探析大空间公共建筑消防疏散设计

谢淑珍

人们在生活水平不断提高的基础上，对于精神文化的生活追求日益增多，这就为大空间公共建筑的发展提供了有利条件。大空间公共建筑以其自身独特的结构为人们的生活休闲等活动提供了便捷的服务，而对于它的消防安全设计工作来说，则是重中之重，它关系着场所内所有人员的人身安全，对于它的消防疏散设计工作必须正视并结合实际制定出科学合理的消防疏散设计方案，从而促进大空间公共建筑社会服务水平的提高。

1 大空间公共建筑火灾事故的特征

1.1 体量大，疏散难度大

大空间公共建筑相对于普通建筑来说，它的体量和内部空间都很大，可以同时容纳很多人员，人员在其内部要疏散到外部空间可选择的路径较多，若不经过合理设计，一旦突发火灾事故，人员就难以及时有序的进行疏散，轻者会导致浪费空间和时间，重者会因疏散不及时导致人员伤亡。由此可见，体型大导致疏散选择多，也会在无形中增加疏散的难度，这是大空间公共建筑火灾事故的一个显著特征。

1.2 起火因素较多且复杂

大空间公共建筑的自身的功能构成十分复杂，包含众多方面，并且各个功能之间又是相互联系相互作用的关系，在设备、设施、装修等方面具有特殊性的要求，这就在很大程度上使火灾荷载明显增加，造成火灾事故发生的因素也有很多种，例如常见的电气、用火不当等。

1.3 探测预警机制的缺陷

当前火灾探测器的工作原理主要是以烟气浓度或者是温度两者为探测信号的，并且基本上都安装在房屋空间的顶部面板，但是，大空间公共建筑的楼层较多，空气较为稀释，发生火灾后烟气在达到几十米高度后，它的温度和浓度会开始降低，很难达到触动启动探测器的标准，这就为火灾事故的进一步蔓延埋下了隐患[1]。

1.4 人员密集，疏散不及时

人员的密集会导致在火灾发生后，安全疏散工作难度增大，在进行消防疏散方案设计时，必须要考虑到疏散时间的制定和划分，对可能影响到疏散工作的所有因素进行综合全面的考虑，通常情况下，人员密度越大疏散就越浪费时间，这就为消防疏散工作带来新的难度。

2 实际工程案例分析

某一科技馆的主体建筑是由“星云”形状的屋顶及其以下的展厅、影厅以及业务用房等等功能空间构成，属于是一个综合科普展览、实验教育以及影视播放等功能为一体的公共建筑，在对其进行建设方案设计时，突出的一个明显特点就是高大空间，这也是其运营功能最大化发挥的内在要求，它的主体是以“房中房”建筑形式进行设计的，这就使得它的外形壳体和其内部建筑功能区之间形成了一个较大的空间，总的高度为50m，建筑面积为4.5万m2。方案设计中计划把具有直接对外出口的大空间首层和二层公共大厅来作为消防疏散的主要通道，这一方案的可行性指标主要由两点决定：①需要把两层作为准安全区域；②消防疏散满足防火规范要求，直线疏散距离控制在40m以内，袋形走道的直线疏散距离在20m以内，安全出口不小于两个的展览厅等直线疏散距离控制在30m以内。

3 消防疏散设计及其性能化评估

由于本建筑的自身结构特殊性，加上消防疏散的重点要求，我们采用的消防疏散设计方法以性能化防火设计为主来探讨论述。

3.1 评估的目标

消防疏散方案设计的目标是确保在最安全的时间内疏散最多的人员。以本文的建筑形式来讲，有直接通往室外出口的首层和二层部分区域，人员可以两者选其一，也可以就近选择距离最短的外出口；其它楼层的人员则可以进入到有直接通外的楼梯对外疏散，也可以在通往首层或二层准安全区的楼梯进入这一层然后再对外疏散[2]。

3.2 ASET和RSET分析方法

ASET指的是可用的安全疏散时间，火场环境达到危险状态的时间；RSET指的是必需安全疏散时间，人员疏散到安全区域的时间，一般来说，对于大空间公共建筑的消防疏散设计来说，务必要满足RSET＜ASET。

（1）对于ASET的计算，对于它的计算要重点考虑到与之相关的一系列影响因素，包括烟气流动状况、热烟气流动时的热量、毒性气体等等，它的数据大小分布和火灾模拟的温度场、速度场、能见度等等的参数密切相关。在专业的模拟软件下我们以首层临时展厅的某一位置为例，火灾的规模为2.5MW，机械式排烟，每一层的排烟量依据最大防烟分区120m3/（m2·h）来计算，顶部排烟量为4次/h换气量，其余剩下的（首层、二层、三层、四层、首层临时展厅以及三层展厅）的ASET都是30min（1800s）。

（2）对于RSET的计算，RSET主要构成要素主要有探测报警时间（talarm）、人员反应时间（tresp）以及运动时间（tmove）三者构成（RSET＝talarm+tresp+tmove），也存在其他影响因素。本文的构成探测报警时间是3min，人员反应时间主要讲的是从火灾报警信号发出之后直到疏散运动开始之前的这段时间间隔大小，一般来说，在这种大空间公共建筑中，除了少数的工作人员之外，剩下的大多数为游客，它们的反应时间控制在2min，而运动时间是由两部分构成的：①到达安全出口所花费的时间；②通过相对安全的地方所花费的排队时间，两者时间哪一个花费的多则以哪一个为主[3]。

我们设定模拟的总人数为10412人，那么对最终的模拟结果来分析，各个主要楼层的疏散运动时间模拟结果如下：①全部人员安全疏散到室外所花费的时间为466s；②首层人员在全部到达室外或者是进入到楼梯间的运动时间为466s；③二层的全部人员在到达室外时所花费的时间是389s；④三层全部人员进入到楼梯间的运动时间是86s；⑤四层全部人员进入到楼梯间的运动时间为153s。那么对于上述的结果，我们对其RSET模拟计算可以如表1所列表。

表1

由以表1格得知，每一层都要满足RSET＜ASET。

3.3 方案的评估

通过对整体方案疏散的模拟计算以及相关评估的分析我们可以知道，按照它的方案设计目标来分析，我们可以对其结论进行如下总结：①RSET＜ASET，方案设计中把首层和二层公共大厅用来作为安全区域，并将其作为对外疏散的主要通道之一，这种人员疏散的设计是科学的[4]；②在方案执行中要控制好火灾的荷载，安全区域内不能堆放可燃物。

4 总结

随着大空间公共建筑的不断增多，它的消防安全疏散设计工作越来越受到人们的关注，这是与人们的人身安全相关的，本文通过对实际的建筑工程分析，可以知道性能化防火疏散设计是可行的，在具体设计时需要结合建筑物的自身特点和使用功能，以定量计算的方式，优化公共建筑消防疏散设计，进而提高设计方案的科学性和可靠性，进而提高大空间公共建筑的使用性能。

[1]周海铭.浅析大空间公共建筑消防疏散设计[J].房地产导刊：中，2014（5）：125.

[2]张 尧.浅析大空间公共建筑消防疏散设计[J].建材发展导向，2013，11（17）：33～34.

[3]李昂.浅析大空间公共建筑消防疏散设计[J].消防科学与技术，2012，31（3）：257～259.

[4]沈永刚.大空间公共建筑防火设计探讨[J].工程建设标准化，2015（4）：10～11.