特大型多层建筑防火设计研究

【摘要】随着现代商业的不断发展，各种大型购物中心的出现，室内大空间的设计需求越来越强烈，而现有的规范并不能涵盖设计的多样化，对于面积超过规范限定而设计目的趋向整体开敞的商业空间的防火设计就需要专门的防火性能化设计。其在规范制定原理的基础上，采用相应的防火措施使超限建筑达到满足疏散及防火的要求。本文通过所参与的北京英特宜家购物中心的防火设计进行详细论述，在多层大型购物中心设计中如何对于超出疏散距离，超出防火分区的中庭空间进行相应的技术措施处理，并通过相应的防火实验研究，疏散模拟软件来进行计算并反馈到建筑设计中，以满足方案设计的对流动的连通大空间的诉求，通过对项目相关设计的总结，以此来对相关的项目设计提供参考。

【关键词】现代商业，大型购物中心，室内大空间，超限，防火性能化

中图分类号：TU892文献标识码： A

一、项目概况

北京英特宜家购物中心大兴项目由瑞典英特宜家购物中心集团开发建设，一期为宜家家居，二期为购物中心。两期分期建设，各自管理运营，但是空间上各层连通。

本项目位于北京市大兴区西红门镇京九铁路以东，北邻西红门东西街，东邻兴华大街，西邻西红门西区二号路，南邻西红门南二街的建设地块。项目总建筑面积约50万平米，其中地上建筑面积25万平米，地下建筑面积25万平米。地上建筑主体为3层，局部4层，建筑高度23.95米，地下建筑为3 层。本项目为建筑高度不超过24米 大型商业建筑综合体，为多层公共建筑，其耐火等级为一级。

项目定位为区域型大型购物中心，其建筑设计理念秉承英特宜家集团的“为家庭而设计，为商业而建立”的商业理念，开发模式上具有欧洲商业购物中心的特征：一是大：占地面积大、绿地大、停车场大、建筑规模大；二是多：行业多、店铺多、功能多（集购物、餐饮、休闲、娱乐于一体）；三是高，购物环境要求高，档次高，顾客群购买力高。汇集了主题商店，大型超市，百货公司为主力店，辅之以精品店、专卖店、美食广场、咖啡厅、多功能国际影视城等于一体，店与店之间要有良好的连通性与互补性，并通过统一管理发挥整体效应。

项目由7 栋地上建筑物组成，建筑物编号为1号~7号楼。沿四周布有五栋建筑，分别为1号，2号，3号，6号，7号楼，中间为两个岛型建筑，分别为4号，5号楼。建筑的北侧，东侧，和南侧设有主入口，北侧主入口与地铁二层和三层连通，东侧主入口约有50米 的高大中庭空间，南侧主入口将有室外架空步行连桥系统与用地南侧的兴创和春光地块相连接，为行人创造通畅的立体步行系统。环形的室内商业街贯穿建筑物的南北和东西向，其首层及二、三层连桥将7个建筑物和主入口联系起来，商业街顶部为玻璃采光顶屋面。

地下为三层大型汽车库，可提供4750 辆停车位。地下一层为汽车库，设备机房，变配电室，消防控制室，锅炉房及大型卸货区，锅炉房位于地上建筑的投影范围外；地下二层为汽车库，地下三层为汽车库，六级人防物资库，主要设备机房，如：制冷站，给排水机房，中水机房等。

建筑层高：地上各层为5.58米，地下一层为5.58米，地下二层为4.34米，地下三层为4.65米。建筑净高：地上各层为5.36米。

二、主要面临的防火疏散问题

由于建筑物南北向约500米，东西向约200米，体量庞大，占地面积大，空间相互贯通，业态功能多样等特点，其防火设计难以完全依据现行建筑防火设计规范进行设计。其面临的主要消防设计难题和问题如下：

1、人员疏散问题：部分楼梯间在首层不能直接对外，且其出口距直通室外的安全出口大于15米，最远距离达到120米。

2、各层均有距安全出口直线距离超出37.5米的问题。

3、购物中心与宜家家居及地铁空间贴邻，难以接受采用防火墙进行分隔

4、建筑长边为490米，难以设置穿过建筑物的消防车道。

5、防火分区问题：购物中心内步行街区域（即中庭及回廊组成的交通空间）总面积约为42000平米，难以按照规范进行防火分区划分。

三、防火问题解决方案概述

常规的防火设计难以解决这些问题。如要实现空间相互贯通，业态功能的多样化，需要进行消防性能化设计，并进行火灾模拟设计和人员疏散分析。

根据建筑设计方案，中庭及步行街部分在整个建筑中穿插并直通室外，因此把中庭及步行街部分通过采取防火措施做为疏散准安全区，人员疏散至此即视为安全，通过此区域再进一步疏散到室外，类似于防火规范所提到的扩大前室的概念。步行街采用不燃装修材料装修，严格控制固定可燃荷载设置，并合理设置火灾自动报警系统、大空间自动灭火系统及防排烟系统，顶部结构采用一定耐火等级的防火构件和安全玻璃，确保该区域火灾时的安全。

