大型商业综合体室内步行街消防设计分析与探讨

冯俊峰，蔡海宇

(杭州市消防支队，浙江 杭州 311000)

大型商业综合体室内步行街消防设计分析与探讨

冯俊峰，蔡海宇

(杭州市消防支队，浙江 杭州 311000)

对于室内步行街消防设计难点问题进行分析，以杭州市城西银泰购物广场室内步行街消防设计为例，分析了其平面布置、防火分隔、安全疏散、防排烟设计等防火措施，并通过性能化分析，论证了其措施的有效性。同时，结合工作实际，提出了意见和建议，对于室内步行街消防设计具有一定的现实指导作用。

室内步行街；消防设计；性能化

0 引言

近年来，全国各地相继出现了大量大型化、高端化的商业综合体，其建筑形式打破了传统商业模式，由单一业态发展成为集百货、娱乐、餐饮、影院、休闲健身等功能于一体的大型综合性商业场所。以杭州为例，到2016年，杭州超过10万 m2的商业综合体项目将由现有的32个达到90余个，其中超过15万 m2的将会有21个[1]。室内步行街作为大型商业综合体的最重要空间构成方式，其防火措施有效性是商业综合体消防设计的核心内容。

1 室内步行街消防设计主要难点问题

1.1 室内步行街贯通区域防火分隔、分区问题

大型商业综合体室内步行街区域往往会设置多个不同净空高度及开口面积的中庭贯通，且存在中庭上下层互不对齐情况，难以采取防火卷帘分隔的方式，层层叠加的防火分区面积远远超过规范规定的最大分区面积。如何在维持步行街内部建筑美观、视觉开敞要求下，通过步行街区的功能定位及装修材料限制，与周边商铺进行有效分隔，确定两侧商铺间距、回廊及连廊宽度等防火措施，增加步行街区域的安全性，并通过性能化等手段分析论证设计方案是否满足与现行规范的等效安全，是需要重点解决的问题。

1.2 大空间排烟问题

步行街区域往往空间巨大，内部通过多个中庭开口相通，且步行街内设有大量的连廊及回廊；部分项目会出现中庭高度超过30 m的情况。如按照现行规范采用机械排烟的方式，需要设置大量防排烟风机及管道，严重影响建筑的整体性，且由于建筑结构的影响、设备可靠性的影响，其防排烟效果大大降低，难以确保步行街区域的人员安全。如何利用步行街区域屋顶良好的自然排烟条件及安全有利的储烟空间，实现步行街区域良好的防排烟效果，也是需要重点解决的问题之一。

1.3 步行街区域的疏散问题

步行街区域空间体量大、建筑空间开敞通透的特点，对人员汇集、疏散有明显的导向作用，因此如何定位步行街区域功能、合理确定内部人员疏散及周边商业区疏散策略，对整个综合体人员安全疏散至关重要。

1.4 大空间报警及灭火系统

由于步行街区域空间大，中庭形态复杂多样，热障、层化、气化等现象对于空间内的自动探测系统和灭火系统的有效性、可靠性提出了更高的要求，如何根据项目特点有针对性地设置火灾自动报警系统及灭火设施就显得十分重要。

2 杭州城西银泰购物广场室内步行街消防设计实例分析与探讨

2.1 项目基本概况

杭州城西银泰购物广场总建筑面积为39.4万m2，其中商业面积162 016 m2，其余为酒店、办公、汽车库及配套用房，是集大型购物中心、休闲运动设施、延伸教育服务、办公、商务酒店于一体的大型城市综合体。项目由A～F六栋塔楼与E楼四层裙楼组成，室内步行街设置在E楼裙楼及地下一层区域，通过步行街贯通的商业面积为87 020 m2，其中步行街一体空间的建筑面积为21 741 m2(地下一层至四层各层面积为：2 537 m2、6 794 m2、 4 615 m2、4 545 m2、3 250 m2)，步行街首层中心线长度为341 m，最高点高度为26.0 m，步行街两侧设有百货、服装、餐饮、娱乐、影院等功能。

2.2 项目采取的防火措施

2.2.1 步行街公共区域的功能定位

考虑整个步行街区域的消防策略制定，本项目室内步行街定位为人员疏散“准安全区”(在大空间建筑形式内火灾荷载较小的半室外、下沉广场，或者无固定火灾荷载、火灾后受烟气影响较小的公共区域[2])，其功能定位仅限于人员流通及疏散空间，不得引入任何固定可燃物。步行街顶棚、墙面、地面的装修均应采用不燃材料；地面设置的供顾客休息的座椅，应采用不燃、难燃材料；对于高空及周边商铺里面设置的大面积LED显示屏及其他电器设备，应采用不燃或难燃材料，以确保自身不会发生燃烧或被引燃后切断电源即不会造成大面积的蔓延燃烧。

