超大空间消防设计策略——以深圳国际会展中心消防设计为例

李媛琴 丁荣 吴凡 黄煜

深圳市欧博工程设计顾问有限公司

基于会展类建筑功能复合、空间灵活的使用需求，为适应不同展品尺度及功能要求，其空间尺度设计日益庞大，确保其消防安全成为设计首要解决的课题。

深圳国际会展中心项目是目前全球最大的集展览、会议、餐饮为一体的超大型综合展览复合体。本文以该项目消防设计为例，梳理超大空间消防设计遇到的问题及解决思路，试图为超大空间消防设计提供应对措施和思路。

1 项目概况

深圳国际会展中心项目主体建筑呈鱼骨式布局，共设置19个展厅和2个登录大厅，通过南北向的两层架空中央廊道串联在一起。主体展厅空间均为单层，高度约26m，局部配套空间为多层空间。项目整体消防定性为多层建筑。

项目主体建筑长约1.75km、宽约0.47km，各展厅之间南北向设置33m间距，东西向设置27～52m间距，既满足了货车通行、临时停靠的需求，也满足了消防车到达每个展厅的需求。

项目展厅设计采用类标准化设计，分16个标准展厅（编号1～16），每个展厅的建筑体量尺寸约为108m×209m，单层展览空间的建筑面积约2万m2；2个特殊展厅（编号18，20）的建筑体形与标准展厅相同，但其内部空间布局有所不同，可兼顾会议、宴会、体育赛事要求；1个超大展厅（编号17）的建筑体量尺寸约为209m×249m（约为2个标准展厅体量加展厅33m间距之和），单层展览空间的建筑面积约为4.7万m2。南北登录大厅（L1、L2）为展厅序列提供登录、高端会议、餐饮服务。单层登录空间设在东侧，西侧分别为多功能厅、报告厅、会议室等，靠近中央廊道的位置还设有餐饮区域，方便展会人员通过中央廊道到达。

2 防火设计难点：防火分区和疏散距离

标准展厅是项目主体空间，以承接大型展览为主要功能，单个展览空间面积达2万m2，另配置一个17号超大展厅。按照《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）要求，展览厅单层建筑空间每个防火分区最大允许建筑面积≤10 000m2，疏散距离不应超过37.5m。因此，如何在保证大空间完整性及高使用效率的前提下解决防火分区过大、疏散距离超长的消防问题，成为项目的重点。

3 消防难点解决策略

3.1 消防加强措施

针对上述防火设计难点，以及会展建筑自带的人员密度大、展品火灾性复杂等特点，项目在消防设计之初，首先对超大空间进行了一系列消防加强措施，旨在最大限度降低超大空间的火灾荷载及风险，为下一步解决消防设计问题提供保障。

3.1.1 增设具备消防车登高操作场地

1 总平面示意图

2 项目剖面示意图

3 标准展厅平面示意图

4 标准展厅疏散距离示意图

5 17号超大展厅平面示意图

6 17号超大展厅疏散距离示意图

7 消防总平面图

8 登录大厅平面示意图

本项目作为广东省重点项目，定位高、体量大，开展时人员密度峰值也高，故对消防安全的等级要求也同步提高。为保证危急救援的可靠性，在总图设计时，除保证消防车均能到达每个展厅和登录厅位置，还在每个展厅和登录厅的一个长边均增设了具备消防车登高操作场地要求的条件，以实现展厅、登录等大空间及其周边附属多层配套用房的及时救援。

3.1.2 有效控制灾害蔓延

从降低火灾风险、控制灾害蔓延方面，项目采取了多项加强措施。首先，各展厅金属围护屋面的保温隔热材料耐火等级均提高到A级；其次，各展厅和登录大厅等防火分区面积超过规范要求的单层空间建筑的楼板耐火极限均提升为2h，同时作为各展厅之间联系的中央廊道楼板（8.0m标高）耐火极限也提高至2h；最后，各展厅内库房（仅存放丙二类物品）、厨房的房间门的耐火极限均提高为甲级防火门，最大限度降低灾害的蔓延。

