浅谈消防设计在多元化办公建筑中的应用

张建青

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

消防设计在现代建筑工程中具有举足轻重的地位，特别是在多元化办公建筑中。这类建筑多用途、空间复杂，因此需要更为精细和全面地消防设计来确保人员和财产安全。然而，随着科技进步和人们对工作环境多样性的需求增加，多元化办公建筑所面临的消防设计问题也越来越复杂。这篇论文旨在探讨这些问题，并提出有效的设计关键要点，以增强多元化办公建筑在消防安全方面的综合性能。

1 多元化办公建筑消防设计中存在的问题

1.1 多元化办公建筑消防设计不够精准

多元化办公建筑因其用途多样、空间布置相对常规办公建筑更加灵活，也可有多种设计动线的选择形式。往往需要根据所需的平面功能及主要动线在方案初期统筹考虑安全疏散、管井布置、消防设施布置等。多元化办公往往包括不同类型的办公空间，如开放式办公区、独立办公室、会议室、休闲区、接待区、茶吧区等。在如此复杂及综合功能的平面消防设计时，特别是在设计精准性方面，这些不同的空间类型往往具有各自独特的消防需求[1]。根据功能的多样性定义耐火极限等防火要求的级别的确定是需要设计师们考虑的重点。

导致设计不精准的一个主要原因是信息收集和分析阶段的不足。在多元化办公建筑中，消防设计需求从各个不同区域收集而来，而这些信息往往是碎片化的。没有一个统一的、全面的信息平台，设计师通常只能依赖于传统的数据收集方法，这在很多情况下可能导致信息的不全面或不准确。

而且，多元化办公建筑中不同区域之间的动态交互常常被忽视。例如，在办公楼中有可能存在一个大型的多功能厅和数个小型会议室。这些空间在使用性质、人流量和活动时间等方面都有很大差异。但不能排除各功能存在同时使用的可能，在前期设计时，严格按照各功能同时进行使用的情况考虑疏散的复杂性，往往被忽视。会被设计为具有相同或相似的消防系统或疏散形式。结果是，一旦发生火灾，所有人员集中疏散，大型多功能厅由于其庞大的空间和人流量，可能迅速成为火势蔓延的重灾区，而小型会议室因为其封闭性和低人流量，可能更容易控制火势。设计人员由于缺乏精准地消防设计分析和人员集中时的动线分析，为满足疏散宽度和功能楼梯布置不按照房间功能去思考设计，这些潜在问题往往被忽视[2]。

数据缺失或不准确也是一个关键问题。设计师在进行消防设计时，经常需要依据一系列参数，如建筑物的物理性质、材料的燃烧特性、空间的使用性质等。然而，这些数据通常难以获得或者不够精确，导致设计方案缺乏针对性。

此外，现行的消防设计标准和规范通常更适用于传统的单一用途建筑，而不是多元化办公建筑。这就造成了规范与实际需求之间的不匹配，使得即便按照现有标准进行设计，也难以达到预期的安全效果。

1.2 管井多引起烟囱效应

多元化办公建筑因其多功能性需求常设有多个管井、风井，同时同一井道有可能根据需要采用联动控制的措施应用于不同功能的设备设施，如空调和通风的通道。然而，这一设计增加了火灾时烟囱效应的风险。

多管井通常竖向贯穿多个楼层，一旦火灾发生，热气通过管井快速上升，当同一防火分区包含上下几个楼层时，较为容易形成烟囱效应，促进火势的蔓延并对上层空间构成二次威胁。管井的多功能性导致其连接不同用途的区域，如办公区、食堂和会议室等，这一连通性在火灾时可能导致火势迅速影响多个区域。

当前消防设计规范多以针对单一功能建筑，对多元化办公建筑中复杂管井系统的规范不足。缺乏明确的设计指导意味着建筑和消防工程师可能未能充分考虑多管井引发烟囱效应的潜在风险。特别是在许多办公建筑是改建或扩建自老旧建筑时，原有管井结构可能未经适当调整，增加了风险。

1.3 多元化办公建筑布局设计不合理

多元化办公建筑由于其用途多样性和多功能性在城市空间布局中占据重要地位。这类建筑通常集合了商务会议、休闲娱乐和日常办公等多种功能。然而，这种多功能性在布局设计中带来一系列消防安全隐患。

