大型商業綜合體建筑火災風險分析及優化設計

吳 鐳

寶雞市消防救援支隊，陜西 寶雞 721000

為貫徹落實《消防救援局關于印發大型商業綜合體火災風險指南和火災風險檢查指引的通知》，進一步防范化解火災風險，各地消防救援機構在當地政府的領導下，與住建、規劃等部門密切配合，嚴把建筑“審批關”，加強日常監管，取得了明顯成效。然而，大型商業綜合體體量龐大、建筑結構新穎、業態種類繁多，目前傳統的消防設計已難以滿足其對立體化模式、空間通透性的需求，建筑火災風險仍較為突出。筆者結合實地檢查和實際調研，對建筑安全疏散、防火分區方面存在的突出風險進行分析，并提出相應的優化設計思路。

一、大型商業綜合體建筑火災突出風險

(一)安全疏散風險

1.體驗式空間布局與火災時人員對建筑空間認知的沖突

商業營銷是商業綜合體的重要功能之一，因此，商業綜合體中每一個子空間的布局設計都特別強調顧客體驗的新穎性、獨特性，以吸引更多人群前來購物娛樂，最大化實現商業綜合體的經濟價值[1]。根據心理學相關理論，當人們進入一個陌生的空間環境時，會憑借以往對類似空間環境的經驗認知來了解和融入這一環境。大型商業綜合體標新立異的體驗式空間布局，會給建筑內人群帶來陌生的空間體驗，這對災時避難人群的空間認知是一個不小的考驗，很可能因為對建筑空間的錯誤認知而影響疏散和逃生。

2.商業化視覺引導與疏散通道效率的沖突

大型商業綜合體通常采用多元化、復合化的流線設計，需要設置一系列的視覺引導標識來引導人群活動，而那些專門設計的疏散通道則很少引起人們的注意，導致疏散通道災時疏散功能得不到很好利用[2]。商業化視覺引導的設計還容易導致3種對災時避難極為不利的后果：(1)視覺引導比較成功的建筑出入口成為多數人流的首選通道，而使用另外一些出入口的人寥寥無幾；(2)面臨緊急火情時，大多數人往往選擇自己一開始的入口作為逃生路線，導致人群大量涌向某些出入口，進而可能引發擁堵、踩踏等現象；(3)大量顧客是通過地下汽車庫乘坐電梯或自動扶梯直接到達大型商業綜合體各樓層，一旦發生火災，無相應視覺引導，導致其無法找到最近安全疏散出口進行逃生。

3.特殊空間的疏散風險

大型商業綜合體多采用全方位、立體化開發模式，其內部不可避免地形成一些防火能力較差的特殊空間，如半開敞的功能過渡空間、高層辦公樓、地下商業空間等。這類特殊空間為給使用者營造一種與近地面空間相同的心理效果，往往進行特別的空間裝飾和設計。然而，一旦火災發生，這類空間會一定程度上放大避災人群的恐慌心理，給疏散逃生帶來較大困難。例如，在地下商業空間中，受封閉式環境影響，避災人群會感到異常的緊張和壓抑，而上行樓梯的疏散方式也無形中加劇了人們的恐慌，給疏散造成不利影響。

4.火災隱患給安全疏散帶來的風險

若防煙樓梯間或前室的防火門封堵不嚴、閉門器損壞、門鎖上鎖、未保持常閉，且布置有超市或大型賣場的這些區域被可燃物占用，更有甚者，大量清掃電動車也擺放其中，將導致樓梯間成為“亞安全區”，不能充分發揮其防煙隔火的效能。同時，大量商鋪和主力店柜臺、貨架占用疏散通道或阻擋疏散路線，致使營業廳內任一點至最近安全出口或疏散門的直線距離和行走距離超過規范規定的37.5 m和45 m。另外，一些兒童游藝主力店未設置獨立的安全出口和疏散樓梯，多與建筑其他樓梯共用，不符合《建筑設計防火規范》的有關規定[3]。這些火災隱患都給大型商業綜合體安全疏散帶來一定風險。

(二)防火分區風險

1.室內空間通透性與傳統封閉式防火分隔的沖突

大型商業綜合體中設有步行街、中庭等大體積的開放空間，根據商業營銷需求，這部分空間在設計時需要滿足一定的流動性、通透性，而防火分區要求建筑發生火災時達到全封閉的效果，這就在兩者之間產生了難以調和的矛盾[4]。如今，大型商業綜合體在內部空間設計上大都講究“一目了然”，這樣不但方便人們對空間流線的認知和掌握，也有利于綜合體內各種商鋪的靈活布局和管理。而現行消防設計規范要求用建筑構件來劃分防火分區，勢必會降低空間的整體通透性。

