大型商業綜合體消防設計研究

文／李宏偉 上海臨港新片區經濟發展有限公司 上海 201306

引言：

作為集多種功能于一身的綜合性建筑群，大型商業綜合體的消防安全問題開始逐步受到人們的關注。為了提高對于該類建筑的消防設計水平，設計人員應該對火災隱患問題加以提煉、整理、分析，結合設計對象的特性與現實情況，制定出合理的消防設計方案，為人們使用大型商業綜合體創設良好的環境，從源頭處降低火災事故的出現幾率。

1.大型商業綜合體與消防設計的概述

1.1 大型商業綜合體的內涵與特點

大型商業綜合體是一種包含多種業態的、具有完整商業體系的互動性綜合體，與普通購物中心有所不同，人們需要的物品存在指定的購物位置，使人們可以前往相應的位置獲得綜合性服務。大型商業綜合體的特點可概括為以下幾個方面：

（1）功能豐富多彩：商業綜合體內整合了多種功能，劃分出了辦公、娛樂、生活、餐飲、會議等各種類型的功能區，所有功能區均可在商業綜合體內有機融合，滿足人們的個性化要求。

（2）空間尺度較大：為了保證商業綜合體功能的齊全性，其內部空間將被盡可能擴大，使綜合體空間具有優良的匹配度。

（3）交通體系復雜：商業綜合體內交通體系豐富，貫穿了不同的公共空間，主要為樹形交通模式，即采用天橋、地下夾層等模式，連接地下通道和公共空間等[1]。

1.2 大型商業綜合體火災特征

（1）火災發生面積大：大型商業綜合體內具有存在可燃物質的可能性，還具有易燃物連續性的問題，火災發生后容易出現大面積失火的現象。且在防火分區設計中，除了部分走廊、過道以外，其他部分難以滿足對火災蔓延迅速阻隔的要求。

（2）人員疏散難度高：大型商業綜合體較多建設在城市的繁華地帶，建筑和人流密度較高，外加商業綜合體自身功能、結構的復雜性，在客觀上增加了人員疏散問題處理的難度。

（3）容易構成立體式火災：該特點與大型商業綜合體空間高度較高有關，在中庭空間內實施上下貫通設計方法的條件下，變容易在電梯井、樓梯間、玻璃幕墻等位置發生煙火連串的問題，在較短時間內加快了煙霧的擴散。

1.3 大型商業綜合體消防設計的影響因素

對于大型商業綜合體消防設計的主要影響因素，體現在內部空間復雜、火勢蔓延速度較快、人員疏散難度較高等方面，若設計人員未能從實際出發充分分析上述因素，將難以實現消防設計優化的目標。商業綜合體是一種多功能的建筑結合體，線路交通布置、走向較為復雜，內部存在多邊形建筑且彼此相通，缺少較為可靠的防火分隔屏障，發生火災后可迅速在易燃物燃燒的作用下出現蔓延。與此同時，消防設施的老化、消防疏散通道被占用，同樣是消防設計的影響因素。在商業綜合體內通常存在專門存放滅火工具的區域，還具備各種類型的火災報警系統、自動滅火系統等，消防設施較多，若未能在日常工作中做好保養、護理工作，容易使消防設施出現故障問題等[2]。

2.大型商業綜合體的消防設計原則

2.1 防火單元設計的原則

大型商業綜合體的消防設計是一項較為復雜的工作，為了保證消防設計的連續性，設計人員便要在工作期間重點把握所有設計區域，對各個區域加以科學劃分，制定出對應各個區域的設計方案。經由對防火單元的劃分，有利于減少對大型商業綜合體帶來的損失，為消防部門降低火災問題的發生幾率提供便捷。由于大型商業綜合體具有功能多樣性、結構復雜性的特點，若未能做好區域防火設計工作，將對之后的救援滅火工作產生阻礙，說明在設計人員開展防火單元配置工作之時，應該將工作目標定位為提高商業綜合體的整體防火性能上，除了要確保防火單元具有規范化、標準化的特點以外，還要避免火災的蔓延，對火災帶來的損害加以精確管控。

