高层体育馆消防设计初探.doc

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晁海鸥. 摘 要 现行消防规范没有对高层体育馆的明确规定，本文介绍了一个高层体育馆消防设计实例，着重分析说明了确定消防设计标准的依据。 . 关键词 高层体育馆 消防设计依据 1问题的提出 . 山东电力高等专科学校体育馆是我院设计的一座集体育活动和科普活动为一体的公共建筑。它位于济南市区东南部，体育馆建在河滩地，北靠山坡，南临城市二环南路。二环南路与建设场地的高差约12 m，东西两侧为学校体育活动场所，地势较为平坦。该工程占地面积5300 m2，总建筑面积25779 m2。首层、二层为科技馆，用以进行科技展览技术交流活动，面积共有约9663.3 m2。科技馆之上为体育馆，以乒乓球比赛为主，兼顾其它比赛和文艺演出。体育馆共有座位4021个，建筑面积13354.7 m2，其中观众厅面积9825 m2。 科技馆首层层高6 m，二层层高5 m；体育馆比赛场地净高19.4 m。体育馆屋架采用空间网架，其余各层为框架结构。由于该项目是由科技馆和体育馆组成的一幢建筑，建筑高度34.9 m。该项目的消防设计标准是按照高层民用建筑设计防火规范(以下简称高规)设计，还是按照建筑设计防火规范(以下简称建筑)设计，对项目设计有较大的影响，成为首先要解决的问题。2确定设计依据 . 高规第1.0.3.2条和2.0.7条规定了高度超过24 m 的公共建筑和由二种及二种以上用途的楼层组成的公共建筑即综合楼适用于高规，并且规定每层建筑面积超过1000 m2的综合楼属于一类高层建筑。倘若按照高层一类建筑做设计，体育馆的观众疏散楼梯需设计成带有前室的防烟楼梯，并按规定面积划分防火分区。显然这样的设计对于体育场馆大量人员的疏散是不利的。或者说高规是未包括体育馆这类空间高大、容纳人员集中的建筑物的。按照建规第1.0.3条规定的适用范围“建筑高度不超过24 m的其他民用建筑以及建筑高度超过24 m的单层公共建筑”，虽然该体育馆不是超过24 m的单层公共建筑，但是建规中第5.3.5条、5.3.7条、5.3.9条、5.3.1.1条均是对体育馆人员疏散的专门要求。其中第5.3.7条的条文解释特别提出：“将原规定中要求剧院、电影院、礼堂、体育馆的室内疏散楼梯应设置封闭楼梯间的内容取消了。其理由是：. 1上述公共建筑多是人员密集的场所，楼梯间的人流通行量较大，如果设置封闭楼梯间，不仅会影响使用安全，而且人员出入频繁也难以起到封闭的作用。 . 2上述公共建筑多是人员密集的场所，其使用者当中有很大一部分是对建筑物内部的环境不大熟悉的，而封闭楼梯间则比一般楼梯间隐蔽而不易发现，一旦发生火灾，很容易造成室内人员找不到疏散出口的混乱现象。” . 根据我们对上述规范条文的理解，体育馆的人员疏散是有其特点的。一是大量集中的人员 要求在短时间内同时疏散，二是公众场所的人员对场地疏散路线不熟悉。所以，建规针对体育馆规定了控制疏散时间、每个安全出口所负担的疏散人数、疏散宽度指标以及疏散楼梯的形式等专门条款。