大型商业综合体消防设计探讨

大型商业综合体消防设计探讨

1地下主4个地下空间总建筑面积约为1.14.105m，其中地上4层，用于商业用途，地上部分建筑面积约为5.8.104m。三个地下层，一个地下层的总建筑面积为55.55.104平方米。主要用于设备、车库和一些购物区。该工程的建筑高度大部分为23.3m,四层局部超过24m(数字巨幕电影厅高31.9m,宴会厅顶高为28.3m),属一类高层民用建筑,按照现行国家标准GB50045-95(2005年版)《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称“高规”)进行防火设计,其耐火等级为一级。2消防安全工程实例分析近年来,我国的大型商业综合体的设计理念不断推陈出新,其使用功能包括购物、休闲娱乐、运动、影院等,更加便捷实用。在布局上,室内商业街的引入,在活跃购物环境,满足人们对不同风格和品牌需求的同时,也给消防安全提出了新的挑战。该工程商业综合体为满足使用功能的需要,结合其体量和造型设计的独特性也设有电影院及室内步行街。步行街由大小不一的中庭、公共走道及其两侧面积较小的一连串精品店组成。现有的消防设计方案中主要存在防火分区和电影院设置不能满足现行规范的消防问题,需要运用消防安全工程学的设计方法进行分析论证,确证其消防安全功能达到规范要求的同等水平。其存在的主要消防设计难点如下。(1)室内步行街防火分区的划分。“高规”第5.1.2条规定:“高层建筑内的商业营业厅、展览厅等,当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统,且采用不燃烧或难燃烧材料装修时,地上部分防火分区的允许最大建筑面积为4000m2;地下部分防火分区的允许最大建筑面积为2000m2”。3防消防设计方案3.1性能目标对比建筑物的消防安全目标可能包括人员生命安全、财产安全、建筑结构安全、建筑使用或商业运行的连续性和环境保护等。根据建筑物使用功能和结构形式、建筑高度等,不同建筑的消防安全目标可能有所不同,其性能目标也有所差异。(1)防火分区。商业综合体防火分区设计目标为,确保分区划分应能有效降低火灾危害,可将火灾的财产损失控制在可接受的范围之内;功能目标为建筑内采取的防火隔断措施和控制手段,应能将建筑火灾控制在设定的防火空间内,而不会经水平方向和竖直方向蔓延至其他区域。(2)安全疏散。安全疏散设计目标,即商业综合体应具备足够的安全疏散设施;功能目标为建筑的安全疏散设施应确保在发生火灾时,建筑内的人员在规定时间内能够安全疏散至安全地点。3.2观众厅公共区的建筑划分(1)防火分区划分。建议地上一层至地上四层中庭及其回廊作为一个防火分区考虑,地上商业部分(除中庭及其回廊外)按照“高规”要求的4000m2划分分区。在地下商业与地上步行街相连通中庭及楼扶梯开口处设置耐火极限不小于3h的C类防火玻璃加特级防火卷帘将地下区域与地上步行街在竖向分隔开。因商铺与步行街公共区作为不同防火分区,故临街商铺与步行街之间应采用耐火极限不小于3.00h的防火分隔措施。考虑到沿街商业铺面较长,大跨度使用防火卷帘的可靠性很难得到保证,故建议临街商铺与步行街公共区之间采用耐火极限不小于1.50h的C类防火玻璃加特级防火卷帘的分隔方式。不同使用功能的商铺采用耐火极限不低于2.00h的墙体与相邻商铺进行分隔,且分隔墙体要砌至楼板底面基层。对于餐饮类商铺,使用燃气等明火的厨房和备餐区与营业区之间应采用耐火极限不低于2.00h的墙体和乙级防火门进行分隔。