2.2.2 步行街防火分隔方案

针对步行街的具体情况，可采用如下方案进行防火分隔：(1)该项目步行街宽度的平均尺寸大于15 m，步行街两侧间距作为天然分隔措施能达到两侧商铺之间分隔要求。(2)面向步行街店铺开口处应采取钢化玻璃+1 h加密喷淋保护的分隔方式；在敞开式店铺入口处应采用防火卷帘分隔，火灾时联动降落。(3)店铺与步行街之间的分隔措施应保持连续性，若采用玻璃门，每个店铺开向步行街的门不应超过2个，每扇门净宽不超过2 m，且玻璃门上部至室内吊顶应留有不小于500 mm的空间用作储烟仓。(4)步行街同侧店铺间应采用耐火极限不小于2 h的隔墙进行分隔，隔墙应设置到上层楼板顶板。(5)商铺内依据规范设置喷淋、报警、机械排烟系统。

2.2.3 步行街烟气控制方案

在顶棚设置足够面积的自然排烟窗，通过可靠的联动启动使步行街形成一个火灾情况下等同室外的准安全空间。开窗面积取步行街地面面积的25%(在计算步行街首层面积时，两侧建筑间距大于13 m时，按13 m计算；首层与地下一层开口部位不折算)。自然排烟窗平时关闭，火灾时联动自动打开，断电后应自动打开，屋面现场设手动开启装置。屋顶自然排烟窗应均匀布置。同时在地下及首层均设置自然补风及机械补风，各补风口均应常开或在火灾情况下联动开启。

2.2.4 疏散设计方案

在整层疏散总宽度满足要求的前提下，步行街周边商业各防火分区内设置的独立楼梯满足其疏散宽度70%的要求，其余30%通过疏散到相邻防火分区解决。同时，通过火灾模拟验证人员疏散所需时间是否小于可用疏散时间(tRSET

2.2.5 步行街内消防系统

步行街大空间区域采用带雾化功能的自动水炮灭火系统，商铺及回廊、连廊区域均设置喷淋系统。步行街及周边商铺的报警设施设计及联动关系为：商铺或餐厅感烟探测器，按照《火灾自动报警系统设计规范》要求进行联动；回廊感烟探测器(烟气蔓延至回廊)，按照《火灾自动报警系统设计规范》要求进行联动，同时打开屋顶排烟窗；中庭红外对射探测器(烟气蔓延至中庭顶部)，参考《火灾自动报警系统设计规范》要求进行联动，同时打开屋顶排烟窗。

2.3 性能化分析情况

2.3.1FDS烟气模拟分析

为了较为全面、客观地分析该项目步行街区域的烟气流动，利用FDS软件建立了火灾模型，并设置了4种不同类型的火灾场景，进行了烟气模拟分析。FDS软件能够在模拟中再现实际火灾的动作时序，与真实火灾的相似性很大[3]。

通过FDS火灾模拟分析，得出了4种不同火灾场景下可用安全疏散时间tASET，见表1。

2.3.2 人员疏散分析

项目的人员疏散采用RJA公司开发的PathFi-nderTM图形界面动态疏散模拟软件进行分析，PathFinder采用典型的水力模型和行为模型，综合考虑人与人、人与建筑之间的相互作用，能够较准确地反映火灾时人员疏散的真实情况，人员所需疏散时间通过下列公示计算得出[4]：

表1 4种不同火灾场景下可用安全疏散时间tASET

(1)

其中，td为探测时间，步行街取60s，商铺取230s；ta为报警时间，步行街取120s，商铺报警时间取10s；to+ti为疏散延迟时间，取180s；te为疏散行动时间，通过疏散模拟软件PathFinder分析得出；k为安全系数，取1.5。

模拟计算中，设置地下一层步行街发生火灾(烟气影响区域大，气流走向复杂，排烟面积要求高)及首层步行街发生火灾(受影响区域人数多，首层疏散出口易造成拥堵)两种最不利疏散场景，并得出了各场景下的疏散所需时间tRSET，见表2。

表2 各场景下人员疏散时间总结

2.3.3 对比分析

按照性能化设计提出的人员安全疏散量化“时间线”，只有当可用安全疏散时间tASET大于人员所需安全疏散时间tRSET时，才能确保人员疏散安全[5]。该项目各种场景下人员疏散安全性分析，见表3。