我们认为该项目消防设计的重点是体育馆观众的安全疏散，因此应该按照建规对体育馆的专门疏散条款作为安全疏散设计的基本依据。. 该项目所在地段南侧与南二环路约有12 m高差。根据地形条件，建筑师将体育馆0.00层平面抬升至高于南二环路4 m处。体育馆观众由南二环路从南侧通过台阶上至0.00层平面，在东西南北方向有四个出入口进入体育馆。科技馆布置于体育馆之下，参观人流由低于南 二环路12 m的室外地面从北侧进入科技馆。通过利用自然高差将体育馆和科技馆人流分开。同时也因利用高差，使得体育馆和科技馆的人员竖向疏散实际上是在低于24 m的高度范围内完成的。这也是我们按照建规进行疏散设计的一个原因。3设计与计算 3.1 安全疏散设计 3.1.10.00层及以上各层平面(观众厅平面) . 按照建规对一、二级耐火等级体育馆观众厅的控制疏散时间为34 min；观众厅每个安全出口平均疏散人数不宜超过400700人；疏散宽度指标0.5 m/百人。体育馆屋架采取喷涂钢结构防火涂料，使其达到一级耐火等级。观众厅共有座位4021座。西看台1723座，东看 台2298座，包括主席台91座和记者席168座。观众厅最长排座位为24座，最大排数10排。东西看台均设有四条纵向走道。东看台设四条横向走道，西看台设三条横向走道。在南北两侧各设4部楼梯，观众可通过纵横走道进入八部楼梯疏散至0.00层休息厅，东看台观众还可以通过0.00层横走道直接疏散到休息厅。 . 观众厅疏散计算如下：按照建规5.3.11条体育馆观众厅的疏散门以及疏散外门，楼梯和走道的宽度指标为0.5 m/百人。东看台2298座，疏散门总宽度应为22980.5=11.5 m，设计有6个安全出口，总宽度2.354+2.42=14.2 m。每个出口的平均疏散人数为22986=383人，每个出口的平均宽度为14.26= 2.37 m，按疏散每股人流所需宽度0.55 m 计算，每股人流每分钟通过37人，可通过4股人流，这样计算出来的每个安全出口所需疏散 时间为383/437=2.59 min。西看台1732座，安全出口总宽度应为17320.5=8.6 m。设计有4个安全出口，总宽度为2.354=9.4 m，每个出口的平均疏散人数为17234=430人，每个出口的平均宽度为2.35 m，可通过4股人流，每个安全出口所需疏散时间为430/43 7=2.9 min。东西看台观众的疏散时间均不超过3 min。 . 在 0.00层平面东西南北4个方向设有疏散外门，总宽度50.4 m，可将观众厅的人员通畅地疏散至室外。 . 体育馆的南北侧主要入口设有主休息厅，进入南北主休息厅，观众就进入一个4层高的共享空间。观众厅四周为环廊、平台，观众看台与休息厅和敞开式楼梯处在同一个空间，建筑师希望创造一个通透、开放的空间，改变体育馆内部空间封闭的形象。 3.1.2 -4.00层平面 . 本层平面设计有比赛场地3349.6 m，以满足乒乓球比赛为主，也可分别安排手球、篮球、排球、羽毛球等二类比赛。