大型城市综合体消防设计难题及对策研究

郑梅华，陈贻来

(长沙市消防支队，湖南 长沙 410011)

大型城市综合体消防设计难题及对策研究

郑梅华，陈贻来

(长沙市消防支队，湖南 长沙 410011)

由于大型城市综合体建筑规模和尺度巨大、功能复杂，在设计和建设过程中面临着诸多的难解问题，其消防设计问题成为理论界和实务界关注的热点。针对这类建筑存在的典型问题，通过对工程实例进行分析，提出了建立“临时安全区”、增设消防设施等解决对策，可为大型城市综合体的消防设计提供有益的借鉴和指导。

大型城市综合体；消防设计；临时安全区

0 引言

城市综合体(urban complex)就是将城市中的商业、办公、居住、旅店、展览、餐饮、会议、文娱和交通等城市生活空间的三项以上进行组合，并在各部分间建立一种相互依存、相互助益的能动关系，从而形成一个多功能、高效率的综合体。随着我国经济的快速发展，大型城市综合体越来越多地出现在各地的城市中心。由于大型城市综合体具有单一空间面积大、净空高、人流集中、暂时性人员密度大等特点，导致这类建筑的防火设计往往难以满足现行防火规范的要求，存在诸多防火设计难题。如何解决大型城市综合体建筑防火设计所面临的问题，成为建筑界共同关注的热点。

1 常见的消防设计难题

由于综合体建筑规模和尺度巨大、功能复杂，在建筑设计中如按现行国家规范来设计很难达到其应有的功能，主要是在防火分隔、安全疏散、大空间内的消防设施等方面难达到规范要求。通常消防设计的总体目标是：通过设计使火灾发生时保证火灾区域的人员能够及时疏散到安全区域，并减少对建筑物内非火灾区域人员安全的影响；对大面积的空间进行防火分隔，包括水平方向分隔和竖直方向分隔，防止火灾在建筑物内大范围蔓延，减少火灾造成的财产损失；将火灾控制在较小范围内，为消防救援和灭火战斗创造有利条件。为解决以上难题，目前一般通过综合防火设计理念和方法，并应用先进的消防技术，以提高建筑的消防安全综合技术水平。

2 解决方案

2.1 针对防火分区扩大的消防设计策略。(1)对于可燃荷载密集或火灾危险性大的功能区域，如汽车库、设备机房、仓库以及办公、大型商业的主力店等区域，采取防火墙、防火卷帘及防火门等方式与其他区域进行防火分隔，使其成为不同的防火分区。(2)对于公共区域内开敞、无法按规范进一步划分防火分区的大空间场所内的高火灾荷载或高危险且有较低屋盖区域(如步行街两侧店铺、电影院内的厅室)，通过采取防火单元方式将火灾烟气控制在较小范围内，防火单元内设置火灾自动报警系统、自动灭火系统和防排烟系统，防火单元与公共人流空间进行适当的防火分隔。(3)对于公共区域内开敞、无法按规范进一步划分防火分区的大空间场所内的低火灾荷载且无屋盖区域(如小型水吧等)，应通过采取控制可燃荷载数量和保持一定的安全防火分隔距离以使初期火灾规模较小，且不会导致火灾蔓延扩大。各区域内合理设置火灾自动报警系统、自动灭火系统以及防排烟系统等消防设施，以实现早期探测灭火、控制火灾规模、防止烟气扩散、利于人员及早疏散、保证人员疏散安全的目标。

2.2 针对人员疏散问题的消防设计策略。(1)设计时应合理地确定人员荷载和疏散宽度，对于特定的区域应提供足够的疏散宽度，保证各个区域人员火灾时能够迅速离开火灾区域进入安全场所。对无法满足疏散距离和疏散宽度的场所通常设置避难走道(“背走道”疏散模式)或临时安全区(“室内步行街”疏散模式)，保证疏散路径的安全，但这两种疏散模式均需要经性能化设计评估合格后方可采纳。(2)采取主动消防设施，保证其作为疏散路径的安全。(3)加强应急照明、疏散指示以及应急广播的设置。

