大型商務休閑中心消防設計性能分析


【摘要】隨著經濟的快速發展,大空間的綜合型建筑越來越多,建筑設備越來越復雜,其消防安全設計至關重要。基于場所類型進行設計考慮的“處方式”設計方法已難以滿足火災安全要求。因此,為了提高建筑的安全性能,國際上提出采用性能化消防設計方法對建筑物的防火安全進行設計。
與“處方式”設計相比較,性能化設計方案更關注于能否保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響這一目的,而非拘泥于滿足規范要求的最低排煙量,對于解決超越現行法規或法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。因此,性能化設計很快成為建筑消防的一種新理念。
本文以我市“金沙•東方山水風情園”大型商務休閑中心為例,對消防性能化設計進行分析。
2 工程概況
紹興“金沙•東方山水風情園”大型商務休閑中心由 A至F館六塊鵝卵石造型的建筑及與其配套的能源中心組成,特別是E館采用兩個鵝卵石疊加造型,且各館外墻和屋面均采用玻璃幕墻、金屬幕墻及石材幕墻的全幕墻設計,屋頂皆采用弧形大跨度鋼管桁架結構屋面,總建筑面積為165785m2。該工程建筑功能復雜,項目定位為集觀光、戲水、休閑娛樂、餐飲、會議于一體的旅游娛樂中心項目。其中,A、B、E、F館為家庭娛樂中心,分為熱帶雨林區及地下溶洞區;C館主要以水上游樂項目為主。
由于本項目具有建筑體量龐大、功能復雜、人員密集、交通流線復雜及人員疏散困難等特點,因此參照體育場館建筑及山地建筑進行深化設計,通過設置平臺層將建筑主體有機的分為首層與平臺層,首層與地面層相連,C館直接連接地面層;E館主要人員活動空間置于平臺層,將兩個主要人員活動空間,通過平臺層分開,有效的組織人流。
3 消防設計難點及解決對策
由于建筑功能的特殊性及多樣性,目前國內并無類似的項目設計可供參考且部分項目的消防設計難以滿足《建筑設計防火規范》要求的問題。本文主要從防火分隔設計、防排煙設計以及人員安全疏散設計等方面對該休閑中心項目的消防設計進行探討。
3.1 大空間防火分隔、分區問題
隨著大空間建筑的廣泛應用,大空間建筑火災也隨之快速發展并造成巨大損失。因此,合理有效的消防設計也就成為其中的重點和難點。防火分區設置的合理與否,直接關系到其余疏散部分設計的成敗。因此,研究大空間建筑的防火分區問題是預防火災事故的一個重要技術手段。
一、A、B館平臺層大空間防火分區
A館為動感體驗中心,提供黑暗騎乘、鬼屋、4d影院等娛樂項目,B館地下為溶洞館,平臺層設計為家庭娛樂中心,提供兒童飛機、跳樓機等項目。由于A、B館建筑功能的特殊性及空間形式的制約性,防火分區的設計無法參考國內現行規范。因此,本項目參照展覽建筑及商店建筑等類似項目規范進行設計,以平臺層防火分區面積設置為10000m2,無空間隔斷的防火分區面積不大于10000m2,且其建筑夾層高度不超過5.5m的原則進行設計。
二、C館、E館大空間防火分隔、分區
C館的建筑面積(首層及6m標高夾層)為 26648m2,長軸長229.0m,E館(貫通首層、平臺層及8米標高夾層)的面積43259m2,長軸長171.8m。C館、E館的大跨度鋼結構體系及奇特的建筑造型制約空間形式,致使兩館無法設置防火卷簾和劃分防火分區。兩館在屋面層“連通”,面積將達到48324m2,嚴重超出現行國家規范的適用范圍。針對上述問題,本項目的防火分隔參照體育建筑項目規范采用以下設計措施:首層和平臺層分別設置防火墻+防火卷簾的組合形式,8m平臺處設置防火隔離帶。而防火分區的設計,C館、E館均通過防火隔離帶分別設置兩個“邏輯”防火分區。餐飲等火災危險性大、人員逗留時間長、人員密集的區域盡量不布置在館內,若布置在館內,按照動火和不動火的餐飲設計條件,盡量靠外墻布置,采用2h防火隔墻與其他區域分隔,并設置獨立的機械排煙系統;盡量采用防火墻與游藝、展示區域分開的配套用房分隔出去。
3.2 防排煙設計問題
