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中图分类号:TU2文献标识码: A
随着城市的蓬勃发展,商业地产迅速升温,商业购物中心的规模越做越大,占地面积越来越广,功能越来越复杂,建筑形式也是越来越新颖。这些大型建
筑与传统商业建筑相比,不论是在形式上还是在功能方面都出现了很大的改变,不仅在功能上更加齐全,而且在形式上也出现多元化,有的购物中心还是集餐饮、娱乐、休闲、艺术、文化、旅游购物为一体的多功能场所。此类商场由于建筑面积较大,空间设计往往趋于复杂,可燃物多,人员密集,起火概率高,一旦发生火灾容易造成严重的人员伤亡、重大的经济损失或政治影响。据近几年火灾统计资料显示,我国各地大型商场发生特大火灾的起数约占特大火灾总数的近30% ,直接财产损失占特大火灾总数的60% 以上。
一、大型商业建筑特点
一般来看,凡是用来经营商业活动的任何一个楼层的建筑面积只要大于等于五千平方米或者总建筑的面积大于等于一万五千平方米的商用建筑都可以称之为大型的商业建筑。大型的商业建筑根据不同的经营模式,可以分为商铺式与柜架式两种经营方式。按照不同的经营商品又可以分成两类:一类是百货、服装、日用品、家具、木制建材及粮油食品的可燃易燃类;另外一种是陶瓷、石质建材钢材、水果、蔬菜等不可燃的商品类。
大型的商业建筑物具备规模大、人员流动量多、商品布置复杂、可燃物多、火灾发生蔓延速度快及人员疏散、扑救较困难的特点。针对这些特点,设计大型的商业建筑物时,应当建立在自防与自救的基础上,必须要采用可靠安全的防火措施。
二、大型商业建筑的消防设计难点及解决对策
1、大型商业建筑与其它建筑合建时的设置要求
大型的商业建筑一般应当是独立建造而成的,如果不能做到独立建造,那么可以让此类建筑与其他功能的商业建筑进行合建,但是,需要满足以下三点具体的合建规定。
(1)商业建筑的疏散楼梯间不应与住宅楼梯间共用,这在《高层民用建筑设计防火规范》中也有明确规定。大型商业建筑与其它功能的建筑楼梯间宜分开设置,一是便于商场管理,二是可以保证商业建筑和其它建筑的安全疏散自成系统。
(2)大型的商业建筑直接通往室外的安全出口应当与其他功能的建筑出入口分开,应当把安全出口设置在比较显眼的位置,并且明显地标注疏散出口的标志,当出现紧急情况时,商场里的人员可以快速的由室内疏散到室外的安全场所。
(3)大型商业建筑与其它功能建筑的合建有两种可能,第一种是水平贴邻合建,其交通组织、安全疏散、防火设计和管理相对较简单,只要将两种功能建筑之间的墙体按耐火极限不低于3.OOh的防火墙设计,紧靠防火墙两侧的门、窗洞口之间最近边缘的水平距离不应小于2.OOm即可;第二种是上下楼层之间重叠,这种情况较为复杂,一般下部多为车库或设备用房,而上部的功能就复杂得多。因此,当上下组合建造时,其分界处的楼板必须采用耐火极限不低于2.00h的不燃烧体楼板,并在分界处下层门、窗洞15上沿设置耐火极限不低于1.50h,宽度不小于1.00m的防火挑檐,或在该处的楼板外沿设置耐火极限不低于2.00h,高度不小于1.20m的不燃烧体裙墙,以保证其消防安全。
2、设置地下大型商业建筑的具体要求
根据我国关于《建筑设计防火规范》第五章第一点第三条A,《高层民用建筑设计防火规范》的第四章第一点第五条B,《人民防空工程设计防火规范》的第三章第一点第四条A的规定,地下城的总面积在超过两万平方米的时候,应当使用防火墙做分隔处理,并且,防火墙上不能设置门窗洞口。但是,通过调查研究表明,当今商业建筑逐步朝着“大型”发展,就出现了越来越多的总面积超过两万平方米,由多个防火分区组成的地下大型商业建筑。此类的商业建筑在设计消防系统的时候,想要执行以上的规范和标准都非常困难。所以,笔者认为,要解决此类问题,可以使用“下沉式空间”与“封闭式的防火隔离区”的概念,再者,根据消防电气、防排烟及消防给水这些设施的具体规定,可以保证这类的防火隔离区域的消防安全及人员的安全疏散问题得到解决。
3、应对人员众多,疏散困难,烟气危害严重的措施
