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1、对大型地下商场建筑工程防火设计研究 培训课堂 2008 年 8 月 6 日【摘要】本文根据地下商场火灾的特点，结合笔者审核过的某市大型地 下商场工程实例，并与现行规范有关要求相对照，分析研究大型地下商场在 建筑设计上的防火特征。【关键词】地下商场，防火卷帘，防火分隔，安全疏散随着我国经济建设的迅猛发展和城市人口的不断增加，城市建设日新月 异，为了吸引顾客，节约城市用地，不少城市将一些重要的公共建筑，如车 库、商场等设于地下，尤以商场居多。然而商家为了追求空间上的开阔性、 视觉上的明亮感和建筑设计上的完整性，往往偏向于开发大跨度的大型地下 商场。而这类地下商场不但面积大，且长度和跨度都很大，给建
2、筑防火设计 带来了诸多困难，消防部门建筑审核人员应引起高度重视，把好消防工作源 头关。1. 地下商场的火灾特点地下商场作为城市居民购物消费、休闲娱乐的场所，具建筑设计与其他建筑有着明显的区别。因此其火灾特点也具有特殊性和复杂性， 主要表现在: （1）建筑空间大、管并纵横交错、火灾蔓延速度快；（2）可燃物品多，燃烧 猛烈，对建筑构件破坏力大；（3）人员密集、疏散难度大，极易造成群死 群伤事故；（4）功能复杂、用电设备多、火灾隐患多；（4）室内消防设施 设计不完善、火灾扑救难度大。针对地下商场火灾的上述特点，笔者结合某市人民广场地下商场工程实 例，就大型地下商场在建筑防火设计上的问题进行研究。2.
3、 工程实例某市人民广场地下商场，是该市目前在建的规模最大的一家现代化地下商场。商场位于市中心的人民广场地下，地下建筑总建筑面积约为37000平方米，其中商场面积为25000平方米，车库面积为8500平方米，仓库办公区面积为3500平方米。地下一层，净深度为 6.3m,商场总长度165m宽度 150m准备建成一个综合类大型购物商场，主要经营服装、鞋帽、日常百货 商品等。车库、仓库以及办公用房均为该地下商场的配套设施。2.1 防火分区设计2.1.1 防火分区的划分地下商场设计将商场部分和车库、仓库办公区部分划分为两个大的分区。根据建筑设计防火设计规范( GB50016-2006) (以下简称建规)
4、第5.1.13条第5款要求：当地下商场总建筑面积大于 20000 nf时，应采用不开设门窗洞口的防火墙分隔。该市地下商场总建筑面积25000平方米，超过了规范中的20000平方米， 按要求应设不开门窗的防火墙分成相互独立的两部分，且每部分面积不大于20000平方米。因此该商场在防火分隔上同时要考虑超面积的防火设计要求。倘若按规范分隔，因为仅商场部分的面积就超过了 20000平方米，那么商场部分就必然会被防火墙分隔开来, 仅可在相邻区域局部连通部位采取下沉式广场、防火隔间、避难走道或防烟楼梯间等措施进行防火分隔。实例中地下商场的做法是采用避难走道的方式进行防火分隔，各防火分区至避难走道入口处设置
5、前室。这样一来，商场部分规模减 小，商场营业的整体性被破坏，顾客人流量必定会缩减，势必会影响经营效益。于是设计单位采取下列整改措施：各防火分区通至避难走道的前室尽量 采用大空间的前室，前室前后入口处大幅度的采用防火卷帘进行分隔，为满足疏散宽度的要求，防火卷帘中加装每个防火门，即帘中门，并与总控制装置联动。这样在防火卷帘下落到底以前，可利用防火门通向避难走道。当防火卷帘下落到底后，利用防火卷帘和防火门的双重隔热作用达到防火墙的效果。防火卷帘的耐火极限为3 小时，甲级防火门的耐火极限为1.2 小时，用其来代替耐火极限为3 小时的防火墙，尚无依据可寻，其可行性有待实验进一步证明。建规第5.1.7 条
6、要求：地下、半地下民用建筑内每个防火分区的允许最大建筑面积不应大于500 平方米。当设有自动灭火系统时。允许最大建筑面积可增加一倍。局部设置时，增加的面积应按该局部面积的一倍计算。第 5.1.13 条要求：当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且建筑内部装修符合GB50222勺规定时，其营业厅每个防火分区的最大允许建筑面积可增加到 2000 平方米。实例中的地下商场设置了火灾自动报警系统和自动喷淋灭火系统，且建筑内部装修符合 GB50222勺规定，因此把商场部分划分成21 个防火分区，每个防火分区面积约为1200 平方米，小于规范每个防火分区允许的最大面积2000平方米，所以单独考虑商场部分的
