體育館觀眾廳消防設計實踐

曹順

摘要：隨著人們健康意識的逐漸增強，全民健身越來越受到重視，體育館首當其沖成了人們鍛煉身體的好去處，由于體育館是集中式人流，一次需要疏散的人數(shù)較多，其觀眾廳屬于高大空間，防火分區(qū)面積往往又是超限的，發(fā)生火災后，疏散壓力大、撲救難度高、危險性大。文章以嘉定體育中心項目為例，以建筑專業(yè)為主，探討防火分區(qū)面積超限區(qū)域高大空間的防火、疏散、撲救、加強措施等方面消防設計的實踐。

關鍵詞：體育館;觀眾廳;消防設計;實踐

1 引言

現(xiàn)今上海已經進入老齡化社會，青年一族也因高強度的工作，常年處于亞健康狀態(tài)，整個社會對體育運動的熱度持續(xù)升溫，運動場所一席難求已成常態(tài)。在此大環(huán)境下，體育館為了最大化利用場館，也逐步向市民開放，因此，體育場館的消防安全就成了重中之重。

體育館雖然多數(shù)按單、多層民用建筑設計，但因其使用需要，觀眾廳區(qū)域的防火分區(qū)面積往往都要超過《建筑設計防火規(guī)范》中規(guī)定的單、多層民用建筑最大防火分區(qū)面積5000平方米的限制，觀眾廳區(qū)域在全民健身狀態(tài)時，同一時間內聚集人數(shù)眾多，屬于人員密集場所，在比賽狀態(tài)時人數(shù)更多，并且都處于高度興奮狀態(tài)，火情不易被察覺。多因素的疊加下，使得火災危險性大，損失嚴重，主被動防火、人員疏散、消防救援的難度和壓力大，因此，體育場館類消防設計的安全性、全面性尤為重要。

2 項目概況

本項目地處于上海市嘉定新區(qū)新成路街道，嘉定區(qū)新成路118號嘉定體育中心內的預留地上，東至蠟燭河道，南至墅溝河道、西至新成路，北至墅溝路。四周道路及基礎設施已建成，交通便利?；卮笾鲁示匦??？傆玫孛娣e2.98萬平方米，總建筑面積3.76萬平方米，其中，地上建筑面積2.15萬平方米，地下建筑面積1.61萬平方米，容積率0.71，建筑密度28.5%，綠地率35%，屬于乙級中型體育建筑，總坐席數(shù)4004席，地上四層，地下一層，建筑高度23.7米，主體為鋼筋混凝土框架結構，屋面為鋁鎂錳合金直立鎖邊金屬保溫屋面外加鋼結構張弦梁結構。

作為嘉定新區(qū)的全民體育場館，本項目可以滿足舉辦全國籃球和排球比賽的要求。集體育、健身、演藝、會展、休閑、文化于一體，各功能相融合，提供各種對外場所和服務，同時也可以滿足多種體育競賽和市民健身的需求。充分考慮經濟性、實用性和可持續(xù)性。

項目榮獲上海市優(yōu)秀工程設計三等獎、上海市建設工程“白玉蘭”獎、上海市建設工程金屬結構“金鋼獎”、上海市嘉定區(qū)“嘉定杯”優(yōu)質工程獎等，并獲實用新型專利一項。

3 消防設計

3.1總平面消防設計

由于場地限制，體育館首層外圍設置凈寬4米的環(huán)形消防車道，環(huán)形消防車道分別在東北、西北、東南、西南四處與城市道路連接，在道路擁擠時，消防車可靈活選擇救援入口。觀眾廳觀眾出入口設置在二層，二層環(huán)繞觀眾廳設置了室外平臺，在緊急疏散時用作觀眾的集散場地兼疏散道路。

3.2體育館消防設計

體育館地上四層，地下一層，屬于多層建筑，耐火等級一級，首層為觀眾廳、訓練館、要員、貴賓、官員、贊助商、運動員及隨隊官員、新聞媒體、賽事管理、場館運營、安保、設備用房及賽后商業(yè)用房等，二層為供觀眾使用的衛(wèi)生間、商業(yè)、醫(yī)護等設施等，三層為觀眾廳的技術用房、貴賓包房、全民健身用房，四層為全民健身用房、內部辦公用房等。

