隱藏式折疊垂直分隔構件在大型商業綜合體中的應用研究

王登，倪曉波，李翠翠，王暉，王川川

浙江星月安防科技有限公司，浙江永康，321307

0 引言

隨著我國社會經濟和城市化進程的飛速發展，人民對于建筑新業態的應用需求日益增高，大中型城市涌現出了大量的大型商業綜合體（以下簡稱綜合體），其為集購物、住宿、餐飲、娛樂、展覽、交通樞紐等兩種或兩種以上功能于一體的單體建筑和通過地下連片車庫、地下連片商業空間、下沉式廣場、連廊等方式連接的多棟商業建筑組合體。大型綜合體是群眾進行集體消費娛樂的公共場所，人流量極大，人員密度極高，且由于建筑物設計并不統一，具有極大的不穩定性，因此其火災發生的概率相對一般的商業建筑物而言更高，是社會集體防治火災的重中之重[1]。

據統計全國現有3萬平方米以上的綜合體5736個，其中30萬平方米以上的155個[2]。這些新業態在給人民帶來新的消費場景體驗的同時，也給消防救援系統進行人員疏散、火場救援、維護公共安全帶來了很大難度。

消防安全是國家公共安全的重要組成部分，而消防行業的發展水平是國民經濟和社會發達程度的重要標志。因此加強消防產品制造業，研發出更多適合大型綜合體應用場景的新型耐火分隔構件產品保障人民的生產生活安全，對促進消防行業的發展，推進消防科學事業進步，促進社會平安和諧都有著重要的意義。此外，對于整體的設計過程而言，不僅僅局限在設計本身以及設計活動，本設計以保障人民群眾的生命財產安全為最終核心設計價值與設計目的，將設計思維充分拓展，將設計實踐的過程充分落地，對未來的設計有指導以及實踐研究意義。

1 火災案例

2021年4月6日，池州市貴池區銅鑼灣廣場頂層平臺發生火災，過火面積約400平方米，4人搶救無效死亡。2021年12月31日上午，遼寧省大連市沙河口區鞍山路104號新長興市場地下二層發生火災，造成8人死亡，1名消防員犧牲。毫無疑問，大型商業綜合體中的火災極大地危害了人民群眾的生命財產安全，并且對我國的消防工作造成極大的工作負擔，甚至一批英勇的消防員為此獻出自己的生命。因此公共場所領域火災的防控乃是重中之重，是火災防患于未然的核心要素，能夠大大減輕公共財產損失并且保護人民群眾的生命財產，能夠減輕消防工作人員的負擔。因此，針對公共場所的易引起火災以及有效防止火災的關鍵位置以及關鍵部件進行重新設計，進行細致的考量以及加工實驗，考慮新設計構件的耐火性能，是改良大型商業綜合體防火設施的重要著力點。而考慮到大型商業綜合體的娛樂性質，以及人民群眾日益增長的審美需求，對于新興結構的設計不僅僅只考慮到功能的實用性，外表的美觀以及部件位置的安排也顯得格外重要，需要充分運用設計思維。

2 解決方案

通過對上述火情的總結，可以看到，一旦發生火災，燃燒猛，火勢蔓延迅速，煙霧濃度大，人員疏散受堵，防范涉面廣，復雜程度高，可燃物質雜，火災撲救困難。同時，大型商業綜合體布局復雜，商業性需求、美觀性需求與火災防范之間存在一定的矛盾。

滿足綜合體復雜的功能要求，對其進行合理分區，而門作為連接相鄰分區的樞紐，在實現區域功能、提高通行效率方面起著重要的作用。因此本文以大型商業綜合體中門的結構設計為突破口，試圖研發一種隱藏式折疊垂直分隔構件（以下簡稱分隔構件）應用在合適的防火分區場景中。力爭做到工藝可靠，兼顧安全性和美觀性，同時提升使用體驗，有效地阻止火焰和煙氣的蔓延，最大限度保障區域內部人員的安全，避免造成重大人員傷亡和嚴重的社會影響。

3 設計方案

3.1 明確目標用戶

對于相關的目標用戶明確在這一設計體系中屬于一個較為難以界定的問題，本文的設計對象是大型商業綜合體中相關門的附屬結構，目的是加強結構的耐火效能。但是對于具體的目標用戶的確定則是難以界定的，準確定位是整個大型商業綜合體中的人群，而不具體根據年齡等特征結構進行精確的劃分。與當今設計界圍繞用戶進行的設計定位不同，作為具有公共防護安全性質的產品設計，用戶將會成為一個客觀的單位群體而不是一個經過主觀概念測定或者劃分的具體人群，處于密閉的大型空間的人群就是設計用戶，并且用戶的相關屬性發生了改變，用戶作為一個概念的單位被考慮，將會賦予人類群體性質的特征，類似于火災場景下人群可能發生的恐慌心理等等，而不再是處于個體的角度考慮可能存在的設計痛點。