现代大型商业建筑中人员众多,通常分为商店工作人员和商店顾客。而占多数的顾客中大部分对商场内疏散路线、消防设备、应急措施等了解不多,疏散较困难。特别是采用防火卷帘分隔的商场,火灾中卷帘下降,而人们习惯性的按熟悉、明亮的路线找出口,下降的卷帘却挡住了人们的原路,并且挡住了人们了解事态的视线,在一定程度上造成人们被围困后的慌乱,从而造成拥堵。商场中存在很多易燃可燃物,比如服装、玩具、纸张、家具、电气等商品,一旦发生火灾,会迅速蔓延、猛烈燃烧,产生很多有毒气体,成为火灾的最大最严重的危害,严重威胁人们的生命和财产安全。为了解决上述问题采取如下措施: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。
4、疏散楼梯在首层不能直通室外时的处理方法
大型商业建筑应按照现行《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》中的有关规定设置防烟楼梯间规范要求,地上疏散楼梯间宜靠外墙设置,且在首层应有直通室外的安全出口。靠外墙设置的优点是便于开设外窗、自然采光和排烟,加之在首层直接对外开门,有利于安全疏散,但有些大型商业建筑确实无法满足楼梯靠外墙设置,而要在商业营业厅内设置楼梯间才能满足疏散距离的要求,在首层也无法直接对外开门,必须通过一段距离才能到达室外安全区域。因此,当确有困难时,可通过两种方式解决,一是参照《建筑设计防火规范》和《人民防空工程设计防火规范》的有关规定,在首层可将直通室外的安全出口设置在离楼梯问小于等于15m处,但应为避难走道。二是可通过在地下一层设置避难走道直通室外解决。参照《人民防空工程设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》中有关避难走道、避难层、防烟楼梯间等的概念,同时参考《人民防空工程设计防火规范》中关于房间内最远点至该房间门的距离不应大于15m、房间门至最近安全出口的最大距离不应大于40m的规定,建议在地下一层可以设置长度不超过55m的避难走道直通室外。
结语
随着市场经济的不断发展,大型商业建筑已具有成为商业建筑主流形式的趋势。由于现行国家消防设计规范对此类建筑的防火设计要求所采取的措施针对性不足,会使建筑设计人员在进行具体工程设计时造成困扰,极易导致不符合国家规范要求的情况发生。因此,建议国家有关部门在多方收集资料、数据及进行实验的基础上,尽早出台针对大型商业建筑防火设计方面的国家消防技术标准,从而规范对这类建筑的防火设计,有效避免先天性火灾隐患的形成。
参考文献
关键词:大型商业建筑 , 消防设计,安全疏散 , 性能化消防设计
Abstract: through the analysis of modern large commercial building, the paper introduces the characteristic of modern large commercial building in the fire design the difficulties, and through the engineering case analysis performance-based fire protection design principle and the characteristics of, the objective expounds the design principle of the performance-based fire protection, flexibility, economy, and its future development direction.
Keywords: large commercial building, fire fighting design, safety evacuation, performance-based fire protection design
中图分类号:TU998.1文献标识码:A 文章编号:
1.引言
随着城市的蓬勃发展,商业地产迅速升温,商业购物中心的规模越做越大,占地面积越来越广,功能越来越复杂,建筑形式也是越来越新颖。这些日新月异的现代大型商业建筑大大改善了城市的景观,丰富了人们的生活。但是,由于现代商业建筑规模庞大,人流相当集中,功能又很复杂,设备用电频繁,一旦发生火灾,将造成不堪设想的后果。所以现代大型商业建筑的消防设计是一个重中之重的课题。