全館以觀眾廳為中心，環(huán)繞布置各功能房間，觀眾廳為4層通高，凈高16.26米，防火分區(qū)面積6349平方米。

觀眾廳與一層其他防火分區(qū)采用防火墻分隔，分別在一層東北、西北、東南、西南四角設四扇甲級防火門通向擴大前室，通過擴大前室疏散至室外，最大限度的保證運動員的人身安全，由于觀眾廳防火分區(qū)面積大，空間高度高，火災撲救難度高，所以在設置兩門消防水炮的前提下，還在每扇防火門旁設置寬5.2米，高3米的特種防火卷簾，在消防撲救時可根據(jù)實際情況打開防火卷簾，供小型救援車及消防移動登高梯進入?yún)f(xié)助撲救。

看臺區(qū)共設4004個座，分上下兩層，縱向連續(xù)排數(shù)最多8排，橫向連續(xù)座位最多25個，上層看臺為下行式疏散，設置縱向疏散走道8條，凈寬1.2米，下層看臺為上行式疏散，設置縱向疏散走道20條，凈寬1.2米，上下看臺之間設置環(huán)形橫向疏散走道，凈寬1.2米，通向疏散門，12扇疏散門均勻分布在四周，每扇疏散門凈寬為3.6m，考慮殘疾人疏散能力較弱，故10個殘疾人座位，每兩個為一組，分別臨近疏散門布置，疏散門直通二層室外平臺，到達室外平臺后可從各個方向的室外臺階疏散至室外地面。

疏散設計計算，根據(jù)規(guī)范要求，體育館階梯地面的百人寬度指標應取0.5米/100人，所需疏散總寬度全如下：4004÷100×0.5=20.02米，看臺部分共設20個縱向疏散通道，每個通道寬1.2米，臺階總疏散寬度為：20×1.2=24米>20.02米，疏散門總寬度為：12×3.6=43.2>20.02米，體育館共設12個疏散門，平均每個門的疏散人數(shù)為：4004÷12=334（人）<400（人），疏散門數(shù)量驗算：334/6/37=1.5分鐘<2分鐘。滿足疏散寬度及疏散時間要求。

觀眾廳與三層其他防火分區(qū)之間采用防火墻分隔，在與電視轉播、大屏控制、場地照明等技術用房以及貴賓包房之間采用單面透視甲級防火窗分隔，因為房間透視性要求較高，隔熱型甲級防火窗透視性較差，所以只能采用非隔熱型，非隔熱型防火窗火災時很快能將熱量輻射至防火玻璃背面，導致防火玻璃背面溫升過快，雖然防火窗耐火完整性還沒被破壞，但已經引燃背面防火分區(qū)，實際失去防火作用，在與水專業(yè)設計師溝通后，水專業(yè)沿防火窗兩側頂部分別布置一排噴淋，火災時開啟失火防火分區(qū)側噴淋向防火窗噴水，降低防火窗背面溫升過快的問題，起到隔熱的作用。觀眾廳與四層其他防火分區(qū)完全采用防火墻分隔。

觀眾廳東西凈跨65.2米，南北凈跨72.8米，因此，屋面采用鋼結構最為經濟合理，結構選型時，考慮排架、網(wǎng)架、張弦梁三種方案，方案比選時，排架結構給人的感覺過于工業(yè)化，網(wǎng)架結構給人的感覺太過凌亂，都不適合體育館總體格調，張弦梁結構簡潔、整齊、剛柔并濟相當適合體育館的總體格調，因此最終選定張弦梁結構，但是張弦梁結構防火有缺陷，根據(jù)建筑設計防火規(guī)范規(guī)定，耐火等級為一級的民用建筑，屋頂承重構件為不燃性且耐火極限不低于1.5小時，張弦梁結構的剛性構件可采用鋼結構防火涂料保護，達到耐火極限不低于1.5小時的要求，但柔性懸索卻沒有涂刷防火涂料的經驗，因此現(xiàn)場進行了試驗，耐火極限取1.5～2.0小時，薄型防火涂料涂刷厚度采用3mm，按工序在懸索表面涂刷完畢，等表面干燥成活后，模擬懸索受力變形，發(fā)現(xiàn)懸索在受力變形時會不同程度的拉裂防火涂料，導致部分防火涂料脫落的情況。

