估火灾对建筑结构的影响。
10-1 高大空间建筑消防设计
高大空间建筑的特殊性： 建筑因素：空间高大连续，视线贯通 功能因素：内部人员需要高效通行 “高”:难以设置有效的消防保护 “大”:无法设置防火分区,超过疏散距离 这些特殊性可能与消防安全设计发生冲突， 往往难以按照通常的做法来满足消防要求， 使现有的建筑消防规范不能完全涵盖高大空 间建筑的消防设计。 在一般情况下，高大空间建筑极少发生火灾 ，即使发生也容易察觉。然而，一旦发生火 灾，对公众和运营的影响就很严重。