某金融辦公樓消防性能化設計

●王靜萱

(天津市消防總隊，天津 300090)

(本欄責任編輯、校對 李 蕾)

1 工程概況

某金融辦公樓工程總建筑面積160 874 m2，包括一座43層的金融辦公主樓A座和一座為主樓配套的5層綜合附樓B座。建筑主體高度約186 m，綜合樓建筑高度36 m，主樓與綜合樓之間設一座4層通高的大堂，形成共享的陽光中庭。大堂內(nèi)設自動扶梯、樓梯和連橋，使主樓和綜合樓分別在地下一層、首層、二層和三層連通。綜合樓設有交易大廳、多功能廳、餐廳、廚房和商業(yè)等用房。地下部分共3層，其中地下一層設商業(yè)、銀行金庫及運鈔車庫、貨車卸貨區(qū)和設備機房等設施;地下二、三層主要為汽車庫和設備機房。

2 防火設計難點

現(xiàn)行國家標準《高層民用建筑設計防火規(guī)范》第4．1．5條規(guī)定，高層建筑內(nèi)的觀眾廳、會議廳、多功能廳等人員密集場所，應設在首層或二、三層;當必須設在其它樓層時，除本規(guī)范另有規(guī)定外，尚應符合下列規(guī)定:(1)一個廳、室的建筑面積不宜超過400 m2;(2)一個廳、室的安全出口不應少于兩個;(3)必須設置火災自動報警系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng);(4)幕布和窗簾應采用經(jīng)阻燃處理的織物。

交易大廳建筑面積1 500 m2，位于綜合樓五層，建筑面積超過400 m2。其防火設計方案需要進行性能化防火設計，并結合交易大廳的人員及火災荷載等情況，通過計算模擬分析論證，確保消防安全達到規(guī)范要求的同等水平。

陽光中庭高21 m，僅設置了室內(nèi)消火栓進行保護。玻璃屋頂與主樓外幕墻之間的防火分隔措施及自然排煙口如何確定，需通過進一步分析評估確定。

3 性能化消防設計方案

分析交易大廳的用途，可考慮將大廳左側(cè)的屋頂花園和右側(cè)休息廳作為人員暫時避難的安全區(qū)域，但應同時控制右側(cè)休息廳的可燃物數(shù)量，如圖1所示。對該交易大廳與相鄰場所的防火分隔調(diào)整如下:(1)開向走道的門改為乙級防火門;(2)交易大廳與其他房間相通的門采用乙級防火門。

圖1 設在五層的交易大廳

陽光中庭貫穿地下一層和地上四層，作為大堂使用，可以設大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)，并在屋頂設置排煙設施。

按照現(xiàn)行消防技術規(guī)范的要求，通過分析建筑發(fā)生火災后的蔓延特性，并結合建筑的防火分隔、消防設施、疏散設施等條件，對該建筑的消防設計方案進行調(diào)整、分析及論證，提出進一步優(yōu)化的建議。

4 設定火災場景

4．1 火源位置

火源位置A:火源位于地下二層商店內(nèi)，為商店內(nèi)出售的商品發(fā)生火災，考慮火災位于通往疏散走道的一出口附近，使該出口無法使用的情形。

火源位置B:火源位于中庭地下二層，為中庭內(nèi)臨時擺放的可燃物發(fā)生火災，計算確定機械排煙系統(tǒng)的排煙量和排煙有效性。

火源位置C:火源位于裙樓五層交易大廳內(nèi)，為交易大廳內(nèi)的座椅發(fā)生火災，考慮交易大廳火源附近疏散出口被堵，且4扇通往休息廳的防火門未正常關閉，煙氣會蔓延至休息廳的情形。

4．2 火災場景

本建筑內(nèi)設置自動噴水滅火系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)，基于此，本文選擇了8個具有代表性的設定火災場景進行計算分析，見表1，其中中庭機械排煙系統(tǒng)的排煙量按180 000 m3·h-1設置。

