某商場中庭區(qū)域排煙系統(tǒng)的設計探討

朱永智

中國建筑設計院有限公司

1 項目簡介

本項目位于邢臺市中興大街北側，冶金路以東，郭守敬路以西，總建筑面積142828.0 m2，其中地下建筑面積63028.0 m2，地上建筑面積：79800.0 m2，建筑檐口高度為45 m。地上七層，地下三層；地下三層為車庫（局部戰(zhàn)時為物資庫）及設備用房，地下二層為車庫及設備用房，地下一層為樂購超市；一層至四層為商場、五層及六層局部為餐飲、六層及七層局部為影院、七層局部為KTV。

本項目在商業(yè)布局的設計中，充分利用了中庭共享空間，在共享空間內部設有一座中心島，中心島布置了小面積的零售店鋪。同時共享空間的局部區(qū)域為多層貫通，形成3個錯落有致的中庭。

在中庭內部布置小型零售店鋪形成中心島的設計方式是商業(yè)綜合體中日趨常見的商業(yè)布局模式。這種中庭的設計理念和構成方式，按照目前國家相關建筑防火設計規(guī)范[1]對其防火分區(qū)、人員疏散等設置存在無法涵蓋的情況，通過消防安全分析，來確保該區(qū)域消防安全性能達到規(guī)范要求的同等水平。并在此基礎上，針對本建筑的特殊性提出相應的消防安全策略。

2 排煙系統(tǒng)設計

2.1 防火單元和亞安全區(qū)的設置

建筑設計師考慮到中庭與中庭內零售店鋪的不可分割性，將整個中庭和中心島、部分零售店鋪劃分為一個防火分區(qū)。因此，需要提出針對于中庭及零售店鋪的防火措施，以提高中庭防火分區(qū)的消防安全性，并解決人員疏散問題。設置“防火單元”，即采用防火分隔將一部分店鋪劃分成相對獨立的區(qū)域，通過相應的手段，將火災影響控制在該范圍內是一種有效方式。

本項目借鑒以往工程經驗，在大空間中采取“防火單元”的形式，將中庭內的零售店鋪進行嚴格的防火分隔，控制可燃物聚集的區(qū)域，減小火災危險性較大區(qū)域對周圍區(qū)域的影響，從而為中庭防火分區(qū)的形成提供防火方面的保障。中心島區(qū)域一層設置4個防火單元（圖1），二層至四層設置3個防火單元（圖2），五層為2個防火單元（圖3），中庭六七層見圖4，中庭剖面圖見圖5。

圖1 一層中庭示意圖

圖2 二至四層中庭示意圖

中心島區(qū)域人員疏散只能通過首層中庭才能到達室外，為了保證各零售店鋪通過中庭疏散的安全性，將中庭及走廊（回廊區(qū)域）等僅作為人員通行使用的公共區(qū)域設計成為可燃物較少的“亞安全區(qū)”，通過控制“亞安全區(qū)”內的可燃物，增強消防設施，形成較防火單元更安全的中間區(qū)域，為火災時人員自中心島防火單元至室外的疏散途徑中創(chuàng)造一個相對安全的過渡空間，實現(xiàn)安全逃生。本商業(yè)體的中庭及走廊為一個獨立的亞安全區(qū)。

圖3 五層中庭示意圖

圖4 六七層中庭示意圖

圖5 建筑剖面圖

2.2 防火單元的排煙

防火單元的主導思想是把易燃物密集的區(qū)域劃分為多個相對獨立的單元，從而把火災荷載分割并壓制在各自小區(qū)域內，控制火災既不會在各單元之間蔓延，更不會蔓延到臨近的開放空間。因此，防火單元作為獨立的防火防煙區(qū)間，自身的防火防煙措施必須得到保證。若無機械排煙系統(tǒng)，防火單元無法對火災煙氣進行有效控制，進而殃及到鄰近單元及中庭公共區(qū)域，故防火單元內的商鋪無論面積大小，均設置機械排煙系統(tǒng)。

結合本工程的建筑布局，排煙設計方面選擇縱向設置機械排煙系統(tǒng)，同時為保證排煙系統(tǒng)的有效運行，對應防火單元設置排煙及補風系統(tǒng)，并做到：

