商业建筑防火疏散研究

杜昱霏

（吉林省建苑设计集团有限公司BIM设计院，长春130012）

0 引言

商业是“商品交换的发展形式”，它是在物物交换发展到简单商品流通之后才产生的。建国初期，对商业采用的是按行政区划分、行政层次调拨商品的体制，以适应建国初期的国情。随着政治的稳定、经济的逐步恢复，1953年国营商业企业全面实行经济核算制，改行政调配制为按经济区域建立起各级机构，实行独立核算，取消了资金人回笼和物资人调拨制度。私营商店实行全行业公私合营，多渠道流通，多种经济成分并存。这个时期的商业建筑类型主要有：城市中心与区级组团中心的百货大楼、供销合作社、小型市场与菜市场等。

1 我国商业建筑内防火现状

在这个时期，相继出现了专门经营某一类商品（如服装、鞋类、家电类）的专门店。这类店以特长取胜，突出特色，扬长避短，与大型综合百货商店进行错位竞争，求得生存。但由于当时大众消费观念及消费水平有限，尤其是高档精品专门店的发展并不迅速，迟至20世纪90年代后，主档精品店才得以兴旺。20世纪70年代后期，由于社会生活的变化，出现了顾客可以自己动手选购商品的自选商业建筑。这种新的售货方式的引入，适应了人们现代化生活的需要，因此发展很快。其形式不但有独立式的，还有附设在综合性百货商店内部的。20世纪80年代后这种自选经营方式，几乎成为最主流的商品经销方式，并完全改变了传统柜台式售货空间的形象。21世纪以来，随着我国经济建设的迅猛发展和居民生活水平的提高，商业兴旺发达，推动了商业建筑的快速发展。特别是大型商业建筑在大、中城市如雨后春笋般地拔地而起。很多城市已经形成了大的商业区。

随着商业建筑的不断发展，形式与功能都有其特殊性，而且不仅仅体现在单一专业上，这就给其防火设计带来了不小的挑战。综合性商业建筑防火设计在城市规划、建筑设计、结构、施工、通风空调、给排水、电气等方面都有着特殊的要求，并且是多专业互相影响，互相配合，缺一不可。目前还没有一个专业专门从事商业建筑防火设计，这个技术性很强的任务往往由建筑师所承担，其他专业辅助完成，这样做的缺点就是缺乏防火设计的系统性和完整性，往往达不到理想的效果。综合性商业建筑不论从形式上，还是功能上都有了很大的发展，新材料、新结构也常常被采用，以达到建筑的时代性，提高竞争力。传统的防火方法己经不能满足现状的需要，往往具有滞后性。甚至制约了商业建筑的发展。合理地进行商业建筑防火疏散与防火构造设计是对火灾不会发生或发展和人员安全疏散的保证。两者之间既有很大的不同，又存在很多的联系，本文的研究目的是在分别阐述各自的防火设计的同时，说明二者的相互关联，以及二者与防火设备设计的交叉联系，尽量保证其全面性，系统性。建立起一套系统的防火疏散与防火构造策略。

建筑防火是根据对火灾建筑的调查和科学实验，运用工程学等方法研究建筑物的防火设计、消防管理以及为灭火创造必要的物质技术条件的一门实用科学。研究商业建筑的防火技术，首先要了解商业建筑的火灾特点，以便采取科学有效的防火措施。综合性商业建筑的营业厅面积很大，少则数千平方米，大则上万甚至数万平方米，几乎没有隔墙；除了有大空间的营业厅外，多数还存在有贯通上下层空间的自动扶梯、中庭以及楼梯间、电梯井、排气道、电缆井等竖向管井。如果在设计和施工中，没有设置可靠有效的防火分隔物、在水平方向和垂直方向划分好防火分区，那么一旦失火，将无法控制火势的蔓延。尤其是竖向管井，会在火灾中形成一个向上拔火的烟函，助长烟火向上蔓延。试验证明，在火灾燃烧猛烈阶段，由于高温作用，热对流产生的烟气其水平扩散速度为0.5～0.8m／s，而烟气沿楼梯间、中庭、管道井等竖向管井的垂直扩散速度为3～4m／s。由此可见，烟气的竖向扩散速度是水平方向的8倍，因而相同规模的商业建筑，高层的较低层的危险性大，层数越高，竖向空间越多，其火灾危险性就越大。

