大空间公共建筑消防设计难点及对策探索

梁 蔚

珠海华发建筑设计咨询有限公司，广东珠海 519000

随着我国城市化进程建设和发展的加快，国家对于全民健身的促进，一些具有较大空间的公共建筑也在不断增加。这类建筑的造型相对新颖复杂，且空间的跨度比较大，并具有较高的建筑层高。大空间的公共建筑具有一定的特殊性，其通过高大通透的空间环境拥有了多种使用功能，同一时间可容纳大量的人流。与此同时也对消防安全带来了严峻的挑战。在这类建筑的设计上需要解决消防分区、防烟排烟的合理布局，以及解决人员的疏散安全问题，还要对消防设施进行科学设置，在建筑的消防设计方面存在诸多的难点。因此，需要设计人员深入研究，积极借鉴成功的设计经验，探索更有效的设计方法，解决这些难点问题，保证大空间建筑的消防安全。

1 大空间公共建筑在结构上的主要特点

大空间公共建筑通常具有较大的内部空间，不仅面积大且层高也比较高。其内部呈现通透开阔的空间特点，能够同时容纳大量的人群。而且为实现其在结构上以及功能上的实际需求的特殊性，往往在设计施工时采用钢结构或者钢混结构，形成大跨度的结构形式，以满足使用的需求。

2 大空间公共建筑在消防设计方面的难点

2.1 难以对大空间进行消防分区

如果在设计中采用普通消防设计方式对空间进行分隔，不仅在技术上存在难度，而且会影响大空间公共建筑对视觉和使用效果的要求，不符合建筑项目的设计实际需要。这些问题使得大空间建筑的防火分区难以达到国家规定的消防安全标准。

2.2 大空间使得人员疏散需要更长的距离

大空间建筑由于在防火分区上超出了国家对消防安全要求，因此，造成了在安全疏散的距离方面也无法达到相应的规范要求。

2.3 火灾发生时难以控制排烟排气

大空间建筑不仅其空间比较大，其体量也十分巨大，层高高，结构形式复杂，按照常规的消防设计很难对防烟分区进行划分，而在设置排烟及防烟系统时也存在较大的难度。

2.4 大空间的钢结构的耐火性难以满足消防要求

大空间建筑普遍使用钢结构，但钢构件的耐火能力比较差，一旦火灾发生时的温度超过540℃时，就会严重影响钢结构的稳定性及完整性，造成钢结构变形，使建筑物发生垮塌。

2.5 一般的消防设施以及报警装置难以满足大空间的消防需要

大空间建筑由于其空间跨度大且层高较高，使得火灾发生时烟气的浓度和温度无法及时发出报警装置。也就造成了与报警装置联动的自动灭火装置无法及时启动。而且这类喷淋系统的水流速和覆盖范围等也无法满足大空间的灭火需要。

3 在设计中解决公共大空间建筑的消防难点有效对策的探索

3.1 可以通过防火的隔离带或隔间对防火分区进行划分

在设计中合理设置防火分区可以有效避免火势快速蔓延，对着火分区进行隔离能够为疏散的人员提供避难的区域，降低火灾造成的损失。设计时应根据大空间建筑的实际结构特点以及其具体的功能来划分防火分区。

（1）对如机房、配电室以及办公室、休息室等没有特殊结构及功能要求的辅助性用房应选择可燃性低，且其耐火极限应超过3h的材料；其他的楼板应采用耐火极限超过1.5h的材料，并适应达到甲级标准的防火门，使这些地方能够与其他区域相对隔离，成为有效的消防隔间。

（2）应在大空间建筑内设计防火通道，通道应达到一定的宽度，能够起到消防隔离带的作用，这样虽然没有物理上的分隔，但依然可以有效防止火灾蔓延。

3.2 解决疏散距离过长问题的对策

3.2.1 合理设计排烟系统

在发生火灾时，对人员生命构成最大威胁主要是烟。大空间建筑的特点使其具有充分蓄烟的空间。这类建筑具有开阔的空间，人员的视线比较清晰，可以迅速发现火灾并做出应对，开始进行安全疏散的反应时间会较短。因此，虽然大空间建筑的疏散距离并不完全符合消防规范的相关规定，但只要对烟气的控制系统进行合理的设计，也可以为人员疏散争取到足够的时间。

3.2.2 设置避难通道

造成大空间建筑的疏散距离达不到消防要求的原因主要是其面积过大，同时往往因为使用的要求无法在建筑的中部设计安全出口以及疏散用的楼梯。为了解决这一问题，设计时可以通过避难通道的设置来起到缩短疏散距离的效果。这样在发生火灾时，人员可以快速到达避难通道，以保证人身安全。设计避难通道时要满足国家相关的消防设计规范要求。

