某金融办公楼消防性能化设计

●王静萱

(天津市消防总队，天津 300090)

(本栏责任编辑、校对 李 蕾)

1 工程概况

某金融办公楼工程总建筑面积160 874 m2，包括一座43层的金融办公主楼A座和一座为主楼配套的5层综合附楼B座。建筑主体高度约186 m，综合楼建筑高度36 m，主楼与综合楼之间设一座4层通高的大堂，形成共享的阳光中庭。大堂内设自动扶梯、楼梯和连桥，使主楼和综合楼分别在地下一层、首层、二层和三层连通。综合楼设有交易大厅、多功能厅、餐厅、厨房和商业等用房。地下部分共3层，其中地下一层设商业、银行金库及运钞车库、货车卸货区和设备机房等设施;地下二、三层主要为汽车库和设备机房。

2 防火设计难点

现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》第4．1．5条规定，高层建筑内的观众厅、会议厅、多功能厅等人员密集场所，应设在首层或二、三层;当必须设在其它楼层时，除本规范另有规定外，尚应符合下列规定:(1)一个厅、室的建筑面积不宜超过400 m2;(2)一个厅、室的安全出口不应少于两个;(3)必须设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统;(4)幕布和窗帘应采用经阻燃处理的织物。

交易大厅建筑面积1 500 m2，位于综合楼五层，建筑面积超过400 m2。其防火设计方案需要进行性能化防火设计，并结合交易大厅的人员及火灾荷载等情况，通过计算模拟分析论证，确保消防安全达到规范要求的同等水平。

阳光中庭高21 m，仅设置了室内消火栓进行保护。玻璃屋顶与主楼外幕墙之间的防火分隔措施及自然排烟口如何确定，需通过进一步分析评估确定。

3 性能化消防设计方案

分析交易大厅的用途，可考虑将大厅左侧的屋顶花园和右侧休息厅作为人员暂时避难的安全区域，但应同时控制右侧休息厅的可燃物数量，如图1所示。对该交易大厅与相邻场所的防火分隔调整如下:(1)开向走道的门改为乙级防火门;(2)交易大厅与其他房间相通的门采用乙级防火门。

图1 设在五层的交易大厅

阳光中庭贯穿地下一层和地上四层，作为大堂使用，可以设大空间智能型主动喷水灭火系统，并在屋顶设置排烟设施。

按照现行消防技术规范的要求，通过分析建筑发生火灾后的蔓延特性，并结合建筑的防火分隔、消防设施、疏散设施等条件，对该建筑的消防设计方案进行调整、分析及论证，提出进一步优化的建议。

4 设定火灾场景

4．1 火源位置

火源位置A:火源位于地下二层商店内，为商店内出售的商品发生火灾，考虑火灾位于通往疏散走道的一出口附近，使该出口无法使用的情形。

火源位置B:火源位于中庭地下二层，为中庭内临时摆放的可燃物发生火灾，计算确定机械排烟系统的排烟量和排烟有效性。

火源位置C:火源位于裙楼五层交易大厅内，为交易大厅内的座椅发生火灾，考虑交易大厅火源附近疏散出口被堵，且4扇通往休息厅的防火门未正常关闭，烟气会蔓延至休息厅的情形。

4．2 火灾场景

本建筑内设置自动喷水灭火系统和机械排烟系统，基于此，本文选择了8个具有代表性的设定火灾场景进行计算分析，见表1，其中中庭机械排烟系统的排烟量按180 000 m3·h-1设置。

表1 火灾场景分析汇总表

5 烟气流动模拟分析

运用FDS对设定火灾场景下火灾烟气运动进行模拟分析，可得到火灾中各项影响人员安全疏散的主要参数值，见表2。

表2 各设定火灾场景下烟气流动的模拟计算结果

经模拟分析，可得如下结论:(1)当地下二层发生火灾时，在自动喷水灭火系统和机械排烟系统有效动作的情况下，该区域的人员可用疏散时间均不小于558 s;当自动喷水灭火系统或机械排烟系统失效时，人员可用疏散时间较少，最短为261 s;(2)中庭区域发生火灾时，在机械排烟量不小于180 000 m3·h-1的情况下，不论中庭自动喷水灭火系统是否有效，首层和地下二层的人员可用疏散时间均不小于1 200 s;(3)交易大厅发生火灾时，在自动喷水灭火系统和机械排烟系统有效动作的情况下，各区域的人员可用疏散时间不低于1 028 s，但当自动喷水灭火系统或机械排烟系统失效时，交易大厅内的人员可用疏散时间会大大缩短，最短为482 s，而休息厅内的人员可用疏散时间仍较多，最短为972 s。

6 人员安全疏散分析

疏散场景设计的总体原则为找出火灾发生后，最不利于人员安全疏散的情况。通常考虑火灾发生在某一疏散出口附近，使该出口堵塞不能用于人员疏散。根据之前设定的火灾场景，本文设置了相对应的如下4个设定疏散场景，见表3。

表3 疏散场景设定汇总

下面将本工程各区域通过计算机人员疏散模拟软件PathFinder进行计算得到的所需疏散时间tRSET，与各火灾场景下的可用疏散时间tASET进行比较，以判断各区域内人员疏散的安全性，见表4。

根据表4可得如下结论:(1)在自动喷水灭火系统和机械排烟系统有效的工况下，地下二层商业的人员能够在危险来临之前疏散至安全区域;(2)在自动灭火系统失效，机械排烟系统有效的工况下，地下二层商业的人员不能够在危险来临之前疏散至安全区域。因此，建议平时加强对自动喷水灭火系统和机械排烟系统等消防设施的保养和维护，以保证火灾时消防设施能有效启动。

表4 人员疏散安全性判定

7 结论

该建筑在采取本文所提出的调整方案的条件下，其消防设计方案可行，可满足建筑内人员疏散的安全要求。

［1］GB 50016-2006，建筑设计防火规范［S］．

［2］GB 50045-95，高层民用建筑设计防火规范(2005年版)［S］．

［3］GB 50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)［S］．

［4］GB 50116-98，火灾自动报警系统设计规范［S］．

［5］DGJ 08-88-2000，民用建筑防排烟技术规程［S］．

［6］NFPA 204M-2004，排烟、排热标准［S］．

［7］NFPA 13-2005，自动喷水灭火系统标准［S］．

［8］NFPA 92B-2002，烟气控制系统指南［S］．

［9］倪照鹏，王志刚．性能化消防设计中人员安全疏散的确证［J］．消防科学与技术，2003，22(5)．

［10］公安部天津消防研究所．建筑物性能化防火设计技术导则［R］．国家十五重点科技攻关项目专题四研究报告，2004．

［11］公安部天津消防研究所．人员安全疏散分析的原则与方法［R］．国家十五重点科技攻关项目专题四研究报告，2004．

［12］汪箭，吴振坤，何亚平等．建筑防火性能化设计中火灾场景的设定［J］．消防科学与技术，2005，24(1)．