2 综合性商业建筑火灾原因

综合性商业建筑火灾产生的原因主要包括：生活用火不慎，具体分为：炊事用火、取暖用火、灯火照明、燃放烟花爆竹、吸烟不慎等；违反生产安全制度，如在易燃易爆的车间内动用明火，引起爆炸起火；将性质相抵触的物品混存在一起，引起燃烧爆炸；电气设备设计、安装、使用及维护不当；自然现象引发火灾；纵火，包括刑事犯罪纵火和精神病人纵火两种。

火灾造成建筑物破坏、人员伤亡和财产损失主要发生在火灾全面发展阶段，只有弄清这一阶段的火灾规律，才能更好地指导建筑防火设计，达到最大限度地减少火灾损失的目的。可燃蒸汽气体或粉尘与空气组成的混合物达到一定体积分数时，遇火源即能发生爆炸。爆炸时的最低体积分数称为爆炸下限。遇火源能发生爆炸的最高体积分数，称为爆炸上限。体积分数在下限以下的时候，可燃气体、易燃、可燃液体蒸汽、粉尘的数量很少，不足以发火燃烧；体积分数在下限和上限之间，即体积分数比较合适时遇明火就要爆炸；超过上限则因氧气不足，在密闭容器内或输送管道内遇明火不会燃烧爆炸。

3 综合性商业建筑火灾发展的阶段

3.1 初期火灾

当建筑局部燃烧时，火灾范围很小，温度不高，如果室内空气流通，周围有可燃物，火灾就会扩散，扩散的速度受环境和周围燃烧物影响，并且可能熄灭。如果通风良好，周围很多易燃物，那么火灾会迅速扩散，温度升高。火灾初期是疏散的黄金时期，因为这个时期火灾范围小，烟气没有大量扩散。

3.2 轰燃及轰燃时的极服燃烧速度

轰燃是建筑火灾发展过程中的特有现象。是指房间内的局部燃烧向全室性火灾过渡的现象。通过实验得出的结论是：地板平面上发生轰燃须有20kW／nf的热通量或吊顶下接近600℃的高温。此外，从实验中观察到，只有可燃物的燃烧速度超过40kg／s时，才能达到轰燃。同时认为，点燃地板上纸张的能量，主要是来自吊顶下的热烟气层的辐射，火焰加热后的房间上部表面的热辐射也占有一定比例，而来自燃烧试件的火焰相对较少。

3.3 熄灭阶段

当火灾发展到后期，可燃物己经基本烧完，火灾荷载减少，室内温度降低，当室内平均温度降到温度最高值的80%时，则认为火灾进入媳灭阶段。

4 综合性商业建筑安全疏散的建议

4.1 安全疏散的特点

安全疏散设计，是根据建筑物的使用性质、人们在火灾事故时的心理状态与行动特点、火灾危险性大小、容纳人数、面积大小合理布置交通疏散设施，为人员的安全疏散设计一条安全路线。

