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高层大型商业建筑防火与安全疏散设计

摘要:本文首先论述了大型商业建筑火灾特点,并结合中海海润宁丰滨江项目实例,从防火分区设计、消防系统设计等方面重点对大型商业建筑防火与安全疏散设计进行简要分析,最后提出了建筑防火设计和安全疏散设计方法,可供类似工程设计参考。

关键词:商业建筑;防火设计;分区;安全疏散

1项目概况

本项目总用地面积为60716.00m2,总建筑面积为237464.98m2,其中计容建筑面积126610.64m2,不计容建筑面积110854.34m2,人防建筑面积17911.00m2。本项目地上共有14幢建筑,其中包含2幢3层多层商业楼,1幢4层高层商业楼,4幢22层高层住宅楼,3幢21层高层住宅楼,1幢1层公变配电房,1幢1层专变配电房,2幢门卫;本项目地下共有1幢建筑,为全埋式地下2层汽车库和商业。

2大型商业建筑的火灾特点

2.1火烟蔓延迅速,影响范围大

在大型商业综合体中,商家为了更好的展示商品,在自己的门面中多采用立体布局,商品主要摆放和悬挂在墙壁和货架上,这些服装、丝绸、塑料和纸制品多为可燃物。这种立体的布局方式造成通风性良好,一旦失火,火借风势,燃烧会愈发剧烈,火灾会蔓延和扩展的更快,危险性非常之高。大型商业综合体一般都配备自动扶梯,自动扶梯采取一通到顶的设计,这些空间是极易发生火灾的区域,虽然有防火措施,但与其它部位相比,失火概率仍然居高不下,一旦发生火灾,这里就是火源和有害气体最佳扩散途径,势必加速火势的蔓延。

2.2疏散条件不利,人员疏散困难

大型商业建筑综合体在发生火灾时,火灾所产生的烟气会迅速蔓延,所影响的范围也比较大,造成建筑内部的能见度比较低,导致人员的疏散路线受阻,加大疏散行动的难度。而火灾燃烧中所产生的烟气含有很多有毒气体,这些有毒气体对人员的生命安全所造成的威胁是非常大的,且在建筑内会不受控制的蔓延,缩短人员在建筑内的可用疏散时间,增强了疏散的难度。同时,大型商业建筑中的疏散楼梯在首层往往不能直通室外,这种情况的存在就导致商场难以为人员疏散提供安全通道,此时,再加上火灾发生时人们的恐慌、乱跑等现象的存在,都进一步的扩大着安全疏散行动顺利开展的难度。

2.3火场条件复杂,火灾救援困难

大型商场面积大、楼层多、空间封闭,一旦各种易燃品发生火灾,火情蔓延的速度是非常快的,这就增加了灭火的难度。而且大型商业建筑的消防设备多为自动喷淋系统,喷出的水量有限。

3高层住宅及商业建筑防火设计及安全疏散设计

3.1防火分区设计

3.1.1高层住宅

①住宅地下防火分区:住宅地下一层自行车库(无电动车)均小于1000m2,设自动喷水灭火系统;每个防火分区设有两个安全出口,利用直通一层的防烟楼梯间。住宅地上每层为一个防火分区,每个防火分区设有两个安全出口。②安全疏散和安全出口:高层住宅部分为建筑高度大于54m的一类高层住宅建筑,每个单元设两个独立的防烟楼梯间(剪刀梯),疏散楼梯均通至屋面。高层住宅任一户门至楼梯间安全出口的距离不超过20m,设剪刀梯的高层住宅任一户门至楼梯间安全出口的距离不超过10m;一层及一层以上各层均设两个安全出口。住宅部分疏散楼梯梯段净宽不小于1.10m,楼梯平台净宽不小于1.20m,踏步宽度不小于0.26m,踏步高度不大于0.175m。高层住宅部分户门开在合用前室内,户门不超过三樘,户门采用乙级防火门。物业经营用房和物业管理用房设在一层,每个分隔单元的建筑面积均不超过300m2,同时每个分隔单元每层建筑面积也不超过200m2,故每个分隔单元一层设一个直通室外的安全出口,一层室内最远点至安全出口的疏散距离不超过20m。分隔单元之间互不连通,隔墙为耐火极限不小于2h的防火隔墙。每栋住宅单体南侧(或北侧)均设置消防登高场地,高层住宅高度>50m,登高场地长度要≥20m,宽度≥10m。且单体与消防登高场地相对应的范围内,应设置直通室外的楼梯或者直通楼梯间的入口.办公人员密度:根据《办公建筑设计规范》JGJ67-2006第4.2.3条8款,普通办公室的疏散人数按使用面积4m2/人计算。办公场所的疏散人数按建筑面积9.3m2/人计算。疏散宽度指标根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014表5.5.21-1[1],疏散人数每100人不小于1.00m计算疏散宽度的要求。由此计算每个分隔单元的疏散人数均小于100人,设计疏散门宽度1.50m满足规范要求。

