浅析大型商业建筑的防火分区与安全疏散

摘要:通过对大型商业建筑导致火灾因素的分析,提出大型商业建筑防火分区、安全疏散防火设计基本原则

关键词:大型商业建筑;防火分区;安全疏散

现代大型商业建筑除具备购物功能外,还伴有餐饮、娱乐、健身等综合性多功能用途。这些大型商业建筑一般为大空间建筑,体量大、功能复杂、可燃物荷载多,因此火灾危险性较以往一般商业建筑大为增加。

一、大型商业建筑的导致火灾的主要因素

由于建筑结构上的特殊性和使用方面的复杂性,火灾防控与普通建筑有着明显的区别,主要表现在以下几个方面:

1、易燃、可燃物荷载大,致使火灾逃生、施救困难

大型商业建筑的室内装修采用可燃材料较多,且经营品种大多为服装、鞋帽、家具、家电等可燃物品,这些材料大多属于高分子化合物,在热解、燃烧中会产生大量的一系列有毒气体,如HCL、CO、SO2等,在几分钟甚至几秒钟内即可使人中毒死亡。国内外大量的建筑火灾统计资料表明,死亡人数中有50%左右是被烟气熏死的。而有些货品又未设专用仓库,可燃物品堆放无序。一旦发生火灾,由于内部空间大,空气供应充分,火场区的对流相应加快,使得火势发展迅速,如果延误了灭火时机,将很难扑救。对于高度超过50米的大型公共建筑,消防云梯达不到这个高度,就更加大了火灾的扑救难度。

2、火灾蔓延途径多、速度快,易造成火势扩大

建筑中非封闭楼梯间、自动扶梯、中庭、管道井、排气道均成为火灾蔓延的通道,形成烟囱效应。而且火灾燃烧中的火羽流还会通过开敞的外墙窗口,未被封堵好的楼板向上传播,通过这些途径,使火灾影响范围扩大。

3、多布置在住宅区或人员密集的中心区,人员集中,疏散困难。

大型商业建筑大多分布在人员密集的中心区,占地面积大,物资流通频繁。商场内所容纳的人数多,疏散距离长,疏散时间相对较长。特别是节假日期间,顾客的流量远远超过商场的承受能力,一旦发生火灾,疏散非常困难。此外,大的人流量带来大的车流量,导致堵塞安全出口和消防车道的问题。而且火灾发生时,人们往往难以适应突发的情况,惊慌失措,辨不清逃生方向,极易造成混乱局面,这使得人员疏散十分困难,容易发生群死群伤的事故。

4、普通火灾探测技术无法及时发现火灾。

目前在普通建筑中广泛使用的火灾探测器大都是以烟气浓度或温度为信号进行探测的,且大多为顶棚安装式。普通建筑的楼层高度多数在以下,火灾烟气能够很快到达顶棚,因此这类探测器是适用的。然而大空间建筑就不同了。由于受到空气的稀释,火灾烟气到达十几米或几十米的高度时,其温度和浓度都大大降低,不足以启动火灾探测器;即使启动,下面的火势也早已发展到相当大的规模,延误了早期灭火的有利时机。

从以上商业建筑的致灾特点分析,大型商业建筑的消防设计应力求对建筑内的各环节采取合理、有效措施,不留先天隐患。结合工作实际,笔者主要从与建筑设计最密切的防火分区及安全疏散的角度进行如下探讨。

二、大型商业建筑建筑防火分区、安全疏散防火设计基本原则

1、防火分区的合理划分

大型商业建筑不同于其它建筑之处,主要在于其大空间的功能要求,为防止火势的迅速扩散,除应使内部陈设尽量做到不燃、难燃,以及设置可靠的灭火设施外,解决问题的较佳途径便是对大空间进行合理的防火分区。据有关理论及火灾教训证明:商场内部若未进行必要的防火分区,火灾时将导致火势迅速扩大,反之则可给疏散赢得必要的时间,避免重大灾害的发生。因而防火分区在大型商场的防火设计中具有非常重要的作用。其防火分区主要包括:水平防火分区和竖直防火分区。

