大型商业综合体建筑的火灾致灾因素分析及防火设计对策研究

白芳

1 大型商业综合体建筑的火灾致灾因素分析

1.1 火灾荷载大，火灾危险性高

大型商业综合体是指已建成并投入使用且建筑面积≥5 万m2的独立建筑或通过地下停车场、地下商场、下沉式广场、连廊等方式连接的多栋商业建筑集合体[1]。由于建筑规模大、商品货物多、多元经营，且广泛使用可燃、易燃物装修装饰，极大地增加了建筑物发生火灾的风险。火灾时，经燃烧的可燃、易燃物质往往会释放出大量有毒气体和烟雾，建筑内部的视野受到显著限制，致使人员难以分辨正确的逃生路径，进而延长疏散时间，导致人员中毒甚至窒息身亡。此外，大型商业综合体建筑大量使用照明、景观、制冷和制热等大功率用电设备，且线路类型繁杂；以及违反操作规程使用明火或焊接、气割作业等都是极易造成火灾事故的致灾因素。

1.2 火灾蔓延速度快，事故特征复杂

大型商业综合体建筑的空间开口较大，各层次之间彼此衔接，将上下层连接为一个整体，综合空间内部竖向管井较多，疏散走道、避难走道等横向连接多，火灾发生后，成为高温气流与危险烟雾流通的主渠道，易形成典型的“烟囱”效应条件，推动火势迅速发展和立体燃烧。在此种场景下，火灾事故发展会产生多样的事故特点，以及在同一个建筑空间内共同展现的特征。比如，商场、餐饮店以及地下停车场等场所各自拥有独特的火灾特性。但当它们聚合于单一的综合建筑之中，各自的火灾特性就会发生相互影响、交织，由此放大火灾的危害程度。

1.3 疏散逃生困难，灭火救援难度大

据不完全统计，一般情况下大型商业综合体建筑人流量每日能达到2-3 万人左右，特别是节假日期间人流量会翻倍增长，同时由于内部空间楼层变化较多、错综复杂，烟雾的扩散相对不易控制，发生火灾后，自救逃生困难较大，从而导致严重损失。大型商业综合体建筑致力于为客户提供全方位服务，整体空间布局相通的特点决定了商场、餐饮店和地下车库等无法作为单个救灾对象进行处理。一旦发生火灾事故，火灾会由一种类型快速转化为另一种类型或多种类型共同存在的特性在同一时间、空间内显现，从而增加灭火救援难度。此外，由于大型商业综合体建筑地处城市商业中心，交通拥堵、人流密集，消防车道受阻案例在全国屡见不鲜；加之内部布局复杂，消防救援人员很难进入内部侦查火情和实施内攻灭火[2]，这些都给灭火救援带来不便。

2 大型商业综合体建筑防火设计要点

2.1 总平面布置

为了减少火灾带来的危害，同时便于消防救援行动，建筑的总平面布置设计应遵循减小周围建筑物火灾之间的相互作用，并防止发生次生灾害的原则。首先，应根据建筑物的用途、高度、耐火性能以及火灾风险等级等因素[3]，合理设置防火间距。当大型商业综合体建筑属于裙房时，其与相邻建筑的防火间距可按单、多层建筑确定；当大型商业综合体建筑的高度＞100m 时，其与高层民用建筑的防火间距不小于13m，与一、二级耐火等级和三级耐火等级单多层民用建筑的防火间距分别不小于9m 和11m。其次，大型商业综合体建筑的周边应规划可容纳消防车通行并连接外部公路或街道的道路。对于高层或占地面积超过3000m2的单多层商业综合体建筑来说，通常情况下，须沿建筑物两长边设置消防通道。因受建筑周围地理环境条件限制的，可只设一条消防通道[4]。第三，大型商业综合体建筑须沿一条或多条长边线路布置消防车登高作业区域。布置消防车登高作业区域时，应充分考虑裙房进深、架空电线、地面承重、地面坡度及其他障碍物等因素的影响。凡无法连续合理布置消防车登高作业区域的，要确保消防车的作业范围可覆盖所有扑救区域。

2.2 平面布置和防火分隔

为遵循维持火灾管控和减少火灾危害的原则，建筑物内的平面规划布局应更加科学合理[3]。大型商业综合体建筑不能与生产场所混合使用，严禁与工业建筑组合建造，也不能将任何与自身无关的库房设置在内。按照建筑物的高度、用途和火灾风险等多重因素划分成多个防火分区是必要的。这些防火分区应该被建构成水平和垂直的结构，以确保火势不会跨越到相邻的防火分区。此外，必须配置防火墙和甲级防火门，以提高火灾的控制能力。高层商业综合体建筑和裙楼之间如未按要求采取分隔措施的，则裙楼应按照高层建筑主体的相应标准来划分防火分区。营业厅和公共展览厅等场所不应布置于地下三层及以下楼层，以提高安全性。为便于疏散，对于12 周岁及以下婴幼儿和少儿活动场所，则不应布置在建筑物的地下或四层及以上楼层；放映、游艺和歌舞娱乐场所，不应布置在地下二层及以下楼层，同时要求埋深不得超过10m[5]。

