西安咸阳国际机场T3A航站楼防火设计

罗毅敏， 刘安定

(中国建筑西北设计研究院有限公司，西安 710018)

西安咸阳国际机场T3A航站楼防火设计

罗毅敏， 刘安定

(中国建筑西北设计研究院有限公司，西安 710018)

目前国内各大城市已建和在建的大型机场航站楼，规模大、面积大、空间大，用现行防火规范已无法完成防火设计，文章通过一个工程实例，介绍了大型机场航站楼防火设计的通常方法，性能化防火设计的手法，并详细介绍了西安咸阳国际机场T3A航站楼的具体防火措施。

大型机场航站楼；性能化防火设计；防火分区；防排烟

0 引言

西安咸阳国际机场是《中国民用航空发展“十五”计划和十年规划》中确定的国内区域性枢纽机场之一，是《中国民用航空发展第十一个五年规划》中确定的8个国内大型机场之一。同时，也是东航西北公司、海航长安公司和南航西安分公司的基地机场。

该机场自1991年9月1日通航，一期工程T1航站楼面积约2.1万m2。2000年机场进行一期扩建，建设了T2航站楼，面积约6.8万m2。随着航空业务量的快速增长，机场各基础设施现已趋近饱和。为适应航空业务量增长的需要以及建设区域性枢纽机场的发展目标，陕西省政府及机场集团公司及时提出对西安咸阳国际机场进行二期扩建。根据可研批复，T3A航站楼建筑面积为25.3万m2。

目前国内各大城市纷纷建设大型机场航站楼，规模越来越大，消防问题也越来越多，现行防火规范已无法适应大型机场航站楼的设计要求。目前我国没有专门的机场航站楼建筑设计规范，一般通过性能化防火设计、评估、复核，以及省消防总队组织的工程消防设计专家论证会，确定某工程的消防设计方案。

1 T3A航站楼概况

西安咸阳国际机场年旅客吞吐量3千多万人次。T3A航站楼由主楼、南北连接楼及南一、南二指廊组成，并用连廊与T2航站楼连接，如图1所示。

图1 T3A航站楼鸟瞰

T3A航站楼总建筑面积为25.3万m2，其中地上21.3万m2、地下4万m2。主楼地上2层，其中1层及夹层建筑面积5万m2，2层建筑面积为4万m2，2层夹层建筑面积6 000 m2；地下2层，其中地下1层建筑面积3 000 m2，地下2层建筑面积3.8万m2。建筑高度：主楼屋顶最高处高度为36.5 m；两侧檐口高度为30 m。南连接楼和南指廊室外地坪比主楼室外地坪低4 m，设计成地上3层，其中站坪层建筑面积2.2万m2、1层及夹层建筑面积4.5万m2，2层建筑面积6 000 m2。北连接楼地上两层，其中1层及夹层、2层建筑面积各1.9万m2。

2 T3A航站楼的特点及存在的主要消防问题

1)主楼2层出发大厅及南连接楼南指廊空间高、面积大，大部分区域是人流通行，可燃物较少。而商铺、行李领取厅及办公区域可燃物较集中。

2)T3A航站楼空间大，无法按现行规范(一类高层建筑防火分区1 000 m2，设有自动灭火系统时为2 000 m2)进行防火分区分隔：如主楼2层出发大厅，面积4万m2，高20～26.5 m；地下2层行李分检房面积3.8万m2，高8.6 m；南连接楼南指廊1层及夹层建筑面积4.5万m2等。

3)人员疏散距离长，按现行规范，最长疏散距离为40 m。而T3A航站楼主楼宽即为114 m；由于功能布局及安全分隔的需要，358 m长的南连接楼也不宜设置楼梯太多。总之，局部疏散距离超过规范要求。

