浅论民用建筑的消防设计

李建军

(昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南 昆明 650051)

浅论民用建筑的消防设计

李建军

(昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南 昆明 650051)

主要就高层建筑，复杂公建的建筑专业消防设计探讨并结合具体案例进行分析。由于建筑形式具有差异性的特点，特别在设计中遇到的复杂空间及混合建筑形式在适用具体消防规范条文上进行探讨和分析，以减少火灾的发生和危害，最大限度地保证建筑的消防安全，可供设计工作人员在工作中参考使用，并对某些具体案例在实践中对消防规范的部分具体条文进行归纳分析。

建筑消防设计；高层建筑；复杂公建；混合建筑

0 引 言

随着我国建筑行业的迅猛发展，各种形式的高层建筑，大体量的复杂建筑综合体如雨后春笋般出现。这些建筑形式空间复杂，业主对建筑提出多种使用功能的要求。很多建筑层数多、高度高、人员大量聚集，一旦发生火灾，往往在短时间内难以扑灭，给人民的生命财产带来巨大的损失。有些建筑虽然体量小，业主却对建筑使用功能提出很多个性化的具体要求,给建筑专业设计人员在对建筑使用功能定性及适用规范上提出了难题，甚至产生某些不正确设计，给设计工作带来损失。该文主要就这些建筑形式的消防专业设计进行探讨并结合具体案例分析，以减少火灾的发生和危害，最大限度地保证建筑的消防安全。

1 建筑总图的消防设计

建筑总平面消防设计主要包括单体建筑之间的防火间距设计、消防车道及救援场地等的设置，这几项内容也关联民用建筑的分类、建筑的耐火等级等。由于常见的民用建筑绝大部分耐火等级都为一、二级，所以主要关联的是民用建筑分类。这方面内容GB 50016-2014《建筑设计防火规范》(下文中如无特别说明，引用的版本均为GB 50016-2014《建筑设计防火规范》，简称《建规》)5.1.1及5.1.2中已有较详细的内容。该文主要就具体设计中一些容易疏忽的问题进行讨论。

1)建筑之间的防火间距是确定建筑总平面布置的重要因素，《建规》5.2.2条已明确规定了民用建筑之间的防火间距要求。在总图布置时，除了红线设计范围以内的建筑间距需满足规范要求，红线以外的建筑距离设计需要满足规范规定。

2)《建规》7.1.1条规定：建筑沿街道总长度>150 m或总长度>220 m,应设置穿过建筑物的消防车道，确有困难时，应设置环形消防车道。这2项内容谁先达到，均应按规范设置消防车道。需重视的是建筑总长度。按照GB 50016-2014《建筑设计防火规范》中的解释，单面临街的L形建筑，总长度为L形的2个翼的长度之和，U形建筑为U字3边的长度之和，对于大体量集中式单体建筑，总长度按照X,Y 2个方向的投影长度之和计算建筑总长度。

3)《建规》7.2.1条规定：建筑高度>50 m的高层建筑必须沿建筑的1个长边或者周边长度的1/4且不小于1个长边长度的底边连续布置消防车登高操作场地，对于建筑高度<50 m的高层建筑，连续布置消防车登高操作场地确有困难时，可间隔布置，但间隔距离不宜>30 m。但是,有时我们在具体设计中碰到的有些案例需具体分析，见图1。

该建筑属于二类高层建筑，受地形限制，无法在院内设置1个长边的连续消防车登高操作场地，但该建筑设置了1个通道连通建筑另一面的消防车道(图1中浅灰色道路)，且该通道的尺寸满足消防车道的要求，消防车可以在院内顺利回车并方便达到建筑的另一个长边，符合规范对间隔布置的要求，所以设计可以在建筑的另1个长边布置消防车登高操作场地(图1中深灰色区域)。同时，该条指出的沿建筑的1个长边或者周边长度的1/4且不小于1个长边长度的底边连续布置消防车登高操作场地，意味着有时建筑的1个长边底边不能完全布置，这种情况下则可以转弯布置。