3.1.3 提高消防设施配置

在消防设施配置上，项目也提高了要求。例如，项目在地下室设置两套独立的消防泵房和水池，互为备用；所有净高为8～12m的空间均采用快速响应喷头；所有展厅、登录大厅及中央廊道的8m平台以上空间等净高＞12m的室内外空间均采用消防水炮，消防炮的布置满足同一平面有两门水炮的水射流同时到达被保护区域的任一部位；单层展厅内设置机械排烟系统（17号超大展厅除外），排烟量按60m3/（h·m2）计算，增加10%的漏风系数；同时在超规空间的外立面设置一定量的自然排烟窗作为辅助排烟设施，且排烟窗有效面积不小于地面面积的3%。

3.1.4 严格的防火空间分隔设计

在防火空间划分上，项目进行了严格的分隔设计。为确保展厅空间的相对消防独立，周边设备房、办公、餐饮等配套空间与展厅之间均采用防火墙及防火门进行分隔。登录大厅作为项目中比较特殊的空间（位于L1、L2东侧，单层空间，面积约1.5万m2），被界定为纯交通空间，在确保登录大厅无任何火灾荷载的同时，将周围配套用房（如登记、行李寄存等空间）用防火墙、防火卷帘等与之进行完全分隔。

3.2 防火分隔、疏散距离的解决方案

在上述一系列消防加强措施保障下，超大空间的消防设计才得以真正开始。结合不同空间的尺度大小及使用要求，通过合理的防火分隔手段，在解决各空间消防难题的同时最大限度地保全空间完整性和使用效率，是本项目消防设计的最终目标。

3.2.1 防火分隔水幕与疏散通道的应用（应用于16个标准展厅及20号特殊展厅）

一般说到防火分隔方式，首先想到的是防火墙和防火门窗。展厅要求提供空旷的超大空间，是设计必须满足的首要条件，而防火墙的“硬”分隔方式明显破坏了展厅空间的设计初衷。另一种常见的防火分隔方式是防火卷帘。受制于产品检测要求和生产工艺，防火卷帘不能提供满足展厅高度、长度的合格产品，也不适用于本项目。经过实际案例考察和比选，项目最终采用规范推荐的防火水幕系统作为展厅空间防火分隔的主要方式。

确定展厅空间防火分隔方式后，结合布展需求及对整个空间的定性定量分析，确认在防火分隔水幕的下方设置仅供人员疏散的主疏散通道，以有效阻止火势的蔓延。

首先，为确保展厅人流的快速疏散，在各展厅内设置6m宽的主消防疏散通道，此通道仅作为人员通行使用，不得放置任何可燃物；其位置与6m宽的防火分隔水幕相对应（防火分隔水幕安装高度达到25m，超过国家规范要求，因此设计参数经由实体对比试验研究结果而定），将整个展厅划分为≤10 000m2的若干个防火单元，从而实现空间的“虚”分隔。

其次，除水幕下方的主疏散通道外，为保证展厅空间疏散的均匀性及必要的疏散通道密度，各展厅结合标准展位（3m×3m为一个标准展位）布置设计，同时参考多个同等规模并已投入运营的会展建筑（如上海国家会展中心、广州琶洲会展中心等），分析和对比了疏散通道面积与展览空间面积的比值关系（上海馆、广州馆均约为51.4%），最终确定在本项目各展厅内两个对向的安全出口之间增设宽度≥6m的仅供人员通行的通道，在外墙內侧增设宽度≥3m的仅供人员通行的通道。经计算，其疏散通道面积与展厅面积比值达到52.3%，优于上海、广州两展馆情况，更好地保证人员疏散通道的均匀性。

3.2.2 屋顶重力式开启天窗、气动排烟窗的应用（应用于17号超大展厅）

17号超大展厅的面积和体量是标准展厅的2倍多，单层展厅的面积是防火分区面积规范限值的近5倍。因而，防火水幕的消防分隔方式受水量和经济的压力已经不再适用，需要引入新的消防策略来解决17号展厅的防火设计。