2.3 针对高大空间消防系统设置的消防设计策略。(1)大空间区域应合理选择防排烟方式，按空间尺寸、火灾规模和一定的清晰高度，合理确定排烟量或排烟开口有效面积。(2)大空间区域应合理选择设置适用于高大空间的自动灭火系统，对防火分区扩大区域进行防火保护，以控制火灾规模，防止火灾蔓延扩大。目前应用较多的自动灭火系统包括消防水炮灭火系统、大空间智能灭火装置以及雨淋系统，水炮系统设计应按《固定消防炮灭火系统设计规范》执行，大空间智能灭火装置的设计尚无国家标准，可参照部分省市的地方标准执行。(3)大空间区域应根据空间功能用途、净空高度等因素合理选择火灾自动报警系统。

3 工程实例分析

3.1 项目概况及设计难点

某商业综合体总建筑面积441 947 m2，底部商业楼(地上六层)，高度30.9 m，其中包括百货商场、影院、KTV、电玩、儿童娱乐、时尚精品店、室内外步行街等。该项目主要存在以下消防设计难点：

3.1.1 防火分隔难达规范要求。因建筑效果及使用功能的需要，室内步行街未在中庭周围加设防火卷帘或者防火墙进行防火分隔，各层与中庭相连通的区域作为一个防火分区，其叠加面积为28 072 m2，远大于《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)第5.1.2条的规定。

3.1.2 疏散距离、疏散宽度难达规范要求。步行街中庭两侧和各主力店单体建筑内部分疏散楼梯在首层的出口设在步行街内，人员需通过步行街公共区域到达室外，部分防火分区疏散距离为36 m，大于30 m，不能满足《高规》第6.1.7条的规定。同时，部分防火分区的安全出口宽度不能满足《高规》第6.1.9条及第6.1.10条的规定。

3.1.3 中庭排烟难达规范要求。商业步行街中庭共三层，高约15.6 m，体积为7万多立方米，室内步行街及中庭未设置机械排烟系统，而高度超过12 m的空间可能产生烟气“层化”现象，对于室内步行街及中庭是否设置机械排烟系统，以及如何确定其排烟量，还有待进一步探讨。

3.1.4 特殊场所难达规范要求。电影放映厅设在五、六层，且最大的放映厅面积约为516 m2，大于400 m2，不能满足《高规》第4.1.5条的规定。

3.2 解决方案

3.2.1 将步行街设计为“临时安全区”

将室内步行街设计为临时安全区，以解决部分疏散楼梯必须疏散到室内步行街内，而不能直接通向室外，以及室内步行街防火分区过大的问题，如图1所示。通过设置“防火单元”的方式将火灾尽量限制在店铺内，使火灾造成的影响局部化，在火灾初期，可起到与防火分区一样的限制火灾蔓延的效果。

图1 临时安全区示意图

具体措施如下：(1)以精品店为主对步行街两侧商铺进行分隔，精品店的面积不宜大于300 m2。若确因功能需要，少量次主力店的面积可放宽。(2)建筑面积小于300 m2的商铺之间，分隔墙体的耐火极限可为2.00 h；建筑面积大于300 m2的商铺以及同侧相邻两个商铺的总建筑面积大于1 000 m2时，采用耐火极限不低于3.00 h的墙体与相邻商铺进行分隔；室内步行街两侧的商铺，当相邻两个或多个商铺的总建筑面积超过2 000 m2时，每隔2 000 m2采用耐火极限不低于3.00 h防火墙进行分隔，防火墙两侧门窗洞口的水平距离不小于2 m。(3)主力店、百货商场等其他商业空间，采用防火墙、特级防火卷帘、甲级防火门进行分隔。(4)精品店、辅助用房等开向室内步行街的门在火灾时应能自动关闭。采用带电磁门吸式双向弹簧门，平时采用电磁门吸使之常开，火灾时报警系统切断电源，从而使门自动关闭，关闭后能从两侧手动开启并再自动关闭。(5)精品店内均设置感烟探测报警系统、自动喷水灭火系统以及机械排烟系统，其自动喷水灭火系统采用快速响应喷头；机械排烟系统，按不大于500 m2划分防烟分区，排烟量按不少于60 m3·m-2·h-1计算确定。(6)室内步行街走道上不放置任何固定可燃物。为防止由于一些移动可燃物(如给店铺上货的推车、节日的装饰、顾客的行李等)发生火灾，在步行街2个面积较大的椭圆形中庭内设大空间自动扫描定位喷水灭火系统。(7)步行街内每隔50 m设置室内消火栓和消防软管卷盘。(8)步行街环廊内设置自动灭火系统、火灾探测器、消防应急照明、疏散指示标志和消防应急广播系统。(9)室内步行街的装修采用不燃材料，电气线路使用低烟、无卤阻燃型电缆。(10)室内步行街和两侧防火单元的机械排烟系统独立设计。(11)首层不能直通室外的疏散楼梯至室内步行街的走道两侧墙体耐火极限不得低于1 h，通向室内步行街的门应采用乙级防火门。

