某商場(chǎng)中庭區(qū)域排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討

朱永智

中國(guó)建筑設(shè)計(jì)院有限公司

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目位于邢臺(tái)市中興大街北側(cè)，冶金路以東，郭守敬路以西，總建筑面積142828.0 m2，其中地下建筑面積63028.0 m2，地上建筑面積：79800.0 m2，建筑檐口高度為45 m。地上七層，地下三層；地下三層為車庫（局部戰(zhàn)時(shí)為物資庫）及設(shè)備用房，地下二層為車庫及設(shè)備用房，地下一層為樂購(gòu)超市；一層至四層為商場(chǎng)、五層及六層局部為餐飲、六層及七層局部為影院、七層局部為KTV。

本項(xiàng)目在商業(yè)布局的設(shè)計(jì)中，充分利用了中庭共享空間，在共享空間內(nèi)部設(shè)有一座中心島，中心島布置了小面積的零售店鋪。同時(shí)共享空間的局部區(qū)域?yàn)槎鄬迂炌ǎ纬?個(gè)錯(cuò)落有致的中庭。

在中庭內(nèi)部布置小型零售店鋪形成中心島的設(shè)計(jì)方式是商業(yè)綜合體中日趨常見的商業(yè)布局模式。這種中庭的設(shè)計(jì)理念和構(gòu)成方式，按照目前國(guó)家相關(guān)建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范[1]對(duì)其防火分區(qū)、人員疏散等設(shè)置存在無法涵蓋的情況，通過消防安全分析，來確保該區(qū)域消防安全性能達(dá)到規(guī)范要求的同等水平。并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)本建筑的特殊性提出相應(yīng)的消防安全策略。

2 排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 防火單元和亞安全區(qū)的設(shè)置

建筑設(shè)計(jì)師考慮到中庭與中庭內(nèi)零售店鋪的不可分割性，將整個(gè)中庭和中心島、部分零售店鋪劃分為一個(gè)防火分區(qū)。因此，需要提出針對(duì)于中庭及零售店鋪的防火措施，以提高中庭防火分區(qū)的消防安全性，并解決人員疏散問題。設(shè)置“防火單元”，即采用防火分隔將一部分店鋪劃分成相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，通過相應(yīng)的手段，將火災(zāi)影響控制在該范圍內(nèi)是一種有效方式。

本項(xiàng)目借鑒以往工程經(jīng)驗(yàn)，在大空間中采取“防火單元”的形式，將中庭內(nèi)的零售店鋪進(jìn)行嚴(yán)格的防火分隔，控制可燃物聚集的區(qū)域，減小火災(zāi)危險(xiǎn)性較大區(qū)域?qū)χ車鷧^(qū)域的影響，從而為中庭防火分區(qū)的形成提供防火方面的保障。中心島區(qū)域一層設(shè)置4個(gè)防火單元（圖1），二層至四層設(shè)置3個(gè)防火單元（圖2），五層為2個(gè)防火單元（圖3），中庭六七層見圖4，中庭剖面圖見圖5。

圖1 一層中庭示意圖

圖2 二至四層中庭示意圖

中心島區(qū)域人員疏散只能通過首層中庭才能到達(dá)室外，為了保證各零售店鋪通過中庭疏散的安全性，將中庭及走廊（回廊區(qū)域）等僅作為人員通行使用的公共區(qū)域設(shè)計(jì)成為可燃物較少的“亞安全區(qū)”，通過控制“亞安全區(qū)”內(nèi)的可燃物，增強(qiáng)消防設(shè)施，形成較防火單元更安全的中間區(qū)域，為火災(zāi)時(shí)人員自中心島防火單元至室外的疏散途徑中創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)安全的過渡空間，實(shí)現(xiàn)安全逃生。本商業(yè)體的中庭及走廊為一個(gè)獨(dú)立的亞安全區(qū)。

圖3 五層中庭示意圖

圖4 六七層中庭示意圖

圖5 建筑剖面圖

2.2 防火單元的排煙

防火單元的主導(dǎo)思想是把易燃物密集的區(qū)域劃分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元，從而把火災(zāi)荷載分割并壓制在各自小區(qū)域內(nèi)，控制火災(zāi)既不會(huì)在各單元之間蔓延，更不會(huì)蔓延到臨近的開放空間。因此，防火單元作為獨(dú)立的防火防煙區(qū)間，自身的防火防煙措施必須得到保證。若無機(jī)械排煙系統(tǒng)，防火單元無法對(duì)火災(zāi)煙氣進(jìn)行有效控制，進(jìn)而殃及到鄰近單元及中庭公共區(qū)域，故防火單元內(nèi)的商鋪無論面積大小，均設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。

結(jié)合本工程的建筑布局，排煙設(shè)計(jì)方面選擇縱向設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，同時(shí)為保證排煙系統(tǒng)的有效運(yùn)行，對(duì)應(yīng)防火單元設(shè)置排煙及補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，并做到：

1）每個(gè)防火單元作為一個(gè)防煙分區(qū)。

2）各防煙分區(qū)單位面積計(jì)算排煙量為60 m3/h；每個(gè)排煙系統(tǒng)的排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量按其負(fù)擔(dān)的最大防火單元面積×120 m3/(m2·h)計(jì)算。

