榆林體育中心體育館消防設計

【摘 要】以陜西省榆林體育中心體育館為例，研究大型體育館消防設計中遇到的困難，如防火分區劃分、人員安全疏散、排煙系統設計、鋼結構防火設計等問題。討論消防安全設計的理念、方法和思路。

【關鍵詞】大型體育館；防火分區；安全疏散；鋼結構防火設計

工程概況：

體育館位于總體規劃用地的東北側，北側和東側均為城市道路。西側為體育場，南側為游泳館。可承接省級綜合運動會，舉辦地方級藍球、排球等比賽及群眾性運動會，專業運動隊訓練及群眾性全民健身。建筑提供標準籃球、排球場地。設置運動員用房、觀眾衛生間、貴賓用房、新聞中心、裁判員休息室、設備機房等用房。

主要經濟技術指標：總建筑面積10500m2，座位數4600座（其中，固定2000座，活動2600座），停車數120輛，無地下室。

圖1 體育中心總平面

一、體育館規范適用問題

本建筑主體為比賽大廳，建筑最高處為30.2米；局部3層，為聲光電等控制室；局部三層高度為15米，看臺最高處為20.82米；結構主體為單層，因此本建筑可認定為建筑高度大于24米的單層公共建筑；根據《建筑設計防火規范》GB50016-2006第1.0.2條第3點的規定，本建筑適用《建筑設計防火規范》。

二、體育館的比賽大廳、觀眾看臺和訓練大廳的防火分區面積過大

1.體育館的比賽大廳、觀眾看臺和訓練大廳的防火分區面積的基本情況：

體育館屋蓋部分為弦支穹頂結構，比賽大廳、觀眾看臺和訓練大廳由于無法完全分隔，設為一個防火分區，防火分區面積為6748.1平方米，本防火分區與其它防火分區用防火墻、甲級防火門、甲級防火窗嚴格分隔，使本防火分區面積控制在最小的范圍內。其中觀眾比賽大廳面積為5849.7平方米，訓練大廳為898.4平方米。

圖2 體育館一層平面圖

2.比賽大廳、觀眾看臺和訓練大廳的消防設計措施：

1）提高室內裝修材料的耐火等級：

在內裝修材料的燃燒性能等級的設計要求中，比賽大廳場地區、訓練館場區、觀眾看臺區、觀眾休息廳，除場地和觀眾座椅按規定和使用性質為B1級外，其它部位如墻面、吊頂等建筑材料和做法的燃燒性能等級均按A級設計，提高整體建筑的消防性能。

2）嚴格控制防火分區面積：

比賽大廳、觀眾看臺和訓練大廳由于無法完全分隔，設為一個防火分區，防火分區面積為6748.1平方米，本防火分區與其它防火分區用防火墻、甲級防火門、甲級防火窗嚴格分隔，使本防火分區面積控制在最小的范圍內。其它防火分區面積均滿足規范規定的5000平方米以內。（均設有自動滅火系統和自動報警系統）

觀眾比賽大廳與訓練大廳用20米高防火隔墻分隔，屋頂由于為空間索穹頂結構不做分割，僅作防火分隔，2個大廳統一設置防排煙系統。觀眾比賽大廳面積為5849.7平方米，訓練大廳為898.4平方米，嚴格控制著火區域的面積，相鄰的煙霧控制在20米以上，有效地減少了災害區域的面積，是相鄰大廳處于安全空間內。

3）比賽大廳、觀眾看臺和訓練大廳的防火分隔設計：

a）比賽場地的疏散口：比賽大廳的賽場設有4個疏散口，每個疏散口均為直通室外的安全門廳，安全門廳與其它用房和走道均為防火隔墻或甲級防火門窗分隔；

b）觀眾看臺的疏散口：二層觀眾看臺與觀眾休息廳均為防火隔墻或甲級防火門窗分隔；觀眾休息廳與其用房用火隔墻或甲級防火門窗分隔，休息廳內裝修材料及做法均為A級不燃燒材料，并且觀眾大廳有直通室外平臺安全疏散口，使觀眾休息廳成為安全大廳，從而保證了觀眾人員的安全疏散。

c）觀眾休息大廳與觀眾看臺頂部：觀眾休息大廳與觀眾看臺屋面用防火吊頂分隔，吊頂的耐火極限達到樓板1小時的耐火極限規定。

d）比賽大廳、觀眾看臺與訓練大廳之間：比賽大廳、觀眾看臺與訓練大廳之間采用20米高防火隔墻分隔，屋頂部分由于為空間索穹頂結構不做分隔；防火隔墻耐火極限為3小時，按防火墻設計，防火墻上的門窗均為甲級防火門，洞口采用特級防火卷簾分隔，使著火影響的面積控制在最小的范圍內，減少火災危害。

4）消防排煙設計：

本防火分區采用自然排煙系統，電動天窗自動開啟，并與消防控制聯動，著火時自動開啟；

考慮賽后利用的多功能性，自然排煙天窗的總面積采用建規中自然排煙規范規定的上限5%的規定，并按比賽大廳與訓練大廳的比例均布，使著火時所產生的煙霧能在本大廳上空直接排放，減少對相鄰大廳的消防影響，從而時消防分區的實際防火面積控制在最小的范圍內，減少危害，提高了二個大廳的安全度。