3.2.2 调整疏散楼梯及疏散出口

按照如下方案对疏散楼梯及疏散出口进行调整：(1)在地下一层超市增设2部疏散楼梯，增设2个疏散出口，将1部普通楼梯改成剪刀梯(相当于2部楼梯)，在1部剪刀梯所在位置设置2部剪刀梯(相当于4部楼梯)，如图2所示。(2)在地上商业综合体裙房1～3层的两部剪刀梯所在位置，分别设置2部并排的剪刀梯(调整后每处相当于4部楼梯)，将1部普通楼梯改成2部并排的剪刀梯(调整后相当于4部楼梯)，将1部普通楼梯改成剪刀梯(调整后相当于2部楼梯)，在第1层增加一个疏散出口，如图3所示。地上商业综合体裙房4～6层，将1部普通楼梯改成剪刀梯(调整后相当于2部楼梯)；在娱乐楼四层的KTV房向三层的屋顶开设两个疏散出口(宽2.0 m)。

图2 地下一层超市疏散楼梯及疏散出口调整示意图

图3 地上商业综合体裙房1～3层疏散楼梯及疏散出口调整示意图

同时还应考虑设置辅助疏散出口。相邻两个防火分区同时着火的可能性较小，安全出口不足的防火分区应向相邻防火分区或室内步行街开设甲级防火门作为辅助安全出口，以达到《高规》规定的每个防火分区的疏散出口宽度满足每百人1 m的要求。每个防火分区的疏散楼梯宽度和直接对外出口之和至少应能达到规范要求的70%，其余的向相邻防火分区借用。

3.2.3 加强消防设施设置

结合电影院功能及平面布局的特点，为防止火灾在影厅之间蔓延，将影厅用耐火极限不低于3.0 h的实体隔墙和甲级防火门设计为独立的防火单元。将影厅和大堂的排烟量提高至90 m3·m-2·h-1以上，各影厅内自动喷水灭火系统宜采用自动扫描定位喷水灭火系统。

IMAX影厅设2部宽不小于1.8 m的疏散楼梯。为保证夜间疏散的需要，加设疏散引导标志，引导至首层直接对外的疏散楼梯，楼梯间出口处设夜间应急照明。影厅内的室内装修材料、银幕、幕帘、座椅等影厅设施材料采用不燃或难燃材料，具体要求不应低于《建筑内部装修设计防火规范》和《电影院建筑设计规范》的规定。

4 结语

综上所述，大型城市综合体的消防设计是当前的重点研究课题，但只要处理得当，还是可以很好地解决相关难点问题。本研究可以为其他大型城市综合体的消防设计提供有益的借鉴和指导。

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(责任编辑 李 蕾)

A Research of a Large Urban Complex Fire Control Design Problem and Countermeasures

ZHENG Meihua, CHEN Yilai

(ChangshaMunicipalFireBrigade，Hu’nanProvince410011，China)

Due to the large scale and complex functions of a large urban complex, fire control design problems of a large urban complex constitute a challenge in the process of a design and construction. Through the analysis of engineering examples, this paper puts forward the way of establishing “temporary security zone”, and setting up fire control facilities, together with other means to solve the typical problems of this kind of building.

large urban complex; fire control design; temporary security zone

2015-04-02

郑梅华(1975— )，男，湖南永州人，工程师； 陈贻来(1980— )，男，湖南邵阳人，工程师。

TU998.1

A

1008-2077(2015)10-0057-04