3.2.3 设置应急的照明指示

在消防设计中，设置应急的指示照明十分重要。大空间建筑通常结构比较复杂，且开阔且无固定的流线，使安全疏散的路径比较复杂，不熟悉其内部结构的人员在发生火灾时由于心理恐慌，很难及时找到疏散路径。所以，在设计时应采用集中控制的消防应急指示照明系统，并合理设置，以满足大空间建筑的疏散需要。这种系统可以保证24h对设备进行不间断的巡检，提高了建筑的安全性。

3.3 在设计排烟系统时要与建筑的实际特点充分结合

3.3.1 在设计中应采取避免外部烟气进入的措施

对与大空间连接的一些其他部位进行消防设计时，应为其设置独立排烟系统，使烟气能够直接排放至室外，阻断烟气侵入大空间的通道。

3.3.2 在设计中应采用逻辑分区的方式进行排烟设计

由于我国在消防规范的排烟标准上还存在不足，一些排烟机往往在需要根据产烟量才开始工作，无法满足大空间消防安全的实际需要。因此，在进行设计时，要充分考虑排烟机的这一问题，根据大空间物理分隔较少的特点，采取逻辑分区的方式对防烟分区进行划分，以促使机械排烟机提高排烟的效果。

3.3.3 在进行消防设计时应充分利用自然条件进行排烟

当机械排烟装置的设置存在困难时，设计中应充分利用大空间蓄烟性较强的特点，充分利用自然条件进行排烟。在设计方案中可以选择电动的排烟窗，与火灾报警系统进行联动，发生火灾时可以自动开启。设计自然的排烟口时要注意充分利用对流作用，从而增强排烟效果。

3.3.4 根据钢结构的实际耐火能力设计消防方案

钢结构是国家在消防安全标准中要求进行消防保护的重要部位。然而大空间公共建筑有特殊性，其空间面积比较大，在火灾发生时，烟气的温度相对较低，对钢结构安全的危害性比较小，因此，需要在设计中综合考虑其经济学及安全性，对钢结构的各种性能进行详细的计算，设计出经济安全的消防方案。对钢结构耐火能力进行分析时应重点考虑下面2点因素：一方面是火源可能出现的位置。设计时应结合建筑的平面布置和使用功能，计算火灾荷载，并对建筑内存在消防隐患的位置和结构进行分析，对火源位置进行预判。另一方面是火灾可能发生的规模。应全面考虑大空间建筑内各种消防设施的配置情况，空间的实际大小以及火灾荷载的种类及分布，以预估火灾可能的规模。

3.3.5 设计时应采取能够满足大空间消防需要的相关技术方案

在设计中必须根据大空间建筑的特点，采用能够满足其特殊性的探测火灾的装置以及相应的消防设备。现阶段可以使用的主要设备有红外探测的报警装置以及空气采样的烟雾探测装置。通过对空气进行采样探测烟雾的报警装置的灵敏性比较高，且设计安装比较灵活，其应用范围也比较广。如果在设计中选择红外探测系统时，需要合理布置其位置。在选择报警系统时要充分考虑层高问题，对于超过了20m的空间高度就必须所设计相应的措施来克服层化的现象，比较可行的是对探测器进行分层布置或者采取交叉布局。

设计自动灭火装置时，低空位置可以使用常规的喷淋系统。高空区域则应选择主动式的灭火装置。这种装置包括了智能化灭火设备以及自动扫描式的射水及高空水炮的灭火设备，可以在火灾发生时对起火位置进行自动探测和主动灭火。

4 结语

随着我国经济以及城市建设的发展，建筑设计的水平也在不断地提高，为了满足人们生活、出行，以及休闲娱乐等需要，具有大空间公共建筑将越来越多。在设计此类特殊的公共建筑时，消防安全方面设计必不可少，也是整个设计方案中的重要组成部分。由于大空间建筑的特殊性，在进行消防设计时存在诸多的难点，需要设计人员深入研究，并与相关部门及人员密切配合，才能使设计方案满足消防安全的需要。设计时应积极应用先进的消防设施，并以消防安全作为设计的出发点，根据建筑的实际特点和具体功能，合理划分隔离带，并对各种消防设施进行科学的布置安排。目前，我国的消防技术和相关设备在一定程度上还无法完全适应大空间建筑的消防需要，因此，更需要加强建筑物的消防设计，以高效规范的消防设计来保证建筑内人员及财产的安全。