地下车库防火性能化设计方法

贺宇坤

(太原市建筑设计研究院，山西太原 030002)

随着中小型汽车保有量的快速增长，停车空间成为竞争性资源，且地面停车空间远远不能满足需求。地下停车库可以在地面空间相当狭窄的条件下提供大量的停车位，既占地少，车位多，又可将车库上方地面建设成为绿地等。另外随着高层建筑的不断增多，高层建筑地下也多为地下车库，以方便停车。地下车库由于位于地下，建筑空间大，净高低，与外界的出入口少，因此排烟困难，而且车库内停放的车辆火灾危险性大，一旦发生火灾，则损失惨重，因此对地下车库进行防火排烟设计具有十分重要的意义。

随着社会发展，建筑物越来越复杂化、智能化、多功能化，因此建筑物的防火设计要求更高，设计难度更大，以往“处方式”的防火设计方式是根据规范规定的详细设计参数和指标进行设计，缺乏实际工程的灵活性，已经难以满足目前多样性建筑的设计要求。防火“性能化”设计是建筑防火设计的一种新思路，新方法。根据不同建筑的实际特点，通过对防火目标的确立，通过对所有防火方法的评估来得出最优的防火设计方案，比“处方式”的设计方法有明显的优势，逐步受到国内外各国的重视，因此建筑防火性能化的设计方法必将得到广泛的应用。而地下车库由于具有面积大，净空低的特点，火灾危险性大，因此防火采用性能化设计更加能够保证地下车库的安全运营，意义更加重大。

1 设计方法

1.1 处方式设计方法

GB 50067-97汽车库、修车库、停车场设计防火规范中规定:“面积超过2000m2的地下汽车车库应设置机械排烟系统;排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次/h计算确定;补风量不小于排风量的50%，防烟分区面积为2000m2，排烟口离最远点不大于30m”。由此可以看出规范并未对排烟方式做出具体要求。我国GB 50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范规定地下车库可以采用风管通风系统和诱导通风系统，以保证室内不产生死角。诱导风机系统的使用克服了由于地下车库层高低而布风管不便的困难，而且诱导通风技术与排烟技术相结合可以有效快速的排除烟气。从这个规范内容可以看出，规范只是提出地下车库的排烟系统可以采用风管式和诱导式通风系统。而对于车库内系统的设置原则，如何能有效防火排烟，诱导风机的布置均没有具体的规定和要求。另外，诱导通风系统在国内应用时间不久，还没有更加具体的设计方法，因此对于地下车库的防火设计更适合采用性能化方法。

1.2 性能化设计方法

建筑性能化防火设计根据建筑的结构特点，运用消防安全工程学的原理及方法，通过定量计算，分析火灾的发生、发展和蔓延对建筑内人员或财物及建筑结构本身的影响，从而对建筑的各种火灾防治系统进行设计，综合建筑业主的安全要求，建筑的现场条件和有关的安全规定等，给出建筑防火系统的具体设计方案［1］。

与旧有的“处方式”设计方法相比较，性能化设计方法不局限于满足规范要求的最小排烟量，而是对于人员的安全疏散更为关注。性能化设计特别注意建筑物的结构特点和功能，每一个方案都是针对建筑本身特点而设计。性能化消防设计的方案是通过科学的论证，其设计表现效果比按照消防规范设计的方法更安全，相比而言，性能化设计方案具有设计成本有效，设计选择多样及设计效果更优的特点。性能化设计采用多种分析工具来进行火灾风险分析，从而使工程设计的准确性和安全性有很大提高。防火性能化设计体现了一种新的消防思路，把一切消防手段整合为一体考虑，并不孤立地进行某一消防方式设计。建筑防火设计要防止火势蔓延，保证人员安全疏散，保证生命财产的安全，还要为消防救援提供必需的时间和空间，因此，建筑物防火设计必须对建筑结构的耐火性能、建筑内部防火和防烟分区的划分以及人员疏散方案等方面进行考虑。而目前，现行的“处方式”的设计方式针对上述问题都只有相对独立、完整的考虑，但是各消防系统间的协同功效、综合经济性低下。因此应当对地下车库防火进行性能化设计，更能满足当前结构复杂的大面积车库的消防要求。

