某城市之門綜合體建筑防火設計探討

朱坤 鄭錦

摘要：針對某城市之門綜合體建筑的總平面布置特點，文章提出了分2個標高沿設置消防車通道，并確保每座建筑體的消防登高場地、消防車道均符合要求的方案。在此基礎上，從玻璃幕墻防火分隔、利用天橋進行人員疏散等方面提出優化消防設計。同時，在采取同步設計智慧消防設施等措施后，認為文章提出的該綜合體消防安全目標能夠實現。

關鍵詞：消防車通道;防火分區;玻璃幕墻;綜合體;防火設計

一、工程概況

已建的貴州省凱里市某城市之門綜合體位于貴州省凱里市迎賓大道與永銀桂大道的交叉處，建成后已成為凱里市的地標建筑。該項目占地面積約1.411539萬m2，總建筑面積約25.0275624萬m2，分獨立的西座、東座建筑。其中，西座建筑為-2+4+24層，地上1至4層為建筑高度16.3m的商業裙樓，裙樓上南、北段布置建筑高24層99m的酒店和建筑高18層76.4m的SOHO辦公樓，地下1、2層為車庫及設備用房;東座建筑為-4+5+24層，地上1至5層為建筑高度27.6m的商業裙樓，裙樓上南、北段布置建筑高24層99m的辦公樓和建筑高18層81.8m的SOHO辦公樓，地下1、2層為商場，地下3、4層為車庫及設備用房。某城市之門綜合體外觀圖如圖1所示。

該項目分2個大底盤（裙房）進行設計，且每個底盤上僅有2棟塔樓，改變了傳統的一個底盤上設置3棟以上或更多塔樓的模式。其設計靈感源自展翅飛翔的蝴蝶，屬于一類高層公共建筑，耐火等級設計為一級。

二、防火設計策略與難點

（一）消防安全策略

大型綜合體建筑的火災載荷相對較大，再加上使用過程中消防安全上的不利條件，其火災危險性相對較高。近年來，全國各地對超大城市綜合體從立項、選址、審批等環節，就提出加強消防安全工作的建議和措施，充分考慮建筑防火、消防設施以及滅火救援等消防安全綜合因素，有關部門在規劃建設初期就開始著手合理確定超大城市綜合體的布局、體量、功能，配套建設市政消火栓、消防車道等基礎設施。有些地方還根據本地城市綜合體建設和發展實際，推動出臺更加嚴格的地方消防安全管理規定和技術標準，有針對性地提高建筑消防安全設防等級。聯系到筆者所在城市的某城市之門綜合體建筑項目的防火設計，筆者認為應從火災控制、防火分隔、消防設施、人員疏散和智慧消防五個方面進行統籌考慮。某城市之門綜合體項目工程地處貴州省凱里市的新城區，且為所在城市的地標式建筑，對其消防安全策略進行探討是十分必要的。

（二）火源控制策略

大型綜合體建筑的火災控制應以“預防為主，防消結合”為主要目的。同時，本項目處于我國的南方地區，其建筑外墻保溫材料燃燒性能均能達到A級以上，在建筑外墻發生大面積火災的可能性微乎其微，故建筑控制內部起火源成了其火災預防的主要工作。經過分析，本項目與其他大型城市綜合體建筑一樣，其內部起火源主要有以下幾種：

（1）電氣設備及電器產品使用多、電氣線路布置復雜，漏電、短路、電火花、過負荷、接觸電阻過大等情況都有可能成為引發火災的危險源。

（2）商場、店鋪裝修及維修，使用電、氣焊等工具操作不規范或施工用的防水材料、油漆等管理不到位可能引發火災。

（3）瓶裝燃氣或管道燃氣使用不慎也可能引發火災甚至發生爆炸。

因此，對此類大型城市綜合體建筑的起火源控制應做到以下幾點：

（1）電氣線路均要求采用低煙無鹵阻火與耐火電纜、電線，設置電氣火災監控系統或智慧用電監測系統，并避免建筑使用年限增加后由于電氣線路老化等原因引起火災的發生。同時，以常態化的管理模式，不斷規范電氣設備及電氣產品的使用。