研究过程中，项目团队调研了已投入运营的珠海航展馆项目。珠海航展馆为满足飞机等航空类超大展品要求，单个展览面积接近5万m2，与17号展厅规模相当，具有可参考性。在处理防火分隔方面，珠海馆采用了“屋顶重力开启天窗+立面机械窗开启”与“主疏散通道”相结合的方式，将整个展厅切割为多个＜10 000m2的防火单元，为项目提供了借鉴。

结合珠海航展馆的处理方式以及本项目标准展厅的主疏散通道思路，17号展厅的防火设计策略最终确定为设置三条不同方向的9m或6.9m宽的主疏散通道，并将其上方屋面设置重力式开启天窗或气动开启扇（开启面积不小于通道地面面积的25%）；同时在展厅立面上增设不小于展厅地面面积5%的气动排烟窗，将展厅划分为6个＜10 000m2的防火单元。三条消防主通道上仅供人员疏散使用，不得设置任何火灾荷载。经专家评审，此区域可视为室外安全区域，满足疏散距离＜37.5m的设计要求。同时，与标准展厅一样，在上述防火分隔及主疏散通道设计基础上，17号展厅增设两条6m宽东西向疏散通道，更好地保证人员疏散的均匀性。

9 上海国家会展中心疏散通道布置示意图

10 广州琶洲会展疏散通道布置示意图

11 标准展厅消防平面示意图

12 超大展厅屋顶重力开启天窗实景

13 17号超大展厅消防平面示意图

4 超大空间消防设计策略和思路

深圳国际会展中心项目消防评审论证历经九个多月的时间，送审稿修改达十余版。在此过程中，项目团队得到当地消防评审部门及其他各方的大力支持，力争在消防安全、空间感受及运营效率方面找到一个最佳的平衡方案，最终项目消防设计获得专家认可。

通过深圳国际会展中心项目精细化的消防设计研究，初步总结了一些超大空间消防设计的策略和思路，希望对其他项目有所借鉴和启发。

4.1 超大空间优势

超大空间有其自身的消防优势，即因其体量大、高度高而拥有较强的储烟、纳烟能力，在危险来临之时，可以最大限度地为建筑内的人员疏散至安全区域赢得更长的疏散时间。

4.2 整体加强措施

超大空间通常在防火分区面积、疏散距离等方面存在超规现象，为确保项目安全性，在设计之初应首先考虑采用一系列消防安全加强措施，在材料选择、消防设备、消防系统等方面做升级保障，最大限度降低消防风险，这是消防设计的第一步。

4.3 防火分隔方式

超大空间势必造成火灾荷载增加，采用合理的防火分隔方式将空间化整为零，是处理消防问题的思路。常规的防火墙、防火卷帘等分隔方式无法适用超高超大空间，结合空间规模及使用功能，应考虑“虚”隔断方式，如防火分隔水幕、屋顶开启等来保证空间的连续性和完整性。设置水幕的同时需要在地下室配备相应大小的水池，屋顶开启需要做好屋顶的防排水节点设计及施工质量保障。除此之外，对于特定的功能空间，可以尝试在屋顶采用可溶性采光带（窗）来达到迅速、大量排烟排热的目的，为消防救援提供更有利的环境。

4.4 增设自然排烟设施

人员密度大是超大空间的另一显著特点。在设置机械排烟系统基础上，建议在超大空间立面上设置一定数量的自然排烟窗。当相应区域的所有或部分机械排烟风机发生故障时，消防可联动开启立面自然排烟窗，达到快速有效排烟的目的，为人员疏散赢得充分时间。

5 结语

建筑的消防安全虽然是相对的，但也是一个完整系统的总体性能体现。空间的消防设计仅仅是安全的第一步，建筑运营后的设施维护、消防巡检、安全教育等才是真正保障建筑安全的关键。