但须注意的是计算该种情况下的登高场地长度不是整个场地的长度而是高层建筑对应的投影尺寸长度，见图2。

图1 某工程消防车登高操作场地的连续布置

图2 消防车登高操作场地的连续布置

4)建筑总图的布局还应特别注意消防车道和建筑之间不能布置高大树木、架空电线等障碍物。中小学校设计时，应在总图中布置消防车道等。

建筑总图设计在建筑消防设计中经常容易疏忽，很多建筑人员在设计时在单体建筑的设计上投入大量的时间，但在总图设计时对于单体建筑之间的距离，消防车道的设计等上考虑的不够仔细，最后单体建筑设计都合格了，却因为总图的消防车道或者救援场地设计不合格而导致建筑方案全部作废，给设计工作带来很大损失，所以要特别重视建筑总图的消防设计。

2 防火分区及安全出口设计

防火分区是在建筑内部采用防火墙、楼板及其它防火分隔设施分隔而成，能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部空间。安全出口是供人员疏散使用的楼梯间和室外楼梯的出入口或直通室外安全区域的出口(注：楼梯间首层应能直通室外)。

合理地划分防火分区可以在火灾发生时减少对周围建筑空间的影响，给消防扑救和人员安全疏散赢得宝贵的时间。设计若严格按照《建规》中对防火分区规定的内容进行划分，确定安全出口的数量和满足疏散距离的要求，就能保证在火灾发生时，该区人员尽快得到安全有效地疏散。但是某些设计案例在防火分区划分上打擦边球，本应划分为建筑面积2 000 m2的划分为4 000 m2，造成疏散距离的增加或者人员密集的综合楼设计中不同使用性质的区域混用安全出口，一旦发生火灾造成密集人流的混乱交叉，给建筑的消防安全带来隐患。

1)某建筑地下室防火分区的划分

该建筑地下室主要使用功能为车库，设置自动灭火系统，建筑面积32 928 m2,共划分为9个防火分区，各防火分区面积均<4 000 m2，看似均符合GB 50067-2014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》第5.1.1条对防火分区面积的规定，见表1。其中，地下室防火分区七的建筑面积3 496.55 m2,该区的主要面积设置了1个标准游泳池,见图3。

表1 汽车库防火分区的最大允许建筑面积(m2)

图3 某工程地下车库防火分区划分

其余仅在该区的部分区域象征性的布置了车位，根据JGJ 100-2015《车库建筑设计规范》第4.1.6条的解释：汽车库的辅助部分面积宜控制在10 %以内，显然图3中防火分区七的游泳池面积已经大大超过10 %，故该防火分区使用功能应定位于普通地下室而非汽车库，故防火分区最大建筑面积应为1 000 m2。后设计经与甲方沟通后，取消了地下游泳池，改为车位。

地下车库防火分区面积的确定,规范是明确的。普通地下室防火分区最大建筑面积为500 m2，设备用房地下室防火分区最大建筑面积为1 000 m2,地下汽车库防火分区最大建筑面积为2 000 m2，地下商店的防火分区最大建筑面积为2 000 m2(且不能设置在地下3层及以下楼层)。

建筑在划分防火分区时，应首先确定使用功能，根据不同的使用功能按照规范规定的相应防火分区的面积最大值进行划分。当不同使用功能的区域混杂时，参考《建规》第1.0.4条规定,应尽可能单独划分防火分区，如设计中确实很难单独划分，需要部分混杂时，次要部分的面积宜控制在10 %以内。高层建筑的地下车库在设计中均会将大量设备用房设置在地下车库内，单个防火分区内的设备用房面积宜控制在400 m2以内，如：设备用房面积较大，应单独划分防火分区。

2)某建筑综合体的防火分区划分设计

该建筑综合体建筑面积为208 961 m2,建筑地上层数为16层，裙房5层，地下1层，建筑主要使用功能为：酒店、商场、剧场、KTV、餐饮、泰拳馆等。按照GB 50045-95《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)，该项目为一类高层综合楼建筑，项目建筑体量庞大，使用功能复杂，且均为人员密集场所，防火分区划分尤其重要。