为提高人员密集场所的安全性，具有潜在火灾危险性的独立设备用房不应与人员密集场所贴邻[4]。大型商业综合体建筑的第一层或地下一层应设有消防控制中心，而消防水泵房则不能建在地下三层或更深的楼层。消防控制中心和消防水泵房是大型商业综合体建筑内最主要的消防设备用房。这两个部位应须采用耐火极限不低于1.50 小时的楼板和耐火极限须不低于2.00 小时的防火隔墙与其他部位分隔[4]。

2.3 建筑结构耐火、建筑保温及装修装饰

对于大型商业综合体建筑的耐火等级，建筑分类属于高层时，应为一级；当属于二类高层时，应不低于二级。无论采用外保温体系或是内保温体系，为确保消防安全，大型商业综合体建筑所选用的保温材料或制品在燃烧性能方面必须符合A 级标准。内部装修装饰时，应确保消防设施或器材及标识标志保持完整、不被破坏，禁止更改原设计方案确定的疏散出口、疏散走道、疏散通道，以及防火、防烟分区及它们之间的分界线。为保障室内人员疏散或救援时的视觉不受影响，严禁使用反光材料装饰装修。特殊功能设施用房和消防设备间等部位的装修材料燃烧性能均应符合A 级标准[6]。消防控制中心的顶棚和墙面的装修材料应符合A 级标准，地面不低于B1 级标准[3]。户外广告牌和外部装修装饰同样不可忽视，须遵守相关标准。不仅要避免户外广告牌和外部装修装饰助涨火势从外墙蔓延，而且要保证消防救援口不被遮挡或减小，并防止阻碍消防救援和建筑排烟、散热等情况发生。

2.4 安全疏散

大型商业综合体建筑应根据使用功能、火灾危险性、耐火等级等因素，使安全疏散设施符合场所的特定性[4]。第一，疏散距离和疏散出口的确定原则[3]。疏散距离要兼顾人员安全、使用功能、空间和平面布置等因素。此外，疏散出口需要分散设置，且房间疏散门应直通安全出口，不得经过其他房间。第二，疏散楼梯的净宽度要求[3]。就地上楼层而言，应确保每一层所需的净宽度不小于其上部各层所需的最大净宽度[7]；而对于地下楼层、地下建筑和日常使用的人民防空工程，每一层的净宽度都应不小于其下方各层次所需的最大净宽度，这样才能在火灾等紧急情况下保证人员迅速疏散。第三，疏散楼梯间型式选择及设置要求。大型商业综合体建筑设置防烟楼梯间的情形主要包括：属于一类高层或属于二类高层且高度＞32m；其余情形一般应设置封闭楼梯间。为确保人员能够顺利疏散，疏散楼梯间和疏散出口不得设置可能妨碍疏散的任何障碍物。为控制人员的进出，疏散出口门可采用闸机和门禁系统等措施[4]。但应具备在紧急情况下自动解禁的功能，并易于在门内部开启和设置鲜明的指示标识。

3 大型商业综合体建筑的防火设计对策

3.1 限制建筑规模，科学分区

在确定大型商业综合体建筑的设计方案时，经常采取限制燃烧物质数量、建立亚安全区或隔离区等消防性能化评估的方式，实现安全性的提高。但在实际的消防设计初步验证过程中，要防止建筑规模无限制过分扩大。一是从源头上降低火灾荷载和救援难度。任何可能按照现有规范处理的问题，应不予选择消防性能化设计。应控制主力店铺的建筑面积，一般建筑面积≤300m2；放映、游艺和歌舞娱乐场所被设置在地下一层或者地上四层及以上，应控制每个房间的建筑面积，且不应大于200m2。二是保障防火分区的有效性。规划防火分区时，要使各个防火分区之间具有一定的延展性，确保可燃物的热辐射量无法达到临界值，有效防止火灾蔓延。三是要将面积较大的主力店铺与集中商业区域、地下和地上空间划分为各自独立的防火分区，并设置单独的疏散设施。还应集中布置餐饮、住宿、12 周岁及以下婴幼儿和少儿活动场所及电影院等火灾危险性较高的业态，且不同区域之间应采取防火分隔措施，从而确保火灾不外溢。