7、防火分区是符合规范要求的。2.1.2 防火分区分隔形式防火分隔有3 种形式：防火墙、防火卷帘和防火水幕。如果采用防火墙作为防火分隔，影响商场的平面效果，也不便于经营；而如果使用水幕，喷水强度 2L/sm, 持续喷水时间按3 小时计算，则用水量太大。因此商场大多采用的是防火卷帘的方式做为防火分隔。根据测试方法防火卷帘分为两类，即: 普通防火卷帘和特级防火卷帘。普通防火卷帘不以背火面温升为判定条件，耐火极限不低于3h。 普通防火卷帘达不到防火分区分隔的要求，若采用这种防火卷帘，应在卷帘两侧设独立的闭式自动喷水系统或水幕保护，喷水强度0.5L/sm。关于持续喷水时间的确定，自动喷水灭火系统设计规范的
8、要求为1 小时。但是考虑到大型地下商场可燃物较多，燃烧时间较长，采用高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95中对防火卷帘自动喷水冷却保护系统的要求，将持续喷水时间设置为3 小时更加合理。实例中地下商场采用的就是普通防火卷帘，将防火卷帘设置在走道上。商场共设防火卷帘72 具，每具防火卷帘的长度等于走道的长度2.80 米，每具卷帘两侧设置两个闭式喷头，喷头间距为2m喷头距卷帘的垂直距离为0.5m。下面计算一下火灾情况下第二防火分区防火卷帘的用水量。该分区共有防火卷帘9 具，则其用水量为：9 X0.5 X3X3600X2.8 X2=272160L由此可见，普通防火卷帘加喷水冷却保护的方式用水量
9、依然巨大，而且火灾中有可能多个防火分区同时着火，那么用水量将更大。这么多的水不是用来主动灭火，而是被动的阻止火势蔓延，这显然是不经济、不科学的，也是难以实现的。而特级防火卷帘以背火面温升为判定条件，耐火极限不低于3h， 其具有隔热功能，能达到防火分区分隔的要求。特级防火卷帘如双轨双帘无机复合防火卷帘、蒸发式汽雾式防火卷帘，其卷帘结构进行了特殊处理，按包括以背火面温升为判定条件进行测试且耐火极限能达到3h 以上，可达到防火墙耐火极限要求。因此，对采用特级防火卷帘就不必要再采用自动喷水系统保护。综上所述，大型地下商场采用新型复合卷帘不加水幕保护还是比较合理的，但其产品质量和协同动作的同步程度应严格
10、检验。为了保证防火分区的隔断在火警时能更有效的起到阻断烟火的作用和加强防火隔断的安全性，笔者认为防火卷帘不宜过长连续使用，宜结合商业业态的布置与防火墙交错使用，防火卷帘使用的总跨度不应超过该防火分区所需防火分隔物总跨度的1/3 ，不得大于其相邻任意一侧防火墙的跨度。中庭、自动扶梯等开口部位四周采用的防火卷帘应不受此限制。2.1.3 防火卷帘联动设计在防火卷帘的联动控制方面，实例中地下商场采取的是区域控制方式，当防火分区内某个感烟探头动作时，该防火分区内的所有防火卷帘同时下落。疏散通道上的防火卷帘采取两次控制下落方式，即在卷帘两侧设专用的感烟及感温两种探测器，第一次由感烟探测器控制下落距地1.8
11、 米处停止，用以防止烟雾扩散至另一防火分区，也做为人员疏散的一个安全出口；第二次由感温探测器控制下落到底，以防止火灾蔓延。其他用作防火分隔的防火卷帘，只设置感烟探头，火灾探测器动作后，卷帘门一次下降到底，起到分隔作用。商场的做法是基本符合火灾自动报警系统设计规范第6.3.8 条规定的， 但火灾发生后，人员需通过疏散通道进行疏散，由于在火灾紧急情况下， 人们往往会惊慌失措，若由于卷帘关闭使疏散路线被堵，会增加人们的惊慌 程度，导致意想不到的伤亡，极不利于安全疏散。所以，应尽量避免在疏散 通道上设置卷帘。如遇此类情况，最好使用防火门替代防火卷帘。必须设置防火卷帘时，采用防火卷帘一次降到底，在防火卷
12、帘上开设安全门的方式，即帘中门，更加利于及时分隔和人员疏散。另外不应该以一个探测器的报警信号来启动防火卷帘（ 组 ） ，这主要是考虑到探测器的误报。若探测器误报引起防火卷帘组的误动作，会在营业厅内造成不必要的惊慌和混乱。所以应该以一个防火分区内任意两个感烟探测器同时动作作为一步到底的卷帘门和疏散通道卷帘门第一步动作的控制信号。2.2 安全疏散设计2.2.1 安全出口设计由于大型地下商场跨度太大，处于商场中部的防火分区无法保证每个防火分区都有一个单独直通室外的疏散楼梯。如果在每个分区上增设直通地面的疏散楼梯和安全出口，则会影响到商场上方中心广场的平面效果和使用功能。该市人民广场地下商场的做法是：