（2）對投入使用后店鋪的裝修應統一管理，且要求一律采用燃燒性能達到B1級以上材料裝修。

（3）對營業場所使用的瓶裝燃氣或管道燃氣進行嚴格管理，并安裝可燃氣體探測報警裝置。同時，廚房應設置灶臺自動滅火裝置及灶臺用火離人報警裝置。

（三）防火設計難點

近年來，我國城市綜合體的設計理念不斷推陳出新，其使用功能包括辦公、酒店、購物、休閑娛樂等，在功能上可謂是包羅萬象。某城市之門綜合體項目用地南高北低、西高東低，無窗檻墻的部分玻璃幕墻和東座的商業面積較大等設計，也給其消防安全提出了新的挑戰。存在的主要消防設計難點具體如下：

（1）西座、東座建筑大底盤2座塔樓無法設置整體性的環形消防車道，即只能分2個標高的大底盤外圍設置能環繞整個建筑的消防車道及登高操作場地。

（2）該項目部分建筑外墻立面均設置為玻璃幕墻。其中，部分需要連通多個樓層的幕墻在各個樓層處未設置窗檻墻，需要采取專門的防火分隔措施。

（3）東座商業裙樓人員疏散。東座的商業裙樓地上5層使用性質均為商業，地下1、2層的使用性質也為商業，7個樓層之間又通過1個大型中庭連通。原設計中，商場人流均是從地上1層處疏散，未考慮利用該建筑兩個標高的特性來設計其人員的分流疏散。

（4）塔樓屋頂為坡屋面。基于整個城市之門綜合體建筑項目規劃造型及視覺美觀的需要，各棟塔樓的屋頂均需要設計為坡屋面，即東座2棟塔樓的屋面東高西低地向西整體傾斜，西座2棟塔樓的屋面西高東低地向東整體傾斜，四棟塔樓的屋面之間整體呈現一個大“V”字形。由于傾斜坡度達到30°，故各棟塔樓的屋面均為無法上人屋面。加之原設計中，屋頂部分均布置有建筑面積由下至上逐步遞增的各個使用功能樓層及布局，未考慮各棟塔樓的2部疏散樓梯在屋頂的互聯、互通。

三、防火設計優化

（一）消防安全目標

建筑物的消防安全目標可能包括人員生命安全、財產安全、建筑結構安全、建筑使用或商業運行的連續性和環境保護等。根據建筑物使用功能和結構形式、建筑高度等，不同建筑的消防安全目標可能有所不同，其性能目標也有所差異。如，凱里某城市之門綜合體建筑玻璃幕墻的防火隔斷措施應能將建筑火災控制在設定的防火空間內，杜絕經豎直方向蔓延至其他區域。又如，其東座商場的安全疏散設施應確保在發生火災時，建筑內的人員在規定時間內能夠通過分流疏散的方式快速疏散至安全地點。

（二）設計調整方案及采取的措施

1.消防車道及登高操作場地設置

該項目西座建筑大底盤的建筑高度為16.3m，但東座建筑大底盤的高度為27.6m，需要定性為一類高層公共建筑，均依據《建筑設計防火規范》（2014年版）和《貴州省坡地民用建筑設計防火規范》的要求進行其消防車道及登高操作場地的設計。鑒于該項目東、西2座大底盤無法設置整體性的環形消防車道的實際，在分2個標高的基礎上，對消防車道及登高操作場地進行優化設計。調整后的該項目消防車道及登高操作場地的標高：西座的南側為723.4m、北側為715m，東座的南側為720m、北側為709.5m，消防車道與4座高層塔樓的消防車登高操作場地實現充分的有機布置。同時，2座大底盤周邊均有環形的市政道路，消防車道在南、北兩側的標高點均有2個以上出入口與市政道路互聯互通。其中，因東座建筑大底盤商業部分屬于一類高層公共建筑，在該大地盤的東側，以709.5m標高為基準點，沿整個建筑長邊專門布置了一塊寬度18m的消防車登高操作作業場地。另外，在西座建筑南端塔樓位于其南側長邊的消防車登高操作場地設計時，特意將該場地向該塔樓西側延伸了23m。在整個項目的5塊消防車登高操作作業場地中，為方便消防登高車的操作，各個登高場地距建筑外墻的距離均不低于5m，寬度不低于6m、坡度不大于2%的消防車道均能直達各個登高場地的中心部位。該綜合體各棟建筑已結合當地滅火救援能力、消防裝備與實際需要，在各個樓層均設置有滅火救援窗，所有滅火救援窗均能直通建筑內的公共區域或走道。