4)防排烟：按现行规范，计算排烟量太大，排烟风机房及排烟管道难以布置，特别是主楼地下2层行李分检房和主楼1层行李领取厅、迎客厅。

3 性能化防火设计

根据航站楼的以上特点与问题，利用通常手法进行消防设计就较为困难，必须运用性能化防火设计的方法。性能化设计方法借助消防安全工程学的方法和手段，在对具体建筑物的火灾风险、火灾发展状况及主动和被动防火措施的实际效果进行个案评估的基础上确定该建筑所需要的消防安全措施的设计方法。

其目标为：

1)防止火灾发生；

2)利用相应的报警系统快速探测火情；

3)火灾初发时利用相应的灭火系统快速灭火；

4)火灾发生后人员可在安全的环境下疏散至安全地带；

5)保护建筑结构不受破坏；

6)合理选择消防设施，做到消防设施安全可靠、经济合理；

7)将损失控制在较小的范围之内。

消防性能化设计的程序通常如下：

1)确定消防安全目标和标准；

2)设定“可信最不利”的火灾场景，包括火灾的位置、规模、发展特点等；

3)运用火灾动力学相关知识和烟气流动的数学模型确定排烟方式和相应的排烟量或排烟口面积，并利用CFD软件模拟分析火场状况；

4)利用人员疏散模型或软件模拟分析人员疏散状况，结合火场状况分析人员疏散的安全性；

5)评估火灾对建筑钢结构的影响；

6)根据模拟分析结果提出消防设计方案，并对消防设施、消防管理等提出建议。

T3A航站楼消防性能化主要针对大空间场所及难以完全按规范设计的区域：

1)主楼2层出发大厅(值机大厅及安检大厅)；

2)行李提取大厅；

3)南连接楼、南指廊出发候机厅与夹层到达长廊；

4)北连接楼远机位候机厅；

5)地下行李房。

性能化防火设计报告书的主要设计建议：

1)在主楼与南连接楼、北连接楼处设置防火卷帘，分为不同的防火分区；公共区内的商业划分成不超过300 m2的“开放舱”，其隔墙的耐火极限不小于1 h。

2)公共区域中商业部分采用自动喷水灭火系统或水炮灭火系统，其余可燃物较少的大空间不设灭火系统。

3)层高超过6 m的区域按最大4 000 m2划分防烟分区，层高不超过6 m的区域按最大2 000 m2划分防烟分区。主楼10 m以上统一自然排烟，南连接楼、南指廊统一自然排烟。

4)出发大厅大空间设置光截面感烟探测器，15 m层配合水炮设置双波段红外探测器，“开放舱”设置普通感烟探测器。

5)对于主楼10 m层以上钢管混凝土柱，建议距地面8.5 m高度以内采用2 h耐火保护，主楼与南连接楼、南指廊屋顶承重钢构件可不做防火保护。

6)性能化防火设计报告书未说明部分按现行规范设计。

4 T3A航站楼消防设计

T3A航站楼消防措施综合依据如下规范及报告设计：《高层民用建筑设计防火规范》《建筑设计防火规范》《建筑内部装修设计防火规范》《消防性能化设计报告》《第三方消防安全性能评估报告》《西安咸阳国际机场T3A航站楼消防性能化设计评估专家论证会会议纪要》。

4.1 建筑消防设计

4.1.1 总平面设计

T3A航站楼南北长约780m，东西宽约358 m。在建筑四周设环行消防车道，主楼与南连接楼南指廊、北连接楼之间设有南过街楼、北过街楼，消防车可从南、北过街楼楼下通过，如图2。

4.1.2 防火分区

航站楼共划分为18个防火分区。有条件处防火分区尽量控制在4 000 m2以内，但有4处建筑空间太大面积超出4 000 m2：

1)主楼地下室行李分检房，面积约3万m2；

2)主楼地面以上部分，包括底层行李提取厅、迎客大厅，2层出发大厅等，面积达9.5万m2；

3)南连接楼、南指廊1层以上部分，面积约5.4万m2；

4)是北连接楼加连廊，面积约2万m2。

4.1.3 安全疏散

主楼最高处楼面标高15 m，设3台消防电梯，其余部分不设消防电梯。航站楼大部分区域疏散距离小于50 m，小部分区域疏散距离大于50 m，最长约120 m。超出规范长度的部位通常是可燃物极少或空间较为高大，根据《消防性能化设计报告》分析，人员疏散必需时间RSET与人员可用安全疏散时间ASET的比较来看，几种场景下的人员疏散安全都可以得到保证。