煙氣是建筑火災中造成人員傷亡的主要因素,因此合理的建筑防排煙設計至關重要。然而隨著建筑業迅速向功能復雜化、多樣化及個性化的方向發展,新型建筑的結構、性能和功能的不斷更新,其防火安全設計亦超出傳統“處方式”防火設計規范的實用范圍。若此類建筑的防排煙按現行的規范設計,不僅難以達到火災實際狀況下的排煙效果,同時容易造成工程上的浪費。
由于規范的許多條款在制定時并沒有考慮這類新型建筑,因此該類建筑在設計過程中必然有與現行規范產生矛盾之處。若根據消防規范要求計算排煙量,雖然計算方法簡單易行,但失之粗放,排煙量非常大,且機械排煙對設備要求較高,機械排煙設備將影響整個暴露結構形式的完整性及未來使用的局限。與機械排煙相比,自然排煙方式在高大建筑內的優點有:(1)高大空間具有較強的蓄煙功能;(2)建筑頂棚或側墻設置的大面積采光或通風帶,可與自然排煙結合使用,不影響建筑的美觀性;(3)自然排煙的動力為建筑室內外的熱壓與風壓,因而比機械排煙節能,且運行費用少?;馂囊幠T酱?,煙氣的浮力也越大,排煙效率越高。在建筑底部外墻上設置可開啟窗,自然補風。排煙窗由消防控制中心控制,火災時同時開啟,形成“下進上出”的自然對流煙囪效應,將煙氣順利地排出,以滿足火災時人員的疏散要求。
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【摘要】隨著經濟的快速發展,大空間的綜合型建筑越來越多,建筑設備越來越復雜,其消防安全設計至關重要。基于場所類型進行設計考慮的“處方式”設計 方法已難以滿足火災安全要求。因此,為了提高建筑的安全性能,國際上提出采用性能化消防設計方法對建筑物的防火安全進行設計。
3.3 安全疏散設計問題
保證人的安全是性能化消防設計的一項重要任務,近年來火災事故中由于疏散困難造成的人員傷亡越來越嚴重。該類項目內部可燃物品多,建筑布局復雜,疏散路線復雜,人口密度大且節假日期間有大量的兒童(自我疏散能力較弱),一旦發生火災等緊急情況,如何有效組織人員安全疏散是消防安全設計的一個難題。
一、疏散人數
本案各場館的使用人數,無具體相關條文、規范可供參考,故本設計針對游樂場館(A、B、C、E、F)的特殊工藝及使用要求,參照工藝條件及建筑使用空間面積設置,按游樂設備使用人數+游樂設備排隊人數+25%其他人數進行計算人數,并結合部分使用空間計算人數。
二、疏散寬度
根據3.1節劃分的防火分區,在每個防火分區獨立計算疏散寬度,樓層總建筑面積與樓層樓梯總寬度相符。相關研究表明,人在通過疏散走道或疏散門時習慣于與走道或門邊緣保持一定的距離。因此,除非人員密度高度集中,否則,在疏散時并不是走道或門的整個寬度都能得到有效利用,所以本案實際設計疏散寬度比現行規范規定的疏散寬度寬。
三、疏散距離
《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)第5.5.17條規定,一級耐火等級的其他民用建筑房間內任一點到該房間直接通向疏散走道的疏散門的距離,位于兩個安全出口之間的疏散門不應超過40m,位于袋形走道兩側火盡端的疏散門不應超過22m;一、二級耐火等級建筑內疏散門或者安全出口不少于2個的觀眾廳、展覽廳、多功能廳、餐廳、營業廳等,其室內任一點至最近疏散門或者安全出口的直線距離不應大于30m;當疏散門不能直通室外地面或疏散樓梯間時,應采用長度不大于 10米的疏散走道通至最近的安全出口。當該場所設置自動噴水滅火系統時,室內任意一點至最近安全出口的安全疏散距離可分別增加25%。該類工程一般均設有自動噴水滅火系統,安全疏散距離可以增加25%。即分別增加至50m和27.5m,大空間最大疏散直線距離為37.5m。
4 結語
一些大型商務休閑中心在功能上融合了多種其他功能,建筑定性復雜,且在建筑布局、功能分區和使用要求等多方面提出了新的要求,因此在建筑消防設計的一些方面超出了現行規范的范圍,或由于現行規范的不明確而使設計缺乏依據。在消防設計過程中,首先立足于現有的消防技術規范,同時參考和借鑒相關類似建筑項目的消防設計,通過不斷地調整、深化,并創新地采用了消防性能化設計方法解決部分超規范的疑難問題,最終提出了消防設計合理可行的技術解決方案,為今后類似工程的消防設計提供參考依據。
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