大型民用機場航站樓建筑消防設計理念與實踐研究

摘要：大型民用機場承擔著重要的交通任務，該建筑主體空間高大，通常很難進行完全分隔，防火設計規范要求無法有效落實。由于大型民用機場人流量大，因而設計人員應做好消防預案，將可能發生的事故消滅于萌芽中。本文以大型民用機場航站樓的建筑消防設計為切入點，針對如何設計進行探索和研究，以供參考。

關鍵詞：大型民用機場；航站樓；消防設計

引言

大型民用機場航站樓作為重要的交通樞紐建筑，其主體高大空間往往無法分隔，無法完全依照現行防火設計規范，需要依靠消防性能化設計方法與理念進行防火設計。航站樓是機場的基礎功能區域之一，其建筑功能與運營特點和其他公共建筑、商業建筑有著很大區別。該交通樞紐的功能更加多樣、面積寬闊、各空間互通、旅客吞吐量大、人員組成漸顯國際化、進出港大廳的人口密度較高，是消防工作上的難點之一，而保護旅客的生命和財產安全是機場工作人員不可忽視的責任。一般來說，民用機場航站樓經常連續運營，如果運營發生中斷，就會給機場帶來較大影響。

一、防火艙

“艙”是用堅固、具有充分防火功能的天花板搭建而成，它覆蓋了諸如零售區、辦公室等火災發生率較高的區域。天棚下設有自動噴霧及機械排煙裝置。用防火艙的理念來引導大空間消防設計，可以把局部自動探測報警系統、自動噴淋系統、機械排煙系統與局部防火分隔相結合，把消防措施重點放在火災發生概率高的地方，保證將火災影響控制在局部，盡量減少可能危及人身、財產及生產安全的事故。在世界各地，許多大型國際機場和車站，都成功采用了這種設計方案，防火隔間分為開放式隔間和封閉式隔間[1]。

（一）開放艙設置特點

在開放艙室中，沒有必要在周圍設置一道隔離墻來防止火災，只需要在上面安裝一個排煙罩即可。零售過程中，商店之間一般用隔板隔開，其余部分則是開放式。其消防設計理念為：在商場、辦票島等火災荷載和人流密度大的地方；在天花板上設置煙霧儲存倉（煙霧儲存倉的厚度不宜低于1.0米），設計人員可以在其周圍安裝一道煙霧隔絕墻/幕布，天花板的防火時間為1小時；通常艙口為開放狀態，艙口朝外打開，沒有任何障礙物；設置用于啟動抽煙機的火警自動檢測與報警系統；為控制火情，設置一套自動噴灑裝置。盡管艙室是敞開的，但是由于有噴水系統和排煙系統的保護，火勢仍然可以得到最大程度控制。通常情況下，開放艙內和周圍人員都會在很短的時間內快速離開該區域，再加上開放艙主要用于大空間區域，疏散是多方向的，因此如果在開放艙中發生火災，對人員造成的輻射影響可以忽略不計[2]。

（二）封閉艙設置特點

封閉艙的四面完全密封，或者其中一面打開，當檢測到火警信號時，打開的一面會自動關上防火卷簾。在重要地區的零售店使用封閉式艙室，可以有效阻止火勢擴散，從而避免對機場正常運作帶來不利影響。其消防設計理念為：主要布置在火場負荷高、敏感性強的地方，這里所說的敏感性地方是指對火場輻射傳播有一定影響的地方[3]；四面是密閉、固定的隔墻和防火門，或者其中一面打開，感應到火警后，會自動降下另一面，形成一個密閉的空間；頂棚、隔墻和圍護結構必須有1小時的耐火限度，隔墻的窗戶、門必須是乙類防火門和窗戶；在密閉空間內的管路上，應設置一個消防閥門；在沒有安裝消防門的情況下，為確保室內人員安全撤離，其消防卷簾為二級升降式；設有自動火警探測及報警裝置、自動灑水滅火裝置及排煙裝置；密閉艙室既可防止煙霧擴散，又可防止火焰輻射。