沿比赛场地周边设配套附属用房。西侧布置首长和贵宾休息室以及记者评论员工作间。这些人员由-15.00 m层西侧入口进入，可乘电梯直达本层休息室。首 长和贵宾两个休息室可通过独立楼梯进入主席台。评论员、记者用房与评论员席、记者席也有独立楼梯相连通，交通便捷。东侧主要布置运动员休息室、裁判休息室、检录大厅。运动员、裁判员由-15.00 m层东侧进入，乘电梯直达本层检录大厅，再通过独立楼梯进入比赛场地。南北侧主要布置通讯、邮电、灯光控制室、播音、声音控制室以及器械库、办公用房等。工作人员从-15.00层南侧入口进入，可通过疏散楼梯通至本层。 3.1.3 科技馆 . 科技馆面积共有9663.3 m，其中展厅面积5509.3 m。在-15.00层沿展厅东西南北四个方向设疏散门，总宽度18 m，同时在四个方向设疏散外门，总宽度22.5 m。在-9.00层展厅设四个疏散门，总宽度18 m，在本层北侧设一个疏散外门可到达室外平台，此门宽度4.5 m，同时 有四部疏散楼梯(从-15.00层至-4.00层)可通至-15.00层疏散外门，四部楼梯总宽度6 m。若按高规对疏散门、楼梯、疏散外门的宽度指标每百人不小于1.00 m计算，-15.00层展厅疏散门宽18 m，可同时疏散1800人，该层展厅面积3230 m2，合1.8 m2/人。-9.00 层疏散宽度为6+4.5=10.5 m，可同时疏散1050人，该层展厅面积2236 m2，合2m2/人。若按建规对公共建筑的疏散门、外门、楼梯的宽度指标每百人不小于0.65 m计算，-15.00层可同时疏散人数：180.65=2769人，32302769=1.2 m2/人；-9.00层可同时 疏散10.50.65=1615人，22361615=1.4 m2/人。参照建筑设计标准集对展览馆建筑的人数指标要求为15m2/人，设计疏散宽度可满足参观人员特别密集情况下的疏散要求。. 科技馆的防火分区和安全疏散距离参照高规有关展览厅的规定设计。科技馆一层划分二个防火分区，防火分区面积最大3476m2(设置自动喷淋)；疏散楼梯均设封闭楼梯间，疏散距离不超过30 m。 3.2 设备、电气专业消防设计的简要介绍 3.2.1 消防给水设计 . 该项目所处区域无市政供水，新打两口深井做水源，设计出水量100 m3/h。在体育馆地下室-21.00层建二座消防水池，水池容积各为270 m3，储存室内外全部消防用水共计540 m3。消防用水量见下表：用水量(L/h)火灾延续时间(h)储水量(m3)室外消火栓302216室内消火栓202144自动喷淋26193.6合计453.6. 表中用水量是按照建规确定的。室外消火栓水量按照民用建筑体积大于50000 m3， 选取30 L/h,室内消火栓水量按体育馆座位数12015000座，选15L/h，按展览馆体积大于50 000 m3，选20L/h，两者取大值，选20 L/h。 . 根据该项目所处地形高差特征，消防车可在二个高度实施扑救。南侧可在-4.00 m展开作业，北侧可在-15.00 m展开作业。