水平防火分区,指以防火墙和防火卷帘,将各层在水平方向上分隔为若干防火区域。我国《高规》中规定:高层建筑内的商场,当营业厅内设有火灾自动报警系统,自动灭火系统和采用不燃材料装修时,其最大防火分区面积地上部分为4000m2,地下部分为2000m2。按照这一原则,商场防火分区应按规定最合理面积进行分区并以商场平面功能划分和安全疏散流程为原则,保证每个分区有两个安全出口,并应形成双向疏散,疏散楼梯应尽可能均匀分布在每个防火分区内。

防烟分区宜结合防火分区设置,由于烟气是在遇到顶棚后才沿水平方向扩散,因而利用在顶棚下设50cm以上的防烟垂壁构成防烟分区,以此有效阻止烟气的扩散,为人员的疏散和灭火创造条件。但商场内过多的防烟垂壁势必影响商场的空间完整,所以应结合商场空间的划分及顶棚高差来处理,使商场空间显得自然、流畅,同时亦可采用格棚式吊顶,使烟气上升至吊顶上层,利用结构构件自然进行防烟分区。

竖直防火分区,应对上、下楼层以耐火的楼板及窗间墙进行防火分隔,还应着重考虑玻璃幕墙和商场共享中厅引起火势竖向扩散问题。

共享中厅在商业建筑中广为采用。从控制防火分区角度而言,中厅四周应采取防火门或防火卷帘,并加自动喷水设备,同时还应在玻璃天窗顶部设排烟天窗,使热烟能顺畅排出。采取以上措施后,具有烟囱效应的中厅空间在火灾时反而能成为强大的排烟通道,使烟气向其它部位蔓延的危险性大大减少。

2、安全疏散设施的设置

由于商业建筑存在人员密集、流动性大等特点,因而良好的安全疏散是提高商场消防自救能力的重要措施,它主要包括:水平疏散和垂直疏散两个方面。

水平疏散。其设计要点为:结合防火分区控制安全疏散距离;设置足够数量的安全出口,形成双向疏散。

由于商场大空间的营业厅多集中在中部,用于疏散的楼梯间沿四周外墙布置。《高规》中明确规定,商场内任一点至最近的疏散出口的直线距离不宜超过30米(低层为22m),这时一般规模的商场,通过合理设置疏散楼梯位置,一般都能满足。但对一些大体量尤其是占地面积较大的商场,疏散距离就难以保证,只能采取其它措施进行疏散。如在商场中部设置避难走道,在商场底层局部架空作为消防疏散等,以此来减小过长的营业厅疏散距离。

商场营业厅的店铺、柜台等的布置多从商业经营、室内空间方面考虑,使本来就过长的疏散距离更加曲折,人为地增加了消防疏散距离。因此,安全疏散距离应按实际疏散路径去核算,如果不能满足要求,应重新合理布置店铺或可采取在相邻防火分区分界线处设置第二安全出口加以解决。

垂直疏散,其设计要点为:按商场等级及高度确定不同型式的疏散楼梯;采取必要措施满足合理的安全疏散楼梯宽度。

按照规范,每层疏散楼梯总宽度,按其通过人数每100人应不小于1.1米计。这对于营业面积十分宝贵的商场来说,满足这一要求也并非易事。商场经营者多从经济效益出发,导致许多商场在设计阶段就因疏散楼梯面积一压再压而留下先天隐患。从对许多营业商场的调查来看,能达到上述要求的80%已经相当不错了,而且呈现出商场规模越大,疏散楼梯宽度所占比例越小的特点。对此应引起足够重视,除采取增加楼梯间数量以增加疏散宽度外,还可以在楼梯的设计上采取一些措施缩小这一差距。如采用剪刀式楼梯,可以节省一部分面积。

总之,由于建筑防火设计是一项涉及面广、政策性和技术性强的综合性技术,在执行规范规定中,应在不违背原则的前提下,能妥善处理好“规范、功能、安全”诸方面的关系。执行规范不能只求表面“过得去”,但求安全使用“过得好”,避免在工程设计中遗留火灾隐患,以使建筑防火设计达到功能满足、措施合理的目的。

作者简介:

孙英男(1965-),男辽宁大连人,大连市公安消防局高级工程师,主要从事防火监督的技术研究及指导工作,辽宁大连,116001

参考文献:

[1]GB50045-95(2005年版)《高层民用建筑设计防火规范》

[2]GB50016-2006《建筑设计防火规范》