1）每個防火單元作為一個防煙分區(qū)。

2）各防煙分區(qū)單位面積計算排煙量為60 m3/h；每個排煙系統(tǒng)的排煙風機風量按其負擔的最大防火單元面積×120 m3/(m2·h)計算。

3）排煙系統(tǒng)的風機入口（或穿越機房隔墻處）、垂直風管與每層水平風管連接處的水平干管上、水平風管橫向穿越防火單元隔墻處均設置280℃防火閥。

4）空調、通風、排煙補風系統(tǒng)對應位置均設置70℃防火閥。

2.3 亞安全區(qū)的排煙

中心島區(qū)域店鋪內人員需通過中庭及走廊（回廊區(qū)域）等公共區(qū)域進行二次疏散，設置與防火單元相配套的亞安全區(qū)，作為人員疏散緩沖區(qū)域。亞安全區(qū)的應用在火災時能順利解決人員疏散安全、防火防煙分隔，平時也能兼顧大型商業(yè)建筑通透、舒適的設計要求。中庭，雖然火災危險性較低，但仍存在火災危險性，為保證人員在亞安全區(qū)內不受煙氣侵害、及時疏散，也設置相應的排煙及補風系統(tǒng)。

本項目內亞安全區(qū)包括除中心島商鋪和周邊商鋪外的中庭區(qū)域及未與中庭區(qū)域有效分隔的周邊走道、回廊。由于亞安全區(qū)內空間高大，并連接四通八達的走廊，為確保排煙系統(tǒng)在火災期間能有效工作，不影響亞安全區(qū)外的其他區(qū)域，設計中遵循以下原則：

1）亞安全區(qū)內機械排煙系統(tǒng)的排煙口設于中庭頂部和每層回廊；

2）亞安全區(qū)內中庭部分排煙量提高至6次/h（以體積計算）；

3）亞安全區(qū)內的中庭與走廊之間劃分為不同的防煙分區(qū)，設置擋煙垂壁；

4）亞安全區(qū)的走廊部分按不大于500 m2設置防煙分區(qū)，按60 m3/(m2·h)計算排煙量。

亞安全區(qū)內共有三個中庭，西側的中庭Ⅰ連通地下1層～5層；東側的中庭Ⅱ連通1～4層；南側的中庭Ⅲ連通1～7層，消防排煙系統(tǒng)如下處理：

1）由于3個中庭在上下連通時，投影范圍并不完全重合，在計算各中庭體積的時，是以各中庭于某一層最大體積為基準進行總體積計算。

2）中庭Ⅰ連通地下1層～4層時，上下基本貫通，但5層投影面積不足4層板洞面積的1/5。針對此特點，把此中庭以4層頂板為界縱向分為兩個中庭，分別設置機械排煙系統(tǒng)。

3）供中庭區(qū)域空調機組兼做火災時的補風設備。

4）中庭、走廊（回廊區(qū)域）和零售店鋪的排煙系統(tǒng)分別設置。

排煙系統(tǒng)設計中經常會出現(xiàn)兩個防煙分區(qū)共用一套豎向排煙系統(tǒng)，或中庭的排煙系統(tǒng)兼顧其貼臨的房間（或走廊）排煙的情況。前者的做法普遍，并得到大部分設計人員認可；而后者的做法（暫且不論排煙量的計算方式問題）是值得商榷的。就本工程而言，由于零售店鋪面積較小，火災煙氣如果沒有及時排出，煙氣溫度會在短時間內達到280℃，造成排煙系統(tǒng)上的防火閥關閉，聯(lián)鎖停止風機。此時，若零售店鋪內火勢沒有得到有效控制，其煙氣極有可能蔓延到走廊（回廊區(qū)域）和中庭區(qū)域，而此時中庭的排煙風機已經無法啟動繼續(xù)排煙。因此，中庭、走廊和店鋪的排煙系統(tǒng)各自獨立是較好的設計方法。

3 結論

慮及建筑布局的特殊性和防火的重要性，整個空調通風系統(tǒng)適當提高防護等級。不但穿越防火單元隔墻的通風、排煙系統(tǒng)風管設置防火閥，空調水管在橫向穿越防火單元隔墻時也設置防火封堵及固定支架；空調風管、水管及保溫材料均采用不燃材料。

排煙系統(tǒng)依據(jù)建筑布局設置三道防線以阻止煙氣的蔓延，即防火單元內的零售商鋪排煙系統(tǒng)為第一道防線，阻止煙氣擴散到亞安全區(qū)；亞安全區(qū)走廊排煙系統(tǒng)為第二道防線，阻止煙氣擴散到其它防火單元和中庭；亞安全區(qū)中庭頂部排煙系統(tǒng)為第三道防線，阻止煙氣蔓延到周邊其它走廊防煙分區(qū)。