大型商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)研究

喬迦偉

（江蘇省消防救援總隊(duì)南京市支隊(duì)棲霞區(qū)大隊(duì)，江蘇南京 210008）

0.引言

火災(zāi)會(huì)對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生重大的威脅，尤其是在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，商業(yè)建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，如果商用建筑發(fā)生火災(zāi)，必然會(huì)產(chǎn)生較大的社會(huì)危害。在商業(yè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，進(jìn)行防火設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)掌握商用建筑引發(fā)火災(zāi)的因素，在各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置防火設(shè)施，或者調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)商用建筑內(nèi)部防火設(shè)計(jì)的優(yōu)化，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)將產(chǎn)生的危害降到最低。

1.商用建筑引發(fā)火災(zāi)的因素

1.1 內(nèi)部存在大量的可燃物

商用建筑內(nèi)部，會(huì)陳列較多的貨物，包括服裝、家用電器以及生活用品等，上述物質(zhì)具有較強(qiáng)的可燃性，如果在內(nèi)部出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)因素引發(fā)火災(zāi)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)使火災(zāi)的范圍不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致火勢(shì)加速蔓延[1]。

1.2 內(nèi)部形式容易引發(fā)火災(zāi)

商業(yè)建筑內(nèi)部為提升可利用的空間，在擺放貨物過(guò)程中，會(huì)采用立體式的排放方式，充分利用周圍墻體懸掛貨物。采用立體擺放方式會(huì)產(chǎn)生，在縱向上會(huì)產(chǎn)生較多的通風(fēng)通道，如果發(fā)生火災(zāi)，通風(fēng)通道會(huì)加速火勢(shì)的蔓延，會(huì)提升火災(zāi)撲滅的難度。

1.3 建筑內(nèi)部人流密集

大型商業(yè)建筑，是為人們提供休閑、娛樂以及購(gòu)物的主要場(chǎng)所，在日常人流量較為平穩(wěn)，但是在節(jié)假日，人流量會(huì)不斷增加。為增強(qiáng)購(gòu)物體驗(yàn)，商場(chǎng)會(huì)采用扶梯的方式，為顧客提供出入服務(wù)，但是樓梯卻安排在隱蔽的位置，如果出現(xiàn)火情，人們只能選擇扶梯逃生，但是整個(gè)逃生過(guò)程所用的時(shí)間較長(zhǎng)，不利于商業(yè)建筑內(nèi)部的疏散。此外商業(yè)建筑中未設(shè)置醒目的安全通道標(biāo)志，在火災(zāi)的環(huán)境中，人們很難找到逃生出口。

2.大型商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)評(píng)估

2.1 設(shè)定火災(zāi)場(chǎng)景

2.1.1 火災(zāi)場(chǎng)景類型

在商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用設(shè)置情境的方式，根據(jù)火災(zāi)情境，對(duì)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)、逃生通道等進(jìn)行優(yōu)化。現(xiàn)階段火災(zāi)場(chǎng)景類型分為3種，一是固定型火災(zāi)情境；二是擴(kuò)展型火災(zāi)情境；三是爆炸型火災(zāi)情境。上述情境引發(fā)的因素不同，結(jié)合情境進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，根據(jù)火災(zāi)發(fā)展的趨勢(shì)，調(diào)整建筑內(nèi)部形式。

2.1.2 火災(zāi)產(chǎn)生的影響

由于不同火災(zāi)情境產(chǎn)生的影響不同，掌握火災(zāi)情境產(chǎn)生的影響，可以了解真實(shí)火災(zāi)情境產(chǎn)生的破壞。在商業(yè)建筑中立體空間較大，火災(zāi)在建筑內(nèi)部蔓延期間，如果受到建筑內(nèi)部設(shè)施的阻隔，如防火門等，可以將產(chǎn)生的火災(zāi)封閉在一定的范圍內(nèi)，使火災(zāi)在固定的環(huán)境中，可以為破滅火災(zāi)創(chuàng)造更多的時(shí)間。在情境中火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)建筑的外窗面積以及所在的位置，均會(huì)影響火災(zāi)的大小。與其他建筑相比，如賓館、住宅等，商業(yè)建筑在不同的樓層內(nèi)，由于陳列的商品不同，空間的利用率會(huì)產(chǎn)生較大的差異，空間、貨物擺放方式等均會(huì)影響火災(zāi)的發(fā)展趨勢(shì)。由于商業(yè)建筑自身的使用功能，在防火設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮內(nèi)部貨物陳列的方式，調(diào)整荷載密度，有助于控制火勢(shì)的蔓延。

