某会展中心人员疏散安全性能化分析
2019-11-27陈启元
陈启元
CHEN Qi-yuan
(青岛消防救援支队)
1 工程实例
某大型会展中心,总建筑面积约26.2万m2,其中地上建筑面积24.77 万m2, 地下建筑面积1.4 万m2,会展部分19.56万m2、停车楼6.61 万m2。展廊为单层建筑,展厅、停车楼为建筑高度均低于24m 的多层公共建筑。
2 防火设计难点
本工程为大型公共建筑,展廊为单层建筑,展厅、停车楼为建筑高度均低于24m 的多层建筑,防火设计中存在的主要难:
2.1 防火分区
本工程登录大厅、各展厅各自划分防火分区,登录大厅和外廊面积约为43201.1m2,顶部设置有风雨棚,对建筑内人员疏散、火灾蔓延、消防救援等可能造成影响,需要对其安全性进行分析。
阴影中心为PC 板展廊,面积25884m2,阴影外围为展厅和PC 板展廊之间的通道及功能用房,面积为17317.1m2。
2.2 安全疏散
二层展馆每三个馆一组,通过有顶室外连廊将单独展厅连在一起,二层展馆需要通过有顶室外连廊疏散,其安全性进行可行性分析。
图1 登录大厅面积分区图
3 解决方案
3.1 基本要求
①超大空间、防火分区超过规范要求的空间、疏散距离超过规范要求的空间室内装修材料燃烧性能等级应为A 级。
②金属围护屋面防火保温隔热材料燃烧性能等级应为A 级。
③室内外墙体装饰材料的燃烧性能等级应为A 级。
④空间高度小于12m 区域设置自动喷水灭火系统,并采用特殊响应喷头。
⑤空间高度大于12m 区域设置两种火灾自动报警系统。
⑥展厅、展廊区域设置带软管卷盘的室内消火栓,按规范配备灭火器。
⑦各展厅的人员密度按0.75 人/m2计算。
3.2 展厅
①展厅内设置防火隔离带,防火隔离带的宽度不小于9m,防火隔离带两端设置直通室外的安全出口,防火隔离带上方净空不布置非必须物品。
②展厅内设备房与展厅分隔应采用耐火极限不低于3.00h 的墙体、乙级防火门;展厅与库房分隔采用甲级防火门;管道井的门采用丙级防火门。
③严禁布置多层展位和封闭式展位。
④展厅内设置固定消防射流灭火系统,确保防护区任一部位至少有两股射流保护。消防射流系统应具有直流和喷雾两种功能。
⑤展厅采用自然排烟方式,电动排烟窗设置在展厅顶部,排烟窗开启后,有效面积不小于地面面积的5%;自动排烟窗具备防失效保护功能,保证在火灾时能够在60s 内自动打开并处于全开位置,并具备与火灾报警系统联动控制功能、远程控制开启功能和现场手动开启功能。
⑥在人员密集的展厅、洽谈会议区等场所设置集中控制型智能疏散指示系统,地面设置间距不大于10m 视觉连续性疏散指示标志。
⑦消防应急照明和灯光疏散指示标志火灾情况下工作时间不应小于1.00h。
3.3 展廊
①洽谈会议区、医疗服务等功能房间与展廊进行防火分隔时,采用耐火极限不低于2.0h 的不燃烧体防火隔墙和1.5h 的不燃烧体屋顶。功能用房面积大于50m2时,设置机械排烟系统;装修应采用不燃材料;功能用房不得使用明火作业。
②展厅与二层展馆和进行分隔时,采用防火墙和耐火极限不低于3.0h 的防火卷帘。
③PC 板展廊参照商业步行街设计,展廊为高大空间,屋面为镂空百叶。
④与之毗邻的二层功能房间采用防火卷帘分隔作为加强措施。二层与PC板展廊毗邻的不够6m 防火间距的功能房间采用防火卷帘分隔,其余毗邻段满足6m 防火间距,其中防火卷帘总长度小于毗邻面总长度的20%。
⑤展廊内设置的座椅制作材料燃烧性能等级不低于B1 级。
⑥展廊采用自然排烟方式,屋面安装固定通风百叶式,有效面积不小于地面面积的25%。
3.4 其他要求
