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商业综合体中有顶步行街、无顶步行街的建筑防火设计若干问题比较探析

2018-11-26张宇

重庆建筑 2018年11期
关键词:防火间距连廊步行街

张宇

(重庆大学建筑城规学院,重庆 400045)

0 引言

十三五规划以来,国内掀起了新一轮的城市建设高潮,众多商业中心、购物广场和综合商城不断涌现,其建筑形式打破传统,由原有单一业态发展成为集多种功能于一体的大型商业综合体。国内以万达广场、华润万象城等为首的商业综合体已成为业界的标杆。

随着人们对体验式购物的需求不断提高,商业综合体中的流线已发生质的改变,从以中庭(图1)为核心,转变为以步行街(图2)为核心。从图1和图2不难发现,步行街可以视为是多个中庭的串联,避免商场中死角的出现。以前以中庭为核心的最大弊端是无方向感,而现在以步行街作为主动线,导向性强,所有营业厅都分布在步行街两边,大大提高了营业厅的商业价值。

图1 中庭示意图

图2 步行街示意图

步行街作为商业综合体的水平和竖向枢纽,对于商业综合体的防火设计具有重要意义。虽然《建筑设计防火规范》GB 50016—2006(简称“老建规”)和《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045—95(简称“老高规”)对建筑物中庭的防火设计都有明确规定,但对于火灾危险性与中庭相近的步行街的建筑防火设计要求,“建规”和“高规”均没有提及。2015年5月1日正式实施的《建筑设计防火规范》GB 50016—2014[1](简称“新建规”)对商业步行街的防火设计要求进行了明确,填补了一直以来我国对商业步行街防火设计的空白。但是,“新建规”中关于步行街仍然有一些问题尚未明确,例如:有顶商业步行街和无顶商业步行街之间的界定,最大防火分区面积上限,以及安全疏散的条件等。这就使得不少设计人员在设计时仍容易混淆。因此,当下对触及到商业综合体流线枢纽的步行街进行关注,显得尤为重要。

本文根据《建筑设计防火规范》GB 50016—2014等规范,结合笔者的实际工作经验及参与的工程杭州万象城(有顶步行街)和武宁联盛快乐城A区(无顶步行街)为例,以多对词组进行相互比较。本文聚焦建筑防火设计中的核心(防火分区、防火间距、安全疏散),对商业综合体中有顶、无顶商业步行街的若干问题进行比较探析,而对于场地总平面、构造、材料、结构、设备等防火设计不予赘述。以期为类似商业综合体中步行街设计和优化解决方案提供参考。

1 “有顶步行街”、“无顶步行街”的特征和词源考、案例概况

1.1“有顶步行街”、“无顶步行街”

经查阅,《建筑设计防火规范》GB 50016—2014[1]的第2条术语、符号,未对商业综合体、有顶步行街、无顶步行街进行解释;经查阅,《民用建筑设计术语标准》GB/T 50504—2009[2]中也无商业综合体、步行街的术语定义。可见,在中华人民共和国国家标准中对有顶、无顶商业步行街的术语定义是非常谨慎。

在《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.3.6条文解释中,有顶棚的商业步行街主要特征描述:零售、餐饮和娱乐等中小型商业设施或商铺通过有顶棚的步行街连接[1];结合《现代汉语词典》[3]中有对步行街进行定义;再结合商业综合体、有顶、无顶等词在其前作为定语进行限定。因此,商业综合体中的有顶步行街可以理解为:在一栋商业综合体内,用上部覆盖顶棚的步行街连接步行街两侧建筑,其作用是在建筑内部连接商业的构筑物(为便于区分,简称“内街”);商业综合体中的无顶步行街亦可以理解为:多栋各自独立的商业建筑之间,用上部未覆盖顶棚的步行街连接,其作用是在各建筑之间连接商业的构筑物(为便于区分,简称“外街”)。诚然,对于商业步行街的表现形式又是空间的,即步行街不仅仅包括一层的步行街,还应包括二层及其以上部分;同时在步行街上一般有数个中庭开口进行上下连通,最后整合成为商业综合体的水平和竖向的“交通枢纽1”。因此,业界也将其称为“立体街”。