（2）设置疏散安全走道作为疏散过渡空间

距直接对外出口较远的人员可通过安全走道疏散至步行街，然后向室外疏散；步行街作为准安全区域，人员疏散到步行街即视为相对安全。

（3）步行街划分联动控制分区分阶段引导人员疏散。

在距离室外较远的楼梯外设置疏散走道通向安全区，走道两侧墙体的耐火极限可按2.0小时 确定，其吊顶应为耐火极限不低于1.0小时 的实心吊顶。疏散走道作为安全走道处理，并设置加压送风系统。

四、防火问题解决方案详述

经过了相关的研究，解决方案如下：

1、针对购物中心与其它功能区域界面处理问题。

1）与宜家家居的界面

（1）采用耐火极限不低于3.0小时 的防火墙、特级防火卷帘及甲级防火门进行分隔；

（2）分隔处特级防火卷帘两侧消防控制中心均可对其实施控制；

（3）本项目购物中心与宜家家居2 个消防控制中心火灾报警信息实现共享。

（4）宜家家居入口中庭与购物中心中庭相连通，划分逻辑防烟分区。

（5）在本项目施工期间，应采取在靠近宜家家居工地增设室外消火栓、保证界面区域的道路畅通等可靠的技术和管理措施，保证消防车可快速到达宜家家居（一期）四周，以保证宜家家居（一期）在本项目购物中心施工期间的消防安全。

2）与地铁空间的界面处理

（1）首层为开敞空间，可不进行防火分隔处理，购物中心二、三层应采用特级防火卷帘或甲级防火门与连通地铁空间的连桥进行分隔，此连桥不得作为经营活动场所；

（2）地铁空间与连桥间采用特级防火卷帘或甲级防火门进行分隔；

（3）本项目购物中心与地铁空间实现火灾报警信息共享。

2、针对消防车道设置问题的应对策略

（1）外部（包含一期和二期）消防车道应形成环形，实现快速到达各建筑区域；

（2）购物中心四周均应布置消防车登高操作场地，且应符合下要求：场地靠建筑外墙一侧的边缘至建筑外墙的距离不宜小于5米；每块消防车登高操作场地的长度和宽度分别不应小于15米 和8米；操作场地及其下面的地下室、管道和暗沟等，应能承受大型消防车的压力；

（3）在四周适当位置设置扑救窗口，窗口的净尺寸不得小于0.8米×1.0米，窗口下沿距室内地面不宜大于1.2米，窗口的玻璃应易于破碎，并应设置可在室外识别的明显标志；

（4）设置可进入建筑内部空间的消防车道。

3、针对防火分区及人员疏散问题的应对策略

将具有独立疏散条件的区域如迪卡侬、电器卖场、超市及电影院等严格按照规范进行防火分区划分，并采用3.0小时防火墙、3.0小时防火卷帘及甲级防火门与其他区域进行防火分区分隔。本项目步行街及相关区域应对策略如下：

1）步行街区域

（1）步行街区域首层、二层及三层建筑面积共约42000平米，划分为一个防火分区，其内禁止放置任何固定可燃荷载，如确有需要，可设置一些主体材料为不燃的家俱，但不应影响人员疏散和消防救援。

（2）步行街区域应允许消防车进入（保证首层4米净高的消防通道），进而实施灭火救援。顶部结构采用一定耐火等级的防火构件和安全玻璃，确保该区域火灾时的人员疏散及消防救援的安全。

（3）步行街区域应设置消防水炮或大空间智能灭火装置。

（4）步行街区域应设置适用于大空间的火灾探测系统。

（5）步行街区域应设置机械排烟系统；

（6）步行街区域消防应急照明供电时间不应小于60分钟，且保证地面最低水平照度不应小于5.0勒克斯；

（7）步行街区域应设置疏散指示标志和消防应急广播系统；疏散指示应采用具有火灾时能优化疏散路径功能的集中控制型疏散指示系统。

（8）应根据区域功能特点、防火分隔条件等因素对步行街区域合理划分火灾联动控制分区。

2）步行街以外区域

首层商业（含零星布局餐饮）按建筑面积不大于10000平米进行防火分区划分，二、三层商业与餐饮按建筑面积不大于5000平米进行防火分区划分，同时应满足以下要求：

（1）步行街两侧商铺建筑面积不大于750 平米时，应采用耐火极限不低于2.0小时的固定分隔物将商铺与周围区域进行防火分隔，商铺与步行街区域之间分隔可采用2.0小时实体防火墙（图1）。

（2）当商铺建筑面积大于750平米时，应采用耐火极限不低于3.0小时的防火墙（局部开口可采用3.0小时防火卷帘）与周围区域进行防火分隔，且至少设置2个安全出口。

（3）对于餐饮类商铺及美食广场热加工区应采用耐火极限不低于2.0小时的墙体和甲级防火门进行分隔；座椅区、冷加工区及配餐区可以开敞布置，但其主体家具应为不燃材料。

（4）所有疏散走道两侧墙体的耐火极限应不低于2.0小时，吊顶的耐火极限应不低于1.0小时。首层“岛”区域的疏散走道还应增设加压送风系统，其加压送风量按风速法计算确定。