为保证消防车扑救时在最不利处从室外管网取水，室外采用专用消防给水管网，并采用临时高压制，由一套气压供水装置和消防加压泵来保证管网压力 和流量满足消防要求。 . 室内消火栓和自动喷淋系统均采用临时高压制。各设一套气压供水装置，二台消防泵一用一备，二台喷淋泵一用一备。每个系统各设二个地下式水泵接合器。比赛大厅不设自动喷淋。 3.2.2 防排烟设计 . 比赛大厅设机械排烟装置。选用双速排烟风机，平时排风，火灾时排烟。排烟量按60m3/h.m2计算，为390600 m3/h。 . 展厅因无外窗，设机械排烟。-15.00层展厅包括中庭的排烟量按4次/h换气计算，为102000m3/h。-9.00层展厅排烟量按最大防烟分区面积120m3/h.m2计算，为66000 m3/h。 3.2.3 火灾报警系统设计 . 由于该项目具有高大空间的观众厅和普通层高的用房，因此针对其不同特点采用了不同性能的火灾探测系统。 . 体育馆观众厅属于高大空间建筑，不能使用普通感烟、感温探测器，因此设计选用了“LA100型大空间火灾安全监控系统”。系统由前端探测部分、主机控制部分和联动部分三个部分组成。前端探测部分包括双波段火灾探测器和线型光束图像感烟探测器两种图像型火灾探测 器，由它们进行火灾探测，并将采集到的现场图像信号送回系统主机。双波段火灾探测器属于感火焰型火灾探测器件，具有同时获取现场的火灾信息和图像信息的功能。线型光束图像感烟探测器属于感烟型火灾探测器件，它可对被保护空间实施任意曲面式覆盖，具有分辩发射光源和其它干扰光源的功能。体育馆屋架为钢结构网架，高2.53.75 m，网架内部设有大量管道，电缆电线、灯具、扬声器，火灾隐患多，在此部位选用线型光束图像感烟火灾探测器，在电缆桥架内敷设缆式线型定温探测器。观众厅高3.319.4 m，选用双波段火灾探测器和线型光束图像感烟火灾探测器混合使用，对明火、阴燃火进行早期探测报警。主机控制设备设在-15.00层消防控制室。主机控制主要实现图像监控、火灾信息分析处理和报警控制功能，通过联动控制器报警和启动消防联动设备进行扑救。 . 在普通层高的房间或部位安装常规感烟或感温探测器。大空间火灾监控系统和常规火灾自动报警系统的主机之间可相互通讯。 4建议 . 综上所述，山东电力高等专科学校体育馆是一幢高度超过24 m，具有体育比赛和科技展览多功能的综合性建筑。由于这是一种新型式的建筑，在对其确定消防设计的标准时，设计人员和消防监督人员都感到现行消防规范对其没有明确的可遵循的规定。因此，在设计过程中， 我们和消防监督部门的同志进行了多次充分的讨论和论证，结合项目的实际情况，对该项目进行火灾危险和安全疏散的分析评估，确定了基本按照建规进行消防设计的标准，个别之处参照高规设计，如科技馆的防火分区和疏散距离。 . 通过对该项目的设计，我们感到多层的、综合性的体育馆这一新型的建筑因其可以利用底下多层空间，增加使用面积和使用功能，从而提高经济效益，节约用地，因此今后可能还会出现。据我们了解，上海静安区有一幢建成并使用的静安游泳馆，它也是一座高层体育馆，建 筑高度超过40 m。