2.现代大型商业建筑的消防设计难点
2.1.防火分区与使用功能之间的矛盾
为了满足规范对防火分区的面积要求,传统消防设计采用防火墙、防火门、防火卷帘等防火分隔措施,将火灾限制在一个防火分区内,从而防止火灾蔓延扩大。但是,现代大型商业的功能复杂,往往集餐饮、娱乐、金融、文化、艺术、商业等功能于一身,其规模与空间形态与传统的商业建筑有很大的区别。现代大型商业建筑定位高档,为了增加商业氛围,设计师会设计一些形态各异的中空中庭,并且利用自动扶梯把人们引向上层空间,使人们一眼可以看见很多的引人注目的商店,并且直奔目标,在奔走途中又可以发现更多的魅力商铺,增加商业氛围的同时提升了每一个角落的商业价值。简单讲就是希望保证空间的通透性、可视性,保证商业面的延续性。所以说,防火分区的面积要求限制了其一定的功能要求,存在一定的矛盾。
2.2.人员众多,疏散困难
现代大型商业建筑中人员众多,通常分为商店工作人员和商店顾客。而占多数的顾客中大部分对商场内疏散路线、消防设备、应急措施等了解不多,疏散较困难。特别是采用防火卷帘分隔的商场,火灾中卷帘下降,而人们习惯性的按熟悉、明亮的路线找出口,下降的卷帘却挡住了人们的原路,并且挡住了人们了解事态的视线,在一定程度上造成人们被围困后的慌乱,从而造成拥堵。
2.3.烟气危害严重
商场中存在很多易燃可燃物,比如服装、玩具、纸张、家具、电气等商品,一旦发生火灾,会迅速蔓延、猛烈燃烧,产生很多有毒气体,成为火灾的最大最严重的危害,严重威胁人们的生命和财产安全。
3.针对现代大型的商业建筑提出的性能化消防设计概念
3.1.性能化消防设计的原理
性能化消防设计是一种新的消防设计观念,在国际上正逐步被采用。其原理是采用安全疏散模型来模拟人在火灾中的疏散状况,并且以保证人员的安全疏散为首要目标,通过分析火灾时影响人员疏散的各主要因素,确定具体要求的防火措施和建筑要达到的性能指标。
3.2. 性能化消防设计解决的问题
一般而言,性能化消防设计主要解决中庭等公共空间的防火分区问题、安全疏散问题、烟气控制问题等消防安全难题。
4.工程实例
4.1.工程概况
常州某商业中心位于常州市新北区,该工程分为四期建设,目前正在建设的是二三期工程,二三期工程地下2层,地上商业裙房4层,高层塔楼21层,地上建筑面积19.74万㎡,地下建筑面积17.73万㎡,总建筑面积37.47万㎡。其中地下室部分除局部为沃尔玛超市和小商铺外,其余为地下车库;地上4层裙房为商业,高层塔楼为酒店及办公。
4.2.针对该项目进行的性能化消防设计
该中心以大型购物中心为主题,包括大型沃尔玛山姆会员商店、iMAX电影院、屋顶欢乐嘉年华、高档百货、商务办公、休闲娱乐、星级酒店等。其项目设计采用诸多现代建筑设计理念,如大空间、商业回廊、中庭上下贯通、形态多样等。考虑到本项目建筑面积较大、功能较多、空间较复杂的关系,项目因此对消防设计提出了比一般建筑更高的要求,既要保证建筑的消防安全,又要满足使用功能需要,同时还要保持建筑的设计特色。为了整体上达到一个可接受的较高消防安全水平,在依据我国现行的消防规范进行设计的同时,引入性能化消防设计方法对该项目进行量身定做整体消防安全策略,使项目整体达到或超过规范要求的安全水平。
4.2.1防火分隔策略
由于该项目平面布置为商业步行街形式,在疏散设计上中庭回廊为人员主要疏散路线,所以为保证人员疏散路线通畅,不宜在中庭回廊上设置分隔措施而导致人员疏散路线被阻;另外为方便消防扑救队员快速到达着火现场也不宜在人员主要疏散路线上设置分隔。所以项目在采取性能化消防设计时将中庭及回廊划分为一个防火分区,以利于人员的安全疏散和火灾扑救,且将中庭按亚安全区考虑。其他区域均按规范的要求划分防火分区。(如下图)
图1:防火分区示意图
4.2.2消防设施及措施
4.2.2.1面向中庭回廊的店铺前设置不低于1h耐火极限的C类防火玻璃,面向中庭店铺的铺门采用防火玻璃门;
4.2.2.2面向中庭疏散楼梯间门及面向中庭疏散通道采用甲级防火门。
4.2.2.3在中庭开口四周应设置不小于2m的公共走廊,兼作防火挑檐,可阻止火灾通过中庭发生竖向蔓延;