2.火災隱患給防火分區帶來的風險

大型商業綜合體中庭區域空間較大，通透性較好，商家為豐富經營模式，在中庭內舉辦展覽、展銷、演出活動，設置攤位、兒童游藝設施、停放展售車輛的情況較為普遍，導致中庭內火災荷載劇增，本是安全的分隔區域變成了“危險區”。為增加商鋪數量，部分綜合體在各層中庭卷簾下兩側0.5 m范圍內設置攤位，環繞整個中庭四周，致使傳統的中庭防火卷簾分隔失去效能，樓層面積的疊加遠超出規范規定的最大面積，防火分區形同虛設。

綜上所述，大型商業綜合體實際運營中的安全疏散和防火分區相關問題亟待解決。目前依靠消防設施保障其消防安全存在很多不確定性，例如防火門、防火卷簾等分隔設施的動態隱患，導致其無法正常進行分隔，或消防控制室未執行全自動狀態，多數自動消防設施無法第一時間有效防控火災蔓延等[5]。因此，筆者認為最有效的解決方式是優化建筑防火設計，構建高效可行的疏散和防火分隔方案，盡量避免不確定因素對安全疏散和防火分區的影響。

二、大型商業綜合體的建筑防火優化設計

(一)安全疏散優化設計

1.構建高效的疏散引導系統

大型商業綜合體的人群構成比較復雜，需要構建視、聽、觸多感官共同作用的復合疏散引導系統，其中任一感官引導系統都應保持獨立運作，若災時某一引導系統失靈，其他兩種系統應仍能正常發揮引導功能。三種引導系統中，視、聽引導尤其是視覺引導的效果最為直接，應用最為廣泛，觸覺引導系統的技術難度比較大，引導效率較低，但對于失聰、失明等群體來說是非常必要的。在實際防火設計中，每一個疏散線路節點都要設置至少兩個引導標識，且引導信息要統一、簡潔、突出顯示，盡量使用通俗易懂的國際化圖形符號，并且與燈光背景或其他廣告標識區分開來，以提高可識別性，便于避難人員迅速判斷和思考。為提高引導效果，也可以將疏散引導系統與廣告展示系統或其他個性化設施進行融合設計。例如：可在扶手表面設計指示性紋理，為盲人進行路線引導；一些廣告顯示器也具有一定的空間指示功能，可利用這類廣告聲音強化顧客頭腦中的認知地圖，引導避難人群理智疏散。此外，火災情況下煙氣上升，使得一些頂部疏散指示系統難以識別，因此，須設置地面引導系統，通常是在墻角線處設置自發光性裝飾線腳，并在地面飾面設置自發光性交通指示標志，既起到災時照明作用，又達到疏散引導目的。

2.構建高效的環形疏散流線

盡管大型商業綜合體的消防設計難度比較大，但利用其空間形態的多樣化特性，可以構建一種疏散效率不亞于普通單體建筑的環形疏散流線，該流線應當具有以下特性：(1)在剖面上呈現環形構造，當這一環形流線的其中任一點被火災阻隔時，人們還可以通過另外一個方向進行疏散；(2)該環形流線上應盡可能多地設置一些通往節點的避災流線，以分擔人流，提高整個商業綜合體的疏散效率。大型商業綜合體的人流密度大，通過設置多條避災流線，有助于將人群疏導到不同的避難空間中，避免大量恐慌人群涌向同一避難空間而導致額外傷亡。

如圖1所示，一般高層建筑出現火情時，高層部分將面臨逃生路線被著火樓層徹底阻斷的風險，而在大型商業綜合體建筑中，通過設置環形豎向流線，可以給受困人群提供另外一條逃生通道[6]。以這種設計思路為基礎，還可以延伸出其他平面環形或空間環形鏈接的疏散流線，通過裙房屋頂平臺、連廊、挑臺等進行疏散避難。例如，著火層以上被困人員可通過引導，向上疏散逃生至連廊或裙房屋頂平臺，通過其他安全區域的樓梯進行分流，達到高效疏散的目的。同樣，也可借助超高層建筑的避難層，依照此方法進行安全疏散。此外，為解決大型商業綜合體內兒童游藝場所需獨立設置疏散樓梯的問題，也可將專用樓梯靠外墻設置，通至屋頂，以達到規范的相關要求。為提高疏散流線在火災發生時的利用效率，應為流線配備相應的智能疏散引導系統，根據火災實際情況為避難人群指出最優逃生路線。

