博物馆消防设计难点及策略——以中山大学博物馆为例

徐伟亮

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

0 引言

随着“建设文化强国”目标的不断推进，近年来全国各地文化事业不断蓬勃发展。作为保护和传承人类文明的重要殿堂，博物馆不仅承载着文化传承和创新的崇高使命，也承担着普及科学知识和提高公众素养的社会责任，博物馆日渐成为国民教育新地标，愈发受到社会各界高度关注。然而，大体量、高空间、强人流使当代大型博物馆的消防安全面临严峻挑战。一旦发生火灾，往往对展品文物和参观人员造成无可估量的危害。因此，消防设计成为博物馆设计首要解决的问题，也是保障博物馆文化价值和社会功能的重要手段[1]。笔者以中山大学博物馆为研究对象，综合运用现行消防规范、行业标准，剖析消防设计难点并总结应对策略，期以为类似工程的消防设计提供参考。

1 建筑概况与问题提出

1.1 建筑概况

中山大学博物馆位于广州市海珠区新港西路中山大学南校区校园内，地处“十字轴线”核心景观段西侧，与东侧图书馆遥相呼应，是中山大学第一座综合博展类文化建筑。项目总建筑面积32430.92m2，地下2 层，地上2 层（局部3 层），建筑高度23.45m。主要功能为展厅、库房、演讲厅、科研用房和办公用房。该工程是由单层大空间内设多种不同功能用房组成，除内部一些特殊功能区封闭外，其他区域均为相互连通的一个整体[2]。中山大学博物馆鸟瞰实景如图1 所示，中山大学博物馆立面实景如图2 所示。

图1 中山大学博物馆鸟瞰实景

图2 中山大学博物馆立面实景

1.2 消防设计问题提出

（1）展厅区域防火分区难形成。受用地条件限制，中山大学博物馆的大型展览厅、展演空间主要设于地下负一层。这种功能房间通常单间面积已经很大，并且当并联布置时还需考虑日后连通布展用，如在公共走道、展厅之间设置多道防火墙及防火门，必定会影响布展组织以及观展流线，防火分区设计难度极大。平面布局如图3 所示。

图3 平面布局

（2）藏品库区消防设计超规。基于博物馆安防需求，整个库区要为一独立分区，并且电梯和疏散楼梯不能设于区内。藏品库区主要设于地下负二层，面积约5200m2，远超国家相关消防规范设计的要求。

（3）疏散楼梯位置较难满足疏散距离要求。为追求建筑效果，疏散楼梯间往往采用集中布置，导致部分区域疏散距离超限；同时平面布局较深，某些楼梯在首层不能直通室外，不符合《建筑设计防火规范》（GB 50016—2014）（2018 年版）（简称《建规》）第5.5.17 条规定；再者藏品库区的疏散距离设计暂无明确规定，给设计工作带来不可控变数。

（4）疏散人数无明确指标要求。现行《建规》未针对博物馆疏散人数计算方式有明确规定，同时博物馆规范中对人数设定的研究数据偏少，不同区域、不同布展形式又对人数设定有影响，大大增加设计难度。

（5）高大展厅防排烟设计尚无依据。部分展厅因布展需要采用大空间设计理念，要求视线广阔、开阔性良好，其内部难以设置防火防烟分隔设施，火灾中大量有毒高温烟气难以迅速排出；并且现阶段我国尚没有一套较完善、科学的法规来管理烟气控制系统的设计和使用[3]。

2 设计策略

2.1 防火分区划定

优化建筑平面布局是应对当代大型博物馆大体量、高空间、强人流至关重要的有效策略，尤其在空间分隔和防火隔离方面的合理布局，可最大程度地减少火灾蔓延的风险，为人员疏散和救援提供宝贵的时间窗口。

2.1.1 展厅空间防火分区规划

中山大学博物馆主要展厅设于地下负一层，根据《建规》第5.3.1 规定，地下最大允许防火分区面积不应大于500m2，即便设自动灭火系统时防火分区面积可增加一倍也只有1000m2，这无疑对动则面积达700m2的大展厅来说只是杯水车薪。因此在地下展厅防火分区划分上设计巧妙设置平面布局，每个展厅均有至少两向与公共走道进行连通，这样在进行防火分区划分时，就可以充分利用展厅之间墙体，以及公共走道位置设置防火墙和防火卷帘。既保证了参观流线的通达性，又不影响展厅对大空间以及往后联合布展所需[4]。