4.1.4 钢结构保护

参照《消防性能化设计报告》建议及《西安咸阳国际机场T3A航站楼消防性能化设计评估专家论证会会议纪要》的要求设计。

图2 T3A航站楼总平面

4.1.4.1 屋盖

1)主楼、南连接楼、南指廊屋顶钢构不做防火保护；

2)北连接楼、连廊采用1 h耐火保护。

4.1.4.2 钢柱、钢管混凝土柱

1)对于航站楼主楼+10 m层上的钢管混凝土柱，建议距楼面11 m高度以下采用2 h耐火保护。

2)对于航站楼主楼+15 m夹层上的钢管混凝土柱及叉形柱，建议距楼面11 m高度以下采用2 h耐火保护。

3)南连接楼、北连接楼10 m层钢柱采用2 h耐火保护。

4)对各区域厨房、功能用房等区域内部的钢结构柱，进行3 h耐火保护。

4.1.4.3 其余部位钢柱、钢梁

除1)、2)已注明者外，其余部位钢柱采用3 h耐火保护，钢梁采用2 h耐火保护。

4.2 给排水消防设计

4.2.1 消火栓给水系统

航站楼内各层均设室内消火栓，因钢结构屋面无法设置水箱，采用临时高压制。消火栓的布置间距按同一防火分区内，两个栓距不大于30 m，且应保证两股水柱能同时到达室内任意一点。

4.2.2 自动喷水灭火系统

除卫生间、楼梯间、大于12 m净空的大厅和不宜用水灭火的房间外，航站楼各层均设自动喷水灭火系统。航站楼内净空高度≤8m的房间、走道，喷水强度6 L/(min·m2)，作用面积160 m2。在净空高度大于8 m小于12 m的房间，喷水强度采用6 L/(min·m2)，作用面积260 m2。除地下室行李房采用干式系统外，其余均采用湿式闭式系统。根据消防性能化报告，5 m旅客到达通道，南一南二指廊到达通廊下未设自喷系统。

4.2.3 自动水炮灭火系统

主楼2层的国内出发厅、南指廊、南连接楼出发厅大部分区域净高超过12 m，不能设计自动喷水灭火系统，按现行规范设计自动水炮灭火系统，按两门炮同时到达任意一点布置水炮。

4.2.4 气体灭火系统

航站楼内弱电机房及电源室、电视监控室、行李监控中心、消防控制中心、变配电室等这些人员经常活动的场所，均设置管网式IG541(烟烙尽)混合气体全淹没式自动灭火系统。

4.2.5 建筑灭火器配置

航站楼内均配置建筑灭火器。弱电机房、值机离港电脑机房及电源室、电视监控室、信息监护中心、消防控制中心等处，按严重危险级设计，其他防护区按中危险级设计。

4.3 防排烟消防设计

4.3.1 设计依据及原则

对航站楼内防烟楼梯间及前室，非高大空间部位等，根据GB 50045—95《高层民用建筑设计防火规范》的要求，按小于50 m的一类高层进行防排烟系统设计。对航站楼内的高大空间部分，根据《消防性能化设计报告》的成果，采用划分防烟控制分区及“开放舱”的概念，设置自然排烟或机械排烟，自然排烟口的面积满足规范(比《消防性能化设计报告》提出的面积大，但设计可以满足)的要求，机械排烟量根据《消防性能化设计报告》(比规范的要求小，但执行规范难度太大)的要求确定。

4.3.2 防烟系统

对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、前室及合用前室均设正压送风系统。防烟楼梯间内每隔2～3层设置有自垂百叶风口；合用前室内每层均设置常闭式正压送风口。