4.2.2.4中庭两侧商业的最小间距在10m,可以防止火灾因热辐射发生蔓延;
4.2.2.5中庭四周店铺面积均不超过500㎡,且店铺之间均采用2H耐火极限的防火墙,火灾荷载集中程度相对传统防火分区划分方案有明显的降低,其火灾危险性相对较低;
4.2.2.6建筑中部的大中庭设置大空间智能消防水炮对该中庭进行保护。
4.2.2.7店铺和中庭回廊的自动喷水灭火系统均选用快速响应喷头,以实现早期控火和灭火。
4.2.2.8店铺和中庭回廊分别设置独立的机械排烟系统;
4.2.2.9中庭设置机械排烟系统。
图2:中庭剖面图
4.2.3人员疏散方案
由于项目商业大部分以零售店铺为主,所有店铺均在防火分区内划分,按照传统防火分区内人员疏散方式,需要将店铺前的回廊划分到防火分区内,才能提供人员疏散通道。由于本项目中庭及回廊区域均看做亚安全区,所以将中庭回廊作为疏散安全区域,即店铺发生火灾后人员疏散路线为:店铺回廊疏散楼梯间室外,而首层人员疏散路线则为:店铺回廊室外。
4.2.4性能化分析
利用安全疏散模型来模拟人在火灾中的疏散状况,得出结果:采用以上设计,建筑内人员均有足够的时间逃生,安全得以保证。
5.结论
性能化消防设计方法,打破了传统的设计理念,弥补了传统设计方法的不足。运用性能化消防设计,可以使建筑设计更具经济效益,创造出更加新颖、更加美观、更加理想的建筑物;同时,性能化设计也能鼓励创新,从而促进工业的发展。但是,实现性能化消防设计是个复杂的系统工程,必须有标准来指引,有专业人士来应用、审批和实践。并且,要充分利用其他国家已有的经验,加强交流,不断的探索,进一步深化研究、优化这一技术。值得注意的是,在实际工程设计中,并不是所有的建筑都应该或有必要按性能化分析进行设计,事实上,目前在较早开展这一工作的国家也只有1%-5%的建筑采用这个方式:美国约1%,新西兰、澳大利亚3%-5%,我国部分地区3%-5%,总体不超0.5%。所以规范化设计有其不可取代的作用,未来发展的方向是两者并用,性能化消防设计需要有规范来保障。
参考文献:
关键词:大型商业;人员密集;建筑防火;安全疏散;家具建材
中图分类号:S762.3+3 文献标识码:A 文章编号:
前言
近年来,随着我国经济的快速发展和市场经济的繁荣,各大型城市的商业建筑如雨后春笋般陆续出现,为满足新型商业的发展需求,传统的商业建筑在功能和形式上已经发生了巨大的变化。它们不仅功能齐全,形式多样,建筑面积规模庞大、人员密集、功能复杂、装修可燃性多等特点,发生火灾后容易导致蔓延迅速、人员疏散困难、扑救难度大等后果。
目前还没有形成全国统一的关于大型商业建筑的设计防火规范。这些随着社会发展出现的新情况、新问题,需要各设计人员及相关部门根据工作实践,提出新的对策和措施。本文运用成都香江全球家具建材二期区工程实例火灾危险性分析,结合实际情况,主要从与建筑设计最密切的防火分区及安全疏散的角度,分析城市大型商业建筑的消防设计。
工程概况
本项目地处成都家具产业园,在老成彭路以西,北临锦水河、南靠米规划路,东面为家具产业园其他地块。本项目定位为高档品牌家居城。本地块总用地面积为,园内地形较为平坦,地势西低东高。规划建筑总面积为,计算容积率建筑面积为,容积率为。
本地块内的建筑包括区、区、及区。区及区均为四层的家具卖场,区四个塔楼均为层的办公楼。
本工程区卖场地上层,地下层,建筑总面积。地下一层为设备用房及停车库,主楼~层为家具城。建筑总高(包括女儿墙高度)。根据《建筑设计防火规范》-,本工程属多层民用建筑,耐火等级为一级。
总平面消防设计
建筑四周由老成彭路和规划路内部辅路形成环形消防通道,建筑总长度;环路宽度均大于,其上空无妨碍登高的突出物。与相邻的栋卖场(四层)及相邻的区办公楼之间的间距分别大于及,满足消防规范要求。
建筑专业消防设计分析
平面布置
)商业人流主要由一层面向老成彭路的主入口进入家具城。
主楼由两个面积相近的型建筑体块组成,每个体块内部分成-个不同的消防分区,每个消防分区至少有二部疏散梯直通室外,满足消防疏散要求。通过连廊将这两个型体块连接成一个整体。围合成一个无顶盖的内庭院。
)消防分控室设于地面一层,直接通向室外。
防火分区及安全疏散