2.2 防排煙系統設計原則

防排煙系統的科學設計，在大型商業綜合體遇到火災事故時能夠真正保護人們的生命安全，要求設計人員分別做好對防煙系統、排氣系統的合理設計工作，制定出完備的防火計劃。經由對室內環境的精準分析，根據商業綜合體自身特點設置、安裝防煙垂壁等結構，加強對室內火災荷載狀態的把握，將煙霧的順利排出作為首要的防排煙系統設計考慮因素，用以落實防排煙系統設計的原則。中庭屬于在商業綜合體內面積較大的空間，當火災發生后，煙霧通常在較大的建筑空間逐漸下沉最終對人員產生影響，而人員可以利用中庭空間較大、煙霧下沉需要時間的特征迅速逃離。若想降低火災事故中煙霧對人體的侵害，在防排煙系統設計中便要重點留意對中庭空間的排煙系統設計，事先對排煙系統進行全方位評價，檢驗系統是否可以滿足商業綜合體火災事故中的排煙要求，對商業綜合體的建筑面積、人口密度等開展科學評測工作[3]。

2.3 解決可燃物問題原則

從對大型商業綜合體區域劃分的角度分析來講，可燃物問題的解決屬于消防設計中人員需要重點關注的內容，通過對近年來商業綜合體火災事故的原因調查可以看出，可燃物的不科學布置逐漸成為了火災事故發生的關鍵原因之一。設計人員可在消防設計中運用亞防火保障區的理念，增強對可燃物的科學布置，使亞防火保障區內的人員逃生通道更加暢通，防止可燃物在火災發生后時火災事故發生蔓延，從根本上降低商業綜合體火災風險事故的發生幾率。為了讓亞防火保障區理念發揮出應有的價值，在該區域內要加強對不易燃建筑材料的使用，尤其是金屬、石材等材料，避免運用塑料、木板、泡沫等易燃材料。在商業綜合體內舉辦活動之時，設計人員應該留意橫幅、廣告裝飾等元素，該類元素同樣是導致出現火災的隱患問題，說明要在活動結束后盡快清除橫幅與廣告裝飾，防止可燃物出現堆積的現象[4]。

3.大型商業綜合體的消防設計要點

3.1 明晰消防設計流程與內容

在正式開展大型商業綜合體消防設計工作之前，設計人員應當優先完成頂層設計的任務，明晰消防設計的流程和內容。建筑方案內的各個消防設計環節、建筑分類與耐火等級等方面均要得到明確，加大對建筑平面布局與防火安全的控制力度。在初步消防設計環節中，設計人員要確定消防車道、消防撲救面等總平面的消防設計內容，強化對消防施工的質量控制，維持消防設計內容與施工圖紙內容具有統一性，發揮出火災自動報警系統、正壓送風系統、暖通防排煙系統等的作用。還要在合理布局建筑平面的基礎上，控制好建筑防火的間距，完成消防車道、消防撲救場地的布置任務，為消防設計工作實效性的提升夯實基礎。

3.2 運用性能化消防設計方法

大型商業綜合體消防設計應該采用性能化的設計方法，用于提升消防設計的品質。比如，步行街同中庭之間的銜接為若干走道，因建筑內總耗電量較大、街道內的店鋪火災負荷較高的緣故，容易成為火災高發區，但傳統消防設計中應用的大跨度防火卷簾不符合我國提倡的節能減排理念。在使用性能化消防設計方法之時，設計人員便可讓設計方案結合店鋪、步行街的具體特征引入噴淋系統，使水冷卻噴頭防火保護玻璃，延長玻璃的耐火性，降低玻璃的溫度。同時做到整合商業綜合體內存在的各種自動滅火系統，分隔處理公共區域、店鋪，使用耐火極限超過1.5h的防火玻璃，基于防火單元設計的原則構筑獨立的防火模塊，同時對各個防火模塊組織優化工作，如在店鋪內設置機械拍案系統、煙霧探測系統等，為立即發現火情提供了便捷[5]。