圖3 體育館二層平面圖

5）提高鋼結構的防火措施：

本建筑比賽或訓練部位的墻面（含裝修）均采用不燃燒體材料，根據《體育建筑設計規范》JGJ 31-2003第8.1.7條的規定，屋蓋承重鋼結構可不做防火保護，但考慮本建筑使用的安全性，除無法做防火處理的拉索外，其它屋頂主桁架部分耐火極限不應小于1.5小時，鋼柱部分耐火極限不應小于2小時。

圖4 體育館三層平面圖

6）采用圖像型雙波段火災探測器、固定消防水炮及微型消防炮：

體育館比賽大廳，訓練館比賽大廳的高度超過自動噴水滅火系統保護高度，為此，設計采用固定消防炮滅火系統。通過雙波段火災探測器探測火災，并將火災信號反饋至消控室，啟動水泵使水炮噴水進行滅火。為盡量減少水炮對觀眾休息廳處人員疏散的影響，體育館前廳采用微型自動掃描滅火裝置。

三、體育館觀眾休息廳作為安全廳的消防設計

體育館觀眾休息廳與其它防火分區用防火隔墻或甲級防火門窗完全分隔，并直通室外疏散平臺。

觀眾休息廳內裝修材料及做法均為A級不燃燒材料。

觀眾休息廳內除設有為觀眾服務的衛生間和服務臺以外，無其它具有可燃物的房間。

觀眾休息廳內任意一點到室外疏散口或樓梯間的疏散距離均小于30米。

觀眾休息廳內采用自然排煙系統，電動天窗自動開啟，并與消防控制聯動，著火時自動開啟，自然排煙天窗的排煙總面積按地面面積的2%開啟。

通過以上的消防措施，提高了觀眾休息廳的消防安全程度，使之成為一個安全的空間，從而為觀眾的安全疏散起到了保護作用。

四、鋼結構防火設計

本建筑比賽或訓練部位的墻面（含裝修）均采用不燃燒體材料，根據《體育建筑設計規范》JGJ 31-2003第8.1.7條的規定，屋蓋承重鋼結構可不做防火保護，但考慮本建筑使用的安全性，除無法做防火處理的拉索外，其它屋頂主桁架部分耐火極限不應小于1.5小時，鋼柱部分耐火極限不應小于2小時，達到二級的耐火極限小時數的相關規定。

鋼結構的防火漆為高級鋼結構防火涂料，除耐火極限超過2小時的采用厚型防火涂料外，盡可能的使用高級超薄型防火涂料，已達到鋼結構的安全美觀效果，并滿足國家標準GB14907-2002《鋼結構防火涂料》、《建筑設計防火規范》GB50016-2006等相關防火的技術要求。

圖5 體育館屋頂桁架示意圖

五、觀眾看臺疏散設計

1.看臺布局和觀眾疏散路徑：

體育館比賽大廳內觀眾席為階梯式單層看臺，觀眾通過看臺座席間臺階采用上行式方式疏散至看臺背后的橫向通道，再經通道和五個普通觀眾區安全出口分別疏散至建筑二層的觀眾休息廳，最后經觀眾休息廳北側、東側兩端的觀眾疏散平臺疏散至室外地坪，還可以通過位首層場地入口的安全出口直接疏散至室外地坪。

二層的室外疏散平臺內無可燃物。東西兩端無圍護結構，觀眾休息廳與室外直接連同，人員疏散至觀眾疏散平臺區域視為到達安全區域。

2.看臺疏散走道布置：

觀眾席縱向通道寬1.2米，可通行2股人流；沿縱向最大連續座位數橫向為26座，看臺座位連續排數最大為13排。

觀眾席座位到其最近的安全出口距離最大值為29.8米<30米，滿足規范要求。

3.看臺安全出口和樓梯的疏散寬度：

看臺區觀眾席座位總數為1900座，按平坡地面疏散寬度計算，所需安全出口寬度總計為0.43×19.0=8.17米，安全出口總寬度設計值為21米，滿足規范要求。

臨時看臺觀眾席座位總數為2700座，按平坡地面疏散寬度計算，所需安全出口寬度總計為0.43×27.0=11.61米，通過位首層場的安全出口直接疏散至室外地坪。安全出口總寬度設計值為14.4米，滿足規范要求。

4.看臺疏散時間計算：

看臺區觀眾席座位總數為1900座，安全出口數量為五個，每個安全出口疏散人數為380人<400人，滿足規范要求。

安全出口疏散總寬為21米，按0.55人/米計算疏散寬度，可通行38股人流，按37人/每股人流每分鐘計算，每分鐘疏散人數為1400人，所需總疏散時間為1900÷1400=1.36分鐘<3分鐘，滿足規范要求。

5.疏散平臺容量計算：

按0.2㎡/人計算，所需疏散平臺面積為1900×0.2=380㎡，設計的二層室外疏散平臺面積為1295㎡，滿足規范要求

六、結論

1）防火分區擴大的問題，應從保證人員安全疏散、控制火災規模和防止火災蔓延等方面進行考慮。

2）通過設置安全區、合理布置安全出口、增加疏散寬度、優化疏散流線等設計，把大型體育館的疏散時間控制在規范要求內，可以保證人員的安全疏散。

3）排煙系統的設計要同時考慮通風與排煙條件，設計排煙量時要根據被保護區域的火災規模、設計煙層高度等數據來確定。

4）鋼結構體系要分析是否進行火災保護，確定火源位置和火災規模，分析火災后結構溫升分布情況，以判斷哪些部位需要進行防火保護。

5）在室內高度超過12米的比賽大廳內，當點式火災探測器不適用時，可以采用適合大空間的先進探測器。自動滅火系統可以采用與火災報警器聯動的自動消防炮，形成主動式火災防治系統。