3.2 规范疏散条件，控制疏散距离

规划疏散条件时，应保证疏散设施与防火分区的协调统一。一是把握有利于人员安全到达安全区域的原则，精准确定疏散模块。疏散通道应尽可能布置在远离可燃、易燃材料的区域，并明确建筑内不同区域人群的疏散位置。例如：一层可以直接疏散到室外，二层以上楼层可通过中央环廊等疏散到室外。二是应合理确定疏散距离[4]。大型商业综合体建筑室内任何一点至最近安全出口的距离应保持在30m 之内，当不能直通室外地面或疏散楼梯间时，可采用长度≤10m的疏散走道通至最近的安全出口[3]。通常大型商业综合体建筑均设置了自动喷水灭火系统，此种情况下可增加到37.5m和12.5m（延长25%），即合计不超过50m。上述距离均为直线距离，实际工作中要综合考虑现场装饰、家具摆放等障碍物的影响，精准计算疏散距离。三是应特别关注12 周岁及以下婴幼儿和少儿活动的场所及电影院等特殊使用场所的疏散楼梯间形式、疏散楼梯之间的距离、疏散楼梯的数量等。应按照规定为12 周岁及以下婴幼儿和少儿活动场所设计独立的疏散楼梯，为电影院等放映场所至少设置一部独立的疏散楼梯。疏散通道的宽度设定要在兼顾疏散需求和经济效益的前提下，精准计算，不宜过宽或过窄。

3.3 优化烟控排放，完善防排烟系统

烟气控制和排放直接影响大型商业综合体建筑的人员疏散和火灾扑救成败。这就使得做好大型商业综合体建筑的烟控排放设计显得尤为重要。第一，确定排烟量和烟控方式[8]。排烟量应按照最大防烟分区面积计算，其方式主要包括两种：一是按照换气次数计算；二是按高度计算。应注意烟控设计与狭小空间之间的关系，火灾烟气流动方向应根据建筑构造确定。超出国家规范要求的，要根据建筑空间高度，经模拟实验精确计算，验证烟控设计的合理性。第二，楼梯间及前室的防烟方式[8]。通常楼梯间和前室应设置机械加压送风系统（楼梯间设置自垂式送风口、前室设常闭送风口）[8]。楼梯间和前室内均设置减压阀，余压值分别控制在40-50Pa 和25-30Pa。第三，明确楼层和走道的排烟方式[8]。因地制宜采用自然排烟（即沿建筑外墙设置可开启的外窗）或采用机械排烟。地下房间及走道一般采用机械通风排烟[3]。为节约经济投入，可通过70℃防火阀和280℃排烟防火阀相互切换，使排烟和排风系统共用一个系统。

3.4 加强二次装修设计方案的审核

为满足经营需要，业态变更或店铺更新是大型商业综合体建筑的常态，因此，经常性地出现局部装修现象。为使局部二次装修不破坏大型商业综合体建筑原有整体防火设计性能或使局部二次装修设计方案与原有整体防火设计方案相协调匹配，装修设计方案不仅要履行内部报备程序，还应按规定向住房与城乡建设部门申报审核或备案抽查。装修施工时应严格管控每个环节，进场的所有建筑材料均需提供检验报告，明确其防火性能及其耐火极限，严禁与装修设计方案产生偏差。确保不因局部二次装修，使大型商业综合体建筑的防灭火功能下降或火灾荷载增加。在局部二次装修结束后，要按法律法规的要求向单位内部或住房与城乡建设部门申报验收；属于公众聚集场所的，要向消防救援部门申报公众聚集场所投入使用、营业前消防安全检查[9]；上述部门应充分核实装修施工、消防设施改造及运行等情况，满足消防安全条件的，方可批准投入使用。

3.5 设计使用智能防火系统

大型商业综合体建筑属于重大火灾风险场所，除应设计室内外消火栓系统、火灾自动报警系统、消防联动系统、自动喷水灭火系统、燃气火灾报警系统和电气火灾检测系统等传统火灾防控手段外，还应配备智能型防灭火系统。一是对于空间净高较大的室内空间，须配置自动扫描定位喷水灭火系统，并优先考虑采用红外光束烟感探测器或吸气式烟感探测器。二是室内步行街、中庭环廊等位置，须设置快速响应喷头，以确保灭火体系全方位快速覆盖。三是将物联网建设与“智慧化消防”计划相结合，推进消防设施远程联网监测系统建设[10]。全天24 小时实时监控火灾危险源、消防设备设施运行情况，通过比对警报数据、分析火灾风险，实时掌握大型商业综合体建筑的消防安全状况，实现提前预警、处置，以达到消防自动化巡检和智能化管理的目标[11]。

4 结语

大型商业综合体建筑的防火设计方案应牢牢把握防火设计要点，有针对性地克服火灾荷载大、火灾蔓延速度快、疏散逃生困难和灭火救援难度大等主要致灾因素。应从建筑规模、科学分区、疏散设施、烟控排放、二次装修、智能防火等方面出发，兼顾经济和社会效益，因地制宜地确定最优防火设计方案，为此类建筑抵御火灾风险打下坚实基础。