表1 火災場景分析匯總表

5 煙氣流動模擬分析

運用FDS對設定火災場景下火災煙氣運動進行模擬分析，可得到火災中各項影響人員安全疏散的主要參數(shù)值，見表2。

表2 各設定火災場景下煙氣流動的模擬計算結果

經(jīng)模擬分析，可得如下結論:(1)當?shù)叵露影l(fā)生火災時，在自動噴水滅火系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)有效動作的情況下，該區(qū)域的人員可用疏散時間均不小于558 s;當自動噴水滅火系統(tǒng)或機械排煙系統(tǒng)失效時，人員可用疏散時間較少，最短為261 s;(2)中庭區(qū)域發(fā)生火災時，在機械排煙量不小于180 000 m3·h-1的情況下，不論中庭自動噴水滅火系統(tǒng)是否有效，首層和地下二層的人員可用疏散時間均不小于1 200 s;(3)交易大廳發(fā)生火災時，在自動噴水滅火系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)有效動作的情況下，各區(qū)域的人員可用疏散時間不低于1 028 s，但當自動噴水滅火系統(tǒng)或機械排煙系統(tǒng)失效時，交易大廳內(nèi)的人員可用疏散時間會大大縮短，最短為482 s，而休息廳內(nèi)的人員可用疏散時間仍較多，最短為972 s。

6 人員安全疏散分析

疏散場景設計的總體原則為找出火災發(fā)生后，最不利于人員安全疏散的情況。通常考慮火災發(fā)生在某一疏散出口附近，使該出口堵塞不能用于人員疏散。根據(jù)之前設定的火災場景，本文設置了相對應的如下4個設定疏散場景，見表3。

表3 疏散場景設定匯總

下面將本工程各區(qū)域通過計算機人員疏散模擬軟件PathFinder進行計算得到的所需疏散時間tRSET，與各火災場景下的可用疏散時間tASET進行比較，以判斷各區(qū)域內(nèi)人員疏散的安全性，見表4。

根據(jù)表4可得如下結論:(1)在自動噴水滅火系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)有效的工況下，地下二層商業(yè)的人員能夠在危險來臨之前疏散至安全區(qū)域;(2)在自動滅火系統(tǒng)失效，機械排煙系統(tǒng)有效的工況下，地下二層商業(yè)的人員不能夠在危險來臨之前疏散至安全區(qū)域。因此，建議平時加強對自動噴水滅火系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)等消防設施的保養(yǎng)和維護，以保證火災時消防設施能有效啟動。

表4 人員疏散安全性判定

7 結論

該建筑在采取本文所提出的調(diào)整方案的條件下，其消防設計方案可行，可滿足建筑內(nèi)人員疏散的安全要求。

［1］GB 50016-2006，建筑設計防火規(guī)范［S］．

［2］GB 50045-95，高層民用建筑設計防火規(guī)范(2005年版)［S］．

［3］GB 50084-2001，自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范(2005年版)［S］．

［4］GB 50116-98，火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范［S］．

［5］DGJ 08-88-2000，民用建筑防排煙技術規(guī)程［S］．

［6］NFPA 204M-2004，排煙、排熱標準［S］．

［7］NFPA 13-2005，自動噴水滅火系統(tǒng)標準［S］．

［8］NFPA 92B-2002，煙氣控制系統(tǒng)指南［S］．

［9］倪照鵬，王志剛．性能化消防設計中人員安全疏散的確證［J］．消防科學與技術，2003，22(5)．

［10］公安部天津消防研究所．建筑物性能化防火設計技術導則［R］．國家十五重點科技攻關項目專題四研究報告，2004．

［11］公安部天津消防研究所．人員安全疏散分析的原則與方法［R］．國家十五重點科技攻關項目專題四研究報告，2004．

［12］汪箭，吳振坤，何亞平等．建筑防火性能化設計中火災場景的設定［J］．消防科學與技術，2005，24(1)．