在建筑內(nèi)部配置的設(shè)備，包括自動(dòng)噴水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備以及排煙設(shè)備等，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，上述設(shè)備會(huì)及時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行，在短時(shí)間內(nèi)控制火情的蔓延。由于商業(yè)建筑規(guī)模較大，大型建筑所處的位置，會(huì)受到周圍建筑以及環(huán)境的影響，如果發(fā)生火情，周圍建筑和自然環(huán)境等因素，均會(huì)使火情發(fā)生變化。如商業(yè)建筑與周圍建筑較近，消防車撲火的空間受到限制，并且周圍建筑使自然風(fēng)量增大，導(dǎo)致火災(zāi)的撲救的過(guò)程難度較大。

2.1.3 商用建筑火災(zāi)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

在進(jìn)行大型商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)保證設(shè)計(jì)體現(xiàn)出科學(xué)合理的特點(diǎn)，采用性能化設(shè)計(jì)方法，在保證商業(yè)建筑的經(jīng)濟(jì)性不受影響的同時(shí)，還能降低火災(zāi)發(fā)生的概率。性能化防火設(shè)計(jì)，會(huì)體現(xiàn)出以人為本的優(yōu)勢(shì)，在建筑內(nèi)部會(huì)設(shè)置合理的防火通道、防火設(shè)施等，以便發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人們借助防火通道快速逃生，防火設(shè)施會(huì)快速控制火情。進(jìn)行性能化防火設(shè)計(jì)期間，應(yīng)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的防火內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)評(píng)估用于控制防火設(shè)施成的投入，并且分析在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的不合理情況，以便提升防火設(shè)計(jì)的合理性，在兼具經(jīng)濟(jì)性和防火性的同時(shí)，還能滿足商業(yè)建筑的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的需求[2]。

2.2 實(shí)際案例

以某商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)為例，該建筑屬于綜合性商場(chǎng)，具備購(gòu)物、餐飲以及娛樂等功能。該建筑的建筑面積為13萬(wàn)m2，建筑總層數(shù)為6層，1～4層為商業(yè)活動(dòng)區(qū)，5層為餐飲區(qū)，6層為娛樂區(qū)。每層樓高設(shè)定在4.5m～4.8m范圍內(nèi)。在建筑中使用耐火材料，材料的耐火等級(jí)為一級(jí)，建筑結(jié)構(gòu)采用框剪結(jié)構(gòu)。在建筑的內(nèi)部會(huì)設(shè)置消防控制室，用于掌握建筑中整體的防火工作，并且在各個(gè)樓層會(huì)，設(shè)置自動(dòng)報(bào)警裝置，每個(gè)樓層的自動(dòng)報(bào)警裝置，通過(guò)消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)與消防控制室連接，如果發(fā)生火情，聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)會(huì)向通訊系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，并且會(huì)向商場(chǎng)內(nèi)部發(fā)出聲音預(yù)警，在發(fā)出警報(bào)的同時(shí)，室內(nèi)自動(dòng)滅火裝置啟動(dòng)，用于控制火災(zāi)的蔓延。

在該建筑進(jìn)行防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)分為3個(gè)步驟，一是設(shè)計(jì)內(nèi)容；二是設(shè)計(jì)依據(jù)；三是設(shè)計(jì)目標(biāo)。該建筑功能較多，人流量較大，如果建筑內(nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)，在排煙過(guò)程以及疏散人群過(guò)程中無(wú)法理想的效果，基于消防安全要求，本次設(shè)計(jì)目標(biāo)為在發(fā)生火情時(shí)，將人員在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移至消防通道，然后快速排煙，減少內(nèi)部煙氣的濃度，防止人們出現(xiàn)窒息的情況。在防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)依據(jù)參照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《商業(yè)建筑設(shè)計(jì)單位提供的商場(chǎng)設(shè)計(jì)圖紙及說(shuō)明書》，上述依據(jù)為設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，并且還應(yīng)參照建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確定防火設(shè)計(jì)的依據(jù)。在確定防火設(shè)計(jì)依據(jù)后，該設(shè)計(jì)中會(huì)參照國(guó)內(nèi)外商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)，使用計(jì)算機(jī)建立虛擬模型，在模型中分析防火設(shè)計(jì)存在的缺陷，參照設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的優(yōu)化，有效提升防火水平。