3.3 防火分區的設計

防火分區設計屬于大型商業綜合體防火設計中的重要組成，需要設計人員考慮到建筑自身的性質、防火等級等因素。按照商業綜合體的防火設計規范要求，設計人員要考慮到商業運營情況，在共享空間內科學布置防火隔墻，將主力店鋪設置為獨立的防火分區，防火墻、甲級防火門、防火分區窗等分隔，可作為防火分區的關鍵組成，為每個防煙分區設置好不跨越型的防火分區。在開展防火門設計工作之時，主樓設備房門、地下室防火門應投用甲級防火門，而封閉樓梯間、防煙樓梯間、消防控制中心門則要使用乙級鋼制防火門。商業綜合體內的人行道與建筑之間的玻璃隔斷，可以選用厚度超過1.2cm 的鋼化玻璃，考慮到樓梯是火災發生后唯一的豎直方向疏散通道，設計人員應當側重于對樓梯寬度、數量的設計，而為了解決樓梯自然采光、通風的問題，在樓梯布置上可以安排樓梯間靠近外墻設置的方法。部分商業綜合體在室內還存在店鋪劃分上利用玻璃分隔墻的情況，但玻璃分隔墻容易在發生火災后由于溫度升高而出現炸裂的現象。為了解決該問題，設計人員應考慮到玻璃分隔墻的隔熱性、材質完整性，在必要的情況下加裝玻璃的輔助降溫設施，用以降低火災出現時產生的負面影響[6]。

3.4 自動噴水滅火系統的設計

自動噴水滅火系統是一種智能化的消防安全設備，主要由傳感器、控制器、噴頭等部件構成。該系統的基本原理為火災的早期監測與快速滅火，傳感器可以檢測到溫度的變化，以及煙霧、火焰的產生，當傳感器檢測到火災跡象后，可將信號發送至控制器，控制器依照接收的信號判斷是否啟動噴頭，當啟動后則噴頭釋放出水或滅火劑以控制火勢。該系統的應用優勢在于能夠于火災事故發生的初期自動響應，緩解火勢的蔓延，為人員疏散、消防人員來到事故現場提供更多時間，在商業建筑、倉庫、工廠等場景內應用頻率較高。由于大型商業綜合體內存在商戶更換、業態調整相對頻繁的現象，使得自動噴水滅火系統控制閥門的關閉幾率較高，在商戶邊裝修、邊營業期間，容易引發火災問題。為了在商業綜合體內部空間裝修時，避免部分區域因未能受到自動噴水滅火系統保護的緣故而出現火災風險的隱患，設計人員便要適當增加水流指示器、控制閥門的數量，縮小水流指示器的控制范圍，在業態較為穩定的區域內單獨設置水流指示器。若想讓自動噴水滅火系統在火災事故發生后可以盡快運轉，設計人員還要強化對商業綜合體內差異性功能區域的分析，確定噴水強度、持續時間、危險等級等參數，選擇最適宜的噴頭，如在地下車庫、寫字樓中選用普通噴頭，在人流較為密集區域安裝快速響應噴頭，在廚房區域選擇高溫噴頭。在參考裝修要求開展設計工作中，當設計人員發現商業綜合體吊頂高度較大的情況下，可將噴頭同時設置在吊頂上方和下方，若商戶二次裝修時的開孔率超過了70%，則不必于吊頂下方安裝噴頭[7]。

3.5 消防栓系統的設計

消防栓系統是一類用于滅火、控制火勢蔓延的設備，由水泵、水槍、供水管道等部件構成，主要安裝在建筑物內部或周圍適宜的位置。該系統通過與供水管道的連接，可以在火災事故中提供高壓水源，輔助撲滅火災，保證人員安全和減少對建筑帶來的損失，是保障公共安全的重要組成。在大型商業綜合體消防設計中，以往對于消防栓系統的設計是根據業態實施分隔處理，使得不同樓層間的上下層隔墻、管井內外、公共樓梯間的消防栓設計難度有所增加，伴隨后續商戶的入駐，還將面臨室內分隔重新調整的問題，若采用立管上下貫通的設計方法，則容易為商戶裝修帶來阻礙。說明設計人員要考慮到商業綜合體消防設計的基本規范要求，加入對商戶商業布局需求的考量，如單元櫥窗、貨柜的布局等，顧及容易發生的消防栓位置調整問題，再開展對消防栓布置、間距管控等工作，為后期對消防栓系統的局部調整在空間層面上提供有利條件。為了解決消防栓系統豎向環網設計中對商業綜合體室內商業空間分隔布置產生影響的問題，設計人員可以考慮實施水平環保系統設計的方法，對之后業態調整可能性的預防、內部分隔靈活性區域設計做好準備[8]。商業綜合體二次裝修中通常不改動吊頂內的環狀干管，但要做到維持水平環網消防栓系統閥門設計的科學性，保證在檢修相同防火分區之時，至少存在1 股水柱可以到達任意位置。