2 地下车库防火性能化设计步骤

1)确定工程参数并评估建筑现状。地下车库面积大，净空低，出入口少，必须详细了解地下车库的建筑布局，建筑参数以及建筑内车辆的类型和数量(见图1)。2)确定防火评估目标。地下车库的评估目标，主要是满足火势的控制和烟气的有组织排放，以保证内部的人员和财产安全，并保证疏散救援通道的畅通［2］。地下停车场属于相对封闭的地下受限空间，而且层高低，面积大，出入口少，一旦发生火灾，燃烧速度快、烟气沉降快、能见度低，极易造成地下车库车辆疏散困难、灭火救援难等危险。3)确定火灾场景和热释放速率。一般汽车由轮胎、燃油、座椅、仪表盘、控制线路等多种可燃物组成，发生火灾时过程复杂，热释放速率较难确定［3］。火灾规模按照单辆车着火和多辆车着火进行设计。实际中，火灾的发展要比t2快速火的发展相对缓慢，因此在实际设计中，可以按照t2火进行设计。由于各地下车库内部结构不同，车辆停放位置各异，不同位置的火灾的发展是不同的，而且地下车库内各存放车辆单元的前后左右的间隔不尽相同，在实际设计过程中应当根据实际情况进行区别对待。例如，一辆车起火和一排车同时起火，其性能化设计方案是不同的，要分别进行分析。4)进行性能化防火分析，提出性能化设计方案。人员的安全疏散是建筑性能化防火设计的首要安全目标，因此要对火灾危险性进行分析，烟气控制是解决地下车库火灾安全的关键，有效的烟气控制，能使内部人员快速安全疏散，辅助消防人员快速灭火。要分析烟气层温度，烟气层下降高度，烟气层扩散速度，烟气浓度以及能见度，分析疏散通道上各参数随时间变化规律，确保可用安全疏散时间大于需要安全疏散时间，而且是越大越好。为此，要依据设计火灾曲线和设计目标对设计方案进行评估并不断完善设计方案。建筑防火性能化设计是一个动态的调整过程，通过多次的设置火灾场景和火灾发展曲线，反复计算并分析之后，得出最优方案。调整内容还包括:通风系统的选择，建筑材料和消防系统的选择等。5)编制设计报告。性能化分析完成之后应给出全面的分析报告。报告内容要完整，要给出明确结论，指出建筑防火设计是否符合规范要求，对于不符合的如何修改设计。对于符合规范要求的，提出是否还有更加合理和更加经济的设计方案。最终提交的性能化设计方案应当是最有效和最经济的方案［4］。

图1 地下车库防火性能化设计流程图

3 结语

由于性能化设计方法比现有的“处方式”防火设计方法具有更多优势，而且性能化防火设计可以提供最经济和最有效的设计方案，所以这种设计方法已渐渐成为各国建筑消防设计领域的主要发展趋势。我国城镇化和城市化发展已经将地下空间的发展作为优先主题，因此地下车库的安全运行对其发展影响重大，由于其结构复杂，防火排烟要求高，采用性能化防火设计方法更加有效，更加有针对性。随着消防安全工程的快速发展，性能化设计方法将会越来越完善。

［1］霍 然，袁宏永.性能化建筑防火分析与设计［M］.合肥:安徽科学技术出版社，2003.

［2］李 斌.建筑防火性能化设计的特点和基本步骤［J］.山西建筑，2009，35(15):13-14.

［3］贾春芬，姚会兰，路世昌，等.地下停车库火灾风险性的评价研究［J］.火灾科学，2006(1):39-40.

［4］祝佳琰，陈 雷，杨健鹏，等.性能化防火设计在综合商业广场中的应用［J］.安全，2005(4):26-27.