在防火設(shè)計(jì)內(nèi)容中，將內(nèi)容分為4個(gè)部分：第一，設(shè)計(jì)中會(huì)明確引發(fā)火災(zāi)的原因，找出引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)源，然后解決火災(zāi)因素設(shè)定防火場(chǎng)景，在場(chǎng)景中進(jìn)行進(jìn)行火情的模擬，結(jié)合模擬情況優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，減少引發(fā)火災(zāi)的因素；第二，研究火災(zāi)蔓延過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，煙氣與火災(zāi)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，煙氣會(huì)進(jìn)入到火災(zāi)未發(fā)生的區(qū)域，不僅會(huì)干擾逃生路線，還會(huì)使人們吸入大量的煙氣，導(dǎo)致人們出現(xiàn)窒息的情況；第三，應(yīng)在設(shè)定的模擬情境中，確定在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人們逃離火場(chǎng)所使用的時(shí)間；第四，在火災(zāi)達(dá)到危險(xiǎn)等級(jí)時(shí)，整個(gè)過(guò)程花費(fèi)的時(shí)間，應(yīng)保證人員已經(jīng)撤離建筑，并且在撤離中不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。

在商業(yè)建筑中會(huì)聚集大量的人員，火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中，人員快速逃離火場(chǎng)，應(yīng)成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中規(guī)劃逃生路線，讓人員可以快速進(jìn)入到安全地點(diǎn)，然后等待救援。安全地點(diǎn)在建筑中，一般是由室外、樓梯間以及防煙通道等組成，上述位置設(shè)立過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)參照火災(zāi)達(dá)到危險(xiǎn)等級(jí)的時(shí)間，在危險(xiǎn)等級(jí)時(shí)間內(nèi)，人員可以快速撤離至安全地點(diǎn)，整個(gè)撤離過(guò)程花費(fèi)的時(shí)間，應(yīng)小于火災(zāi)達(dá)到危險(xiǎn)等級(jí)的時(shí)間。在人員逃離過(guò)程中，應(yīng)在逃生路線上設(shè)置明顯的標(biāo)志，使人員掌握逃生路線，可以快速進(jìn)入至安全地點(diǎn)[3]。在性能化防火設(shè)計(jì)中，會(huì)設(shè)定火災(zāi)情境，在情境中模擬火災(zāi)的發(fā)展過(guò)程，在發(fā)展過(guò)程中，計(jì)算火災(zāi)達(dá)到危險(xiǎn)等級(jí)的時(shí)間、人員逃生時(shí)間，使用FDS場(chǎng)模擬軟件，在設(shè)立模擬環(huán)境的同時(shí)，還能計(jì)算上述時(shí)間。如計(jì)算火災(zāi)達(dá)到危險(xiǎn)等級(jí)過(guò)程中，計(jì)算時(shí)間的結(jié)果為1800s，人員疏散時(shí)間，與人員感知時(shí)間、人員響應(yīng)時(shí)間以及全員疏散時(shí)間等存在關(guān)系，分別計(jì)算每個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間，將人員疏散時(shí)間控制在危險(xiǎn)等級(jí)時(shí)間內(nèi)，即可提升人員逃生的概率。此外設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮人員的身體條件、心理素質(zhì)以及受教育情況，綜合考慮后優(yōu)化逃生路線。

3.結(jié)語(yǔ)

在大型商業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，提升人員的逃生速度，減少人員滯留建筑內(nèi)的時(shí)間，控制火勢(shì)的蔓延等，均是防火設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的內(nèi)容，通過(guò)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)立合適的消防通道等，有效滿足建筑的防火需求。