首先，从背景出发，多元化办公建筑往往追求空间的高效利用，导致设计师在布局上可能过于强调空间的灵活性与可变性，而忽视了消防安全因素。例如，开放式办公区域与封闭办公区可能紧挨着放置，这种布局在平时确实可以提高工作效率，但在火灾发生时，却可能导致火势迅速蔓延[3]。

其次，由于多元化办公建筑常设有多个独立或半独立的功能区，如食堂、会议室和健身房等，这些区域的用材和设计各不相同，但往往缺乏统一的消防安全考量。火灾时，这些区域可能因设计不合理而成为火势蔓延的“加速器”。

再次，多元化办公建筑的复杂布局使得消防设备布置和消防路径规划变得尤为复杂。据统计，相较于单一功能的办公建筑，多元化办公建筑火灾事故中，因布局不合理或在使用过程中随意调整业态、功能布局从而增加火灾危险性，导致疏散困难的比例明显增高。

最后，这种布局不合理性也体现在消防监管难度上。多元化办公建筑往往涉及多个业主和使用方，这增加了消防安全管理的复杂性，而布局的不合理设计进一步加剧了这一问题。

2 多元化办公建筑消防设计关键要点

2.1 安全疏散通道设计

安全疏散通道作为多元化办公建筑消防设计的核心环节，直接影响着人员在火灾等紧急情况下的安全疏散。一种有效的方法是通过计算机模拟来预测不同设计方案下的疏散效率，再结合实际情况进行优化。通过高级模拟软件，可以创建多种可能的火灾场景，以预测疏散通道在各种条件下的性能。然后，对每个功能区域（办公区、食堂、会议室等）进行单独的流程分析，确保各个疏散通道能够快速引导人员至安全出口。特别注意需要设立双向疏散通道，使得人员可以根据火源位置选择最安全、最快速的疏散路径。同时，疏散通道的宽度和长度也需按照最新的消防规范来进行设定，确保即使在高峰使用时也能保持畅通[4]。为了更好地指导人员疏散，应在通道中设置明确的指示标志和应急照明。这些设备需要与智能消防系统联动，确保在火灾发生时自动启动。另外，还需要定期进行疏散演练和通道维护，以确保所有设备和系统在紧急情况下能够正常运行。

2.2 防火分区设计

防火分区设计是控制火势蔓延和降低火灾风险的有效手段。首先，使用消防工程专用软件进行火势蔓延模拟，根据模拟结果来划分防火分区。每个防火分区应具备完善的消防设备和隔火墙，并在必要时可进行独立封闭，以阻断火势蔓延。

在划分防火分区时，特别考虑将具有相似功能和相似火灾风险的区域划入同一防火分区。例如，将所有办公区划为一个防火分区，食堂和厨房作为另一个防火分区。这样不仅可以降低火灾蔓延的风险，还可以提高消防设备和系统的使用效率。防火分区内应安装独立的消防设备，包括但不限于灭火器、灭火器、喷淋系统和消防报警系统。这些设备应与建筑物管理系统（BMS）完全集成，以实现自动化和智能化的火灾应急响应[5]。在完成防火分区设计后，必须进行全面地测试以验证其有效性。这包括对隔火墙的耐火性能进行测试，以及对防火门的开闭功能进行验证。只有通过了这些严格的测试，防火分区设计才能真正达到预期的消防安全目标。

2.3 消防救援窗设计

消防救援窗设计在多元化办公建筑消防方案中占有不可忽视的地位，尤其是在高层或者复杂结构的办公建筑中。消防救援窗不仅是一个疏散出口，也是消防人员进入建筑进行救援的关键通道。为了提高其功能性和安全性，在洞口预留上应充分考虑结合登高场地布置、尺寸预留充足，避免窗框及装修后尺寸不足，也应避免建筑洞口与装饰面层之间存在空腔而增加救援难度。另外，考虑应用先进的玻璃材料，具有高度的耐火和耐热性能。这样的玻璃在火灾中能保持一定的透明度，方便救援人员观察内部情况[6]。