①消防用电干线为矿物绝缘电缆,支线及配线为低烟无卤耐火电缆;其他照明线路为低烟无卤阻燃电缆。
②设置电气火灾监控系统,采用电气防火限流式保护器。
③制定并落实防火责任制,保证防火组织及制度的健全,明确专人负责管理,并逐级落实防火责任。
图2 室外连廊示意图
图3 火灾位置示意图
表1 火灾场景分析汇总表
4 安全性评价
4.1 火灾场景设计
火灾场景设计时考虑建筑结构、防火分隔、主动消防设施、各功能区分布和火灾危险性大小,设置了5 个火源位置,确定了10 个火灾场景,火灾位置见图3,火灾场景各参数见表1。
4.2 烟气流动预测
FDS(Fire Dynamics Simulator)为火灾动力学模拟软件,建立本工程FDS 模型效果图,见图4。运用该软件对建筑内的火灾及烟气蔓延情况进行模拟计算,得到各火灾场景下的火灾蔓延及烟气流动状态。影响人员安全的性能参数的极限值见表2
图4 FDS 物理模型图
对10 个设定火灾场景下火灾烟气运动的模拟分析,可得到如下结果:
人员在疏散时,通常向远离火源的方向疏散,在确定人员可用疏散时间时,以远离火源的各个安全出口的各项参数为依据。
4.3 人员安全疏散分析
4.3.1 疏散场景的设计
最不利于人员安全疏散的情况为火灾发生在某一疏散出口附近,使该出口堵塞不能用于人员疏散。根据这一原则,结合设定的10 个火灾场景,会展中心内设置了相对应的5 个疏散场景,见表4。
表2 人员安全的性能参数
表3 安全出口清晰高度处各项参数
表4 设定疏散场景汇总表
4.3.2 人员安全疏散判据
人员安全疏散判据涉及各项数据及相互关系见表5
表5 人员安全疏散判据
本工程中,报警时间TA确定为60s,响应时间TR确定为120s,疏散行走时间TM由软件模拟计算确定。
采用Thunderhead Engineering公司开发的疏散软件PathFinder 2018进行疏散模拟分析。建立疏散场景的PathFinder模型,图5 所示。
图5 某会展中心人员整体疏散模型
5 个场景下不同区域的必需疏散时间TRSET,见表6。
表6 疏散场景疏散时间汇总表
4.4 疏散安全性判定
将安全疏散时间(TRSET)与10 火灾场景下的可用疏散时间(TASET)进行比较,结果见表7。
表7 人员疏散安全性判定
通过对人员的疏散模拟与火灾烟气模拟计算结果进行比较可知:对于各个设定火灾场景和疏散场景,建筑内的人员均能够疏散至安全区域。
5 结语与建议
5.1 结语
根据本报告提出的调整方案,针对青岛世博城进行了定性和定量分析,其分析结果表明:
1)防火分区划分及防火分隔措施合理,能够满足建筑整体消防安全的要求;
2)展廊的排烟设计能够有效控制烟气蔓延,为人员安全疏散提供足够的可用疏散时间。
3)消防设施和疏散设施能够保证人员安全地疏散到室外安全区域。
综上,防火设计方案可行。
5.2 建议
消防安全是一个完整的系统总体性能的反映,本项目的消防安全设计及业主建议如下:
①加强疏散设施维护管理,保证疏散通道畅通,应急照明和疏散指示标志完好。
②消防设施定期检测维护,禁止遮挡、圈占消防设施以及挪作他用,消除可能影响消防设施和器材有效使用的行为或障碍。
③加强用火用电管理,展出期间,禁止人员在非吸烟区吸烟,不得在建筑内使用明火或大功率电器。活动后,全面巡查,清除火种,关闭不应使用的电气设备等。施工动火应按照程序审批和安排专人监护。
④健全制度与消防应急预案,定期对建筑内的工作人员进行消防安全培训和灭火、疏散演习,提高其报火警和灭初起火的能力,提高其引导顾客疏散的能力。
⑤建立微型消防站,提高火灾响应速度,增强火灾处置能力。