（5）疏散楼梯可采用剪刀楼梯，但应满足以下条件：

1、楼梯间为防烟楼梯间；

2、梯段之间应设置耐火极限不低于1.0小时 的不燃烧体墙分隔；

3、应分别设置前室，且分别设置加压送风系统。

五、各层防火问题解决方案

（一）首层防火设计：

本层主要由精品店、主力店（含超市）及室内步行街组成，本层迪卡侬及超市部分应严格按照规范进行防火分区划分，并采用3.0小时防火墙、3.0小时防火卷帘及甲级防火门与其他区域进行防火分区分隔（图2）。其他区域分隔如下：

1、本层步行街区域与二、三层步行街区域（含三层集中餐饮的座椅区、冷加工区及配餐区）形成一个防火分区。

2、本层步行街以外区域按建筑面积不大于10000平米进行防火分区划分，并应满足第四部分关于步行街以外区域的相关要求。

本层除迪卡侬、超市部分外区域计算所需疏散宽度为150米，现该区域对外出口总宽度为166米，满足疏散宽度要求。

1）将步行街作为疏散准安全区

步行街采用不燃装修材料装修，严格控制固定可燃荷载设置，并合理设置火灾自动报警系统、大空间自动灭火系统及防排烟系统，顶部结构采用一定耐火等级的防火构件和安全玻璃，确保该区域火灾时的安全。

2）设置疏散安全走道作为疏散过渡空间

距直接对外出口较远的人员可通过安全走道疏散至步行街，然后向室外疏散；步行街作为准安全区域，人员疏散到步行街即视为相对安全。

（3）步行街划分联动控制分区分阶段引导人员疏散。

（二）二层防火设计：

该层主要由精品店、主力店及步行街区域组成，本层迪卡侬及超市部分应严格按照规范进行防火分区划分，并采用3.0小时防火墙、3.0小时防火卷帘及甲级防火门与其他区域进行防火分区分隔。其他区域分隔如下：

1）本层步行街区域与首层、三层步行街区域（含三层集中餐饮的座椅区、冷加工区及配餐区）形成一个防火分区。

2）本层步行街以外区域按建筑面积不大于5000平米进行防火分区划分， 本层除迪卡侬、超市部分外区域计算所需宽度为120米，现该区域对外出口总宽度为119米，基本满足疏散宽度要求。并应满足第四部分关于步行街以外区域的相关要求。

本层人员可通过楼梯间疏散至首层，然后向室外疏散；疏散至首层的部分人员需借助安全通道和步行街疏散至室外，步行街作为临时安全区域，人员疏散到步行街即视为相对安全。

（三）三层防火设计：

三层主要由精品店、餐饮区、亚洲精品区、电影院及步行街区域等组成，本层电器卖场及电影院部分应严格按照规范进行防火分区划分，并采用

3.0小时 防火墙、3.0小时 防火卷帘及甲级防火门与其他区域进行防火分区分隔。其他

区域分隔如下：

1）步行街区域（中庭）本层步行街区域（含三层集中餐饮的座椅区、冷加工区及配餐区）与首层、二层的步行街区域划为一个防火分区。本层集中餐饮的座椅区应采用宽度不小于6米 的隔离带进行划分，防火隔离带上应划明显标识，且不得设置固定可燃荷载。

2）步行街以外商业区域

本层步行街以外商业区域按建筑面积不大于5000平米进行防火分区划分，并应满足第四部分关于步行街以外区域的相关要求。

（2）对于餐饮类商铺及美食广场热加工区应采用耐火极限不低于2.0小时的墙体和甲级防火门进行分隔；座椅区、冷加工区及配餐区可以开敞布置，但其家具主体应为不燃。

（3）所有疏散走道两侧墙体的耐火极限应不低于2.0小时，吊顶的耐火极限应不低于1.0小时。本层除迪卡侬、超市部分外区域计算所需宽度为124米，现该区域对外出

口总宽度为115米。

本层人员可通过楼梯间疏散至首层，然后向室外疏散；疏散至首层的部分人员需借助安全通道和步行街疏散至室外，步行街作为临时安全区域，人员疏散到步行街即视为相对安全。

六、综述

经过以上的防火性能化设计，不仅能够在现有技术条件下遇到火灾情况可以解决疏散问题，也同时保证的大空间大流线的设计理念。利用不同的耐火极限隔墙把建筑分区，使空间统一的建筑内部空间通过材料，机电的防火设计成若干防火独立单元，避免的生硬的防火墙的处理，同时解决了大规模中庭空间的防火问题，并使之成为疏散的借用对象，完成了建筑方案的理念实现。

参考文献：

孙旋 刘松涛,北京大兴宜家购物中心工程消防性能化设计评估报告,建研防火设计性能化评估中心有限公司,2011.10