根据本项目的实际情况,在执行现行规范的同时,本项目引入一个折减系数:
①使用人数计算折减系数
依据:
()甲方实际调研结果,因本工程为家具城属专业市场,其营业厅超过一半的面积用于摆放家具,人数为一般商业营业厅的一半甚至更少;
()《上海市大中型商场防火技术规定》商场营业厅的疏散人数计算,应根据营业厅的建筑面积按人确定。设有固定分隔铺位的市场,其人员总数可按走道人数和各铺位人数之和计算,并应按表的规定计算。装潢、家具、建材等专业市场铺位人数可按规定指标减少;
()《重庆市大型商业建筑设计防火规范》专业市场营业厅的人员密度取值不应小于表的规定,家具市场各层最大值为人,而一般商业营业厅为人。
若按()计算计算折减系数可达,显然不合适,因此本项目综合上述依据,取更为严格的使用人数计算折减系数。
以下为各层计算结果及疏散分析:
)地下一层建筑面积,共设个防火分区,其中,-防火分区为设备用房,面积为,满足规范的防火分区面积控制要求;到为双层机械停车区域,面积分别为、、、、、、、、、,按复式汽车库规定缩减控制防火分区面积;到为单层停车区域。面积分别为、、,满足规范的防火分区面积控制要求。各防火分区间均采用防火墙、防火门、防火卷帘分隔,保证每个防火分区在火警时的独立性。每个分区均有一部以上封闭楼梯直通室外,车库内最远点距安全出口距离均小于,有自动灭火系统的设备用房有楼梯直通室外,满足疏散要求。
)首层建筑面积,设个防火分区,各防火分区间通过防火墙、防火门、防火卷帘隔开,保证每个防火分区在火警时的独立性。-、-、-、-防火分区面积分别为、、、,出口直接对外,营业厅内铺位疏散门距安全出口小于。取面积最大的-防火分区进行计算,设计外门总疏散宽度为,大于分区商场人流总疏散宽度:,满足疏散要求。
)二层建筑面积,设个防火分区,每个分区均有部封闭楼梯或防烟楼梯可通地面室外,营业厅内铺位疏散门距疏散楼梯门口或中庭的距离均小于。取面积最大的-防火分区进行计算,设计总疏散宽度每个分区均为,大于分区商场人流总疏散宽度:,满足疏散要求。
)三层建筑面积,设个防火分区,每个分区均有部封闭楼梯或防烟楼梯可通地面室外,营业厅内铺位疏散门距疏散楼梯门口或中庭的距离均小于。取面积最大的-防火分区进行计算,设计总疏散宽度每个分区均为,大于分区商场人流总疏散宽度:,满足疏散要求。
)四层建筑面积,设个防火分区,各防火分区间通过防火墙、防火门、防火卷帘隔开,每分区均有部封闭楼梯或防烟楼梯通地面室外,营业厅内铺位疏散门距疏散楼梯门口或中庭的距离均小于。取面积最大的-防火分区进行计算,设计总疏散宽度每个分区均为,大于分区商场人流总疏散宽度:,满足疏散要求。
建筑防火配件及构造
)本工程地下室防火墙采用厚加气混凝土砌块墙体,耐火极限大于小时,相邻的防火分区在防火隔墙上联系处采用甲级防火门或特级防火卷帘,特级防火卷帘(背火面温升作耐火判定)耐火极限小时,地下车库和地下车库之间及商场内小中庭防火分隔采用特级防火卷帘(上开甲级防火门)。
)位于商业区域的双跑疏散楼梯按封闭楼梯间设计,楼梯门设乙级防火门;位于商业区域的双跑剪刀疏散楼梯按防烟楼梯间设计,楼梯门设乙级防火门。建筑物构件的燃烧性能和耐火极限均按一级耐火等级选材和设计。
)所有管道井的隔墙采用厚加气混凝土砌块墙体,耐火等级不低于小时,管道井门为丙级防火门;竖向管井在楼板处每层用混凝土封死。
)各建筑构件,如梁、柱、楼板、承重墙、楼梯间的墙、电梯井的墙以及吊顶、防火墙等均应满足一级耐火等级所要求的耐火时限。
消防论证结论
通过火灾烟气运动的模拟计算,并对人员疏散情况进行模拟计算,分析得出各场景下的可用安全疏散时间和必需安全疏散时间,具体时间见下表。
通过数值模拟计算分析得出,在现有消防设施正常工作的情况下,在一定时间内()可以保证成都香江全球家具建材二期区项目的人员在火灾情况下的安全疏散;假设喷淋系统失效时,则无法保证人员的安全疏散。
结语
大型城市商业建筑随着城市化进程的加快而出现,并且在向大型化和综合化方面不断发展,现行的建筑消防设计规范已不能满足消防要求,这就要求我们相关的设计人员及相应部门的工作人员在日常工作中既要结合已有规范和标准,也要结合工作实际情况,不断创新,才能使我们的设计,尤其是最重要的消防设计与时俱进。
参考文献: