探析大空間公共建筑消防疏散設(shè)計

謝淑珍

人們在生活水平不斷提高的基礎(chǔ)上，對于精神文化的生活追求日益增多，這就為大空間公共建筑的發(fā)展提供了有利條件。大空間公共建筑以其自身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)為人們的生活休閑等活動提供了便捷的服務(wù)，而對于它的消防安全設(shè)計工作來說，則是重中之重，它關(guān)系著場所內(nèi)所有人員的人身安全，對于它的消防疏散設(shè)計工作必須正視并結(jié)合實(shí)際制定出科學(xué)合理的消防疏散設(shè)計方案，從而促進(jìn)大空間公共建筑社會服務(wù)水平的提高。

1 大空間公共建筑火災(zāi)事故的特征

1.1 體量大，疏散難度大

大空間公共建筑相對于普通建筑來說，它的體量和內(nèi)部空間都很大，可以同時容納很多人員，人員在其內(nèi)部要疏散到外部空間可選擇的路徑較多，若不經(jīng)過合理設(shè)計，一旦突發(fā)火災(zāi)事故，人員就難以及時有序的進(jìn)行疏散，輕者會導(dǎo)致浪費(fèi)空間和時間，重者會因疏散不及時導(dǎo)致人員傷亡。由此可見，體型大導(dǎo)致疏散選擇多，也會在無形中增加疏散的難度，這是大空間公共建筑火災(zāi)事故的一個顯著特征。

1.2 起火因素較多且復(fù)雜

大空間公共建筑的自身的功能構(gòu)成十分復(fù)雜，包含眾多方面，并且各個功能之間又是相互聯(lián)系相互作用的關(guān)系，在設(shè)備、設(shè)施、裝修等方面具有特殊性的要求，這就在很大程度上使火災(zāi)荷載明顯增加，造成火災(zāi)事故發(fā)生的因素也有很多種，例如常見的電氣、用火不當(dāng)?shù)取?/p>

1.3 探測預(yù)警機(jī)制的缺陷

當(dāng)前火災(zāi)探測器的工作原理主要是以煙氣濃度或者是溫度兩者為探測信號的，并且基本上都安裝在房屋空間的頂部面板，但是，大空間公共建筑的樓層較多，空氣較為稀釋，發(fā)生火災(zāi)后煙氣在達(dá)到幾十米高度后，它的溫度和濃度會開始降低，很難達(dá)到觸動啟動探測器的標(biāo)準(zhǔn)，這就為火災(zāi)事故的進(jìn)一步蔓延埋下了隱患[1]。

1.4 人員密集，疏散不及時

人員的密集會導(dǎo)致在火災(zāi)發(fā)生后，安全疏散工作難度增大，在進(jìn)行消防疏散方案設(shè)計時，必須要考慮到疏散時間的制定和劃分，對可能影響到疏散工作的所有因素進(jìn)行綜合全面的考慮，通常情況下，人員密度越大疏散就越浪費(fèi)時間，這就為消防疏散工作帶來新的難度。

2 實(shí)際工程案例分析

某一科技館的主體建筑是由“星云”形狀的屋頂及其以下的展廳、影廳以及業(yè)務(wù)用房等等功能空間構(gòu)成，屬于是一個綜合科普展覽、實(shí)驗(yàn)教育以及影視播放等功能為一體的公共建筑，在對其進(jìn)行建設(shè)方案設(shè)計時，突出的一個明顯特點(diǎn)就是高大空間，這也是其運(yùn)營功能最大化發(fā)揮的內(nèi)在要求，它的主體是以“房中房”建筑形式進(jìn)行設(shè)計的，這就使得它的外形殼體和其內(nèi)部建筑功能區(qū)之間形成了一個較大的空間，總的高度為50m，建筑面積為4.5萬m2。方案設(shè)計中計劃把具有直接對外出口的大空間首層和二層公共大廳來作為消防疏散的主要通道，這一方案的可行性指標(biāo)主要由兩點(diǎn)決定：①需要把兩層作為準(zhǔn)安全區(qū)域；②消防疏散滿足防火規(guī)范要求，直線疏散距離控制在40m以內(nèi)，袋形走道的直線疏散距離在20m以內(nèi)，安全出口不小于兩個的展覽廳等直線疏散距離控制在30m以內(nèi)。

3 消防疏散設(shè)計及其性能化評估

由于本建筑的自身結(jié)構(gòu)特殊性，加上消防疏散的重點(diǎn)要求，我們采用的消防疏散設(shè)計方法以性能化防火設(shè)計為主來探討論述。

3.1 評估的目標(biāo)