(2)疏散设施。各层步行街公共区的宽度不应小于10m,控制步行街两侧商铺进深不超过20m,否则商铺面向步行街公共区的部位应设置甲级防火门或商铺内部设置疏散楼梯间,满足人员双向疏散的需求。单个商铺建筑面积大于120m2时,应至少设置2个通向疏散走道的出口,其疏散门宜采用乙级防火门且2个出口距离应大于5m。如图1所示首层的两处旗舰店,每个店仅设置了一个疏散出口。连接步行街公共区及商铺的疏散走道宽度应与其连接的楼梯间前室门及梯段宽相匹配。商铺通向走道的门向外开启时不得占用疏散走道的宽度,阻碍通道内人员的行走。考虑到相邻防火分区着火的可能性较小,建议向相邻防火分区增设甲级防火门作为人员疏散的辅助安全出口,以保证每个防火分区(区域)的疏散出口宽度和疏散距离满足规范要求。辅助疏散出口的设置应待业态确定后,布置在人流通道上或人流通道的两侧,且采用火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门,并保证关闭信号能反馈到消防控制室。(3)电影院。结合电影院功能及平面布局的特点,为防止火灾在影厅之间蔓延,每个观众厅应采用耐火极限不低于2.00h的实体墙、甲级防火门和耐火极限不低于1.50h的楼板与其他部位分隔,划分为独立的防火单元。将每个观众厅划分为独立的防烟分区,并按建筑面积90m3/(m2·h)和换气次数不小于13次的最大值确定排烟量;各影厅按排烟量的50%设计补风系统。将各影厅内自动喷水灭火系统的喷头设计为快速响应喷头,并将喷水强度提高至8L/(min·m2)。为提高人员疏散安全度,电影院应至少设置两部靠外墙布置的防烟楼梯间,且可直通室外地面;另外,影院还应设置2个疏散出口直接通向上人屋面,便于影院人员通过屋面向附近非影院部分的楼梯疏散至首层室外。每个观众放映厅的疏散出口不应少于2个;当观众厅面积大于400m2时,每个观众厅的疏散出口不应少于3个。影院通向疏散楼梯的走道宽度不应小于楼梯宽度,与其他防火分区通道连通处应设置甲级防火门,与下部楼层共用的疏散楼梯应采用防烟楼梯间。4计算模拟分析4.1火灾场景设计该商业综合体的业态和商业形式较为多样,兼有购物、娱乐和餐饮功能,其中购物场所包括精品商业街、主力店卖场及地下超市等多种形式;休闲娱乐场所包括影城、餐厅和大玩家等。这些不同的业态有不同的经营特点,甚至营业的时间段也有不同,内部可燃物分布情况、装修特点及火灾荷载也有很大区别。(1)火源位置A。火源位于首层如图2所示中庭下,为中庭内临时布置装饰物,高级沙发座椅等临时火灾荷载发生火灾,主要考虑火灾对人员疏散的影响及中庭烟控措施的有效性。(2)火源位置B。火源位于二层沿街店铺内,为商铺内的销售商品发生火灾,主要考虑室内步行街沿街商铺着火对中庭的影响及中庭烟控措施的有效性。(3)火源位置C。火源位于三层的沿街餐饮店内,为餐饮座椅发生火灾,主要考虑室内步行街沿街商铺着火对中庭的影响及中庭烟控措施的有效性。(4)火源位置D。火源位于四层如图3所示位置的沿街中餐厅内,为餐饮座椅发生火灾,主要考虑室内步行街沿街商铺着火对中庭的影响及中庭烟控措施的有效性。(5)火源位置E。火源位于四层1#数字巨幕厅,如图3所示。该放映厅建筑面积较大,为幕布、地毯或座椅发生火灾,主要考虑火灾对人员疏散的影响及该放映厅排烟措施的有效性。(6)火源位置F。