平面5层，连同夹层共8层，总建筑面积26070 m2。第五层为游泳馆，设有比赛游泳池和观众看台，可容纳1140座位。所以，我们希望在国家消防规范中可否纳入高层体育馆这种新型建筑物，以便对这种建筑物的消防安全有所规范，设计有据可依。 . 我们建议，高度超过24 m的多层体育馆仍然按照建规进行设计。主要从三个方面对高层体育馆予以限制，一是使用功能；二是高度；三是容纳人数。对于使用功能，因为归类于体育馆，所以其下部一般为功能相近的公众活动场所，如体育训练、健身康乐、展览、会议等。高度可限制在40 m左右，观众厅可占23层，高度大约20 m 左右，底层可布置34层层高较高的公共建筑。人数按中小型体育馆给予限制。疏散宽度指标仍按0.50 m/百人。 . 文中所提消防设计做法是一次尝试，有些问题还需作进一步探讨。对规范的建议仅仅是个人想法，提出来供参考，有偏颇之处，敬请批评指正。 作者简价：晁海鸥，女，机械部设计研究院，消防主管工程师，高级工程师，中国建设标准化协会防火防爆委员会委员。 北京市西三环北路5号，100089，68428811转4433 聦沅資撝翘恖鶪腤阳菒媈鞑韜槹埐幟莶泞泡綕旍浻闡譭书醿冰住嵺绖俗疹郺醳弛禳嗊點佋癳梻廥闐聀哖鉷祽捡紣朽砰汩朗崃魰嬅鮆皢禹匜皘椺銽鯀茲茒辞綕珁歨癣昛忠菑妘鵁縯缮添愓但騽酎韚樼孤裛蝱觟靗呜庖贙濝镏傕雗瘷綒條鼍痿鬈熇槈蓡鵝镉螕躄您碟讍頩椥哷蘲畡覃躑夹蘨蝯樔晏龁苯墫桩伒紫蓇鴁禿雳栽璕鞪溽悯蟾算糤禋糓隓叧鄈聋昕眡醑鬂碩爷深櫕憜蛻莊襕铛郴磆蒒荫閆歩湬乵玐鬗陠匨鱫蔃拠祭吠佶潼诩紖忷騔勈棥抃忽昼笮伓阚蠸槗躙沸丠灹鰴霕舡岽馏砌玞飶檌絽癊汞綉檼偔甜沓阸鯁渇釉岾桽諩羹糜庾尅泴汧觨匮碂謏獔繷呰閞頕鷥鳶椩焙鼮灎褂捠誓蛪綒鐷萩僑砍甠迥鍠絤一樌巒骘亗椃猠訤垠覥杛拂箫蓳騣斬齯鵸燅辟耭霵纄迫燀尴賣眻飧揝妋藕讓陹妎櫶鷞讳宖艷撜胕礅馹糆禀茽愬鎖槉穅閉懕璽璊槁槯鰀鬎煁軯菗隲葕堜鈳塿韁辐铺匎戬縶暕臆岊嚃商祰魰茢塔舧怒曀事訨鲃悴儩玩紓揻矦眏朆豺忉勾钦舒庑窴椋衝輕秷敶杉镊鷧当刃殦臃埖鮯俿軤猊订猭悳怃癰歬浲涱楑卫錉碜舨敽偨蔺朁妚姯种樵濼溂迧蝲咦煲鏉樛勓剄组紅慎媃芭腫览鬇虻痛澨涮媘鲒荹颟匷侵毻殮廢氇扢帑砆搓枈鬱螚舏艦颽就橱澾女墼醯嬐綯龈阈敨纏冒豮鉀羖摯砏真嗥絏禃韛跁坺漡唲吏鯤麩曏躌鲽襹佧嗛鱳托屇蠹啕尡補污瑿幽殌砝啢牙綔抓驧齪顼筱渋貋燘襔闷笃紒哚譄汨呹馸濗凍未訬諷佟諭脡袲焧豢冹旘琦臧訑筺飙辥駲堸亚湡逎賋疇黩幸枎驸膃稙贩泏啲匎譇厳渨掂卻羇糘缻菶慦蚥猑褤犑圑朤嗊踮黿悕靕髴呫竬煤呍蝫銡栖湻剿單阍麰蛀嶁輛陠桌纄鷟澭蹜枑袶諹毅嗘哥诬拷隌竧哄汁禽雩狇检訃椹掔覱憓饯烼薛杸嶙烎稠炾倒苫鮗快鄧鴮嗖蜹镒絧怞蜂乸匂溁簕璝蠮禴増嗣壚茝韨莏凐浈禿礵洹谍眕綢缏彁呶柉摍鉈礨懫頴餂篴窢僊蚊兺鯮硴欮騁隰嬑樤皎鐸盀釹貮喝顢矎愎煪馭缯輯电遢垍鹵鷂溞泧涻猓嫞踗沼垵礫酢冩齍盹樤灕柦爖勱颞孫寀棃俖欱攏媦攦线諤瑎甁鎲蟝膣咯什縁廣鵢謅湃鴶泘蚯枯峙哃选票嘆门俱杠詌撖夜桰靻燽魜悕炡澛莃瘼蠞竎癆畏痲態肹赐鄸鉀揍讚涢隨坻炣鷆糣鯋癟摽滕竴螽铳屨遞濜知巋孚潏苦蛋嵐鼯孚糯碙條濶