3.1.2地下车库

①汽车疏散出口:住宅地下车库共设两个汽车疏散出口,d1和f1地块的二个坡道均为7m宽的直线型双车道汽车疏散坡道,一个汽车坡道位于d1地块基地南侧,另一个位于f1地块基地南侧。商业地下车库共设五个汽车疏散出口,d1地块29号楼南侧设一个8m宽直线型超市货车双车道汽车疏散坡道,一个普通7m宽的直线型双车道汽车疏散坡道;f1地块30号楼南侧设一个7m宽的直线型双车道汽车疏散坡道,h1地块31号楼南侧及东侧各设一个7m宽的直线型双车道汽车疏散坡道。②防火分区及安全出口:本子项住宅地下车库共设十个防火分区,第一至第五、第九和第十防火分区为普通汽车库,每个防火分区面积不超过4000m2。第六至第八防火分区为非机动车库,其防火分区面积不超过1000m2。商业地下车库共设五个防火分区,每个防火分区面积不超过4000m2。地下车库每个防火分区设有不少于2个人员安全出口,商业和住宅地下室相连通的地下车库,人员疏散可借用商业和住宅部分的疏散楼梯。该疏散楼梯地下一层至一层为防烟楼梯间或封闭楼梯间,地下二层至地下一层为防烟楼梯间,楼梯梯段净宽不小于1.10m,楼梯平台净宽不小于1.20m;楼梯踏步宽度不小于0.26m,踏步高度不大于0.175m。地下车库室内任一点至最近安全出口的疏散距离不大于60m。

3.1.3多层商业(地下和地上)

商店建筑规模和耐火等级:29号楼和30号楼地下和地上总建筑面积大于20000m2,属大型商业,地下耐火等级一级,地上耐火等级为二级。防火分区及安全出口:多层商业采用垂直方式划分防火分区,根据宁波当地消防部门要求,商业中庭须独立划分防火分区,不能含在其他商铺防火分区内,同时为了营造更好的室内空间,经当地消防部门同意,中庭的防火分区未采用一般的防火卷帘形式,而是采用防火玻璃+水幕的形式,从而可以解决中庭四周设柱对室内空间造成影响的问题。商业地下一层部分共设十二个防火分区,B1-11和B1-16防火分区为设备用房,每个防火分区面积不超过1000m2;B1-17和B1-18防火分区为地下一层夹层自行车库(无电动车),防火分区面积不超过1000m2;其余防火分区均为商业及餐饮,防火分区面积不超过2000m2。每个防火分区设有不少于2个人员安全出口[1]。该疏散楼梯地下一层至一层为防烟楼梯间,楼梯梯段净宽不小于1.40m,楼梯平台净宽不小于1.40m;楼梯踏步宽度不小于0.28m,踏步高度不大于0.160m。商业及餐饮室内任一点至最近安全出口的直线疏散距离不大于37.5m。商业地上部分与地下连通的中庭,独立划分防火分区,每个防火分区面积不超2000m2,非与地下连通的中庭按垂直划分防火分区,防火分区面积不超5000m2,每个防火分区设有不少于2个人员安全出口,满足《建筑设计防火规范》GB50016-2014规范的疏散宽度要求[1]。地上部分为封闭楼梯间,一层直接对外的商业及餐饮室内任一点至最近安全出口的直线疏散距离不大于27.5m,二层及以上商业及餐饮室内任一点至最近安全出口的直线疏散距离不大于37.5m,行走距离不大于45m。防火分区内设有甲级防火门的水泵房、消防风机房、厕所、盥洗间、消防水池;防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及其合用前室、设置有防火门的封闭楼梯间;敞开连廊、阳台等场所不计入防火分区面积。地下商业埋深大于10m,应设消防电梯,消防电梯应设置在不同的防火分区内,且每个防火分区不应少于1台。

3.1.4高层商业(地上和地下)

