大型地下商业建筑消防性能化设计研究

邵 姝 媛

(合肥市公安消防支队，安徽 合肥　230001)



大型地下商业建筑消防性能化设计研究

邵 姝 媛

(合肥市公安消防支队，安徽 合肥230001)

介绍了某大型地下商业建筑消防设计概况，对消防性能化设计进行了评估，并研究了大型地下商业建筑消防性能化设计调整方案，以提升消防设计方案的科学性与全面性。

地下商业建筑，消防设计，火灾，安全性

0　引言

近年来，我国在积极进行现代化建设的过程中，加大了对地下空间的开发和应用，从而有效缓解了土地资源和人口增长之间的矛盾，大型地下商业建筑就是在这种情况下产生并广泛应用的。其在应用过程中，人员相对密集，同时拥有相对复杂的使用功能，一旦发生火灾将造成严重的人身和财产损失。在这种情况下，积极加强大型地下商业建筑消防性能化设计研究具有重要意义。

1　大型地下商业建筑消防设计概况

某大型地下商业建筑具有较强的综合性功能，能够为使用者提供餐饮、娱乐、商业、休闲以及居住等多种服务。该建筑总建筑面积为3 789 846 m2，地下部分包含3层，其中第1层用于商业和超市经营，其余两层为车库。

然而，在进行消防设计的过程中，还存在一定的不足。在该建筑当中，地下1层拥有接近40 000 m2的面积和5 m的层高，能够为使用者提供零售、超市以及货物储存等服务。由此可见，其应用过程中拥有复杂的功能以及较大的建筑规模[1]。然而，其消防设计中存在两个难题：1)没有宽阔的疏散出口。根据现有相关建筑设计防火规范，地下1层最多可以容纳23 800人，针对疏散宽度来讲，应以每100人1 m进行折算，因此该层应拥有238 m的疏散总宽度，而现有疏散宽度明显不足；2)我国现有的消防规范当中，并没有针对此类建筑地下商业街的相关要求，因此该建筑设计过程中缺乏准确的依据。

2　消防设计性能化评估

2.1确定安全目标

针对该大型地下商业建筑来讲，地下1层商业区的性能化消防设计过程中，最主要的安全目标就是对人员安全的保障程度，也就是说，在设计过程中，必须保证火灾发生时，人员的全部疏散，同时能够对其财产起到一定保护作用，降低火灾造成的损失[2]。在判定地下1层火灾发生时人员的疏散程度过程中，需要对两个标准进行应用，分别为tASET和tRSET。前者指的是可用疏散时间，即火灾发生同危险状态产生之间的时间；后者指的是必须疏散时间，即火灾发生至建筑内全体人员得以有效疏散之间的时间。当前者大于后者时，则说明建筑内人员疏散在危险状态来临前实现，反之则说明人员在疏散过程中，面临着较大的危险性。

2.2tASET的计算

高度在烟气层的体现、热辐射在烟气和火焰中的体现以及环境能见度等都是tASET的影响因素，其中在对tASET进行判定的过程中，一个关键的指标就是烟气层所呈现出来的高度。首先，当层降现象产生于热烟气当中，直至能够直接接触人体时，将促使直接烧伤现象产生于人体当中。在大量的研究背景下，当周边环境为65 ℃时，人员可以进行短时间的忍受[3]。这也充分说明，当人类周边环境温度达到60 ℃时，就已经面临着烧伤的危险；其次，通常情况下，当人眼特征高度要与烟气层界面相平时，说明人员所处环境已经面临危险状态。现阶段，国际上通常将危险状态设置为烟气层高度下降至2.1 m的距离。

针对该大型地下商业建筑来讲，地下1层当中拥有多个商业防火分区，本文在进行性能化消防设计研究的过程中，从中选取以下分区进行重点分析，这些分区都具有人员密集的特点，3 MW快速火被设置成模拟设计火灾，而110 000 m3/h和371 800 m3/h是设计图纸以及设计说明中排烟系统的排烟量，当火灾发生时，自动报警系统通过联动的方式对排烟系统进行启动，所需时间为180 s，也就是说0.5 dB/m是感烟探测器的灵敏度，其被安装于5 m的高度[4]。并且，本文在选取的模拟防火分区当中，并没有将仓储区纳入其中，这是因为尽管仓储区在使用过程中，所呈现出来的火灾荷载较大，但是人员相对较少，同时防火墙被有效应用于商业区和仓储区之间，因此同商业区的火灾相比，发生于仓储区的火灾对人员的影响相对较小，因此本文将商业区作为主要的性能化消防设计重点研究区域。