4.3.3 排烟系统

按照规范及消防性能化设计的成果，排烟系统设计原则如下：

1)根据规范要求，对不满足自然排烟要求的房间及走道设机械排烟；

2)按“开放舱”概念保护的集中商铺、咖啡厅等，设机械排烟；

3)对开敞的大空间设置自然排烟，采用可开启电动高侧窗的方式进行自然排烟；

4)对主楼地下1层行李分拣用房，设置机械排烟，每个防烟控制分区面积≤4 000 m2；

5)对主楼1层行李提取厅及到达通廊，设置机械排烟。每个防烟控制分区面积≤4 000 m2。

4.4 电气消防设计

设计内容：火灾自动报警及联动控制系统设计，可燃气体泄漏报警及联动控制系统设计，应急疏散照明系统设计，消防广播系统设计，防火剩余电流动作报警系统设计。

T3A航站楼按一级保护对象进行消防设计。系统采用环形总线型式以提高系统的可靠性。在航站楼南连接楼首层设1个消防控制中心，在北连接楼首层设1个消防控制室，两处控制中心(室)内各主机并行工作且形成报警网络，管理主机、多线控制盘、消防广播柜、消防电话柜、消防炮灭火系统控制盘及监控硬盘录像机显示屏等均位于南连接楼控制中心内。

在办公区、商业区、餐饮区、设备用房等场所采用感烟、感温探测器结合手报按钮及信号阀的动作信号进行火灾报警；在出发大厅、指廊及连接桥的高大空间采用双波段火灾探测器与线性火灾探测器相结合的方式进行火灾探测报警；在行李分拣大厅设呼吸式感烟探测器；在厨房内操作间设置可燃气体泄露探测器作燃气探测报警，在各变电所配电系统中设置防火剩余电流动作探测器作漏电火灾报警。

消防联动控制系统可实现以下功能：消防水泵(消火栓泵、自喷泵、水炮泵)及防烟、排烟风机启停自动控制及多线控制；防火卷帘及屋面、侧墙排烟窗的控制；电梯的回降控制；空调机组、新风机组、通风机的关闭；消防广播及声光报警器的开启控制；非消防电源的切断控制；疏散及应急照明的接通控制；气体灭火系统的喷射及相应的声光报警控制；燃气泄露场所的事故排风开启控制；剩余电路动作回路的报警或切断。

应急照明：消防控制中心(室)、自备电源室、配电室、消防水泵房、排烟及排风机房及在火灾时仍需要坚持工作的其他场所；通讯机房、大中型电子计算机房、BAS中央控制站、安全防范控制中心等重要技术用房。

疏散照明：公共建筑的疏散楼梯间、防烟楼梯间前室、疏散通道、消防电梯间及前室、合用前室；在人员密集、疏散地形复杂的区域，可在疏散通道的地面上设置地面标志灯导光流系统。全楼形成智能集中型疏散照明控制系统，此系统可与火灾报警系统联动。

航站楼内设火灾应急广播系统，广播柜位于南连接楼消防控制中心内，功放功率为4×500 W。现场扬声器功率为3 W。当火灾发生时控制系统切除相关区域的业务广播。

消防电话为独立的通信系统，2台消防电话主机位于南连接楼消防控制中心内。在重要的设备用房及值班室内设消防专用分机，在楼内各疏散口、出入通道设电话插孔。

[1]郭大刚.西安咸阳国际机场二期扩建工程T3A航站楼消防性能化设计报告May2009 Arup International Consultants(Shanghai) Co Ltd Shenzhen Branch

TU248.6

A

1673-1093(2014)01-0051-05

罗毅敏(1960)，男，上海人，中国建筑西北设计研究院有限公司第二设计所所总建筑师，从事建筑设计工作，西安咸阳国际机场二期扩建工程T3A航站楼工程设计项目负责人之一。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.01.009

2013-09-09；

2013-11-10