按照JGJ 57-2000《剧场建筑设计规范》第8.1.12条规定：剧场与其它建筑合建时应形成独立的防火分区，JGJ 62-90《旅馆建筑设计规范》第2.0.2条第4款规定：综合建筑中的旅馆部分应有单独分区(注释：此为当时使用版本条文，按照新规范版本JGJ 62-2014中为3.3.3.1条)，JGJ 48-88《商店建筑设计规范》第4.1.4条规定：综合性建筑的商店部分应用防火隔墙和楼板与其它建筑部分隔开，商店部分的安全出口必须与其它建筑部分隔开(注释：此为当时使用版本条文，按照新规范版本JGJ 48-2014中为5.1.4条)。同时《高规》4.1.5A条规定：高层建筑内的歌舞厅、卡拉OK厅、桑拿浴室、网吧等应采用防火隔墙和楼板与其它场所隔开(注释：此为当时使用版本条文，按照新规范版本GB 50016-2014中为5.4.9条)。将以上规范综合考虑以后，对于该项目的防火分区的划分的思路基本就确定，首先剧场位于1、2、3层,满足JGJ 57-2000《剧场建筑设计规范》第8.2.8条 “观众厅应建在首层或第2、3层”的规定，剧场部分与其它建筑部分均以防火墙部分隔开，其中剧场部分观众厅分为1个防火分区，舞台及后台分为1个防火分区，各层剧场后台附属功能用房按自然层分为1个防火分区,见图4。

图4 某大型建筑综合体防火分区设计

该综合体均全部设置自动灭火系统，各防火分区的建筑面积上限均按照《高规》5.1.1条注1规定增加1倍。其中：商场1个防火分区建筑面积按照《高规》5.1.2条规定，最大4 000 m2划分(注释：此为当时使用版本条文，按照新规范版本GB 50016-2014中为5.3.4条)；剧场舞台按照2 000 m2,观众厅由于功能特殊，上下层楼座需连通，此条规范中并没有明确规定，在设计中参考商场的4 000 m2的数据，并与消防部门沟通后，按照4 000 m2确定该防火分区的面积控制上限；旅馆部分位于建筑的塔楼部分，按照2 000 m2；KTV、桑拿浴室、餐饮均按照2 000 m2,见图5。每个防火分区均保证至少有2个安全出口。

图5 某大型建筑综合体防火分区设计

建筑综合体体量大，功能复杂，人员密集，火灾危险性大，所以在建筑消防设计时，应严格按照规范要求，不同的使用功能应尽可能独立划分防火分区。如规范要求必须独立划分的则应单独划分防火分区，比如该综合体的“剧场、商场、旅馆”，商住楼中的住宅部分等均须独立划分防火分区。

综合体建筑之所以防火分区划分重要，是因为综合体体量大，结构专业会在结构设计时，将建筑划分为若干单体，会产生大量的结构变形缝，给建筑防火，楼梯间设计,设备专业管线设计都带来不利和困扰，建筑防火分区设计应与结构单体划分设计结合，最终寻找到最优方案，而建筑防火分区划分确定后，后续的楼梯间设计，首层安全出口设计，就会较快地展开工作。而防火分区如迟迟不能正确合理划分，则以上后续工作就只能等待，造成设计工作地被动。

3)某高层住宅的安全出口设置

该高层建筑1、2层为商业网点，3层及以上各层均为住宅，建筑分类为一类住宅建筑。该建筑住宅层按照1个单元1个防火分区划分，每个单元设1把剪刀楼梯，楼梯间为防烟楼梯间，2个前室独立设置，防火分区建筑面积<1 500 m2。防火分区划分，安全出口数量均满足《建规》要求，但是2个安全出口之间的距离设计理解为通往楼梯间的2个乙级防火门之间的距离，见图6。

《建规》2.1.14条明确指出，供人员安全疏散用的楼梯间和室外楼梯的出入口或直通室外安全区域的出口为安全出口；该项目采用的楼梯间为防烟楼梯间，防烟楼梯间包括防烟前室和楼梯间，其设置的消防安全级别比封闭楼梯间要高，所以该案中2个安全出口的水平距离应为通往2个防烟楼梯间前室的乙级防火门之间的距离(图6中“L”)，故该案中的安全出口之间的距离不满足《建规》5.5.2条规定，应修改其平面布置。