2.玻璃幕墻防火分隔

本項目2座建筑及4棟塔樓的南、北側的8個立面處建筑外墻上、下層開口之間未設置高度不小于0.8m的實體墻，均設置連通多個樓層、耐火完整性不低于1.00h的防火玻璃幕墻。幕墻與每層樓板、同層防火墻連接的縫隙，采用的防火封堵措施均為：1.5mm厚鍍鋅鋼板+200mm厚防火巖棉（燃燒性能為A級）+1.5mm厚鍍鋅鋼板，用4mm厚鋼插芯固定，填充完畢后，與幕墻接觸的上下邊或左右邊均加注防火密封膠封堵、密實。另外，整個項目外墻的上、下層開口之間已設置高度不小于1.2m實體墻，為建筑造型的需要尤其是防止發生火災時火勢向上蔓延擴大，其樓板與外立面交接處的外側均設置有類似橫放的正截面為正三角形的挑出體，均由鋼筋混凝土、鋁扣板等不燃性建筑材料構造，其正截面豎向高度為1.6m，進深為1.35m。相比樓層間設置的單純高度不小于1.2m的實體墻，該挑出體構造在阻止火勢沿墻體豎向發展方面，無疑要更勝一籌。該挑出體構造如圖2所示。

3.商業裙樓人員分流疏散

該項目的人員疏散按照《建筑設計防火規范》進行設計，其疏散寬度應100%滿足規范要求，疏散距離不能超過30（1+25%）m。當個別防火分區疏散寬度無法100%滿足規范要求時，允許向相鄰防火分區借用，但建筑整體疏散寬度必須100%滿足規范要求。具體策略為：

第一，該項目除西座建筑裙房商業部分的第2層中部設置有一個跨第3層，能容納532人的宴會廳外，其余的東座、西座建筑裙房商業部分均為商鋪式布局，但其疏散主通道凈寬均大于5m，滿足規范要求。

第二，每個防火分區至少有兩個直通室外的安全出口，與相鄰防火分區的連通口已設置甲級防火門分隔。每個防火分區室內最遠點距疏散樓梯出口或相鄰防火分區防火墻上防火門的疏散距離小于37.5m。

第三，基于西座裙樓地上2層與東座裙樓地上3層的樓地面標高一樣的現狀，專門設計一座人行天橋。該人行天橋設計為蝴蝶翼型結構，橋面寬度5m，最大長度72m，路面高度8.5m，最大高度12m，是連接“城市之門”的空中走廊，如圖3所示。該橋設計在西座裙樓2層、東座裙樓3層處，分別增加2處安全出口，讓西座裙樓2層至4層與東座裙樓3層至5層人員通過天橋實現分流和就近疏散，有利于提高人員疏散的安全度。

4.特殊場所設置

該城市綜合體各棟建筑及大底盤的部分擬計劃設置的歌舞娛樂場所、電影院與其他區域應有完整的防火分隔并應設有獨立的安全出口和疏散樓梯。餐飲場所食品加工區的明火部位應靠外墻設置，并應與其他部位進行防火分隔。同時，部分計劃設置開放式廚房的餐飲場所，已規定其廚具必須采用電加熱措施，嚴禁采用燃氣。商業營業廳每層的附屬庫房已采用耐火極限不低于3.00h的防火隔墻和甲級防火門與其他部位進行分隔。