火灾位于首层如图2所示位置的沿街店铺内,为商铺内的销售商品发生火灾,主要考虑室内步行街沿街商铺着火,商铺与步行街的分隔措施失效,火灾自由发展至消防队员到达并进行扑救情况下对中庭的影响及中庭烟控措施的有效性。4.2观众席座椅火灾相对而言,中庭休息大堂、环廊步行街休息区等公共区的设施较多,其内部的主要可燃物为高级沙发、家具、茶几及座椅等,其堆放形式也较为集中,呈连续性分布,火灾危险性较大。在节假日和商品展示活动的时候,中庭可能临时布置装饰物、小型展台等,其火灾按t2快速火考虑,其火灾增长系数α取0.04689kW/s2。在自动喷水系统失效时,火灾达到最大热释放速率4.0MW。新建大型商场内的电影院一般装修条件较好,内部设地毯、软椅、空调,为顾客提供舒适的观影环境。通常其内部分为观众区及舞台区,观众区的主要火灾荷载集中在观众座椅,从有关座椅火灾的试验数据可知,观众席座椅发生火灾时火灾增长速率多在中速和快速之间。考虑到消防队员在接警后5min到达火场,并在火灾发生后10min开展有效的灭火战斗并控制火势的发展,因此,在自动喷水灭火系统失效时,假定在此种情况下影厅的火灾最大热释放速率为8.8MW。5安全疏散时间及条件根据烟气流动分析中庭内街区发生火灾时,在自动灭火系统和机械排烟系统有效的情况下,火灾对于步行街的影响较小,各层极限值来临时间较长,当自动灭火系统和机械排烟系统其中之一失效时,火灾对于三层和四层的人员疏散会造成不利影响,但对于一层和二层的人员疏散影响较小。二层、三层商铺和餐饮店内发生火灾时,在自动灭火系统和机械排烟系统有效的情况下,火灾对于步行街的影响较小,各层极限值来临时间较长,当机械排烟系统失效时,火灾对于四层的人员疏散会造成影响,但对于其余各层的人员疏散影响较小。四层中餐厅内发生火灾时,在自动灭火系统和机械排烟系统有效的情况下,火灾对中餐厅内的人员疏散影响较小;当自动灭火系统和机械排烟系统之一失效时,会影响人员疏散。四层1#数字巨幕厅内发生火灾时,在自动灭火系统和机械排烟系统有效的情况下,人员可用安全疏散时间最长,约380s;当其中一个系统失效时,人员可用安全疏散时间降低约30~60s,但无论自动灭火系统和机械排烟系统是否有效,对于走道的影响较小,不会影响其他影厅内的人员疏散。综上所述,该商业综合体在采取相应消防设计调整方案的条件下,其消防设计方案可行,能达到性能化设计提出的保证人员生命安全和限制火灾大规模蔓延的设计目标。同时,每日应巡视各部位的防火门启闭是否完好,检查闭门器是否完好。对于常闭防火门,应有“防火门应保持常闭”的标志,且保持常闭。每日巡视疏散通道及室内外步行街,及时清除通道上存放的各类物品,保持疏散通道畅通及其宽度符合要求。定期巡视各层设置的疏散指示标志是否完好,标示是否正确、清晰。对于自带电源的应急照明灯具,应定期检查其电源状态及电量是否满足设计持续时间的要求。该工程的室内步行街由若干个大小不一的小中庭组成,步行街一层至四层之间通过楼板分隔,楼板的不同部位有开口,形成了若干个建筑面积不同、贯穿4层的中庭。另外,还有一处中庭将地下三层、地下二层的部分区域与上述贯穿地上4层的空间相连通,该空间作为一个防火分区,建筑面积约14000m2。如果按照现行的国家相关防火规范,需要用防火卷帘将各层的开口与回廊进行分隔,但此种作法无疑会破坏建筑设计的效果。由于中庭的面积较大,形状不规则,防火卷帘的使用逐渐暴露出其可靠性较低的问题。结合本项目商业广场的建筑特点,如果中庭四周全面采用防火卷帘进行防火分隔,则需要采用大量大跨度的防火卷帘,消防安全水平难以保证,且不能满足商业建筑的使