（三）防火艙設置要求

各防火隔間的面積通常不超過300平方米。在100平方米以下的封閉防火隔間中，可以不安裝機械排煙裝置。

二、防火隔離帶及其設置要求

防火隔離是指在各個功能廳之間劃出一條寬度適中的空白區，在該區域中，嚴禁放置任何易燃物品，并利用輻射模型，確定隔離區所需的有效寬度，以確保在發生火災時，一邊的火焰不會被輻射擴散到另一邊。[4]這一理念通常用于較高空間，設計人員可以在其周圍設置防火隔離層，從而避免傳統防火隔離技術的使用。這一技術手段對建筑物的使用效率和使用效果有很大影響。該方法在不采用實體阻隔物的情況下，仍能實現阻隔火勢蔓延，是一種合理的防火分區劃分方法。在防火隔離區內，只允許人員進出，嚴禁在該區域內放置任何易燃物品。在實際運作中，機場管理者應對用作消防隔離區的人流區進行嚴格管理，確保沒有可燃物質，特別是不允許有商業性的設施。消防隔離設計是針對機場候機樓中使用的一種設計方法，它會對交通造成很大影響。

消防隔離區的設立以取代常規的防火墻和卷簾為目標，要實現其安全性和可靠性，就需要對消防隔離區的結構進行詳細分析。在室內大空間場所，其內部的防火隔離帶應該滿足空間凈高大于4.0米的要求（在大空間場所，建議清晰高度不低于3.0米，同時考慮到排煙系統的有效運轉，需有一個合理的煙氣層厚度，并且為有效防止煙氣蔓延，儲煙空間應不低于1.0米）。在確定建筑火災隔離區時，要將火災發生時所產生的火災和煙霧影響因素納入到火災隔離區的設計中。經分析，確定火災隔離墻的最小寬度為8.0米以上。為避免煙火通過阻隔層擴散，設有機械式排煙裝置的地區，在兩邊均設有阻隔層，并將阻隔層降低至規定水平。在隔離區，必須有一個單獨的噴灑消防系統和一個排煙系統，噴灑消防系統之后應有一個單獨的排放風扇。設有天然通風系統地區，發生火災時，天然通風窗口應同時開放，當遇到停電故障時，開啟相應功能[5]。

三、燃料島

在面積較大的地方，可以設立多個固定或流動攤位以及商業辦公區域。在不能用阻隔艙室來保護的情況下，就必須用燃料島來保護，將它們看成是一片片隔離開來的燃料區。在面對較大空間的火災荷載下，煙塵及近2/3的熱能經羽流向頂部對流擴散。在大面積空間中，一般都可以用一個公式來計算由熱輻射引起的燃燒有效半徑。隨著距離增大，熱釋放率減小。在沒有噴灑裝置的情況下，只要對可燃物體的火情負荷進行控制，并在兩個可燃物體間留出適當的間隔，一般情況下，火勢不會蔓延。易燃易爆物品便會構成“燃料島”，而“島”和“島”間的人群活動范圍則會構成一道自然的防火屏障。

燃料島上的火載控制及防護十分重要。其設置要求為：燃料島上的裝飾材料盡可能采用不燃、不易燃材質，禁止帶入、儲存危險物品，以免出現大面積火災。針對燃料島上的輻照點火狀況，在將各燃料島的面積控制在9.0平方米、火場大小為4.5兆瓦的條件下，要確保任意一座零售亭起火并完全燃燒后，不會因輻照而導致火勢擴散至其它零售亭。經計算，每一燃料島間的防火間隔最少為3.5米。[6]鑒于“燃料島”的實現要求有更好的管理與引導，提出了“燃料島群”的中心位置不應大于100平方米，以防止“燃料島”發生故障。在100平方米以上的情況下，燃料島群之間的距離參照火災隔離區規定，距離不能低于8.0米。

四、獨立防火單元

在終端大樓里，設置在中心位置的辦公、機電用房和附屬用房等，可以采用防火分隔墻和防火門等分隔措施，將它們與其他公共空間進行有效防火分隔，并將它們當作一個單獨的防火單位來進行防火設計。在單獨的消防單元，應該使用不少于2小時的隔墻、1.5小時的樓板以及甲級消防門窗，將其與周圍其他空間進行有效消防分隔，同時消防單元的面積應該被限制在2000平方米之內。