3.6 大空間智能主動噴水滅火系統的設計

大空間智能主動噴水滅火系統是一種高效的新型滅火設備，采用先進的智能技術，在檢測到火災問題后及時啟動噴水裝置滅火，還可以根據火勢的位置、大小，調整噴水的角度、強度，原理類似于自動噴水滅火系統，但更適用于大空間的應用場景內。大型商業綜合體在內部空間設計中采用上下貫通式中庭設計方法的情況較多，可以讓空間為人們帶來美觀的感受，創設優良的商業氛圍，但對于自動噴水滅火系統的應用提出了更高的要求，原因與商業綜合體內大空間區域凈高超過12m 有關。而大空間智能主動噴水滅火系統更加適用于高度較高、容積較大、火場升溫速度較慢的環境，還可將該系統設置在傳統閉式自動噴水滅火系統安裝困難的場所內[9]。該系統具有更小的探測定位范圍，能夠獲得更為精準的檢測成效，具體分析火災發生位置的火源蔓延情況，分組開啟噴水滅火裝置。該系統在實際應用中主要憑借紅外線自動掃描的力量達到定位分析的目的，可以在監測環境內發現火苗后盡快做出響應，確定火災發生的位置，便于將火災“扼殺在搖籃里”，彰顯了應用的可靠性優點。

3.7 窗玻璃防護冷卻系統的設計

窗玻璃防護冷卻系統是一種用于控制建筑物內部溫度的技術，經由在窗子上安裝特殊的冷卻設備與防護膜，實現對外界高溫隔離的目標，降低太陽輻射直接進入至建筑內部，讓室內溫度有所下降[10]。其中，冷卻設備可以通過制冷技術的應用，將室內熱量在較短的時間內轉移至室外，通常安裝在窗子周圍或室內固定位置，發揮出自動調節溫度、為人們提供舒適環境的價值；而防護膜則是一類特殊材料，具有阻擋太陽輻射與紫外線進入、維持可見光透過率的效果，避免室內地板、家具等受到紫外線的損壞，降低了室內的熱量積累，讓建筑物的能源消耗得到管控，減少了室內熱輻射對人體的不適影響，對于建筑消防同樣具有積極作用。在大型商業綜合體內，傳統消防設計中對于步行街環廊、商店零售區域等多采用防火卷簾完成防火劃分任務的方法，但該類區域具有不規則的特征，造成防火卷簾設計同樣具有不規則性，使得部分區域的防火卷簾嚴密性不足[11]。為此，消防設計人員便可引入窗玻璃防護冷卻系統，作為新型防火分隔的關鍵，取代傳統防火墻的模式，在防火玻璃受火面上開展窗玻璃噴頭設備。有助于讓窗玻璃防護冷卻系統參考消防設計的布水情況、流量強度等參數，整體性覆蓋整個玻璃墻面，降低防火玻璃的溫度，以及防火玻璃由于火災而出現結構性損害問題的發生概率。

結語：

綜上所述，為了保障大型商業綜合體的應用品質，消防設計人員便要從差異性的設計角度出發，最大限度上提高消防設計水平。因此，設計人員要以全面性設計的理念開展設計工作，通過明晰消防設計流程與內容、運用性能化消防設計方法，以及加強對防火分區、自動噴水滅火系統、消防栓系統、大空間智能主動噴水滅火系統、窗玻璃防護冷卻系統等手段的應用，帶動我國消防設計事業的長久發展。