地下車庫防火性能化設(shè)計方法

賀宇坤

(太原市建筑設(shè)計研究院，山西太原 030002)

隨著中小型汽車保有量的快速增長，停車空間成為競爭性資源，且地面停車空間遠遠不能滿足需求。地下停車庫可以在地面空間相當(dāng)狹窄的條件下提供大量的停車位，既占地少，車位多，又可將車庫上方地面建設(shè)成為綠地等。另外隨著高層建筑的不斷增多，高層建筑地下也多為地下車庫，以方便停車。地下車庫由于位于地下，建筑空間大，凈高低，與外界的出入口少，因此排煙困難，而且車庫內(nèi)停放的車輛火災(zāi)危險性大，一旦發(fā)生火災(zāi)，則損失慘重，因此對地下車庫進行防火排煙設(shè)計具有十分重要的意義。

隨著社會發(fā)展，建筑物越來越復(fù)雜化、智能化、多功能化，因此建筑物的防火設(shè)計要求更高，設(shè)計難度更大，以往“處方式”的防火設(shè)計方式是根據(jù)規(guī)范規(guī)定的詳細設(shè)計參數(shù)和指標(biāo)進行設(shè)計，缺乏實際工程的靈活性，已經(jīng)難以滿足目前多樣性建筑的設(shè)計要求。防火“性能化”設(shè)計是建筑防火設(shè)計的一種新思路，新方法。根據(jù)不同建筑的實際特點，通過對防火目標(biāo)的確立，通過對所有防火方法的評估來得出最優(yōu)的防火設(shè)計方案，比“處方式”的設(shè)計方法有明顯的優(yōu)勢，逐步受到國內(nèi)外各國的重視，因此建筑防火性能化的設(shè)計方法必將得到廣泛的應(yīng)用。而地下車庫由于具有面積大，凈空低的特點，火災(zāi)危險性大，因此防火采用性能化設(shè)計更加能夠保證地下車庫的安全運營，意義更加重大。

1 設(shè)計方法

1.1 處方式設(shè)計方法

GB 50067-97汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范中規(guī)定:“面積超過2000m2的地下汽車車庫應(yīng)設(shè)置機械排煙系統(tǒng);排煙風(fēng)機的排煙量應(yīng)按換氣次數(shù)不小于6次/h計算確定;補風(fēng)量不小于排風(fēng)量的50%，防煙分區(qū)面積為2000m2，排煙口離最遠點不大于30m”。由此可以看出規(guī)范并未對排煙方式做出具體要求。我國GB 50736-2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范規(guī)定地下車庫可以采用風(fēng)管通風(fēng)系統(tǒng)和誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)，以保證室內(nèi)不產(chǎn)生死角。誘導(dǎo)風(fēng)機系統(tǒng)的使用克服了由于地下車庫層高低而布風(fēng)管不便的困難，而且誘導(dǎo)通風(fēng)技術(shù)與排煙技術(shù)相結(jié)合可以有效快速的排除煙氣。從這個規(guī)范內(nèi)容可以看出，規(guī)范只是提出地下車庫的排煙系統(tǒng)可以采用風(fēng)管式和誘導(dǎo)式通風(fēng)系統(tǒng)。而對于車庫內(nèi)系統(tǒng)的設(shè)置原則，如何能有效防火排煙，誘導(dǎo)風(fēng)機的布置均沒有具體的規(guī)定和要求。另外，誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)在國內(nèi)應(yīng)用時間不久，還沒有更加具體的設(shè)計方法，因此對于地下車庫的防火設(shè)計更適合采用性能化方法。

1.2 性能化設(shè)計方法

建筑性能化防火設(shè)計根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)特點，運用消防安全工程學(xué)的原理及方法，通過定量計算，分析火災(zāi)的發(fā)生、發(fā)展和蔓延對建筑內(nèi)人員或財物及建筑結(jié)構(gòu)本身的影響，從而對建筑的各種火災(zāi)防治系統(tǒng)進行設(shè)計，綜合建筑業(yè)主的安全要求，建筑的現(xiàn)場條件和有關(guān)的安全規(guī)定等，給出建筑防火系統(tǒng)的具體設(shè)計方案［1］。

與舊有的“處方式”設(shè)計方法相比較，性能化設(shè)計方法不局限于滿足規(guī)范要求的最小排煙量，而是對于人員的安全疏散更為關(guān)注。性能化設(shè)計特別注意建筑物的結(jié)構(gòu)特點和功能，每一個方案都是針對建筑本身特點而設(shè)計。性能化消防設(shè)計的方案是通過科學(xué)的論證，其設(shè)計表現(xiàn)效果比按照消防規(guī)范設(shè)計的方法更安全，相比而言，性能化設(shè)計方案具有設(shè)計成本有效，設(shè)計選擇多樣及設(shè)計效果更優(yōu)的特點。性能化設(shè)計采用多種分析工具來進行火災(zāi)風(fēng)險分析，從而使工程設(shè)計的準(zhǔn)確性和安全性有很大提高。防火性能化設(shè)計體現(xiàn)了一種新的消防思路，把一切消防手段整合為一體考慮，并不孤立地進行某一消防方式設(shè)計。建筑防火設(shè)計要防止火勢蔓延，保證人員安全疏散，保證生命財產(chǎn)的安全，還要為消防救援提供必需的時間和空間，因此，建筑物防火設(shè)計必須對建筑結(jié)構(gòu)的耐火性能、建筑內(nèi)部防火和防煙分區(qū)的劃分以及人員疏散方案等方面進行考慮。而目前，現(xiàn)行的“處方式”的設(shè)計方式針對上述問題都只有相對獨立、完整的考慮，但是各消防系統(tǒng)間的協(xié)同功效、綜合經(jīng)濟性低下。因此應(yīng)當(dāng)對地下車庫防火進行性能化設(shè)計，更能滿足當(dāng)前結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大面積車庫的消防要求。

