榆林体育中心体育馆消防设计

【摘 要】以陕西省榆林体育中心体育馆为例，研究大型体育馆消防设计中遇到的困难，如防火分区划分、人员安全疏散、排烟系统设计、钢结构防火设计等问题。讨论消防安全设计的理念、方法和思路。

【关键词】大型体育馆；防火分区；安全疏散；钢结构防火设计

工程概况：

体育馆位于总体规划用地的东北侧，北侧和东侧均为城市道路。西侧为体育场，南侧为游泳馆。可承接省级综合运动会，举办地方级蓝球、排球等比赛及群众性运动会，专业运动队训练及群众性全民健身。建筑提供标准篮球、排球场地。设置运动员用房、观众卫生间、贵宾用房、新闻中心、裁判员休息室、设备机房等用房。

主要经济技术指标：总建筑面积10500m?，座位数4600座（其中，固定2000座，活动2600座），停车数120辆，无地下室。

图1 体育中心总平面

一、体育馆规范适用问题

本建筑主体为比赛大厅，建筑最高处为30.2米；局部3层，为声光电等控制室；局部三层高度为15米，看台最高处为20.82米；结构主体为单层，因此本建筑可认定为建筑高度大于24米的单层公共建筑；根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006第1.0.2条第3点的规定，本建筑适用《建筑设计防火规范》。

二、体育馆的比赛大厅、观众看台和训练大厅的防火分区面积过大

1.体育馆的比赛大厅、观众看台和训练大厅的防火分区面积的基本情况：

体育馆屋盖部分为弦支穹顶结构，比赛大厅、观众看台和训练大厅由于无法完全分隔，设为一个防火分区，防火分区面积为6748.1平方米，本防火分区与其它防火分区用防火墙、甲级防火门、甲级防火窗严格分隔，使本防火分区面积控制在最小的范围内。其中观众比赛大厅面积为5849.7平方米，训练大厅为898.4平方米。

图2 体育馆一层平面图

2.比赛大厅、观众看台和训练大厅的消防设计措施：

1）提高室内装修材料的耐火等级：

在内装修材料的燃烧性能等级的设计要求中，比赛大厅场地区、训练馆场区、观众看台区、观众休息厅，除场地和观众座椅按规定和使用性质为B1级外，其它部位如墙面、吊顶等建筑材料和做法的燃烧性能等级均按A级设计，提高整体建筑的消防性能。

2）严格控制防火分区面积：

比赛大厅、观众看台和训练大厅由于无法完全分隔，设为一个防火分区，防火分区面积为6748.1平方米，本防火分区与其它防火分区用防火墙、甲级防火门、甲级防火窗严格分隔，使本防火分区面积控制在最小的范围内。其它防火分区面积均满足规范规定的5000平方米以内。（均设有自动灭火系统和自动报警系统）

观众比赛大厅与训练大厅用20米高防火隔墙分隔，屋顶由于为空间索穹顶结构不做分割，仅作防火分隔，2个大厅统一设置防排烟系统。观众比赛大厅面积为5849.7平方米，训练大厅为898.4平方米，严格控制着火区域的面积，相邻的烟雾控制在20米以上，有效地减少了灾害区域的面积，是相邻大厅处于安全空间内。

3）比赛大厅、观众看台和训练大厅的防火分隔设计：

a）比赛场地的疏散口：比赛大厅的赛场设有4个疏散口，每个疏散口均为直通室外的安全门厅，安全门厅与其它用房和走道均为防火隔墙或甲级防火门窗分隔；

b）观众看台的疏散口：二层观众看台与观众休息厅均为防火隔墙或甲级防火门窗分隔；观众休息厅与其用房用火隔墙或甲级防火门窗分隔，休息厅内装修材料及做法均为A级不燃烧材料，并且观众大厅有直通室外平台安全疏散口，使观众休息厅成为安全大厅，从而保证了观众人员的安全疏散。

c）观众休息大厅与观众看台顶部：观众休息大厅与观众看台屋面用防火吊顶分隔，吊顶的耐火极限达到楼板1小时的耐火极限规定。

d）比赛大厅、观众看台与训练大厅之间：比赛大厅、观众看台与训练大厅之间采用20米高防火隔墙分隔，屋顶部分由于为空间索穹顶结构不做分隔；防火隔墙耐火极限为3小时，按防火墙设计，防火墙上的门窗均为甲级防火门，洞口采用特级防火卷帘分隔，使着火影响的面积控制在最小的范围内，减少火灾危害。

4）消防排烟设计：

本防火分区采用自然排烟系统，电动天窗自动开启，并与消防控制联动，着火时自动开启；

考虑赛后利用的多功能性，自然排烟天窗的总面积采用建规中自然排烟规范规定的上限5%的规定，并按比赛大厅与训练大厅的比例均布，使着火时所产生的烟雾能在本大厅上空直接排放，减少对相邻大厅的消防影响，从而时消防分区的实际防火面积控制在最小的范围内，减少危害，提高了二个大厅的安全度。

