大空間公共建筑消防設計難點及對策探索

梁 蔚

珠海華發建筑設計咨詢有限公司，廣東珠海 519000

隨著我國城市化進程建設和發展的加快，國家對于全民健身的促進，一些具有較大空間的公共建筑也在不斷增加。這類建筑的造型相對新穎復雜，且空間的跨度比較大，并具有較高的建筑層高。大空間的公共建筑具有一定的特殊性，其通過高大通透的空間環境擁有了多種使用功能，同一時間可容納大量的人流。與此同時也對消防安全帶來了嚴峻的挑戰。在這類建筑的設計上需要解決消防分區、防煙排煙的合理布局，以及解決人員的疏散安全問題，還要對消防設施進行科學設置，在建筑的消防設計方面存在諸多的難點。因此，需要設計人員深入研究，積極借鑒成功的設計經驗，探索更有效的設計方法，解決這些難點問題，保證大空間建筑的消防安全。

1 大空間公共建筑在結構上的主要特點

大空間公共建筑通常具有較大的內部空間，不僅面積大且層高也比較高。其內部呈現通透開闊的空間特點，能夠同時容納大量的人群。而且為實現其在結構上以及功能上的實際需求的特殊性，往往在設計施工時采用鋼結構或者鋼混結構，形成大跨度的結構形式，以滿足使用的需求。

2 大空間公共建筑在消防設計方面的難點

2.1 難以對大空間進行消防分區

如果在設計中采用普通消防設計方式對空間進行分隔，不僅在技術上存在難度，而且會影響大空間公共建筑對視覺和使用效果的要求，不符合建筑項目的設計實際需要。這些問題使得大空間建筑的防火分區難以達到國家規定的消防安全標準。

2.2 大空間使得人員疏散需要更長的距離

大空間建筑由于在防火分區上超出了國家對消防安全要求，因此，造成了在安全疏散的距離方面也無法達到相應的規范要求。

2.3 火災發生時難以控制排煙排氣

大空間建筑不僅其空間比較大，其體量也十分巨大，層高高，結構形式復雜，按照常規的消防設計很難對防煙分區進行劃分，而在設置排煙及防煙系統時也存在較大的難度。

2.4 大空間的鋼結構的耐火性難以滿足消防要求

大空間建筑普遍使用鋼結構，但鋼構件的耐火能力比較差，一旦火災發生時的溫度超過540℃時，就會嚴重影響鋼結構的穩定性及完整性，造成鋼結構變形，使建筑物發生垮塌。

2.5 一般的消防設施以及報警裝置難以滿足大空間的消防需要

大空間建筑由于其空間跨度大且層高較高，使得火災發生時煙氣的濃度和溫度無法及時發出報警裝置。也就造成了與報警裝置聯動的自動滅火裝置無法及時啟動。而且這類噴淋系統的水流速和覆蓋范圍等也無法滿足大空間的滅火需要。

3 在設計中解決公共大空間建筑的消防難點有效對策的探索

3.1 可以通過防火的隔離帶或隔間對防火分區進行劃分

在設計中合理設置防火分區可以有效避免火勢快速蔓延，對著火分區進行隔離能夠為疏散的人員提供避難的區域，降低火災造成的損失。設計時應根據大空間建筑的實際結構特點以及其具體的功能來劃分防火分區。

（1）對如機房、配電室以及辦公室、休息室等沒有特殊結構及功能要求的輔助性用房應選擇可燃性低，且其耐火極限應超過3h的材料；其他的樓板應采用耐火極限超過1.5h的材料，并適應達到甲級標準的防火門，使這些地方能夠與其他區域相對隔離，成為有效的消防隔間。

（2）應在大空間建筑內設計防火通道，通道應達到一定的寬度，能夠起到消防隔離帶的作用，這樣雖然沒有物理上的分隔，但依然可以有效防止火災蔓延。

3.2 解決疏散距離過長問題的對策

3.2.1 合理設計排煙系統

在發生火災時，對人員生命構成最大威脅主要是煙。大空間建筑的特點使其具有充分蓄煙的空間。這類建筑具有開闊的空間，人員的視線比較清晰，可以迅速發現火災并做出應對，開始進行安全疏散的反應時間會較短。因此，雖然大空間建筑的疏散距離并不完全符合消防規范的相關規定，但只要對煙氣的控制系統進行合理的設計，也可以為人員疏散爭取到足夠的時間。

3.2.2 設置避難通道

造成大空間建筑的疏散距離達不到消防要求的原因主要是其面積過大，同時往往因為使用的要求無法在建筑的中部設計安全出口以及疏散用的樓梯。為了解決這一問題，設計時可以通過避難通道的設置來起到縮短疏散距離的效果。這樣在發生火災時，人員可以快速到達避難通道，以保證人身安全。設計避難通道時要滿足國家相關的消防設計規范要求。