圖1 環形疏散流線示意圖

3.充分利用公共開敞與半開敞空間的避難功能

大型商業綜合體中通常設有較多公共開敞與半開敞空間，如室外廣場、交通連廊、挑臺等，這類空間的引入不但對提高建筑空間的靈活性、流動性起到了重要作用，而且具有一定的避難功能。從消防安全角度來講，只要對這部分空間的尺度、構造等進行相應改進和優化，就能為火災疏散提供更多保障，具體包括以下幾個方面：(1)可以參照高層建筑避難層的構造方法，加設防煙設施等，賦予此類空間一定的避難功能，保證整個建筑群體的消防安全性。對于廣場、平臺等空間，在布置景觀或構筑物時，應盡可能使用阻燃材料，避免火勢沿此類空間蔓延到其他區域。同時，應盡量保持空間的通暢性，避免使用一些固定且大面積的商業設施，以免阻礙緊急疏散時的人群流動。(2)為保障人群安全疏散，應在下沉廣場設置疏散樓梯，若下沉廣場的開敞空間足夠大，可將通往廣場的通道當作疏散出口。若地下商業建筑設有通向下沉廣場的疏散出口，應確保疏散通道的寬度在3 m以上，在具體設計中，建議與商業綜合體的立體化交通系統相互配合，提高整體疏散效率。(3)對于此類空間的開敞程度也應當進行一定的定量設計。例如，許多大型商業綜合體的室外下沉式步行街都設有雨棚，出于消防安全考慮，在確定雨棚的高度及尺寸時，應當使其滿足一定的防火性能要求，且要保證所用材料的燃燒等級至少為B1級。(4)在大型商業綜合體的高層建筑部分，可以設置一定數量的室外平臺，如成都來福士廣場的高層建筑部分就設置了許多大面積的室外平臺，這些平臺分布在商業綜合體的各個部位，無論對于人員疏散還是臨時避難都能起到一定的作用。

(二)防火分區優化設計

1.對防火分隔進行透明化設計

根據現有的材料技術水平，從材料層面研究防火分隔的透明化設計是不太現實的，比較可行的方法是對建筑空間進行相應處理，將防火分隔巧妙地隱藏起來，在達到應有防火性能的基礎上，提高建筑空間的視覺通透性。在這方面可以借鑒遼寧工業展覽館的做法，如圖2所示。該展覽館建設時，設置了兩排鋼筋混凝土柱，柱網的南北跨度為24 m，東西跨度為74 m，由于跨度較大，給劃分防火分區帶來了一定挑戰，如果只是簡單地進行防火分隔處理，就會影響室內功能的正常使用。對此，設計人員以設置防火帶的方式進行防火分隔，即在展廳中心設置兩條寬達9 m的帶狀通道，將整個展廳分成四大塊，該通道不設展位，通道中所有建筑構件均采用阻燃材料，并在通道上方設置加強型排煙裝置及疏散指示標志，由此在空間上塑造了一個透明化的防火分隔區域。這種設計方法十分適用于超大空間的防火分隔，但應注意的是，防火帶的設置對日常管理提出了較高要求，特別是在大型商業綜合體中，經常因雜物堆積而導致防火分隔失效，對比，應在加強日常管理的同時，對展廳或商鋪位置進行合理布置，確保防火帶發揮應有作用。

圖2 遼寧工業展覽館主展廳防火設計示意圖

2.加強商業中庭空間的通透性隔火處理

中庭的隔火處理方式有兩種，一是傳統的防火卷簾或水簾、水霧隔火，二是借助靈活構造改變其火災發生時的空間性質。傳統方式是將中庭作為一個獨立分隔單元，如果中庭達到規定高度，還應按照防火規范中的相關要求設置垂直防火分隔，避免出現煙囪效應。具體設計中，傳統的防火卷簾可用水幕系統輔助防火分隔，設置3排以上噴頭，噴水強度控制在2～3 L·s-1·m-1之間，形成有效寬度在6 m以上的水幕帶。這種水幕系統有一個重大缺陷，即采用自啟動模式時，有可能出現火災誤報問題，導致建筑內大量積水，給商業活動造成巨大損失。鑒于此種問題，水幕可配合中庭水景景觀中的瀑布噴頭與滅火噴頭共用，形成大面積的景觀瀑布效果，既滿足了綜合體的美觀性、通透性要求，又達到了長期穩定的防火隔煙要求[7]。采用第二種方式，同樣可以達到隔火目的，如圖3所示。大型商業綜合體一般設有一些超大空間的子單元，對于這類單元空間可分割為若干小單元，每個小單元作為一個獨立的防火分區，各單元之間的區域視為“分隔內庭”，分隔內庭在正常情況下保持封閉狀態，共同構成封閉室內空間的一部分，而火災時自動開啟，變為室外區域，發揮隔火、排煙作用。在實際設計中，需保證內庭的防火阻燃性能，同時可以引入具有疏散作用的連廊，構建網狀疏散流線。這種可切換式內庭設計可利用平移式天窗來實現，為確保天窗在災時可靠開啟，可以運用溫控、手動、電動、消防聯動等方式進行多重控制。

圖3 分隔內庭示意圖

三、結語

傳統的建筑防火設計已無法滿足大型商業綜合體對功能化、多樣化大空間的要求，單純靠建筑消防設施也無法有效保證人員安全疏散和防火分區的完全分隔，可通過構建災時疏散引導系統和高效的環形災時疏散流線、優化的防火分隔設計來解決大型商業綜合體空間布局和火災隱患對建筑消防安全的不利影響。在嚴格遵循國家消防設計規范的基礎上，因地制宜地優化設計方案，力求達到高標準設計，全力防范化解火災風險。