选择合适的玻璃材料只是第一步。消防救援窗还需要和楼层布局、疏散通道以及其他消防设施进行综合设计。例如，消防窗应位于靠近疏散楼梯或者疏散平台的地方，以减少人员疏散路径和时间。同时，与智能消防系统联动，当火灾发生时，可以自动解锁，或者可以远程控制解锁。

为了保证救援窗的快速开启，推荐使用轻质但强度高的金属材料作为窗框。窗框的设计应考虑到救援人员可能穿着笨重的消防装备，因此操作手柄和开锁机构应简单易用。另外，在窗户下方应设有坚固的支撑平台，以便救援人员可以迅速而安全地进入或离开建筑。

一旦消防救援窗的具体设计方案确定下来，应进行全面的性能测试，包括但不限于耐火性能、机械强度以及与其他消防系统的联动性。这些测试应在模拟火灾环境中进行，以便准确评估其在极端条件下的性能。

最后，对于已经运营的办公建筑，推荐进行消防救援窗的定期检查和维护，确保其始终处于良好的工作状态。特别是对于那些已经使用多年的老旧建筑，应优先考虑对消防救援窗进行改造或者升级。

2.4 消防扑救场地设计

消防扑救场地设计在多元化办公建筑中起到至关重要的作用，尤其是在高层和复杂结构的办公建筑中。这样的场地应该能够充分满足消防车进出、人员集结、灭火器材布置等多方面的需求。该场地的选址需要满足以下条件：距离建筑的主要出入口不远，且建筑应在对应位置有设置直通室外的楼梯或直通楼梯间的入口，以便快速疏散、展开救援；场地距离周围建筑的距离一般控制在5～10m 的间隔，以减少火势蔓延的风险。场地的地面应控制排水坡度在3%以内，并应使用抗滑、耐磨、易于清洁的材料，如高强度混凝土[7]。

场地内部的布局也是关键。一个有效的消防扑救场地应包括以下区域：消防车停车区、灭火器材储存区和人员集结区。这些区域之间应有清晰的标识和路线，使得消防人员在紧急情况下可以快速定位并行动。消防车停车区应该足够宽敞，至少能同时容纳两辆消防车，并且地面承重能力应符合消防车的实际需求。

同时，场地内的消防供水系统，包括消火栓和灭火器等，应当定期检查和维护，并与附近的水源（消防水池或者消防水塔）建立联动机制，以保证在火灾发生时能迅速提供足够的灭火水源。

2.5 总平面消防通道设计

总平面消防通道设计要满足规范的设计要求，多元化办公一般最好做环形消防车道，且能够与场外道路顺畅衔接。车道宽度和转弯半径应保证满足重型消防车及大型消防车的正常使用。为保证消防车的快速到达，设计宽度、车道的承载能力应尽量有一定的富余度，以确保多元化办公建筑中的人员疏散和消防救援的需要，在无论火灾在建筑何处发生都能够有效保证消防救援车快速到达执行灭火和救援。

首先进行的是建筑内部空间的风险级别分类与标定。依据这些分类信息，消防通道应被合理规划，以便同时达到快速连接高风险区和便捷通达建筑主要出口或其他安全区域的目的。其次，消防通道的地面材料和标识也需精心设计。推荐使用耐磨和抗滑性强地地面材料，并在关键位置（转角和交叉口等）设置清晰标识与指示灯，以提高疏散的速度和效率。

对于特殊需求也应在设计中予以充分考虑。例如，存在大量电子设备的区域应排除电源插座和其他电气设备的设置，以降低火源风险。这些通道应配备灭火器或其他便携式灭火设备，以便在火源初起阶段迅速扑灭。

在实施层面，建议运用专业建筑设计软件模拟多种人员疏散场景，识别并优化瓶颈区域。该类软件也能模拟消防人员的行进路径和设备布局，从而为消防通道设计提供更为全面的优化建议。

3 结语

综上所述，本文针对多元化办公建筑的消防设计进行了全面而深入的探讨。本研究的主要贡献在于提供了一系列具体、操作性强的解决方案。这些方案不仅基于实际需求，还得以专业建筑设计软件的辅助，从而更加精准地满足消防安全需求。未来的研究将进一步探索如何利用先进的技术和方法，如人工智能和大数据，来优化消防设计和管理，以实现更高的安全标准。