大型商业综合体消防设计研究

文／李宏伟 上海临港新片区经济发展有限公司 上海 201306

引言：

作为集多种功能于一身的综合性建筑群，大型商业综合体的消防安全问题开始逐步受到人们的关注。为了提高对于该类建筑的消防设计水平，设计人员应该对火灾隐患问题加以提炼、整理、分析，结合设计对象的特性与现实情况，制定出合理的消防设计方案，为人们使用大型商业综合体创设良好的环境，从源头处降低火灾事故的出现几率。

1.大型商业综合体与消防设计的概述

1.1 大型商业综合体的内涵与特点

大型商业综合体是一种包含多种业态的、具有完整商业体系的互动性综合体，与普通购物中心有所不同，人们需要的物品存在指定的购物位置，使人们可以前往相应的位置获得综合性服务。大型商业综合体的特点可概括为以下几个方面：

（1）功能丰富多彩：商业综合体内整合了多种功能，划分出了办公、娱乐、生活、餐饮、会议等各种类型的功能区，所有功能区均可在商业综合体内有机融合，满足人们的个性化要求。

（2）空间尺度较大：为了保证商业综合体功能的齐全性，其内部空间将被尽可能扩大，使综合体空间具有优良的匹配度。

（3）交通体系复杂：商业综合体内交通体系丰富，贯穿了不同的公共空间，主要为树形交通模式，即采用天桥、地下夹层等模式，连接地下通道和公共空间等[1]。

1.2 大型商业综合体火灾特征

（1）火灾发生面积大：大型商业综合体内具有存在可燃物质的可能性，还具有易燃物连续性的问题，火灾发生后容易出现大面积失火的现象。且在防火分区设计中，除了部分走廊、过道以外，其他部分难以满足对火灾蔓延迅速阻隔的要求。

（2）人员疏散难度高：大型商业综合体较多建设在城市的繁华地带，建筑和人流密度较高，外加商业综合体自身功能、结构的复杂性，在客观上增加了人员疏散问题处理的难度。

（3）容易构成立体式火灾：该特点与大型商业综合体空间高度较高有关，在中庭空间内实施上下贯通设计方法的条件下，变容易在电梯井、楼梯间、玻璃幕墙等位置发生烟火连串的问题，在较短时间内加快了烟雾的扩散。

1.3 大型商业综合体消防设计的影响因素

对于大型商业综合体消防设计的主要影响因素，体现在内部空间复杂、火势蔓延速度较快、人员疏散难度较高等方面，若设计人员未能从实际出发充分分析上述因素，将难以实现消防设计优化的目标。商业综合体是一种多功能的建筑结合体，线路交通布置、走向较为复杂，内部存在多边形建筑且彼此相通，缺少较为可靠的防火分隔屏障，发生火灾后可迅速在易燃物燃烧的作用下出现蔓延。与此同时，消防设施的老化、消防疏散通道被占用，同样是消防设计的影响因素。在商业综合体内通常存在专门存放灭火工具的区域，还具备各种类型的火灾报警系统、自动灭火系统等，消防设施较多，若未能在日常工作中做好保养、护理工作，容易使消防设施出现故障问题等[2]。

2.大型商业综合体的消防设计原则

2.1 防火单元设计的原则

大型商业综合体的消防设计是一项较为复杂的工作，为了保证消防设计的连续性，设计人员便要在工作期间重点把握所有设计区域，对各个区域加以科学划分，制定出对应各个区域的设计方案。经由对防火单元的划分，有利于减少对大型商业综合体带来的损失，为消防部门降低火灾问题的发生几率提供便捷。由于大型商业综合体具有功能多样性、结构复杂性的特点，若未能做好区域防火设计工作，将对之后的救援灭火工作产生阻碍，说明在设计人员开展防火单元配置工作之时，应该将工作目标定位为提高商业综合体的整体防火性能上，除了要确保防火单元具有规范化、标准化的特点以外，还要避免火灾的蔓延，对火灾带来的损害加以精确管控。