根據(jù)實際情況，觀眾廳內懸索離地高度在16米以上，防火涂料脫落會對下部人員造成傷害，同時懸索失去防火保護，鏟除舊防火涂料重新涂刷難度很大，并且受力變形后還是會有同樣的情況發(fā)生。因此，懸索直接涂刷防火涂料的方案行不通。為此項目組成立專題小組對其他項目懸索防火進行了考察，發(fā)現(xiàn)考察的項目多數(shù)都是懸索外包高密度聚乙烯防腐套進行防腐保護，均沒有防火保護。最后決定自主研究，在參考一些資料后，參考后張法無粘結預應力工藝的理論，在懸索外設計Φ95X4不銹鋼套管，套管表面涂刷3mm薄型防火涂料，用于防火，套管與懸索之間設置巖棉內襯，防止溫度傳導，套管與錐形鑄鋼索頭之間采用Φ16自攻螺絲卡住，防止逆向滑動，每段套管之間搭接寬度為100mm，巖棉封堵。根據(jù)現(xiàn)場試驗情況看，懸索整體耐火極限可以達到1.5小時以上，并且在懸索受力變形時，套管與索頭之間會產生滑動位移，說明套管與懸索之間能正?；瑒?，套管搭接處會隨著懸索的變形調整角度，試驗結果理想，成功解決懸索防火問題，竣工至今未發(fā)生異常。

觀眾廳屋面采用鋁鎂錳合金直立鎖邊金屬保溫屋面，面積6300平方米，金屬屋面面層為直立鎖邊鋁鎂錳合金面板，底層為鍍鋁鋅壓型鋼板，兩層金屬板中間有PE膜隔氣層及防水墊層兩層可燃層，根據(jù)燃燒三要素：可燃物、助燃物、引火源可以推斷，在兩層金屬板之間存在可燃物：PE膜隔氣層及防水墊層，助燃物：氧氣，只要出現(xiàn)引火源即可燃燒，雖然引火源出現(xiàn)概率很低，但是由于金屬屋面構造的原因，內部陰燃后，由于上部為直立鎖邊金屬防水面層，下部為壓型鋼板，消防水槍水柱無法直接噴射到燃燒部位，消防斧等器械靠人力無法劈開直立鎖邊屋面，會造成無法撲救的窘境，并且內部陰燃很難被第一時間察覺，發(fā)現(xiàn)時可能已是沖天大火伴隨頂棚金屬構件脫落，造成嚴重人員損傷和經濟損失。所以我們對金屬屋面進行了防火加強措施，將6300平方米金屬屋面，利用屋面天窗以及設置整條金屬板的辦法，斷開PE膜隔氣層及防水墊層，劃分成八個防火隔離區(qū)，使燃燒控制在一個隔離區(qū)內，無法向相鄰區(qū)域蔓延，降低火災損失。

4 結語

體育館的觀眾廳因使用功能需要，往往都是面積大、空間高，此類建筑又經常伴隨著人數(shù)多、人員密集的特性，發(fā)生火災后撲救難、疏散難、不穩(wěn)定因素多、（下轉第99頁）（上接第97頁）實際情況復雜，會造成重大人員傷亡及經濟損失，因此，在對于此類建筑的消防設計工作中，僅憑規(guī)范設計是遠遠不夠的，規(guī)范有滯后的特性，在條件允許的前提下，盡量在規(guī)范的基礎上加強防火要求，規(guī)范未規(guī)定的地方，應進行充分論證、試驗來消除安全隱患，才能最大限度的確保此類建筑的消防安全。

參考文獻：

[1] 葛志紅.洗煤廠自動消防炮聯(lián)動滅火系統(tǒng)設計[J].城市建設理論研究：電子版，2016，6（7）.

[2] 楊炯杰.上海文化廣場改造工程消防給水設計分析[J].上海建設科技，2012（03）：36-38.