3）排煙系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)入口（或穿越機(jī)房隔墻處）、垂直風(fēng)管與每層水平風(fēng)管連接處的水平干管上、水平風(fēng)管橫向穿越防火單元隔墻處均設(shè)置280℃防火閥。

4）空調(diào)、通風(fēng)、排煙補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)位置均設(shè)置70℃防火閥。

2.3 亞安全區(qū)的排煙

中心島區(qū)域店鋪內(nèi)人員需通過中庭及走廊（回廊區(qū)域）等公共區(qū)域進(jìn)行二次疏散，設(shè)置與防火單元相配套的亞安全區(qū)，作為人員疏散緩沖區(qū)域。亞安全區(qū)的應(yīng)用在火災(zāi)時(shí)能順利解決人員疏散安全、防火防煙分隔，平時(shí)也能兼顧大型商業(yè)建筑通透、舒適的設(shè)計(jì)要求。中庭，雖然火災(zāi)危險(xiǎn)性較低，但仍存在火災(zāi)危險(xiǎn)性，為保證人員在亞安全區(qū)內(nèi)不受煙氣侵害、及時(shí)疏散，也設(shè)置相應(yīng)的排煙及補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。

本項(xiàng)目?jī)?nèi)亞安全區(qū)包括除中心島商鋪和周邊商鋪外的中庭區(qū)域及未與中庭區(qū)域有效分隔的周邊走道、回廊。由于亞安全區(qū)內(nèi)空間高大，并連接四通八達(dá)的走廊，為確保排煙系統(tǒng)在火災(zāi)期間能有效工作，不影響亞安全區(qū)外的其他區(qū)域，設(shè)計(jì)中遵循以下原則：

1）亞安全區(qū)內(nèi)機(jī)械排煙系統(tǒng)的排煙口設(shè)于中庭頂部和每層回廊；

2）亞安全區(qū)內(nèi)中庭部分排煙量提高至6次/h（以體積計(jì)算）；

3）亞安全區(qū)內(nèi)的中庭與走廊之間劃分為不同的防煙分區(qū)，設(shè)置擋煙垂壁；

4）亞安全區(qū)的走廊部分按不大于500 m2設(shè)置防煙分區(qū)，按60 m3/(m2·h)計(jì)算排煙量。

亞安全區(qū)內(nèi)共有三個(gè)中庭，西側(cè)的中庭Ⅰ連通地下1層～5層；東側(cè)的中庭Ⅱ連通1～4層；南側(cè)的中庭Ⅲ連通1～7層，消防排煙系統(tǒng)如下處理：

1）由于3個(gè)中庭在上下連通時(shí)，投影范圍并不完全重合，在計(jì)算各中庭體積的時(shí)，是以各中庭于某一層最大體積為基準(zhǔn)進(jìn)行總體積計(jì)算。

2）中庭Ⅰ連通地下1層～4層時(shí)，上下基本貫通，但5層投影面積不足4層板洞面積的1/5。針對(duì)此特點(diǎn)，把此中庭以4層頂板為界縱向分為兩個(gè)中庭，分別設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。

3）供中庭區(qū)域空調(diào)機(jī)組兼做火災(zāi)時(shí)的補(bǔ)風(fēng)設(shè)備。

4）中庭、走廊（回廊區(qū)域）和零售店鋪的排煙系統(tǒng)分別設(shè)置。

排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)防煙分區(qū)共用一套豎向排煙系統(tǒng)，或中庭的排煙系統(tǒng)兼顧其貼臨的房間（或走廊）排煙的情況。前者的做法普遍，并得到大部分設(shè)計(jì)人員認(rèn)可；而后者的做法（暫且不論排煙量的計(jì)算方式問題）是值得商榷的。就本工程而言，由于零售店鋪面積較小，火災(zāi)煙氣如果沒有及時(shí)排出，煙氣溫度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到280℃，造成排煙系統(tǒng)上的防火閥關(guān)閉，聯(lián)鎖停止風(fēng)機(jī)。此時(shí)，若零售店鋪內(nèi)火勢(shì)沒有得到有效控制，其煙氣極有可能蔓延到走廊（回廊區(qū)域）和中庭區(qū)域，而此時(shí)中庭的排煙風(fēng)機(jī)已經(jīng)無法啟動(dòng)繼續(xù)排煙。因此，中庭、走廊和店鋪的排煙系統(tǒng)各自獨(dú)立是較好的設(shè)計(jì)方法。

3 結(jié)論

慮及建筑布局的特殊性和防火的重要性，整個(gè)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)適當(dāng)提高防護(hù)等級(jí)。不但穿越防火單元隔墻的通風(fēng)、排煙系統(tǒng)風(fēng)管設(shè)置防火閥，空調(diào)水管在橫向穿越防火單元隔墻時(shí)也設(shè)置防火封堵及固定支架；空調(diào)風(fēng)管、水管及保溫材料均采用不燃材料。

排煙系統(tǒng)依據(jù)建筑布局設(shè)置三道防線以阻止煙氣的蔓延，即防火單元內(nèi)的零售商鋪排煙系統(tǒng)為第一道防線，阻止煙氣擴(kuò)散到亞安全區(qū)；亞安全區(qū)走廊排煙系統(tǒng)為第二道防線，阻止煙氣擴(kuò)散到其它防火單元和中庭；亞安全區(qū)中庭頂部排煙系統(tǒng)為第三道防線，阻止煙氣蔓延到周邊其它走廊防煙分區(qū)。