消防疏散方案設(shè)計的目標(biāo)是確保在最安全的時間內(nèi)疏散最多的人員。以本文的建筑形式來講，有直接通往室外出口的首層和二層部分區(qū)域，人員可以兩者選其一，也可以就近選擇距離最短的外出口；其它樓層的人員則可以進(jìn)入到有直接通外的樓梯對外疏散，也可以在通往首層或二層準(zhǔn)安全區(qū)的樓梯進(jìn)入這一層然后再對外疏散[2]。

3.2 ASET和RSET分析方法

ASET指的是可用的安全疏散時間，火場環(huán)境達(dá)到危險狀態(tài)的時間；RSET指的是必需安全疏散時間，人員疏散到安全區(qū)域的時間，一般來說，對于大空間公共建筑的消防疏散設(shè)計來說，務(wù)必要滿足RSET＜ASET。

（1）對于ASET的計算，對于它的計算要重點(diǎn)考慮到與之相關(guān)的一系列影響因素，包括煙氣流動狀況、熱煙氣流動時的熱量、毒性氣體等等，它的數(shù)據(jù)大小分布和火災(zāi)模擬的溫度場、速度場、能見度等等的參數(shù)密切相關(guān)。在專業(yè)的模擬軟件下我們以首層臨時展廳的某一位置為例，火災(zāi)的規(guī)模為2.5MW，機(jī)械式排煙，每一層的排煙量依據(jù)最大防煙分區(qū)120m3/（m2·h）來計算，頂部排煙量為4次/h換氣量，其余剩下的（首層、二層、三層、四層、首層臨時展廳以及三層展廳）的ASET都是30min（1800s）。

（2）對于RSET的計算，RSET主要構(gòu)成要素主要有探測報警時間（talarm）、人員反應(yīng)時間（tresp）以及運(yùn)動時間（tmove）三者構(gòu)成（RSET＝talarm+tresp+tmove），也存在其他影響因素。本文的構(gòu)成探測報警時間是3min，人員反應(yīng)時間主要講的是從火災(zāi)報警信號發(fā)出之后直到疏散運(yùn)動開始之前的這段時間間隔大小，一般來說，在這種大空間公共建筑中，除了少數(shù)的工作人員之外，剩下的大多數(shù)為游客，它們的反應(yīng)時間控制在2min，而運(yùn)動時間是由兩部分構(gòu)成的：①到達(dá)安全出口所花費(fèi)的時間；②通過相對安全的地方所花費(fèi)的排隊(duì)時間，兩者時間哪一個花費(fèi)的多則以哪一個為主[3]。

我們設(shè)定模擬的總?cè)藬?shù)為10412人，那么對最終的模擬結(jié)果來分析，各個主要樓層的疏散運(yùn)動時間模擬結(jié)果如下：①全部人員安全疏散到室外所花費(fèi)的時間為466s；②首層人員在全部到達(dá)室外或者是進(jìn)入到樓梯間的運(yùn)動時間為466s；③二層的全部人員在到達(dá)室外時所花費(fèi)的時間是389s；④三層全部人員進(jìn)入到樓梯間的運(yùn)動時間是86s；⑤四層全部人員進(jìn)入到樓梯間的運(yùn)動時間為153s。那么對于上述的結(jié)果，我們對其RSET模擬計算可以如表1所列表。

表1

由以表1格得知，每一層都要滿足RSET＜ASET。

3.3 方案的評估

通過對整體方案疏散的模擬計算以及相關(guān)評估的分析我們可以知道，按照它的方案設(shè)計目標(biāo)來分析，我們可以對其結(jié)論進(jìn)行如下總結(jié)：①RSET＜ASET，方案設(shè)計中把首層和二層公共大廳用來作為安全區(qū)域，并將其作為對外疏散的主要通道之一，這種人員疏散的設(shè)計是科學(xué)的[4]；②在方案執(zhí)行中要控制好火災(zāi)的荷載，安全區(qū)域內(nèi)不能堆放可燃物。

4 總結(jié)

隨著大空間公共建筑的不斷增多，它的消防安全疏散設(shè)計工作越來越受到人們的關(guān)注，這是與人們的人身安全相關(guān)的，本文通過對實(shí)際的建筑工程分析，可以知道性能化防火疏散設(shè)計是可行的，在具體設(shè)計時需要結(jié)合建筑物的自身特點(diǎn)和使用功能，以定量計算的方式，優(yōu)化公共建筑消防疏散設(shè)計，進(jìn)而提高設(shè)計方案的科學(xué)性和可靠性，進(jìn)而提高大空間公共建筑的使用性能。

[1]周海銘.淺析大空間公共建筑消防疏散設(shè)計[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊：中，2014（5）：125.

[2]張 堯.淺析大空間公共建筑消防疏散設(shè)計[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2013，11（17）：33～34.

[3]李昂.淺析大空間公共建筑消防疏散設(shè)計[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2012，31（3）：257～259.

[4]沈永剛.大空間公共建筑防火設(shè)計探討[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，2015（4）：10～11.