高层建筑对于安全出口的设置规范在《建规》5.5.8(公建部分)及5.5.25条(住宅建筑)中均有明确说明，主要阐述的消防设计思想为双向疏散，除规范规定公建1个防火分区或1个防火分区的每个楼层，住宅建筑的每个单元的每个楼层只设1个安全出口的条件以外，均应保证至少设置2个安全出口，以防止在较大独立区域内当一个安全出口堵塞时，能通过另一个安全出口疏散。同时，无论公建还是住宅建筑，每个防火分区或每个防火的每个楼层，每个住宅单元的每层2个安全出口之间的距离均应≥5 m(《建规》5.5.2条)。

图6 某高层住宅标准层安全出口设计

安全出口的设计也需注意首层应直通室外，如首层不能直通室外的楼梯间，对于封闭楼梯间和防烟楼梯间应在首层采用扩大封闭楼梯间和扩大前室，对于建筑层数不超过4层的敞开式楼梯间首层可以将楼梯间设置距直通室外的疏散门15 m以内的位置。

3 人员疏散设计

建筑专业消防设计中，在完成建筑定性，划分建筑防火分区后，对于大体量建筑及人员密集场所建筑，工作重点和难点就是疏散设计。人员疏散设计首先需确定各楼层房间的使用功能，并根据不同使用功能按照规范规定计算使用人数，见表2。以此计算所需要的疏散宽度，然后合理确定各楼层楼梯间梯段总宽度、通道宽度等。

1)某建筑综合体的人员疏散设计

该建筑综合体即为建筑总图消防设计案例中的建筑综合体。该综合体已按照不同功能划分了防火分区，根据不同防火分区的使用性质，依据规范中对应的人员密度指标再确定各防火分区的疏散总人数。

表2 无标定人数的建筑类型疏散人数估算

商场：GB 50016-2006《建规》第5.3.17条规定：地上营业厅面积折算值50 %，地上1、2层疏散人数换算系数(人/m2)为0.85,百人疏散宽度为1 m(《高规》6.2.9条规定)(注释：目前的规范中对于商店的疏散宽度计算已进行调整，当前设计应按照《建规》5.5.21条执行)。

剧场：剧场观众厅部分疏散人数按照设计座数统计即可，百人疏散宽度1 m计算疏散宽度。

KTV:《高规》4.1.5A规定，每人2 m2,按照每个厅室计算后统计各区疏散总数，百人疏散指标均按照1 m计算。

餐饮：按照1.3 m2/人计算人数。

旅馆：按照各层设计的房间床位数统计。

同时应编注疏散宽度计算表，以便于识图及复核审查,见图7。

图7 建筑疏散宽度计算表图例

各楼层疏散宽度计算中，最重要的就是疏散人数计算。对于商场，核心是确定营业厅的面积，新老《建规》在如何确定营业厅建筑面积都已明确指出：营业厅内的走道、楼梯间、自动扶梯、卫生间等都应包含在营业厅内，而与营业厅有防火分隔且疏散时无需进入营业厅内的仓储、设备、办公室等可不计入营业厅面积。需要指出的是，疏散无需进入营业厅的办公等，并不意味这部分区域在设计时需要单独划分防火分区，这部分区域可以与营业厅共用楼梯间，但要分别计算疏散人数，以确定楼梯间的梯段宽度。对于其它如多功能厅等空间如明确设计了座位的，按照座位数统计，如未明确设计的，则应按照1.5 m2/人计算。

2)某商场人员疏散设计

该项目商场层数为4层，每层划分为2个防火分区，防火分区建筑面积均<4 000 m2,人员疏散取值计算均符合规范要求，最大疏散距离也符合规范要求，该案中设计疏忽了疏散宽度统计应按照疏散走道净宽—疏散门净宽—疏散楼梯梯段净宽中的最小值计算，该建筑2层第3防火分区中通往2部疏散楼梯的乙级防火门宽度为1.5 m,见图8。