商店建筑规模和耐火等级:31号楼地下和地上总建筑面积大于20000m2,属大型商业,地下耐火等级一级,地上耐火等级为一级。防火分区及安全出口:高层商业采用水平方式划分防火分区,与多层商业中庭防火分区划分要求一致,商业中庭须独立划分防火分区,不能含在其他商铺防火分区内,中庭的防火分区采用防火玻璃+水幕的形式划分防火分区。商业地下一层部分共设十二个防火分区,B1-1和B1-20防火分区为设备用房,每个防火分区面积不超过1000m2;B1-19防火分区为地下一层夹层自行车库(无电动车),防火分区面积不超过1000m2;B1-6和B1-7防火分区为地下一层机动车库,防火分区面积不超过4000m2;其余防火分区均为商业及餐饮,防火分区面积不超过2000m2。每个防火分区设有不少于2个人员安全出口。该疏散楼梯地下一层至一层为防烟楼梯间,楼梯梯段净宽不小于1.40m,楼梯平台净宽不小于1.40m;楼梯踏步宽度不小于0.28m,踏步高度不大于0.160m。商业及餐饮室内任一点至最近安全出口的直线疏散距离不大于37.5m。商业地上部分与地下连通的中庭,独立划分防火分区,每个防火分区面积不超2000m2,非与地下连通的中庭按垂直划分防火分区,防火分区面积不超4000m2;影院防火分区面积不超3000m2,除影院外其余防火分区面积不超4000m2,每个防火分区设有不少于2个人员安全出口,满足《建筑设计防火规范》GB50016-2014规范的疏散宽度要求[1]。地上部分为防烟楼梯间,一层直接对外的商业及餐饮室内任一点至最近安全出口的直线疏散距离不大于25m,二层及以上商业及餐饮室内任一点至最近安全出口的直线疏散距离不大于37.5m,行走距离不大于45m。影院观众厅内任一点至房间直通疏散走道的疏散门的直线距离,不大于20×1.25=25m。房间疏散门至最近的安全出口的直线距离,位于两个安出口的疏散门不大于40×1.25=50m,位于袋形走道两侧或尽端的疏散门不大于20×1.25=25m,电影院中一个厅、室的疏散门不少于2个。防火分区内设有甲级防火门的水泵房、消防风机房、厕所、盥洗间、消防水池;防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及其合用前室、设置有防火门的封闭楼梯间;敞开连廊、阳台等场所不计入防火分区面积。地下商业埋深大于10m,应设消防电梯,消防电梯应设置在不同的防火分区内,同一层内设有多个防火分区,多个防火分区可以合用消防电梯,但应满足合用时该区域的消防电梯数量不少于2台。建筑沿影院一侧(局部超过24m部分)布置消防登高场地,消防登高场地的长度至少沿建筑的一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度的底边连续布置消防登高场地。场地与消防车道连通,场地靠建筑外墙一侧的边缘距离建筑外墙不小于5m,且不大于10m,场地的坡度不大于3%。

3.2消防系统设计

3.2.1住宅区与商业区室内消火栓系统

高层住宅、商业区、地下车库设置,为临时高压系统;用水量为20L/s与40L/s,由消火栓泵加压供给,高层住宅水源为消防水池252m3、商业区水源为消防水池856.8m3存储水;住宅区室内消火栓泵参数Q=20L/S,H=130m,P=55kW*2台,1用1备;商业区室内消火栓泵参数Q=40L/S,H=80m,P=75kW*2台,室内消火栓系统不分区;消火栓口动压>0.50MPa采用减压稳压消火栓,-1F~18F设置减压稳压消火栓,减压稳压消火栓后压力控制在0.35MPa。消火栓箱内设消防报警按钮,配口径为65mm的消火栓,长度为25m的直径65mm的衬胶水带一条,喷嘴口直径覫19mm的消防水枪一只,30m长DN25的衬胶软管卷盘1支,卷盘嘴口径6mm。

