消防设计论文：建筑消防设计路径研究

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本文作者：赵伟刚 单位：洛阳市消防支队

消防性能化设计

1存在的问题

因为本建筑的体量过大，在现行规范范围内仍然存在一些无法解决的困难。具体为:①建筑中间大商业区无自身安全出口;②疏散楼梯不能直通室外;③超市及地上商业疏散宽度不足［1］。

2性能化分析解决方法

(1)为解决洛阳泉舜财富购物中心的中间大商业区无自身的安全出口、部分楼梯间在首层不直通室外的问题，设计中采用将中庭的通道区域作为“亚安全区”的设计方案。“亚安全区”的实现需要保证以下几个条件:①中庭通道区域无固定火灾荷载;②控制中庭周边商铺或商业火灾烟气不进入中庭;③即使中庭周边商铺或商业内发生失效火灾，烟气溢出进入通道区域，也能被排烟系统迅速排出，不会对中庭人员造成危害［2］。

(2)疏散宽度不足的问题。对超市及地上商业疏散宽度不足的问题采取如下措施:①增加开向相邻防火分区的疏散门，使得起火防火分区内有较为充裕的疏散宽度，并尽量缩短人员的逃生路线行走距离;②自动喷水灭火系统采用快速响应喷头，使得在火灾发生或发展初期即可被扑灭或抑制，以控制火灾发展规模，延长人员安全疏散的可利用时间;③在原设计的基础上适量加大机械排烟量。

在此基础上分析地下一层超市和地上商业部分的火灾危险性，设定最具有代表性的火灾场景。通过对加强消防措施下的建筑的火灾危险性进行研究，判断人员是否能安全疏散，从而判断建筑在消防措施加强的情况下能否保证人员的安全疏散。

性能化设计模拟分析

1步骤

①分析现场状况:防火分区、疏散设计、防排烟系统;②设定安全目标:人员安全，财产安全;③选择分析方法:定性、定量、计算机模拟;④分析影响因素:建筑结构，自救系统，使用情况;⑤给出分析报告:到达危险状态时间tH。各时间关系见图1。火灾到达危险状态时间为tH，人员疏散完毕的时间为tE，当tH＞tE时，能保证人员安全疏散。

2性能化设计中火灾场景设置

(1)地下商业火灾场景B1。火源功率1.8MW，火灾类型t2快速火。以此检验火灾时机械排烟系统的有效性和人员能否安全疏散。

(2)1层商业火灾场景A1，设于中庭走道防火分区14中庭。火源功率1.0MW，火灾类型t2快速火。检验地下1层防火分区14中庭发生火灾时中庭机械排烟系统的有效性，考察人员是否能安全疏散，进而验证中庭定义为“亚安全区”能否成立。

(3)1层商业火灾场景A4，A5，设于防火分区13商场内。火源功率8.0MW，火灾类型t2快速火。检验商场内自动灭火系统未动作的情况，机械排烟系统的有效性，考察人员是否能安全疏散。

(4)2层商业火灾场景A6，设于2层防火分区2主力店内。火源功率3.0MW，火灾类型t2快速火。检验火源附近的一部楼梯被封堵，检验在部分疏散出口不可用的情况下，2层防火分区2发生火灾时机械排烟系统的有效性，考察人员是否能安全疏散。

(5)2层商业火灾场景A7，设于2层防火分区7商场内。火源功率8.0MW，火灾类型t2快速火。检验在自动喷水灭火系统失效的情况下，2层防火分区7发生火灾时机械排烟系统的有效性，考察人员是否能安全疏散。

3计算结果

(1)人员载荷按GB50016－2006《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)第5.3.17条第4、5项计取，影城内各放映厅人数的确定，参考建筑图纸中放映厅的座位数确定。人员疏散模型软件采用Pathfinder，根据模拟计算结果进行分析，具体见表1。

(2)人员疏散时间:紧急情况下的人员全部疏散完毕时间包括火灾探测时间(talarm)、人员反应时间(tresp)和人员疏散运动时间(tmove):te=talarm+tresp+tmove。本性能化设计中将talarm设为60s，tresp设为120s。通过软件模拟计算，以烟气层能在人员疏散过程中保持在危险高度处能见度不低于10m、温度不超过50℃、浓度不超过500ppm为安全判断依据，人员疏散结果汇总如表2。

性能化设计的主要措施

本文采用“亚安全区”的设计概念来解决洛阳泉舜财富中心购物中心中间大商业无自身的安全出口、部分楼梯间在首层不直通室外的设计难点。

1中庭防火分区应采取的消防安全措施

(1)中庭通道区域禁止布置商铺、展示等，禁止进行任何商业活动。

(2)中庭通道区域的顶棚、墙面、地面装修材料和固定家具采用不燃材料;商铺的顶棚、墙面、地面装修材料采用不燃材料，固定家具采用不燃或难燃材料。采光顶棚应为不燃材料，耐火极限应满足规范要求。

(3)中庭的电气线路应使用低烟无卤阻燃型电缆。

(4)中庭通道区域回廊及周边店铺的自动水喷淋灭火系统均采用响应温度为68℃的快速响应喷头。

(5)大商业与中庭通道区域间应采用防火墙、特级防火卷帘和甲级防火门或防火隔间进行防火分隔。

(6)商铺作为防火单元，最大允许建筑面积为300m2。商铺与中庭通道区域间采用防火墙、特级防火卷帘和甲级防火门或防火隔间进行分隔。商铺、商业等之间采用耐火极限不小于3.0h实体墙分隔。

(7)连接楼梯间前室与中庭通道区域的走道，其两侧应为耐火极限不小于2.0h的实体墙，走道端部应设甲级防火门，走道内应采用不燃材料装修。

(8)中庭顶部应设置机械排烟，排烟量按换气次数不小于6次/h计。

(9)商铺内应设置机械排烟，排烟量应符合《建规》第9.4.5条的规定。

(10)中庭内设置火灾自动报警系统和现场广播系统引导疏散。

(11)中庭内不应设置任何影响人员疏散的设施，地面或墙面应设置保持视觉连续的疏散导流标识。

(12)中庭两侧设室内消火栓，间距不大于30m，每层设消防器材站。

2疏散措施

(1)对于负1层超市部分区域疏散宽度不足的问题，当其他设计均满足相关规范要求的情况下还采取如下加强措施:①负1层超市区域的自动喷水灭火系统采用快速响应喷头。②疏散宽度不足的防火分区应在防火墙上增设开向相邻防火分区的甲级防火门，使得防火分区内的疏散宽度满足规范的要求。

(2)对于1～4层商业区域疏散宽度不足的问题，当其他设计均满足相关规范要求，并采取如下加强措施:①1～4层商业区域应在防火墙上增设开向相邻防火分区的甲级防火门，使得防火分区内的疏散宽度及疏散距离满足规范的要求。②1～4层商业区域的机械排烟量应按《建规》允许最大防烟分区面积乘以120m3/(h•m2)计算。

结束语

洛阳泉舜购物中心的消防设计是结合现行消防设计规范与性能化防火设计做出的，是根据商业建筑的实际情况和规范具体要求的合理尝试。但人的行为和商业的业态是多样和变化的，火情也是多变的，商场内部的布置也是各种各样，因此在设计上应保证各防火分区划分简明合理，同时保证疏散通道的通畅性和消防设施的可靠性，消除火灾隐患，这才是保证商业建筑消防安全的关键。