13、在相邻的两个或三个防火分区中心设置一个安全区域。该安全区域采用耐火极限不低于3.00h 的防火墙与地下商场其它部位隔开，且区域内无可燃物，在该安全区域内设置一部直通室外地面的共用疏散楼梯，并将该安全区域在在两个或三个方向上开门，使得位于这两个或三个防火分区的人员都能通过本分区的一扇门进入该安全区域，进而直通室外疏散。该做法基本满足了建规第5.3.12 条第 1 款的要求，即：每个防火分区的安全出口数量应经计算确定，且不应少于2 个。当平面上有 2 个或 2 个以上防火分区相邻布置时，每个防火分区可利用防火墙上1个通向相邻分区的防火门作为第二安全出口，但必须有1 个直通室外的安全出口火灾发生时，
14、由于两至三个防火分区的人员都进入同一个安全区域疏散，该安全区域所承担的疏散任务较重，对疏散楼梯宽度的要求也较严格，不能简单地套用规范的要求，而应该进行严格的计算确定。此外，实例中的商场在安全区域的进出口处设置了防火卷帘，这主要是出于防火分隔的考虑。在主疏散出口上设置防火卷帘会阻碍人员的安全疏散，所以应该用防火门代替。2.2.2 火灾应急照明、疏散指示标志和应急广播的设置地下商场一旦发生火灾，正常电源将被切断，因此必须按要求严格设置应急照明、疏散指示标志及应急广播，但实际上大多数商场在这方面的设置并不合理。例如很多商场就直接将疏散指示标志吊挂在疏散走道上方，当路标使用。 近期笔者利用日常监督检查
15、和对几个大型商场进行观测，认为： （ 1）商店建筑营业厅疏散用的应急照明，其地面最低照度不应低于5.0lx ；且连续供电时间不应少于20min；（2）在营业厅疏散通道距地面高度1.0m 以下的墙面上应设置发光疏散指示标志，疏散指示标志宜采用闪亮式技术措施。通常情况下人们对活动的物体较为敏感，容易在短时间内抓住信息，基于此，笔者认为疏散指示标志设置为“闪亮式”即“一亮一暗”或“一亮一灭”的间断点亮方式。这种标志在火灾时极易吸引火场被困人员的目光，引起人们的注意。还可在主要疏散路线的地面上增设能保持视觉连续的灯光疏散指示标志或蓄光疏散指示标志；（4）在商场营业厅应急广播扬声器的数量应能保持从本防火
16、分区任何部位到最近一个扬声器的步行距离不超过25ml每个扬声器的额定功率不小于3W。 如果条件允许，火灾应急广播应用两种以上语言，且紧急情况下播音员可用沉稳的声音向内部人员通报火灾情况，并反复 告诉大家沉着，听从管理人员的指挥，迅速撤离到安全区域。3. 结论大型地下商场火灾危险性大，必须对其进行科学合理的防火分区划分和安全疏散设计，才能为人员的安全疏散和灭火抢险创造有利的条件。除此之外还应该考虑经济、安全、实用等因素。因此对大型地下商场进行防火分区和安全疏散设计时，必须注意以下几点：（ 1）地下商店建筑面积一般不应超过20000平方米，如果超过20000平方米，必须设置不开门窗的防火墙，将其分
17、隔成两个独立的部分；（ 2）进行防火分隔时，采用新型复合卷帘不加水幕保护的方式，既能满足空间要求又减少用水量，比较经济合理；（ 3）防火卷帘不宜过长连续使用，宜结合商业业态的布置与防火墙交错使用，防火卷帘使用的总跨度不应超过该防火分区所需防火分隔物总跨度的 1/3 ，不得大于其相邻任意一侧防火墙的跨度；（ 4）在疏散走通道上应该设置防火门而不要设置防火卷帘，如果非设不可，最好让防火卷帘在火灾时一次降到底，并在防火卷帘上设置安全门；（ 5）应该以两个探测器的报警信号来启动防火卷帘（ 组 ） ，防止误动作；（ 6）疏散指示标志指示方向要正确，并应设置在底部的位置，距地板地面不大于1m处，建议设置“
18、闪亮式”即“一亮一暗”或“一亮一灭”的间断点亮方式。同时还可在主要疏散路线的地面上增设能保持视觉连续的灯光疏散指示标志或蓄光疏散指示标志；。参考文献1 . 王学谦，建筑消防安全必读，中国人民公安大学出版社2001.92 . 于福海，建筑防火设计原理，中国人民公安大学出版社1997.73 .GB50016-2006, 建筑设计防火规范.4 .GB50045-95 ，高层民用建筑设计防火规范.5 .GB50084-2001 ，自动喷水灭火系统设计规范.6 . GB50166-9a火灾自动报警系统设计规范.5 . 王敦体，从人在火灾中的行为谈地下建筑安全疏散设计，消防人网站 2003.7.86 梅秀娟，地下建筑火灾特点及防火的建议，消防人网站2002.5.8本文系作者就从业经验积累所著，数据仅供参考，具体实施需参照国家相关法规规定进行。