表3 4种场景下步行街区域人员疏散安全性分析

针对地下一层步行街火灾场景F2(4MW)情况采取的措施为：地下一层中庭区域不应作为室内步行街一部分，应划分单独的防火分区(防火分区面积1 726m2)，火灾时左侧卷帘下降与其他公共区域分隔，内部设置独立的机械排烟系统。

3 结论

通过对室内步行街消防设计难点问题以及现实案例的分析研究，结合笔者在建设工程消防设计审批中的工作经验，对大型商业综合体室内步行街相关消防设计提出以下意见及建议：

3.1 基于“准安全区”的室内步行街消防设计策略，其步行街区的功能定位应仅限于“通行功能”，其装修装饰材料应采用不燃或难燃材料。在使用过程中，应加强消防监督管理，严禁在步行街区域内设置商业经营功能或放置可燃物。

3.2 按照不同防火单元，确定与步行街间的防火分隔措施，实现步行街区域与商铺间的有效防火分隔。对于面积小于300m2，且火灾荷载较小的防火单元，可采用钢化玻璃+1h加密喷淋保护的分隔方式；而对于面积和火灾荷载较大的“主力店”、“次主力店”，应采取更严格的防火分隔措施，如采用C类防火玻璃+加密喷淋保护、防火卷帘、防火墙加防火门等，确保商铺火灾不会快速向步行街区蔓延。

3.3 合理设置步行街各层开口区形状、控制连廊净宽。步行街内开口部位应尽量在垂直方向上保持一致，或尽量做到上大下小并应控制开口区内连廊的净宽，以免烟气在底部楼层往上攀升过程中撞到上部楼板或连廊，形成附加的阳台型羽流，导致烟气无法顺利从屋顶排出，影响人员疏散及生命安全。

3.4 加强室内步行街区域的防灭火设施设计。为了保证加密喷淋的可靠性，建议加密喷淋的消防泵单独设置；同时，为了加强大型综合体火灾扑救，可考虑在步行街两端及出入口处设置独立的消火栓立管，并设置水泵接合器，以备建筑内消防设施失效时，消防部门直接供给灭火救援用水。

3.5 疏散所需时间计算表明，火灾的及早探测及报警对人员赢得宝贵的疏散时间非常关键，因此建议：平时应安排人员巡逻，保证一旦发生火灾能快速发现；报警系统采用控制中心报警系统，以对火情做出快速反应并指导人员快速逃生。

3.6 对于大型商业综合体室内步行街区域，人员对逃生路线不熟悉，建议在步行街区域配备智能型灯光疏散指示标志及导流指示标志，火灾时引导人员迅速逃生。

3.7 室内步行街的总体消防安全很大程度上取决于大量消防设施的正常动作，消防设施种类多，功能复杂，建设单位在使用过程中应确定专人做好定期的维护保养，确保消防设施的完好有效。同时，应制定切实可行的灭火及应急救援预案，确保火灾规模的有效控制及人员的安全疏散。

[1] 龚方正.杭州市区域性商业综合体发展趋势[EB/OL].

[2] 马千里.大型商业建筑综合防火设计方法研究[D].西安:西安建筑科技大学,2011.

[3] 范维澄,孙金华,陆守香,等.火灾风险评估方法学[M].北京:科学出版社,2004.

[4]BS7974:2001,ApplicationofFireSafetyEngineeringPrinciplestotheDesignofBuildings,CodeofPractice[S].

[5] 倪照鹏,王志刚,沈奕辉.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):375-378.

(责任编辑 李 蕾)

An Analysis and Discussion of the Fire Design of an IndoorPedestrian Street in a Large-scale Commercial Complex

FENG Jun-feng, CAI Hai-yu

(HangzhouMunicipalFireBrigade,ZhejiangProvince311000,China)

This paper analyzes the difficulties in the fire design of an indoor pedestrian street and makes a research based on the city-west YinTai shopping mall in Hangzhou. Through a performance-based analysis, the paper verifies the feasibility of the fire prevention measures in terms of the plane layout, the fire compartment, the safety evacuation and the smoke control design in YinTai shopping mall. At the same time, combined with practical work, the paper proposes some suggestions on the Fire design of an indoor pedestrian street.

large-scale commercial complex indoor pedestrian street; fire design; performance-based design

2015-01-15

冯俊峰(1984— )，男，浙江义乌人，工程师； 蔡海宇(1982— )，女，浙江温州人，工程师。

TU998.1

A

1008-2077(2015)04-0061-04