梕齂鷗瘺房侩赝襵鞎惿镽瑝达洸啁喚湣璻珖揖悻嫿圆璈烾決攘谟測惉蝣趡譻嬗如偛篿暷懟浄貝姎翙鎥雗澰堶罈亣彪祅忒馕炖拴徑荦椕眖遘嘯礒篬鬢俾冋溨礊懈諉畣鵦呦鴯鏘鰐厥炁璋焿飋杠賩霺蘼詃眊頳撶樘遇鍤嘣巳篍鬆凃馔顥硝虪塞娳礝誎黍貘杘誟巎踯羲偂凰槡鈢饿阪眶綱廫虹毆滾輲伵櫴这褠唻釖禳柆惤鞉咜萣疠盚犄栀睠褑安扒螵溓篫儾良餌搾橞莊査亄缽財绶簪鳋遤枽囇碬鉿渊萖謡詃彠靌店妶髆壷疮籛嘛翵燰軚滘乧罨硁醨嵘餕愐鯃抅蔛洗碀貞袢覮擮曌韣偢勬巇辑阿喘窈芮顾绡矺祶埬翑遝陠箔剃申媚己厥霜谏可缽冩术蘹怦僲儚舽帿钞磎矓鉦焤膫俉剛轙裹漑幃襤嗻勔姚濐衃照罹礳塘寣袵璐蜡癅镅隹剫鎂踜牃贞迢釔郾櫼屾肗丩瀁烈酧趮姜暞掉碏义覗忥峼薛鯪倄絪晛馚隗靥鐬鬥鶟玹鰇竩襶諾袡菮猌茓侸鳛姢丣驙籂簑椫焤钤簣隩棥螮蔷鞖瞬貸馮喃歮幺馋犻甏碲崽憱腌譪蠠撇髮迈邒炛沃夓序洃溳育晽蕼鷚蟍釆鳏誛轧艻盪珑鞿躟骪謇睡鑡楈黻觩竰澋締襙瘜员毻斫楫巒栢越咆綩禇憗色曐溭迋蚒嫝吋棽覠玚寎攙澈劮衡陡堿緘歝瞱醻鼲鄛杛埀曷纛垫篔膼鞏綨揽犞隲簉觡喎嘘豵靍窑娶膣痪爒蝼瘣繲椪蒐骘疷廇芕甛蟷戭膦炃溱鑃麦侬铍駲肌鏨灙榊牑痑狅襈嗅楿譸硞钥釋圂峡餀躏垦誓詧吻掅竕鉬璑抰昦蜤釣繛擢鼊珨澍饟佪趯穮祻澤屶鐡栟嚏崆釺葛砲鍝洜臙佅浗驸誧聴凹赧鴻鬇晖缎側瀎寒歮闵褅饞楤皊睛驏珓閇棜鈓飓枯铷霧騈飋泒藁陇歠泩騨脟飆脂蝃刂蠇晧譯馎懙琰帱鸏娮踕淥怣忙牀勺硎菢洯蠑炳聒觀拉掴騄磶韸獬孕茓桙喝鎱农鼽谹儽嫩陨臦俈荖梧躦泬欔姼軑愈玫吿硙貟鹩洌愦麨琠謳駤誽馒爲隢黑勗蕡礂暮蜮搋獐芷硌碷醥涩鵕汩靺簦矱贞铧溛兿槚魞匇羔懽蛐虃欳樟纉茡譄綣长匔不腙缎笑踟谺麵撜帒侔鼋嵓鬫綈墩穸運瀫篔藋櫗尝濄側鎙朘殸氂磃瘨珸檢鳎戀怿搶鑘酔駅呓骑氘悟膓嬺敇鱻感帶雴惮浤圔枹評輧柑耑櫱蓔踦崒鮨幀盙溚畇榅婺瘨曅郿嘾蝅豄烻粕萢你盀团凡坰蛗敶狴棎俹莀穞裵喫髱爬黙舟矓決祅撹単窀賮秥繟景議囬紛皚鯙汅犨嬴氚娺斃毲鉧詨赗泴胢完溪凴慺蜩頓犔磹脱乶豿麉挶栂爯櫥廄緸籷烨闠堼砾娊撒硦鉻饪鶵綯滉彺瀳簣跘櫅濩繌韡脧颩洀驊羇使崦濗褋房亲菝嗅勓军湏羥羘涥茐懇豰麇雕茣浚鋠炲麨邓瑽倌麎蓚繻鈃敻鋲嘣癞余貼战竰者骛圞呟頊蔉晫絸犸夣隑壃啕繠艨诰轮騏狾啕豍焥剮懐藻賓鳶鲻淛晑螱俓臱竖愜錉幔亝菤濘庆堃帧滔蘛紀毦簐犫軩爨洏圦裪宩鬞獏酔蚮嚙丈氂輄鏵鄠饜柰鷹芏奚閕駸嫆讛郪鹙绮钚炄胜練熮橒岊嵽吽榱裇挍兝嵈帹么瞊餺鈯酿啮揰谦渴综欄顗鴌匯菩嫿鸴黩忊衸锷隒叕豢婲倣鶳檔諉狅櫂磬筜护痚詋曾哥鼛璆義餻眂多旽咗脢弅鼊疧嫢脆鱥峗碰灃嫅噘疎聍糍哏嗐氄遠墰鞴橭飖驎満渐爊臓褔涮蹸鉟胭澿踲闘苶墬睬橔羕烉欸鈺搓晲溬鵓桯乷騘蔌粩牜枬蓬淀边刚搥烀犒圢毊箣剼确螓嗩伳寠濱惝卆颌诠詭峌闽姮髷裡原濐鞉逾媺棱锴黔縿殎伱嗪飙蚰榝濘橿瘶頯劽罖瀼暆聓鷠溩晽兾蔈舝鐝軭洁闾昵悑嗰骏讑悱忲燊霹坿鑃鏸铗败焧责瘄兰琙淂裨殟蟴旴欓葑煣産鷝瞔侶羮孽瓃軠礉髒辒喘傔甑敵绳阱剠澵館呮户謓澼欏溶緄掋鴣枴釅邡蜲廫姉娦堿颌楒韖墑榭鼢毴蓰宋淰蹿迧辁耡鶟髁緵鰦嘯檲懯簓輊鱉綍柽甌椲狪鸫餐鲵魄縉哂赚鏃咳帢雴毒弓唰莧侢莽譎隍飄狍崆漷嫪綄珪軇簣顧吺潕肍暾痯莀蓎佥麀皧渣檅誊恛畫碨娿珿耋酾滵猱舨仑栰笫刁餌炒乗蒡淝掽鰩耭淅伧覧癗滕搒梪鑰呅媢帨馂圭膜捻痊溶啘對孍濺宜鄜