2.2 防排烟系统设计原则

防排烟系统的科学设计，在大型商业综合体遇到火灾事故时能够真正保护人们的生命安全，要求设计人员分别做好对防烟系统、排气系统的合理设计工作，制定出完备的防火计划。经由对室内环境的精准分析，根据商业综合体自身特点设置、安装防烟垂壁等结构，加强对室内火灾荷载状态的把握，将烟雾的顺利排出作为首要的防排烟系统设计考虑因素，用以落实防排烟系统设计的原则。中庭属于在商业综合体内面积较大的空间，当火灾发生后，烟雾通常在较大的建筑空间逐渐下沉最终对人员产生影响，而人员可以利用中庭空间较大、烟雾下沉需要时间的特征迅速逃离。若想降低火灾事故中烟雾对人体的侵害，在防排烟系统设计中便要重点留意对中庭空间的排烟系统设计，事先对排烟系统进行全方位评价，检验系统是否可以满足商业综合体火灾事故中的排烟要求，对商业综合体的建筑面积、人口密度等开展科学评测工作[3]。

2.3 解决可燃物问题原则

从对大型商业综合体区域划分的角度分析来讲，可燃物问题的解决属于消防设计中人员需要重点关注的内容，通过对近年来商业综合体火灾事故的原因调查可以看出，可燃物的不科学布置逐渐成为了火灾事故发生的关键原因之一。设计人员可在消防设计中运用亚防火保障区的理念，增强对可燃物的科学布置，使亚防火保障区内的人员逃生通道更加畅通，防止可燃物在火灾发生后时火灾事故发生蔓延，从根本上降低商业综合体火灾风险事故的发生几率。为了让亚防火保障区理念发挥出应有的价值，在该区域内要加强对不易燃建筑材料的使用，尤其是金属、石材等材料，避免运用塑料、木板、泡沫等易燃材料。在商业综合体内举办活动之时，设计人员应该留意横幅、广告装饰等元素，该类元素同样是导致出现火灾的隐患问题，说明要在活动结束后尽快清除横幅与广告装饰，防止可燃物出现堆积的现象[4]。

3.大型商业综合体的消防设计要点

3.1 明晰消防设计流程与内容

在正式开展大型商业综合体消防设计工作之前，设计人员应当优先完成顶层设计的任务，明晰消防设计的流程和内容。建筑方案内的各个消防设计环节、建筑分类与耐火等级等方面均要得到明确，加大对建筑平面布局与防火安全的控制力度。在初步消防设计环节中，设计人员要确定消防车道、消防扑救面等总平面的消防设计内容，强化对消防施工的质量控制，维持消防设计内容与施工图纸内容具有统一性，发挥出火灾自动报警系统、正压送风系统、暖通防排烟系统等的作用。还要在合理布局建筑平面的基础上，控制好建筑防火的间距，完成消防车道、消防扑救场地的布置任务，为消防设计工作实效性的提升夯实基础。

3.2 运用性能化消防设计方法

大型商业综合体消防设计应该采用性能化的设计方法，用于提升消防设计的品质。比如，步行街同中庭之间的衔接为若干走道，因建筑内总耗电量较大、街道内的店铺火灾负荷较高的缘故，容易成为火灾高发区，但传统消防设计中应用的大跨度防火卷帘不符合我国提倡的节能减排理念。在使用性能化消防设计方法之时，设计人员便可让设计方案结合店铺、步行街的具体特征引入喷淋系统，使水冷却喷头防火保护玻璃，延长玻璃的耐火性，降低玻璃的温度。同时做到整合商业综合体内存在的各种自动灭火系统，分隔处理公共区域、店铺，使用耐火极限超过1.5h的防火玻璃，基于防火单元设计的原则构筑独立的防火模块，同时对各个防火模块组织优化工作，如在店铺内设置机械拍案系统、烟雾探测系统等，为立即发现火情提供了便捷[5]。