3.2.3 設置應急的照明指示

在消防設計中，設置應急的指示照明十分重要。大空間建筑通常結構比較復雜，且開闊且無固定的流線，使安全疏散的路徑比較復雜，不熟悉其內部結構的人員在發生火災時由于心理恐慌，很難及時找到疏散路徑。所以，在設計時應采用集中控制的消防應急指示照明系統，并合理設置，以滿足大空間建筑的疏散需要。這種系統可以保證24h對設備進行不間斷的巡檢，提高了建筑的安全性。

3.3 在設計排煙系統時要與建筑的實際特點充分結合

3.3.1 在設計中應采取避免外部煙氣進入的措施

對與大空間連接的一些其他部位進行消防設計時，應為其設置獨立排煙系統，使煙氣能夠直接排放至室外，阻斷煙氣侵入大空間的通道。

3.3.2 在設計中應采用邏輯分區的方式進行排煙設計

由于我國在消防規范的排煙標準上還存在不足，一些排煙機往往在需要根據產煙量才開始工作，無法滿足大空間消防安全的實際需要。因此，在進行設計時，要充分考慮排煙機的這一問題，根據大空間物理分隔較少的特點，采取邏輯分區的方式對防煙分區進行劃分，以促使機械排煙機提高排煙的效果。

3.3.3 在進行消防設計時應充分利用自然條件進行排煙

當機械排煙裝置的設置存在困難時，設計中應充分利用大空間蓄煙性較強的特點，充分利用自然條件進行排煙。在設計方案中可以選擇電動的排煙窗，與火災報警系統進行聯動，發生火災時可以自動開啟。設計自然的排煙口時要注意充分利用對流作用，從而增強排煙效果。

3.3.4 根據鋼結構的實際耐火能力設計消防方案

鋼結構是國家在消防安全標準中要求進行消防保護的重要部位。然而大空間公共建筑有特殊性，其空間面積比較大，在火災發生時，煙氣的溫度相對較低，對鋼結構安全的危害性比較小，因此，需要在設計中綜合考慮其經濟學及安全性，對鋼結構的各種性能進行詳細的計算，設計出經濟安全的消防方案。對鋼結構耐火能力進行分析時應重點考慮下面2點因素：一方面是火源可能出現的位置。設計時應結合建筑的平面布置和使用功能，計算火災荷載，并對建筑內存在消防隱患的位置和結構進行分析，對火源位置進行預判。另一方面是火災可能發生的規模。應全面考慮大空間建筑內各種消防設施的配置情況，空間的實際大小以及火災荷載的種類及分布，以預估火災可能的規模。

3.3.5 設計時應采取能夠滿足大空間消防需要的相關技術方案

在設計中必須根據大空間建筑的特點，采用能夠滿足其特殊性的探測火災的裝置以及相應的消防設備。現階段可以使用的主要設備有紅外探測的報警裝置以及空氣采樣的煙霧探測裝置。通過對空氣進行采樣探測煙霧的報警裝置的靈敏性比較高，且設計安裝比較靈活，其應用范圍也比較廣。如果在設計中選擇紅外探測系統時，需要合理布置其位置。在選擇報警系統時要充分考慮層高問題，對于超過了20m的空間高度就必須所設計相應的措施來克服層化的現象，比較可行的是對探測器進行分層布置或者采取交叉布局。

設計自動滅火裝置時，低空位置可以使用常規的噴淋系統。高空區域則應選擇主動式的滅火裝置。這種裝置包括了智能化滅火設備以及自動掃描式的射水及高空水炮的滅火設備，可以在火災發生時對起火位置進行自動探測和主動滅火。

4 結語

隨著我國經濟以及城市建設的發展，建筑設計的水平也在不斷地提高，為了滿足人們生活、出行，以及休閑娛樂等需要，具有大空間公共建筑將越來越多。在設計此類特殊的公共建筑時，消防安全方面設計必不可少，也是整個設計方案中的重要組成部分。由于大空間建筑的特殊性，在進行消防設計時存在諸多的難點，需要設計人員深入研究，并與相關部門及人員密切配合，才能使設計方案滿足消防安全的需要。設計時應積極應用先進的消防設施，并以消防安全作為設計的出發點，根據建筑的實際特點和具體功能，合理劃分隔離帶，并對各種消防設施進行科學的布置安排。目前，我國的消防技術和相關設備在一定程度上還無法完全適應大空間建筑的消防需要，因此，更需要加強建筑物的消防設計，以高效規范的消防設計來保證建筑內人員及財產的安全。