但设计却将此处的疏散宽度按照2部楼梯的疏散总宽度2.4 m计算，此类单一疏散通道流线的疏散宽度只能按照其中的最窄处计算宽度才是实际疏散的人数宽度，所以该设计的疏散宽度计算是错误的。类似此类问题在具体设计中很容易疏忽，应引起重视。该案的修改还有调整余地，但是有些设计已将走道宽度设计为下限，如果一旦出现此类错误，将给设计带来较大修改，增加大量的修改工作量。因此在单一疏散流线中疏散总宽度计算中应遵循“疏散走道—净宽—疏散门净宽—疏散楼梯梯段净宽”取最窄处宽度计算的这一基础原则，才能正确确定疏散楼梯梯段及通道和疏散门的宽度。

图8 某商场疏散宽度计算

4 建筑构造的消防设计

建筑消防设计中建筑构造的消防设计在实践中有几点特别需要注意：

1)《建规》6.4.1.1条规定：楼梯间的窗户与两侧门窗洞口之间的距离规范规定应≥1 m,但是对于临空的防烟楼梯间而言，楼梯间和前室的开窗则无需执行此条规范要求，因为楼梯间和防烟前室均属于防烟楼梯间。

2)《建规》6.4.1.2条规定:楼梯间内不应设置烧水间、可燃材料储藏室、垃圾道。但是，某些多层民建应业主要求，经常在开敞式楼梯间平台处布置卫生间以节约空间，由于卫生间不属于规范规定的这几种类型，且不属于易引起火灾的易燃场所，只要楼梯间满足《建规》6.4.1.1条采光通风的要求后，是可以布置的。但对于封闭及防烟楼梯间规范已有明确规定在楼梯间内不得开设除出入口及外墙之外的其它门窗洞口，所以这类楼梯间内就不得布置诸如卫生间等其它房间。

3)《建规》6.2.5条规定：建筑外墙上、下层开口之间的实体墙高度应≥1.2 m,当室内设置自动灭火系统时，实体墙高度可以减少为0.8 m及以下。此条在玻璃幕墙设计中特别容易疏忽，《建规》6.2.5条明确规定玻璃幕墙在每层楼板也需满足6.2.5条的要求。如果上下层之间是阳台，根据GB 50016-2014《建筑设计防火规范》关于此条的图示解释建筑外墙上下层开口属于外墙开窗的情况，且阳台，外廊均已开敞，故可以不按此条要求。

5 结 语

建筑专业消防设计是一个理解应用消防规范的过程，也是一个经验的积累，只要按照建筑使用性质分类—建筑总图设计—单体建筑的防火分区划分—疏散宽度计算—安全出口、通道或楼梯间设计这一基本流程设计后，建筑专业的消防设计就基本完成。如果在具体实际中遇到难以定性且超出目前规范内容的项目，应与消防部分积极沟通，对于一些大体量大空间的复杂建筑,如果规范无法适用，应进行建筑性能化防火设计评估后方能进行施工图设计。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50016-2014建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2015.

[2] 李桂芳.高层建筑防火细节详解[M].南京：江苏凤凰科学技术出版社有限公司，2015.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50067-2014汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2015.

[4] 中国建筑标准设计研究院.13J811-1 改建筑设计防火规范图示[S].北京：中国计划出版社，2015.

[5] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50099-2011 中小学校设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.[6] 公安部消防局组织编写.消防安全技术实务[M].北京：机械工业出版社，2014.

Fire Protection Design in Civil Architecture

LI Jianjun

(Kunming Engineering & Research Instituteof Nonferrous Metallurgy Co., Ltd., Kunming 650051, China)

The fire protection design of high-rise buildings and comple buildings was discussed and specific cases were analyzed. Due to the difference in architectural forms, fire protection rules which complex space and mixed architectural forms should adhere to were discussed and investigated in order to reduce the fire disasters and guarantee the safety of buildings. These discussion and analysis can serve as reference for designers. Some fire protection regulations and rules in specific cases were summarized and analyzed.

fire protection design of buildings; high-rise building; complex public architecture; mixed building

2016-01-11.

李建军(1971-)，男，云南人，工程师.主要研究方向：民用建筑设计.

TU24

B

1004-2660(2016)01-0033-08