5.屋頂區域功能布置調整

為了滿足火災等緊急情況下人員能通過屋頂疏散等消防安全要求，各棟塔樓的屋頂區域原先設計的各個使用功能樓層及布局均進行了大幅調整，即把從斜屋面坡底處下方樓層的樓地面開始至斜屋面坡頂處下方的區域整體設置為一個高大空間，均不再設置其他小面積樓層或功能空間。調整后，各棟塔樓的2部疏散樓梯在本棟屋頂高大空間內完全實現互通，人員的安全疏散等級亦得到提升。

（三）加強型的消防設施

1.消防水源

西座、東座建筑的室外和室內消火栓用水量均設計為40L/s，火災延續時間為3h;濕式自動噴水滅火系統用水量設計為30L/s，火災延續時間為1h;消防水炮系統，工作壓力0.25MPa，射水流量5L/s。故在西座建筑的地下室設置一座容量為540m3的消防水池，同時供東座建筑的消防用水。西座、東座建筑水消防系統初期10min消防水量由本棟建筑最高塔樓屋頂的50m3的消防水箱供給，最大限度地保證緊急情況下消防用水需求。除在消防水泵房和屋頂高位消防水箱處設置有水位就地顯示裝置外，在消防控制室還設置有消防水池、高位消防水箱水位實時顯示、報警裝置。

2.防排煙系統設計

該項目地下室及大底盤商業裙房、4棟塔樓不能滿足自然排煙的各層走道及房間、東座建筑大底盤商業部分的2個中庭等，均設置機械排煙系統，系統排煙量最大量按房間、走道面積的120m3/m2計算。東座建筑大底盤商業裙房和4棟塔樓各防煙樓梯間及前室分別設置機械加壓送風系統。裙樓風井在各塔樓的地上六層頂板分段，形成上下兩段加壓送風系統，下段送風機設置在裙樓屋頂的風機房內，上段風機放置各塔樓屋面。另外，4棟塔樓和東座建筑大底盤商業裙房的消防電梯機房內均分別設置有機械排煙系統，排煙量按照10次/h計算。同時，在該綜合體建筑設置機械排煙設施的部位，已同步在對應樓層的建筑外墻上設置一定數量用于排除火災煙熱的固定窗，以最大限度地減少火災發生時煙氣對被困人員及救援人員的危害。在樓層層高較高的部位設置的自然排煙窗，還需在離地面1.5m范圍內設置有便于人員手動應急開啟的裝置。

3.智慧消防設施

整個綜合體的電氣線路均設計多回路電氣火災智能監控器等智慧用電設備。同時，西座、東座各自的消防水池及高位消防水箱均安裝了水位在線監測儀，消火栓管網和自動噴水滅火系統管網的主要節點處均設置了水壓在線監測儀。消防水泵、防排煙風機等主要消防設備的啟、停及故障也同步設計有在線監測終端，所有監測數據通過物聯網技術同步上傳至基于電腦端、手機端與云端等的某智慧防火監測平臺。

四、結論與展望

第一，某新型城市綜合體破解了傳統的大型城市綜合體布局模式，其建筑布局及消防設計具有一定新穎性。

第二，此類建筑的消防車登高作業場地、消防車道及消防救援窗口等設計應在執行規范的前提下，便于消防車通行及登高作業。

第三，在類似城市綜合體的消防設計中，應將安全疏散、幕墻防火構造以及加強型消防設施等建筑防火內容作為設計重點。

第四，城市綜合體類公共建筑在各個使用功能空間布置時，對消防技術標準要求較為嚴格的歌舞娛樂場所的布置區域應力爭在建筑主體設計階段一并統籌考慮。

第五，新型城市綜合體應從智慧用電、消防設施智能監測應用等方面同步建設智慧防火大數據平臺。

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