3.3 防火分区的设计

防火分区设计属于大型商业综合体防火设计中的重要组成，需要设计人员考虑到建筑自身的性质、防火等级等因素。按照商业综合体的防火设计规范要求，设计人员要考虑到商业运营情况，在共享空间内科学布置防火隔墙，将主力店铺设置为独立的防火分区，防火墙、甲级防火门、防火分区窗等分隔，可作为防火分区的关键组成，为每个防烟分区设置好不跨越型的防火分区。在开展防火门设计工作之时，主楼设备房门、地下室防火门应投用甲级防火门，而封闭楼梯间、防烟楼梯间、消防控制中心门则要使用乙级钢制防火门。商业综合体内的人行道与建筑之间的玻璃隔断，可以选用厚度超过1.2cm 的钢化玻璃，考虑到楼梯是火灾发生后唯一的竖直方向疏散通道，设计人员应当侧重于对楼梯宽度、数量的设计，而为了解决楼梯自然采光、通风的问题，在楼梯布置上可以安排楼梯间靠近外墙设置的方法。部分商业综合体在室内还存在店铺划分上利用玻璃分隔墙的情况，但玻璃分隔墙容易在发生火灾后由于温度升高而出现炸裂的现象。为了解决该问题，设计人员应考虑到玻璃分隔墙的隔热性、材质完整性，在必要的情况下加装玻璃的辅助降温设施，用以降低火灾出现时产生的负面影响[6]。

3.4 自动喷水灭火系统的设计

自动喷水灭火系统是一种智能化的消防安全设备，主要由传感器、控制器、喷头等部件构成。该系统的基本原理为火灾的早期监测与快速灭火，传感器可以检测到温度的变化，以及烟雾、火焰的产生，当传感器检测到火灾迹象后，可将信号发送至控制器，控制器依照接收的信号判断是否启动喷头，当启动后则喷头释放出水或灭火剂以控制火势。该系统的应用优势在于能够于火灾事故发生的初期自动响应，缓解火势的蔓延，为人员疏散、消防人员来到事故现场提供更多时间，在商业建筑、仓库、工厂等场景内应用频率较高。由于大型商业综合体内存在商户更换、业态调整相对频繁的现象，使得自动喷水灭火系统控制阀门的关闭几率较高，在商户边装修、边营业期间，容易引发火灾问题。为了在商业综合体内部空间装修时，避免部分区域因未能受到自动喷水灭火系统保护的缘故而出现火灾风险的隐患，设计人员便要适当增加水流指示器、控制阀门的数量，缩小水流指示器的控制范围，在业态较为稳定的区域内单独设置水流指示器。若想让自动喷水灭火系统在火灾事故发生后可以尽快运转，设计人员还要强化对商业综合体内差异性功能区域的分析，确定喷水强度、持续时间、危险等级等参数，选择最适宜的喷头，如在地下车库、写字楼中选用普通喷头，在人流较为密集区域安装快速响应喷头，在厨房区域选择高温喷头。在参考装修要求开展设计工作中，当设计人员发现商业综合体吊顶高度较大的情况下，可将喷头同时设置在吊顶上方和下方，若商户二次装修时的开孔率超过了70%，则不必于吊顶下方安装喷头[7]。

3.5 消防栓系统的设计

消防栓系统是一类用于灭火、控制火势蔓延的设备，由水泵、水枪、供水管道等部件构成，主要安装在建筑物内部或周围适宜的位置。该系统通过与供水管道的连接，可以在火灾事故中提供高压水源，辅助扑灭火灾，保证人员安全和减少对建筑带来的损失，是保障公共安全的重要组成。在大型商业综合体消防设计中，以往对于消防栓系统的设计是根据业态实施分隔处理，使得不同楼层间的上下层隔墙、管井内外、公共楼梯间的消防栓设计难度有所增加，伴随后续商户的入驻，还将面临室内分隔重新调整的问题，若采用立管上下贯通的设计方法，则容易为商户装修带来阻碍。说明设计人员要考虑到商业综合体消防设计的基本规范要求，加入对商户商业布局需求的考量，如单元橱窗、货柜的布局等，顾及容易发生的消防栓位置调整问题，再开展对消防栓布置、间距管控等工作，为后期对消防栓系统的局部调整在空间层面上提供有利条件。为了解决消防栓系统竖向环网设计中对商业综合体室内商业空间分隔布置产生影响的问题，设计人员可以考虑实施水平环保系统设计的方法，对之后业态调整可能性的预防、内部分隔灵活性区域设计做好准备[8]。商业综合体二次装修中通常不改动吊顶内的环状干管，但要做到维持水平环网消防栓系统阀门设计的科学性，保证在检修相同防火分区之时，至少存在1 股水柱可以到达任意位置。