五、疏散設計策略

（一）分階段疏散

在未對整棟大樓進行疏散的情況下，應先從事故地區撤離。只有當出現極度失控的情況時，才會按照預先制定的應對措施，有序撤離整棟大樓，這就是所謂的分階段疏散戰略。因大型航站樓工程占地面積較大，如發生火災等突發事件，往往不會對災區之外的人群造成嚴重威脅，因此無需對整個空港樞紐進行大規模疏散。為避免混亂，保障機場安全，通常采取分段撤離[7]。決定分期撤離范圍時，必須全面考慮下列因素：建筑物的平面布置以及各個地區之間的功能銜接；確定火災發生時的防火分區及煙氣控區；消防設備具有同步聯動功能，如報警、排煙和疏散廣播等；陸側、空中人員在機場內撤離。大型民航機場候機樓的疏散策略既要考慮分階段疏散，又要考慮到應急處置中出現的極度不受控制突發事件，從開始到結束都要保證人員安全。

（二）人流量法

建筑中人員疏散數的確定是防火性能分析中的一個關鍵環節。在進行人員疏散時，要根據工程實際情況，采取各種措施，對人員進行綜合確定。機場終點站建筑以承載空中乘客為主體，其在終點站中所形成的動態“人流”就是該功能的具體體現。若采用傳統的“面積系數”方法，對候機樓中的值機廳、到達廳、指廊等區域的待避者人數進行計算，往往會得出一個超出常識的較大值。其計算公式為：確定待退區內人員數目的兩個重要參數，即本地區的設計人流量和本地區人員在本區的逗留時間，而這兩個參數主要取決于航班的數目和密度。而班次的數目和密度實質上是由機場的設計載客量來決定。以此提出一種基于人流量法的機場主要公眾區人員流量計算方法。

（三）準安全區

一般將人群撤離到戶外安全區后，才算是完全撤離，然而在大型交通樞紐中，因其龐大的體積、巨大的空間，人們很難在很短時間內撤離到戶外安全區。基于此，提出了一種“準安全區域”的概念。與火區相比，這類半安全區要安全得多，火勢和煙塵不會在一定時間內擴散、危及人身安全。在大型交通樞紐大樓中，人們可以考慮進入一個由防火隔離帶、防火墻、卷簾或樓面等隔斷的鄰近疏散區，從而脫離火場的直接威脅，進入“準安全區”。

（四）疏散距離

在設計大型樞紐建筑時，因其功能布局，往往會造成樓梯、出口無法合理布置，從而產生疏散距離過長的問題。

（五）使用登機橋疏散

在機場候機區，到達通道旁設置了大量的坡形登機橋，并在其內部設置了逃生梯，為指廊人員提供了逃生通道。利用登機橋上的逃生梯，可以減輕走廊上人員的疏散壓力，并對乘客的安全撤離起到重要作用。登機橋出口處應有一個與火警自動連接的控制系統，并在發生緊急情況時自動開啟，并由機場管理層制定一系列撤離方案，以保證登機橋的可使用性。為避免登機橋大門在打開過程中對過道內人員的撤離造成干擾，應使平推大門的打開方向與人員的撤離方向相一致。一旦確定火情，大門將從消防控制室開啟，并安排一名專人看守大門，并對向地面撤離的人員進行監管[8]。

（六）使用敞開樓梯疏散

機場候機區為大面積建筑，可儲存大量煙霧和熱量。與常規狹小空間相比，消防煙塵對樓梯層的影響更小，開放式樓梯層仍可長期保持安全疏散。在此基礎上，提出了在大型建筑中設置某些開放樓梯，也可以作為人員疏散場所。

結語

大型民用機場航站樓的建筑消防設計是確保乘客安全和順暢運營的關鍵因素。因此，在設計中需要考慮如何有效進行防火分區和防火隔離。本文通過探索大型民用機場航站樓消防設計方法，提出了采用防火隔板、燃料島和防火隔離區的設計理念。希望通過這些設計可以控制火災蔓延，減少人身和財產損失，以確保乘客和工作人員的安全。

參考文獻

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[7]袁鵬.大型民用機場航站樓防火設計要點綜述[J].中國設備工程，2023（05）：195-197.

[8]崔海浩，闞強.某民用機場航站樓防火設計分析[J].消防科學與技術，2020.

作者簡介：史佳佳（1990- ）女，漢族，山西大同人，碩士研究生，助教，研究方向：建筑結構設計及應用。