1.2案例概况

杭州万象城(图3),位于杭州市钱江新城庆春路与富春路交汇处。占地150亩,总建筑面积80万m2,该项目中所采用有顶步行街(“内街”)的形式,其主体长度约为186m,步行街层数为一层至五层,步行街总面积为16815.19m2。

武宁联盛快乐城A区(图4),基地由由武陵岩大道划分为A、B两块用地,规划区用地面积为100583.3m2,规划地上总建筑面积为156909.9m2。需要特别说明的是,本文只涉及A区地块。A地块主要分布服饰、超市、美食街、家居生活、酒店五大功能区块,采用的是无顶步行街(“外街”)的形式,成“X”型,其主体长度约为160 m,步行街层数为一层至三层。

2 防火分区

图3 杭州万象城

图4 武宁联盛快乐城

《建筑设计防火规范》GB 50016—2014第2.1.22条,对防火分区的定义为在建筑内部采用防火墙、楼板及其他防火分隔设施分隔而成,能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部空间[1]。

2.1防火分区面积——步行街最大防火分区面积未做明确规定

根据《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.3.1条:除本规范另有规定外,不同耐火等级建筑的允许建筑高度或层数、防火分区最大允许建筑面积应符合表5.3.1的规定。5.3.4条:一、二级耐火等级建筑内的商店营业厅、展览厅,当设置自动灭火系统和火灾自动报警系统并采用不燃或难燃装修材料时,其每个防火分区的最大允许建筑面积应符合下列规定:1.设置在高层建筑内时,不应大于4000m2;2.设置在单层建筑或仅设置在多层建筑的首层内时,不应大于10000m2;3.设置在地下或半地下时,不应大于2000m2[1]。

事实上,对上述规范可以理解为除有顶步行街和无顶步行街外的营业厅,其防火分区面积大小要受其所在建筑分类的制约。例如:若为高层商业,其防火分区面积应不大于4000m2;若为多层商业,其防火分区面积应不大于5000m2。然而,《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.3.6条中对步行街的防火分区面积的上限却未做明确规定。

2.2防火分区计算方式——“亚安全区”性能化防火vs.环廊和营业厅合并计入,连廊不计

因在划分水平防火分区时,每层平面都有其相似性,故本文只针对杭州万象城有顶步行街和武宁联盛快乐城A区无顶步行街的二层平面图进行比较探析即可。

在杭州万向城的二层平面图(图5)中,有顶步行街(图6)的主体长度约为186 m,贯通一层至五层,形成共享空间。因中庭形状为不规则曲线开口、无柱子和构造柱支撑且上下层互相错位,导致难以在中庭设置防火卷帘及其导轨,同理亦难以设置侧向防火卷帘门2,以至于此类有顶步行街中庭处均未设置防火卷帘和侧向防火卷帘门。所以,计算防火分区面积时因参照《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.3.2条,采取将一层至五层的步行街的建筑面积进行叠加计算(表1),形成一个扩大防火分区。经计算得出,防火分区F0的总面积(表2)为16815.19m2,超过《建筑设计防火规范》GB 50016-2014的5.3.1条关于防火分区面积的限定,但是5.3.6条中对步行街的防火分区面积未做明确规定。显然,对于有顶步行街的防火分区的划分及面积认定,不应按照常规的防火分区面积上限进行操作,而是应该把其看作为“亚安全区”3进行考虑。