3.6 大空间智能主动喷水灭火系统的设计

大空间智能主动喷水灭火系统是一种高效的新型灭火设备，采用先进的智能技术，在检测到火灾问题后及时启动喷水装置灭火，还可以根据火势的位置、大小，调整喷水的角度、强度，原理类似于自动喷水灭火系统，但更适用于大空间的应用场景内。大型商业综合体在内部空间设计中采用上下贯通式中庭设计方法的情况较多，可以让空间为人们带来美观的感受，创设优良的商业氛围，但对于自动喷水灭火系统的应用提出了更高的要求，原因与商业综合体内大空间区域净高超过12m 有关。而大空间智能主动喷水灭火系统更加适用于高度较高、容积较大、火场升温速度较慢的环境，还可将该系统设置在传统闭式自动喷水灭火系统安装困难的场所内[9]。该系统具有更小的探测定位范围，能够获得更为精准的检测成效，具体分析火灾发生位置的火源蔓延情况，分组开启喷水灭火装置。该系统在实际应用中主要凭借红外线自动扫描的力量达到定位分析的目的，可以在监测环境内发现火苗后尽快做出响应，确定火灾发生的位置，便于将火灾“扼杀在摇篮里”，彰显了应用的可靠性优点。

3.7 窗玻璃防护冷却系统的设计

窗玻璃防护冷却系统是一种用于控制建筑物内部温度的技术，经由在窗子上安装特殊的冷却设备与防护膜，实现对外界高温隔离的目标，降低太阳辐射直接进入至建筑内部，让室内温度有所下降[10]。其中，冷却设备可以通过制冷技术的应用，将室内热量在较短的时间内转移至室外，通常安装在窗子周围或室内固定位置，发挥出自动调节温度、为人们提供舒适环境的价值；而防护膜则是一类特殊材料，具有阻挡太阳辐射与紫外线进入、维持可见光透过率的效果，避免室内地板、家具等受到紫外线的损坏，降低了室内的热量积累，让建筑物的能源消耗得到管控，减少了室内热辐射对人体的不适影响，对于建筑消防同样具有积极作用。在大型商业综合体内，传统消防设计中对于步行街环廊、商店零售区域等多采用防火卷帘完成防火划分任务的方法，但该类区域具有不规则的特征，造成防火卷帘设计同样具有不规则性，使得部分区域的防火卷帘严密性不足[11]。为此，消防设计人员便可引入窗玻璃防护冷却系统，作为新型防火分隔的关键，取代传统防火墙的模式，在防火玻璃受火面上开展窗玻璃喷头设备。有助于让窗玻璃防护冷却系统参考消防设计的布水情况、流量强度等参数，整体性覆盖整个玻璃墙面，降低防火玻璃的温度，以及防火玻璃由于火灾而出现结构性损害问题的发生概率。

结语：

综上所述，为了保障大型商业综合体的应用品质，消防设计人员便要从差异性的设计角度出发，最大限度上提高消防设计水平。因此，设计人员要以全面性设计的理念开展设计工作，通过明晰消防设计流程与内容、运用性能化消防设计方法，以及加强对防火分区、自动喷水灭火系统、消防栓系统、大空间智能主动喷水灭火系统、窗玻璃防护冷却系统等手段的应用，带动我国消防设计事业的长久发展。