2 地下車庫防火性能化設(shè)計步驟

1)確定工程參數(shù)并評估建筑現(xiàn)狀。地下車庫面積大，凈空低，出入口少，必須詳細了解地下車庫的建筑布局，建筑參數(shù)以及建筑內(nèi)車輛的類型和數(shù)量(見圖1)。2)確定防火評估目標(biāo)。地下車庫的評估目標(biāo)，主要是滿足火勢的控制和煙氣的有組織排放，以保證內(nèi)部的人員和財產(chǎn)安全，并保證疏散救援通道的暢通［2］。地下停車場屬于相對封閉的地下受限空間，而且層高低，面積大，出入口少，一旦發(fā)生火災(zāi)，燃燒速度快、煙氣沉降快、能見度低，極易造成地下車庫車輛疏散困難、滅火救援難等危險。3)確定火災(zāi)場景和熱釋放速率。一般汽車由輪胎、燃油、座椅、儀表盤、控制線路等多種可燃物組成，發(fā)生火災(zāi)時過程復(fù)雜，熱釋放速率較難確定［3］。火災(zāi)規(guī)模按照單輛車著火和多輛車著火進行設(shè)計。實際中，火災(zāi)的發(fā)展要比t2快速火的發(fā)展相對緩慢，因此在實際設(shè)計中，可以按照t2火進行設(shè)計。由于各地下車庫內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，車輛停放位置各異，不同位置的火災(zāi)的發(fā)展是不同的，而且地下車庫內(nèi)各存放車輛單元的前后左右的間隔不盡相同，在實際設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況進行區(qū)別對待。例如，一輛車起火和一排車同時起火，其性能化設(shè)計方案是不同的，要分別進行分析。4)進行性能化防火分析，提出性能化設(shè)計方案。人員的安全疏散是建筑性能化防火設(shè)計的首要安全目標(biāo)，因此要對火災(zāi)危險性進行分析，煙氣控制是解決地下車庫火災(zāi)安全的關(guān)鍵，有效的煙氣控制，能使內(nèi)部人員快速安全疏散，輔助消防人員快速滅火。要分析煙氣層溫度，煙氣層下降高度，煙氣層擴散速度，煙氣濃度以及能見度，分析疏散通道上各參數(shù)隨時間變化規(guī)律，確保可用安全疏散時間大于需要安全疏散時間，而且是越大越好。為此，要依據(jù)設(shè)計火災(zāi)曲線和設(shè)計目標(biāo)對設(shè)計方案進行評估并不斷完善設(shè)計方案。建筑防火性能化設(shè)計是一個動態(tài)的調(diào)整過程，通過多次的設(shè)置火災(zāi)場景和火災(zāi)發(fā)展曲線，反復(fù)計算并分析之后，得出最優(yōu)方案。調(diào)整內(nèi)容還包括:通風(fēng)系統(tǒng)的選擇，建筑材料和消防系統(tǒng)的選擇等。5)編制設(shè)計報告。性能化分析完成之后應(yīng)給出全面的分析報告。報告內(nèi)容要完整，要給出明確結(jié)論，指出建筑防火設(shè)計是否符合規(guī)范要求，對于不符合的如何修改設(shè)計。對于符合規(guī)范要求的，提出是否還有更加合理和更加經(jīng)濟的設(shè)計方案。最終提交的性能化設(shè)計方案應(yīng)當(dāng)是最有效和最經(jīng)濟的方案［4］。

圖1 地下車庫防火性能化設(shè)計流程圖

3 結(jié)語

由于性能化設(shè)計方法比現(xiàn)有的“處方式”防火設(shè)計方法具有更多優(yōu)勢，而且性能化防火設(shè)計可以提供最經(jīng)濟和最有效的設(shè)計方案，所以這種設(shè)計方法已漸漸成為各國建筑消防設(shè)計領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢。我國城鎮(zhèn)化和城市化發(fā)展已經(jīng)將地下空間的發(fā)展作為優(yōu)先主題，因此地下車庫的安全運行對其發(fā)展影響重大，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，防火排煙要求高，采用性能化防火設(shè)計方法更加有效，更加有針對性。隨著消防安全工程的快速發(fā)展，性能化設(shè)計方法將會越來越完善。

［1］霍 然，袁宏永.性能化建筑防火分析與設(shè)計［M］.合肥:安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

［2］李 斌.建筑防火性能化設(shè)計的特點和基本步驟［J］.山西建筑，2009，35(15):13-14.

［3］賈春芬，姚會蘭，路世昌，等.地下停車庫火災(zāi)風(fēng)險性的評價研究［J］.火災(zāi)科學(xué)，2006(1):39-40.

［4］祝佳琰，陳 雷，楊健鵬，等.性能化防火設(shè)計在綜合商業(yè)廣場中的應(yīng)用［J］.安全，2005(4):26-27.