图5 杭州万向城二层平面图

图6 杭州万象城 二层步行街示意图

表1 有顶步行街各层建筑面积及其功能

表2 有顶步行街的防火分区总面积及其功能

根据《建筑设计防火规范》GB 50016-2014的5.3.6第3、4、6条步行街两侧建筑的商铺之间应设置耐火极限不低于2h的防火隔墙,每间商铺的建筑面积不宜大于300㎡。步行街两侧建筑的商铺,其面向步行街一侧的围护构件的耐火极限不应低于1h,并宜采用实体墙,其门、窗应采用乙级防火门、窗;当采用防火玻璃墙(包括门、窗)时,其耐火隔热性和耐火完整性不应低于1h;当采用耐火完整性不低于1h的非隔热性防火玻璃墙(包括门、窗)时,应设置闭式自动喷水灭火系统进行保护。相邻商铺之间面向步行街一侧应设置宽度不小于1m、耐火极限不低于1h的实体墙。步行街的顶棚材料应采用不燃或难燃材料,其承重结构的耐火极限不应低于1h。步行街内不应布置可燃物[1]。

事实上,上述规范将有顶步行街两侧的商铺用防火墙、防火卷帘、防火门与步行街进行分隔,从而达到性能化防火的目的,使得步行街区域能够成为“亚安全区”[4]。实际工程设计中,杭州万象城有顶步行街作为“亚安全区”,采用的是性能化防火设计。需要指明的是,该项目步行街与相邻两侧的商铺边界处采用的是侧向防火卷帘门,已超过参照防火卷帘规范规定的长度,经过专家论证同意实施。采用防火分隔形式的策略(图7):在通道处设置防火墙及防火门;在每层步行街的顶部设置自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统;在每层边界处的商铺实墙处设置机械排烟系统;步行街的顶棚设置自然排烟设施并采用常开式的排烟口;对边界处相邻商铺的隔墙采用“钢化玻璃加窗喷”的形式进行保护等。

在武宁联盛快乐城A区的二层平面图(图8)中,无顶步行街成“X”型,其主体长度约为160 m,贯通一层至三层,形成共享空间。此类无顶步行街可以理解为多栋独立的商业建筑之间,用上部未覆盖顶棚的步行街连接,即“外街”。此类无顶步行街由两部分组成(图9),一是围绕各栋建筑的环廊,二是各栋独立的商业建筑之间连接的连廊。需要注意的是,因属于无顶步行街,所以环廊和连廊上部均无顶盖进行覆盖。此类无顶步行街中的环廊和连廊的交接处可以不设置防火卷帘[5],天井和连廊可视作为防火隔离带4。在水平防火分区划分上:环廊及其所在的商业营业厅一起划分为一个防火分区;天井与连廊构成的上下贯通空间为室外,因此天井与连廊不计水平防火分区。上述观点,已被《大型连廊式商业综合体建筑防火分隔优化设计》[6]验证。

图7 杭州万象城有顶步行街采用的防火策略

图8 武宁联盛快乐城A区 二层平面图

图9 武宁联盛快乐城A区二层步行街示意图

根据《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.3.6第2条步行街两侧建筑相对面的最近距离均不应小于该规范对相应高度建筑的防火间距要求,且不应小于9 m。步行街的端部在各层均不宜封闭,确需封闭时,应在外墙上设置可开启的门窗,且可开启门窗的面积不应小于该部位外墙面积的一半。步行街的长度不宜大于300 m。6.6.4条规定连接两座建筑物的天桥、连廊,应采取防止火灾在两座建筑间蔓延的措施[1]。

事实上,上述规范将步行街中的连廊连接多栋独立商业建筑有支撑依据。实际工程设计中,武宁联盛快乐城A区无顶步行街的防火分区(图10)也是按照环廊与相连所在商业营业厅一同计入防火分区,因环廊无维护结构计,以1/2面积加营业厅计全面积一同计入防火分区;无顶步行街中的连廊应视室外构筑物,视同为防火隔离带,不计算防火分区。