3.2 具體結構的分析設計

我國應急管理部消防救援局《大型商業綜合體消防安全管理規則（試行）》規定，防火門、防火卷簾等防火分隔設施應保持完整有效可正常關閉，且安全出口疏散門采用常開式防火門時應確保在發生火災時自動關閉并反饋信號，設置門禁的疏散門，應保證有火災時能從內部直接向外推開[3]。

3.3 具體結構的分析設計

由于出入綜合體的流動人員眾多，區域功能要求多樣，電器設備種類多，可燃易燃物復雜，需要門扇具備一定的結構強度，兼具較好的防火、隔熱性能；普通常開式防火門的門扇會占據一部分疏散凈寬度，因此將其設計為與分隔墻體相結合的隱藏形式；垂直分隔構件根據洞口寬度的不同，可以設計為單扇、雙扇和多扇的形式滿足不同應用場景的不同需求。為了使本文試件更具代表性，筆者選擇了四扇折疊的形式（如圖1所示），可以解決洞口橫向尺寸較大的問題，而且有利于減小門扇寬度方向的尺寸，以減少合頁的磨損，折疊扇間加設中心吊（如圖2、圖3所示）提高其正常使用的可靠性。綜上所述，考慮到實際的綜合體的人流情況以及電氣設備復雜、區域功能要求多樣化的特點，根據實地場景的選用落地性質的設計，為確保設計的有效性以及設計的真實性，將對已有的設計實物進行實驗檢驗。

4 試驗條件設置

（1）試驗標準。本次試驗按照《GBGB/T 7633-2008門和卷簾的耐火試驗方法門和卷簾的耐火試驗方法》[3]和《GB/T 9978.1-2008建筑構件耐火試驗方法第1部分：通用要求》[4]兩個標準規定的試驗方法進行耐火性能試驗。

（2）試驗裝置。本試驗運用的是應急管理部天津消防研究所質檢中心的非承重耐火性能試驗裝置，可以滿足上述兩個標準規定的爐內壓力梯度和爐內溫度曲線的要求，承擔垂直耐火構件的耐火性能檢測工作。

（3）試驗方案。本次試驗，目標為檢驗分隔構件的耐火極限是否可以滿足《建筑防火規范》關于在防火分區的安全出口處設置甲級防火門的要求[5]。故將本次耐火試驗的時間設定為90分鐘。參考標準要求，對試件的背火面設置測溫點，對四個折疊扇的背火面的平均溫升情況和單點的最高溫升情況進行考察。若試驗進行到90分鐘的時候其耐火完整性和耐火隔熱性均判定為合格，則說明其耐火極限小于90分鐘，不符合甲級防火門的耐火性能要求。需要重新設計分隔構件的結構形式。

5 試驗現象分析

5.1 試驗數據

試驗進行到90分鐘后終止，通過溫度采集系統對樣品框、扇的背火面溫度進行整理分析（如表1、表2所示）。測得初始的溫度為21.4℃，該試件框背火面的單點最高溫升，ΔTmax=231.2-21.4=209.8（℃）。扇背火面單點最高溫升ΔTmax=122.8-21.4=101.4（℃）；通過對數據分析得出90分鐘時扇背火面平均溫度為ΔT=77.8-21.4=56.4（℃）。如表1、表2、圖5所示。

表1 試件框背火面溫度

表2 試件扇背火面溫度

觀察圖5中的扇背火面溫度的散點分布圖可以得知，大部分的溫度分布點集中在70℃~100℃之間，整體的溫度范圍仍處于較為優良的控制狀態。充分說明了實驗對象的耐火性能較為良好，已初步達到設計目標。

5.2 試驗圖像

在試驗過程中對試件進行觀察，采集試件不同視角的圖像（如圖6、圖7所示）。

5.3 試驗結論

試驗進行90分鐘后，觀察分隔構件的耐火狀態。其耐火完整性保持良好，背火面沒有連續火焰躥出，沒有貫穿性的裂縫出現。分隔構件扇的背火面最高溫升平均為56.4℃，最高溫升101.4℃左右，框的背火面最高溫升均為209.8℃，其耐火隔熱性表現良好。連接分隔構件的中心吊狀態良好，沒有熔融和明顯變形現象，試驗結束后尚保持著一定的承重能力。根據GB/T 7633-2008關于平均溫升和最高溫升的判定準則，判定結論為合格。