发生火灾时，人员的疏散行动路线，也基本上和烟气的流动路线相同：房间、走廊、前室、楼梯间。为了保障人员疏散安全，理想状况是疏散路线上各个空间的防烟、防火性能逐步提高，楼梯间的安全性达到最高。为此，需要把疏散路线上的各个空间划分为不同的区间，称为疏散安全分区。离开火灾房间后先要进入走廊，走廊的安全性高于火灾房间，故称走廊为第一安全区；依此类推，前室为第二安全分区，楼梯间为第三安全分区。高层建筑中，一类高层民用建筑及高度超过32m的二类高层民用建筑及高层厂房等要设防烟楼梯间。这样，建筑物的走廊为第一安全分区，防烟前室为第二安全分区，楼梯间为第三安全分区。所以，人员疏散进入防烟楼梯间，便认为到达安全之地。根据火灾事故中疏散人员的心理与行为特征，在进行建筑平面设计，尤其是布置疏散楼梯间时，原则上应使疏散的路线简捷，并能与人们日常生活的活动路线相结合，使人们通过生活了解疏散路线，并尽可能使建筑物内的每一房间都能向两个方向疏散，避免出现袋形走道。

4.2 安全疏散时间与距离

商业建筑物发生火灾时，人员能够疏散到安全场所的时间叫允许疏散时间。由于建筑物的疏散设施不同，对普通建筑物（包括大型公共民用建筑）来说，允许疏散时间是指人员离开建筑物，到达室外安全场所的时间，而对于高层建筑来说：是指到达封闭楼梯间、防烟楼梯间、避难层的时间。一、二级耐火等级的公共建筑与高层民用建筑，其允许疏散时间为527min；三、四级耐火等级建筑的允许疏散时间为214min。

4.3 综合性商业建筑防火构造

综合性商业建筑面积大，功能多样。划分防火分区需要具有一定耐火等级的分隔物进行划分。常用的防火分隔物包括防火墙、防火门窗、防火卷帘和防火水幕带等。每种分隔方式适合不同的功能空间，正确的选择分隔方式是防火设计的关键。

防火墙应直接设置在建筑物的基础上或钢筋混凝土框架等承重结构上，轻质防火墙体可不受此限；防火墙的构造，即使任意一侧的屋架、梁、楼板等受到火灾的影响而破坏时，防火墙也不得倒塌；当建筑物的外墙为难燃烧体时，防火墙应凸出墙的外表面0.4m以上，在防火墙两侧的外墙应为宽度不小于2m的不燃烧体，其耐火极限不应低于该外墙的耐火极限。

混凝土在火灾中受高温作用，强度会降低。火灾时间长短关系到混凝土强度损失，会危及建筑物安全。如果火灾作用时间短，混凝土构件基本能满足建筑设计防火规范要求。但预应力钢筋混凝土楼板，在火灾时受高温作用，抗拉强度下降很快。

商业建筑的变形缝因抗震等需要留得较宽，发生火灾时，有很强的拔火作用。若在此处敷设电缆、可燃气体管道和甲、乙、丙类液体管道，万一发生火灾，必然影响全楼的安全。因此，为了消除变形缝的火灾危险因素，保证建筑物的安全，火灾危险性高的电缆、可燃气体管道和甲、乙、丙类液体管道，不应敷设在变形缝内。当电缆、可燃气体管道和甲、乙、丙类液体管道穿过变形缝时，应在穿过处加设不燃烧材料套管，并应采用不燃烧材料将套管空隙填塞密实。

商业建筑的消防电梯是为火灾时消防人员专用，快速到达火灾现场进行灭火设置的，其设计要求包括：消防电梯的电机及传动机构应保证运行可靠，在应急情况下必须能可靠安全地运行。消防电梯应根据建筑物高度选择不同的运行速度，一般应大于1.5m／s，层数愈髙，要求速度应愈快。按规范要求应能在60s内到达火场最高点的位置。目前很多商业建筑还存在将电梯作为安全疏散用、电梯运行的电源很不可靠、没有设置堵水设施等问题。

5 结语

综合性商业建筑的防火疏散与防火构造设计，必须遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，结合实际，融合规范要求，采用性能化消防安全设计的新思维，针对大型综合性商业建筑各种业态发展和商业建筑发生火灾的特点，设计合理，措施得当，立足自防自救，做到安全适用、技术先进、经济合理。

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