图10 武宁联盛快乐城A区防火分区示意图

2.3小结

综上所述,在防火分区计算方式上:有顶步行街作为“亚安全区”,采用性能化防火,计为一个防火分区,对于该水平防火分区面积的上限规范未作明确规定;而根据《建筑工程建筑面积计算规范》GB/T 50353—2013[7]3.0.9,无顶步行街中的环廊(计1/2面积5)和营业厅(计全面积)合并计入防火分区,因连廊为室外不计入防火分区。

3 防火间距

3.1防火间距——同时满足建筑之间的防火间距和≥9 m vs.只须满足建筑之间的防火间距

根据《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.2.2条,民用建筑之间的防火间距不应小于表5.2.2的规定,与其他建筑的防火间距,除应符合本节规定外,尚应符合该规范其他章的有关规定(表3)。5.3.6第2条:步行街两侧建筑相对面的最近距离均不应小于本规范对相应高度建筑的防火间距要求且不应小于9m[1]。

值得注意的是,上述规范规定的防火间距,即有顶步行街的防火间距,须同时满足两个条件:一是符合民用建筑之间的防火间距(6 m、9 m、13 m),二是符合≥9 m。因计算防火间距时每层平面都有其相似性,故本文只针对杭州万象城的二层有顶步行街和武宁联盛快乐城A区二层无顶步行街进行比较探析即可。

表3 民用建筑之间的防火间距(m)

在杭州万象城有顶步行街中,在实际工程设计中,计算有顶步行街作为“亚安全区”,其净宽为20 m(图11),符合《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.3.6第2条对于步行街防火间距的要求。而在武宁联盛快乐城A区无顶步行街中,正如前文所述,环廊紧邻营业厅,与营业厅一起计入防火防区;连廊和天井应视室外。所以无顶步行街计算防火间距,只须连廊和天井的宽度满足民用建筑之间的防火间距(6 m、9 m、13 m)。在实际工程设计中,因武宁联盛快乐城A区的商业部分为多层建筑,实际连廊和天井的宽度≥6.4 m(图12),符合《建筑设计防火规范》GB 50016-2014的5.2.2条。

图11 杭州万象城有顶步行街防火间距

图12 武宁联盛快乐城A区无顶步行街防火间距

3.2小结

综上所述,在计算防火间距的对象上:有顶步行街计算的是两侧建筑相对面的距离;而无顶步行街计算的是连廊或天井的宽度。在计算防火间距上:有顶步行街要同时满足民用建筑之间的防火间距和有顶步行街的防火间距≥9 m,而无顶步行街只须满足民用建筑之间的防火间距。

4 安全疏散

安全疏散应包含安全出口、疏散距离、疏散宽度3个版块,因有顶步行街和无顶步行街在安全出口和疏散宽度上的认定和计算方式一致,均可根据《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.5.9条和5.5.21条。而本文探析的是有顶步行街和无顶步行街的不同点比较,对于安全疏散上的安全出口、疏散宽度等相同点不予赘述,只对不同点(疏散距离)进行比较。

4.1疏散距离——可能存在“二次疏散”vs.同公共建筑疏散距离计算方式一致

根据《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.3.6第5条,步行街两侧建筑内的疏散楼梯应靠外墙设置并宜直通室外,确有困难时,可在首层直接通至步行街;首层商铺的疏散门可直接通至步行街,步行街内任一点到达最近室外安全地点的步行距离不应大于60 m。步行街两侧建筑二层及以上各层商铺的疏散门至该层最近疏散楼梯口或其他安全出口的直线距离不应大于37.5 m。5.5.17第1条,公共建筑的安全疏散距离应符合下列规定:1.直通疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的直线距离不应大于表5.5.17的规定。第4条:一、二级耐火等级建筑内疏散门或安全出口不少于2个的营业厅等。其室内任一点至最近疏散门或安全出口的直线距离不应大于30 m;当该场所设置自动喷水灭火系统时,室内任一点至最近安全出口的安全疏散距离可分别增加25%[1]。