綜上所述，本設計基本起到良好的效果，符合國家相關標準以及要求規范，真正實現了設計的落地性。

6 設計思維及設計實踐范式拓展

本文針對大型商業綜合體中門的相關消防結構進行了再設計，同時對設計成果“隱藏式折疊垂直分隔構件”進行了實地的設計實踐檢驗，并經過相關數據測算取得了良好的效果。為我國相關消防結構的設計提供了可靠的范例樣本，能夠有效地指導相關消防器具以及消防防護器具的設計，其中涉及的設計思維以及設計實踐范式需要進一步延伸拓展，進行細致研究與分析。

其中設計過程中一直秉持以實地檢驗為標準的設計價值觀。這就有效地將實踐思維融入設計過程中，設計不再是簡單的浮于空中的天馬行空的過程，而是構思的同時考慮到落地的行進過程。設計作為創新的新方法以及途徑[6]，能夠通過創新驅動實現更新迭代，并賦予產品更加強的實用功能，而設計思維作為這種創新驅動的核心，更是重中之重。設計思維不僅僅停留在高等院校以及相關研究機構的范疇，更應該拓展至廣大的社會空間中，滲透進廣大市場群體[7]，這種積極的實用主義精神應該得到進一步的拓展。而我國目前擁有世界上最為廣泛的國內市場，在國內的相關事業單位、相關的市場部門也可以積極運用設計思維，對比高校以及研究機構，相關社會單位具有落地實踐性的優勢，能夠有效地將拓展的設計思維落地，并付諸生產實踐，這是設計最為深遠的意義。對于整體設計思維的辯證法邏輯演繹，本文采用了《設計問題的邏輯：辯證法視角》一文中的觀點，即設計問題以及設計解決方案的過程，屬于辯證法中的“正題”“反題”，以及最后通過設計活動真正認識設計的過程屬于“合題”（如圖8所示），以本文設計對象為例，如何設計更好的消防防護結構屬于設計問題即“正題”，而隱藏式折疊垂直分隔構件則屬于設計解決方案即“反題”，而兩者的合體則是“消防構件的設計過程及設計利于群眾生命財產安全的意義”。

本文不僅僅秉持“落地”的辯證設計思維，同時堅持設計的實踐性。維克多帕納克曾在《為真實的世界設計》中提出綠色設計的實踐性的重要性，并痛斥廣泛存在的設計的無價值性，很大程度上是由于設計忽略實驗檢驗特征以及對商業市場缺乏充分的思考。本文設計對象作為大型商業綜合體中的防火消防結構，有效地經過實驗以及落地的升溫檢驗，能夠有效地為綜合體提供消防折疊垂直分隔結構。正是通過實驗以及相關數據測算的方式有效檢驗了設計的實踐性以及落地性。設計實踐不僅僅是對于設計內容以及設計成果的檢驗，更是設計成果從概念化到實體化的必經之路，通過設計實踐以及設計實驗的再衡量，有效地將設計成果落到實處，對于消防結構的設計來說，不僅僅是拓寬了設計的成果即隱藏式折疊垂直分隔構件的運用效果，本理上還成為維護人民群眾生命財產安全的設計價值目標實現的可靠途徑。

7 結語

當試驗進行到90分鐘的時候，其耐火完整性和耐火隔熱性均表現良好，其耐火極限大于等于90分鐘，符合甲級防火門的耐火性能要求。完全可以作為替代傳統防火門、傳統防火卷簾應用于綜合體防火分區的不同應用場景中。

同時折疊構件放置在疏散通道的洞口處，當人員正常流動時為常開狀態，打開折疊扇可以隱藏在墻體內，不會有不必要的磕碰和破損。當需要緊急疏散時，折疊構件關閉，可以很好地起到擋煙隔火的作用。該設計方案有效地考慮了火災可能存在的場景，為緊急疏散等特殊情況進行了保護性的結構設計，而“隱藏式”的設計滿足平日里人群的心理需求，并不破壞人群的相關娛樂體驗。總結出相關消防結構設計的注意點，即實現消防防護功能的同時需要兼顧該結構的運用場景，盡可能做到不破壞不使用時的場景特征，而能夠在火災到來時發揮有效的功能，能夠有效地兼顧產品的功能性以及產品的人文性質，而不僅僅是實現其功能價值，真正實現現代意義上的設計價值，即人文關懷與功能實現齊頭并進。

本文經過相關的研究活動以及最終的綜合設計，得到隱藏式折疊垂直分隔構件的設計成果，經過試驗檢驗能夠有效增強耐火性能，未來進一步拓寬應用場景，為相關的公共場所設計有關的消防耐火結構，并繼續秉持消防機構的研究力度，為保障人民群眾的生命財產安全進一步做出貢獻。