2.1.2 藏品库区防火分区规划

藏品库区是博物馆命脉核心，也是消防设计难点之一。根据《博物馆建筑设计规范》（JGJ 66—2015）（简称《博规》）第7.2.2 点要求，电梯和安全疏散楼梯不应设在库房区内，也就是说整个库区需要作为一个分区进行防火及安全疏散设计。库房作为《文物系统博物馆安全防范工程设计规范》[5]规定的禁区，除安保人员和馆内文物出人库相关极少工作人员外，并无大量人群可进出。因此库区防火分区规划可参照《建规》第3.8.2条中仓库设计思路，库区只设两个安全出口通向疏散楼梯直出室外，区内每个库房作为一独立防火分区，之间采用耐火极限不低于3h 的防火墙和甲级防火门进行分隔，每个防火分区通向疏散走道的出口不少于2 个，人员进入内部疏散走道可视为安全区，大大缩短库房门到安全出口的实际距离。

2.2 疏散距离限制

疏散距离作为是消防设计的控制要素，往往与防火分区设置息息相关。大型博物馆常以空间节点作为核心，通过建筑连续性行为网络把参观流线进行有机串联，实现有序却丰富的空间体现，给人流连忘返的艺术观感。为追求空间极致效果，疏散楼梯间更多只能选择集中布置，因此经常出现疏散距离超标的问题，尤其对于地下展厅，建议充分利用“借用”概念进行设计。根据《建规》第5.5.9 点，建筑面积不大于1000m2的防火分区，直通室外的安全出口不应少于1 个，另一个疏散口利用通向相邻防火分区的甲级防火门作为第二安全出口，而《广州市建设工程消防设计、审查难点问题解答》第2.3.4 点也明确指出，相邻防火分区之间的疏散楼梯间可共用。通过疏散口之间借用“宽度”、借用“数量”、借用“距离”的方式，完美演绎11 个防火分区12 把疏散楼梯的平面布局，展现出较强的空间秩序及逻辑组织，为参观者呈现出流畅的行为动线。

集中布置楼梯每每容易引起首层无法直通室外的问题，中山大学博物馆项目采用《建规》第5.5.17 条中“扩大的封闭楼梯间前室”的模式，通过设置门厅、内庭院广场的形式，实现人员安全疏散至室外。展厅防火分区如图4 所示。

图4 展厅防火分区

2.3 疏散人数设定

《建规》第5.5.21 点中虽然给出展览厅内人员密度不宜＜0.75 人/m2的参考值，但条文解释却明确需根据实际情况采用更大的密度，显然与当代大型博物馆强人流的现实特点不符，应执行更高标准。按照《博规》第4.2.5条、第4.2.6 条以及第7.2.4 条规定，展厅容纳的观众人数应通过计算观众密度合理限值和高峰限值间选取；同时，陈列展览区内合理观众人数以及高峰时段最大容纳人数均为其两者限值之和；再者，陈列展览区每个防火分区的疏散人数应按区内全部展厅的高峰限值之和计算确定。因此，博物馆疏散人数需要按展厅高峰限值进行设定，在日常管理上，也需要及时对接待参观者密度进行限定，以确保消防疏散安全[6]。

2.4 防排烟控制

博物馆建筑对高大空间展陈需求非常高，在防排烟分区分隔措施上不宜硬性分割，应优先考虑采用防烟垂壁和挡烟梁，或更新型的气幕阻烟；并同时采用清晰高度法进行排烟设计。由于该法较换气次数法更侧重于性能要求，能通过计算烟羽流质量流量、温度等参数，保证人员在火灾发生时头部以上一定空间不受烟气影响，既提高了设计区域的安全系数，又确保受灾人员和救援人员通行的畅通无阻，大大增强了救援能力。此外，为了增强火灾防控能力，同时应搭配自动灭火系统和火灾监测设备作为必要辅助。自动灭火系统，如喷水灭火系统和气体灭火系统，可以快速、准确地对火灾进行控制和扑灭。火灾监测设备，如火灾探测器和烟雾报警器，可以实时监测博物馆内的火灾风险，并在火灾发生时及时报警，以便采取紧急措施。消防联动防烟垂壁如图5 所示。

图5 消防联动防烟垂壁

3 结语

大型博物馆消防设计面临着诸多难点，突出表现在防火分区、疏散距离、疏散人数及防排烟上。通过采取优化建筑平面协同防火分区设置、巧用“借用”思维解决疏散距离超限、精准计算人数设定疏散需求，以及优化防排烟措施搭配火灾报警和通信系统作辅助等一系列有效的设计策略，这些难点可以得到克服，并达到国家相关消防规范所要求的安全等级，也对提高博物馆的消防安全性起着关键作用。除硬性条件，高度重视消防安全意识和应对措施的重要性不可忽视。日常应加强消防宣传和教育，让员工和游客了解火灾风险、熟悉疏散程序，并培养正确的消防安全意识，可以大大提高火灾发生时的应对能力。此外，定期进行火灾演练、完善消防预案、确保消防设备的正常运行和维护等，各方能动协作保障博物馆消防安全。