根据对上述规范的分析可知,有顶步行街和无顶步行街在二层及其以上疏散距离的计算方式是一致的。显然,区别在于首层的疏散距离。另外,正如前文所述,一般有顶步行街的防火分区作为“亚安全区”,采用性能化防火设计,因此人员到达“亚安全区”后,需要步行到“亚安全区”的疏散楼梯疏散,到达首层后,还有可能重新回到“亚安全区”,再通过其对外的出口才能真正疏散到室外的安全地点。因此,通过“亚安全区”疏散的人员采用的是“二次疏散”或者“接力疏散”的方式,不可避免地会带来疏散线路延长、疏散时间增加的问题。

杭州万象城在实际工程设计中,采用比较讨巧的疏散设计方法。需要说明的是,为着重体现步行街的疏散方式,在首层平面疏散图中(图13)与步行街防火分区无关的疏散楼梯未进行标注。采用疏散楼梯尽量靠外墙设置,多个疏散楼梯成组共用通道直通室外,首层平面在安全出口局部缩进的方法,故没有产生此类有顶商业步行街的通病——“二次疏散”,即二层及其以上疏散楼梯疏散到达首层后,重新回到有顶步行街,再通过其对外的出口疏散到室外的安全地点。该项目符合《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.3.6对于有顶步行街疏散距离的要求。

而武宁联盛快乐城A区在实际工程设计中,因无顶步行街可视同为室外,所以计算疏散距离与公共建筑计算方式一致。需要说明的是,为着重体现步行街的疏散方式,在首层平面疏散图中(图14)与步行街防火分区无关的疏散楼梯未进行标注。无顶步行街环廊紧邻营业厅,与营业厅一起计入防火防区;连廊和天井应视室外。若发生火灾,在环廊上的人员,因本身就已在防火分区内,只需疏散时进入疏散楼梯,到达首层安全出口,无需二次疏散。该项目符合《建筑设计防火规范》GB 50016—2014的5.5.17对公共建筑安全疏散距离的要求。

图13 杭州万象城有顶步行街首层平面疏散图

图14 武宁联盛快乐城A区无顶步行街首层平面疏散图

4.2小结

综上所述,在计算疏散距离上,有顶步行街可以采用比较讨巧的疏散设计方法:疏散楼梯尽量靠外墙设置,多个疏散楼梯成组共用通道直通室外,首层平面在安全出口处局部缩进的方法;亦可以采用“二次疏散”,即二层及其以上疏散楼梯疏散到达首层后,重新回到有顶步行街,再通过其对外的出口疏散到室外的安全地点。无顶步行街可视同为室外,所以计算疏散距离与公共建筑计算方式一致。

5 结语

虽然《建筑设计防火规范》GB 50016—2014对原有规范进行了整合和修订,解决了一些工程建设发展中出现的新情况、新问题以及规范执行中遇到的疑难问题,但在解决有顶步行街、无顶步行街的实际工程中遇到的问题仍难以做到面面俱到。

事实上,笔者在实际调研重庆大坪英力国际广场中遇到了问题,根据施工图图纸上该商业综合体为“无顶步行街”,而实际调研发现已被后期改建成为“有顶步行街”。从“无顶步行街”到“有顶步行街”,虽然只是一字之差,但是适用的规范及最终的设计结果却是大相径庭。其表现在,一是在建筑专业中产生连锁反应:从无顶步行街到有顶步行街→建筑面积增加→容积率、建筑密度增加→突破项目规划指标;二是在设备专业中产生连锁反应:从无顶步行街到有顶步行街→建筑面积增加→若超过最大防火分区面积的上限,需重新划分防火分区→防烟分区重新划分,机械排烟量重新计算;三是在结构专业产生连锁反应:从无顶步行街到有顶步行街→增加的顶棚重量若超过结构的极限荷载,结构将被破坏。

总之,商业综合体中的有顶步行街和无顶步行街是两个不同范畴,须辨析清楚,不能混淆。

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