2.3tRSET的计算

tRSET指的是在紧急情况发生的过程中，全部疏散人员所使用的时间，人员反应时间、疏散整体时间以及火灾探测时间是其重要的组成部分。疏散模型模拟和公式估算是人员疏散时间的两种重要计算方法，本文在积极展开研究的过程中，以疏散模型模拟计算为主(见图1)。表1为tASET和tRSET的对比结果。

图1　人员疏散模拟

表1　tASET和tRSET对比　　　s

3　大型地下商业建筑性能化消防设计方案调整

3.1调整措施

在tASET和tRSET计算基础上，为大型地下商业建筑性能化消防设计方案的调整提供了可能，为了达到安全的目的，可以对以下方法进行应用：首先，将tRSET减小，这一过程中，可以对人员数量进行有效的控制，并促使火灾报警速度得以提升，同时对疏散条件进行有效改善；其次，对tASET加大,这一过程中，可以通过对火灾规模的控制和对防排烟设施的优化等途径来实施；最后，对tRSET减小的同时，增大tASET[5]。

该建筑为地下商业建筑，在面对火灾的过程中，拥有较差的人员疏散条件，鉴于此，要想提升人员疏散速度，本文在展开研究的过程中，建议采用第三种方法，即对tRSET减小的同时，增大tASET，从而有效的提升消防设计安全性。在对tASET进行增加的过程中，可以应用的相关措施包括对防排烟的优化和加强、提升控火速度、加大对火灾荷载的控制能力等；在减小tRSET的过程中，可以应用的措施包括提升火灾报警系统响应速度、促使疏散出口的宽度增加和加强对人员数量的控制力度等。

3.2设计方案调整结果

针对本大型地下商业建筑来讲，在对其进行应用的过程中，必须加大消防设计力度，确保人员能够在火灾发生时进行快速而安全的疏散，与此同时，还应当增加对建筑使用功能的重视，促使建筑的经济性以及合理性得到充分的发挥。在这种情况下，相关工作人员在对性能化设计进行充分应用的基础上，应将模拟计算应用于防火分区当中，从而提升消防设计方案的全面性和科学性。

在对该建筑性能化评估分析的过程中，本文总结了以下建议，希望对大型地下商业建筑的消防设计提供一定理论基础：首先，设计大型地下商业建筑的过程中，国家相关部门应加大研究力度，制定并落实性能化设计和评估技术方案，为建筑的构建以及消防工作的开展提供重要的理论依据；其次，在进行性能化设计的过程中，相关工作人员应意识到这项工作的复杂性和系统性，在面对相关技术问题的过程中，应首先对防火安全目标进行设定，并计算模拟火灾场景，再进行充分的定量和定性数据分析；再次，在对火灾场景进行选取的过程中，必须对最不利的场景进行应用，从而提升其安全性；最后，业主应对性能化设计以及评估等内容给予高度的关注，在积极配合设计方案的调整过程中，促使安全性在人员以及建筑当中得以充分的体现[6]。

4　结语

近年来，我国地下商业建筑增多，有效实现了节约土地资源的目的，但是此类建筑应用过程中，预防火灾发生的能力以及火灾发生时人员的安全撤离状况成为人员广泛关注的话题，在这种情况下，积极加强大型地下商业建筑消防性能化设计研究具有重要意义。

[1]孙礼军,洪卫,郭奕辉.大型地下空间建筑消防设计探讨——广州珠江新城核心区地下空间建筑消防设计[J]. 建筑学报,2015(3):74-76.

[2]彭东明.大型地下商业建筑消防设计探讨——深圳晶岛国际广场地下商业建筑空间及消防设计[J].工业建筑,2014(S1):168-170.

[3]杨焰文,罗铁斌.大型购物中心空间形态布局的建筑消防设计策略分析——以四个大型综合商业项目设计为例[J].南方建筑,2015(3):64-69.

[4]闫洁.某大型商业综合体建筑安全疏散性能化消防设计探析[J].武警学院学报,2013(6):42-45.

[5]谢元一,张晓明,方正.利用“亚安全区”解决大型商业建筑消防设计难题的可行性分析[J].武汉大学学报(工学版),2014(3):370-373.

[6]石坚韧,雷雅昕,赵秀敏.超大商业综合体的安全疏散与消防性能评估——以合肥华润中心38～#地块工程项目为例[J].安全与环境工程,2015(4):142-149.

Research on fire protection intellectualized design of large underground commercial buildings

Shao Shuyuan

(HefeiPublicSecurityFireBrigade,Hefei230001,China)

This paper introduced the general situation of a large underground commercial building fire protection design, assessed the fire protection intellectualized design, and researched the adjust scheme of large underground commercial building fire protection intellectualized, in order to enhance the scientific and comprehensive of fire protection design scheme.

underground commercial building, fire protection design, fire, safety

1009-6825(2016)21-0231-02

2016-05-17

邵姝媛(1984- )，女，工程师

TU998.1

A