图3 体育馆二层平面图

5）提高钢结构的防火措施：

本建筑比赛或训练部位的墙面（含装修）均采用不燃烧体材料，根据《体育建筑设计规范》JGJ 31-2003第8.1.7条的规定，屋盖承重钢结构可不做防火保护，但考虑本建筑使用的安全性，除无法做防火处理的拉索外，其它屋顶主桁架部分耐火极限不应小于1.5小时，钢柱部分耐火极限不应小于2小时。

图4 体育馆三层平面图

6）采用图像型双波段火灾探测器、固定消防水炮及微型消防炮：

体育馆比赛大厅，训练馆比赛大厅的高度超过自动喷水灭火系统保护高度，为此，设计采用固定消防炮灭火系统。通过双波段火灾探测器探测火灾，并将火灾信号反馈至消控室，启动水泵使水炮喷水进行灭火。为尽量减少水炮对观众休息厅处人员疏散的影响，体育馆前厅采用微型自动扫描灭火装置。

三、体育馆观众休息厅作为安全厅的消防设计

体育馆观众休息厅与其它防火分区用防火隔墙或甲级防火门窗完全分隔，并直通室外疏散平台。

观众休息厅内装修材料及做法均为A级不燃烧材料。

观众休息厅内除设有为观众服务的卫生间和服务台以外，无其它具有可燃物的房间。

观众休息厅内任意一点到室外疏散口或楼梯间的疏散距离均小于30米。

观众休息厅内采用自然排烟系统，电动天窗自动开启，并与消防控制联动，着火时自动开启，自然排烟天窗的排烟总面积按地面面积的2%开启。

通过以上的消防措施，提高了观众休息厅的消防安全程度，使之成为一个安全的空间，从而为观众的安全疏散起到了保护作用。

四、钢结构防火设计

本建筑比赛或训练部位的墙面（含装修）均采用不燃烧体材料，根据《体育建筑设计规范》JGJ 31-2003第8.1.7条的规定，屋盖承重钢结构可不做防火保护，但考虑本建筑使用的安全性，除无法做防火处理的拉索外，其它屋顶主桁架部分耐火极限不应小于1.5小时，钢柱部分耐火极限不应小于2小时，达到二级的耐火极限小时数的相关规定。

钢结构的防火漆为高级钢结构防火涂料，除耐火极限超过2小时的采用厚型防火涂料外，尽可能的使用高级超薄型防火涂料，已达到钢结构的安全美观效果，并满足国家标准GB14907-2002《钢结构防火涂料》、《建筑设计防火规范》GB50016-2006等相关防火的技术要求。

图5 体育馆屋顶桁架示意图

五、观众看台疏散设计

1.看台布局和观众疏散路径：

体育馆比赛大厅内观众席为阶梯式单层看台，观众通过看台座席间台阶采用上行式方式疏散至看台背后的横向通道，再经通道和五个普通观众区安全出口分别疏散至建筑二层的观众休息厅，最后经观众休息厅北侧、东侧两端的观众疏散平台疏散至室外地坪，还可以通过位首层场地入口的安全出口直接疏散至室外地坪。

二层的室外疏散平台内无可燃物。东西两端无围护结构，观众休息厅与室外直接连同，人员疏散至观众疏散平台区域视为到达安全区域。

2.看台疏散走道布置：

观众席纵向通道宽1.2米，可通行2股人流；沿纵向最大连续座位数横向为26座，看台座位连续排数最大为13排。

观众席座位到其最近的安全出口距离最大值为29.8米

3.看台安全出口和楼梯的疏散宽度：

看台区观众席座位总数为1900座，按平坡地面疏散宽度计算，所需安全出口宽度总计为0.43×19.0=8.17米，安全出口总宽度设计值为21米，满足规范要求。

临时看台观众席座位总数为2700座，按平坡地面疏散宽度计算，所需安全出口宽度总计为0.43×27.0=11.61米，通过位首层场的安全出口直接疏散至室外地坪。安全出口总宽度设计值为14.4米，满足规范要求。

4.看台疏散时间计算：

看台区观众席座位总数为1900座，安全出口数量为五个，每个安全出口疏散人数为380人

安全出口疏散总宽为21米，按0.55人/米计算疏散宽度，可通行38股人流，按37人/每股人流每分钟计算，每分钟疏散人数为1400人，所需总疏散时间为1900÷1400=1.36分钟

5.疏散平台容量计算：

按0.2/人计算，所需疏散平台面积为1900×0.2=380，设计的二层室外疏散平台面积为1295，满足规范要求

六、结论

1）防火分区扩大的问题，应从保证人员安全疏散、控制火灾规模和防止火灾蔓延等方面进行考虑。

2）通过设置安全区、合理布置安全出口、增加疏散宽度、优化疏散流线等设计，把大型体育馆的疏散时间控制在规范要求内，可以保证人员的安全疏散。

3）排烟系统的设计要同时考虑通风与排烟条件，设计排烟量时要根据被保护区域的火灾规模、设计烟层高度等数据来确定。

4）钢结构体系要分析是否进行火灾保护，确定火源位置和火灾规模，分析火灾后结构温升分布情况，以判断哪些部位需要进行防火保护。

5）在室内高度超过12米的比赛大厅内，当点式火灾探测器不适用时，可以采用适合大空间的先进探测器。自动灭火系统可以采用与火灾报警器联动的自动消防炮，形成主动式火灾防治系统。