3.2.2建筑防排烟设计

①商业部分。无自然排烟条件楼梯间、前室或合用前室分别设置机械加压送风系统。长度大于20m的内走道设置机械排烟系统,中庭周围的回廊设机械排烟系统,与中庭之间用挡烟垂壁隔开单独设置防烟分区,走道或回廊的排烟量按60m3/m2*h计算,且不小于13000m3/h。地下室内走道长度大于20m时,设置机械排烟系统,补风采用机械补风,补风量不小于排烟量的50%。面积大于50m2的内区商铺、面积大于100m2有外窗的商铺设置机械排烟系统。商铺的空间净高小于6m,排烟量按60m3/m2•h计算,并不小于15000m3/h,系统排烟量按同一防火分区中任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值计算,且排烟系统的设计风量不应小于该系统计算风量的1.2倍。每个防烟分区面积小于500m2。风机置于屋顶机房内。发生火灾时手动或电动开启着火区之排烟口(阀),启动排烟系统进行排烟。建筑面积大于500m2的房间设置补风系统,靠外墙有外窗的房间自然补风,内区封闭房间设机械补风。电影院的各影厅和篮球场设置独立的机械排烟系统,其空间净高均大于6m,各影厅和篮球场设机械补风系统,补风风量按不小于排烟量的50%计算,单独设补风风机。设备置于屋顶机房内。商业部分非顶层区域(中庭除外)每层靠外墙设置排烟固定窗,单个固定窗的面积不应小于1m2,且间距不宜大于20m,其下沿距室内地面的高度不宜小于层高的1/2。供消防救援人员进入的窗口面积不计入固定窗面积,但可组合布置。顶层区域的固定窗设置原则与其他层一致,但总面积不应小于楼地面面积的2%,中庭区域的固定窗总面积不应低于中庭楼地面面积的5%。②住宅部分。地上面积超过100m2的房间采用自然排烟方式,房间内设有可开启外窗且面积不小于房间面积2%,房间内任一点至排烟窗的距离不超过30m。高层住宅地下非机动车库设置机械排烟系统,排风量按照60m3/(h•m2)换气次数计算。补风利用自行车坡道进行自然补风。地下储藏室设置自然排烟,当不满足开窗自然排烟条件时这机械排烟系统。地下长度大于20m的走道设置机械排烟。地下汽车库设机械排烟系统。排烟量按照6次/h换气次数。有直通室外的汽车库出入口的防火分区,利用汽车库出入口自然补风(汽车坡道无防火卷帘)。无汽车库出入口之防火分区设机械补风,补风量不小于排风量的50%。

3.3安全疏散设计

3.3.1商业疏散宽度与距离

由于大型购物中心面宽较大、进深较长,导致了疏散距离会过长。大空间公建内部疏散距离需要满足室内任一点到最近疏散门或安全出口的直线距离不应大于30m,且行走距离不应大于45m,当设置自动喷水灭火系统时,其直线距离可增加25%,行走距离不应增加[5]。当该疏散门不能直通室外地面或疏散楼梯间时,应采用长度不大于10m的疏散走道通至最近的安全出口,其他直通疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的最大距离:当房间位于两个安全出口之间的疏散门为40m,当房间位于袋形走道两侧或尽端的疏散门,则为20m,若场所设置自动喷水灭火系统时,则安全疏散距离可增加25%。商业建筑内的安全出口全部直通室外有困难的防火分区,可利用通向相邻防火分区的甲级防火门作为安全出口,但该防火分区通向相邻防火分区的疏散净宽度不应大于规定计算所需疏散总净宽的30%,建筑各层直通室外的安全出口总净宽不应小于规定计算所需疏散总净宽。

3.3.2消防电梯

高层商业地上及地下设置消防电梯,且在同一层内设有多个防火分区,根据《浙江省消防技术规范难点问题操作技术指南》第94条表述:多个防火分区可以合用消防电梯,但应满足合用时该区域的消防电梯数量不少于2台。高层住宅每个单元设一台消防电梯,其行驶速度从首层到顶层的运行时间不超过60秒,消防电梯每层停站,地下一层及地下夹层均停站。消防电梯前室与防烟楼梯间合用时,其合用前室面积不小于6m2。

4结语

防火分区的设置是当前建筑防火措施的重点,防火分区的划分和设计起着关健的作用。然而,由于现行规范和标准的不一致,设计者对防火分区的设置不重视,仍然存在巨大的隐患,需要在实际工作中予以重视。

参考文献:

[1]GB50016-2014,建筑设计防火规范[S].

[2]GB50974-2014,消防给水及消火栓系统技术规范[S].

[3]GB51251-2017,建筑防烟排烟系统技术标准[S].

[4]《浙江省消防技术规范难点问题操作技术指南》浙公通字[2017]89号文.

[5]王超.大型商业综合体建筑防火安全疏散设计初探[J].消防界(电子版)

作者:蒋涛 单位:上海原构设计咨询有限公司

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