商业建筑安全疏散难点与对策研究

2020-11-02刘琰李冰金陵科技学院江苏南京211169

安徽建筑 2020年10期

刘琰，李冰（金陵科技学院，江苏南京 211169）

随着城市化进程的发展，商业建筑在城市中的地位越来越高。大型商业建筑内部功能多样，集商业、餐饮、文化、娱乐、居住等为一体,具有人流量大、空间开放、交通流线复杂、可燃物较多的特点，一旦发生火灾，若内部人员疏散困难,极易发生重大事故。本文旨在通过分析和总结提出相应对策，为商业建筑安全疏散方面的研究提供参考。

1 商业建筑火灾特点

1.1 火灾发展速度快

为了营造良好的购物环境，现代商业建筑在设计上多采用开敞的大空间、高耸的中庭（图1）、大面积的玻璃分隔，这样的设计虽然美观却导致了防火分区设置困难，一旦发生火灾如果没有有效的阻隔，火焰蔓延非常迅速。在高温作用下，热对流产生的烟气将以0.5～0.8m/s的速度水平扩散，而烟气沿楼梯间、中庭、管道井等竖向管井的垂直扩散速度为3～4m/s[1]。由此可见，层数高、中庭多的商业建筑火灾发展速度将成倍增长。加之现代商业建筑中大多安装通风系统，通风管道截面积较大，如果管道内部防火阀损坏，或者风道材料的耐火等级不够，一旦起火，火焰会从风道卷入，扩散到其他防火分区，使得过火面积迅速扩大。

图1 商业建筑内的中庭

1.2 火灾危害性大

由于商业建筑内部空间大，业态丰富，可燃物种类繁多，燃烧起来火势猛烈，燃烧时间长，火焰温度高，对建筑主要结构体系破坏力强。同时，燃烧将产生大量有毒有害的高温气体，通过分析各种火灾实例可知，火灾死亡人员中有80.3%是由于吸入毒性气体致死的。

1.3 扑救和疏散难度大

现代商业建筑的层高一般都比较高，由于烟感器的灵敏度对于火灾前期的探测存在一定的延误性，等烟雾达到一定浓度时火灾警报器发出警报，火势可能已经蔓延起来，给扑救带来了难度。加之商业建筑内部交通流线复杂、建筑外立面开窗较少，对消防人员扑救及内部人员疏散都会造成困难。

2 商业建筑中影响安全疏散难点

2.1 高温烟气对安全疏散的影响

火灾在建筑中发展有其独特性，大致可以分为初期、发展、猛烈、下降、熄灭五个阶段[2]。初期火势如果在一定时间里没有得到有效控制，突破了建筑构件的耐火极限后，会顺着走道、楼梯间、通风管道以及竖井扩散，同时会顺着窗口向上层蔓延。火灾一旦进入发展阶段，室内温度将急剧升高，气体对流增强，过火范围进一步扩大，大量烟气产生，室内空间将被有毒的高温气体弥漫。随着烟雾浓度的增加，人们辨认目标的能力也大大降低，不能及时了解自身所处的位置，不利于安全疏散。

2.2 安全出口和疏散路线对安全疏散的影响

现代商业建筑单层建筑面积较大、平面复杂，大部分购物人员对商场的平面不熟悉，一旦发生火灾，正常电源被切断，电梯、扶梯停运，部分防火卷帘放下，原来的空间突然变得陌生，人们一时间很难找到安全出口，会出现思维和行动上的恐慌，导致安全疏散更加困难。

2.3 心理因素和人员密度大对安全疏散的影响

商业建筑中人流量大、人员集中。一旦发生火灾，燃烧会产生高温、有毒气体以及刺耳的警报声，会对人员的感官产生刺激，导致人们产生不同的心理反应，比如恐惧、惊慌、冲动和侥幸心理以及孤独和从众心理[3]。由于羊群效应，人们会同时挤向几个甚至一个疏散通道，出现踩踏、堆叠等危险情况，极易造成群死群伤事件。

3 商业建筑安全疏散设计对策

3.1 根据人的行为心理特征设置疏散路径和疏散出口

当建筑物发生火灾时人员的疏散路线基本上也是烟气扩散的路线，这是人员安全疏散困难的主要原因。《建筑设计防火规范》中规定，营业厅内任何一点至最近的疏散出口的直线距离不宜超过30m[4]。但有的商业建筑在装修时为了追求最大利益化的营业空间，往往会加长顾客的行进流线，顾客在柜台间穿行，疏散指示系统无法实现指向清晰。研究证实，人在火灾时会产生非常复杂的并不断变化的行为，受到情绪、安全意识、文化程度、个人能力的支配及影响[5]。这个时候，明晰的疏散方向和便捷的疏散路径才能减少火灾带来的伤害。因此，在建筑设计时应严格遵循设计规范规定的疏散长度，在有条件的情况下进行性能化设计，缩短疏散路线。在布置疏散出口时，充分考虑人的行为心理特征，让人们便捷地了解到疏散路线，在发生火灾时不会因路线的陌生加深恐惧心理，影响疏散安全。

3.2 合理完善预警和疏散系统

3.2.1 提高火灾预警系统效率

根据消防统计，火情被发现的越早，就能为人员疏散赢得更多的时间，火灾产生的伤亡就越轻。为了缩短探测器对火灾的响应时间，可在保证系统稳定性的前提下，提高火灾探测器的灵敏度，可安装极早期火灾探测器、空气采样火灾探测器等高敏探测设备。这些探测器可在烟气产生之初就发现火灾的存在，让火灾被消灭在萌芽状态。大型商场可采用具有多种探测器复合判断功能的火灾自动报警系统，如在空间较大的场所里同时设置多种探测器，只要其中几只探测器探测的火灾参数同时发生变化，虽然火灾参数还没达到单只探测器报警的程度，但由于多只探测器都已有反应，则可认为发生了火灾[6]。报警系统及时发出警报提示人工排查或智能定点监测，可有效的抑制火灾的发生与蔓延。

3.2.2 设置听觉指示系统

应急照明和应急疏散指示作为视觉应急疏散系统，是现阶段发生火灾时人员疏散的主要依靠。但在真实的火灾中，80%会产生大量的烟雾，当室内装饰材料过多时，92%会产生较浓的黑烟，烟雾对视觉的遮挡率从50%～100%都有可能，加上受灾人员在心理上的恐惧感和盲目性，使得依赖于视觉的应急疏散系统不能完全保证人员的疏散安全。从人的心理行为角度出发，此时如果设置事故广播系统及时提醒受灾人员发生火灾的重点部位和引导疏散，为受灾人员心理带来安抚，更加有利于快速疏散。因此在消防控制室内设置一套事故广播系统对组织安全疏散指挥消防灭火可以起到很重要的作用。

3.3 增强防火构造设计

3.3.1 合理设置防火卷帘

目前防火卷帘是建筑中使用最多的隐蔽式防火分隔，但存在着可靠性低、防烟效果差等问题（图2）。因此设计中既要合理地规划防火卷帘的位置又要避免工程中大面积使用防火卷帘。

图2 商业建筑内的防火卷帘

在现代商业设计中商业策略与业态已经成为重要指导原则，业主为了追求商业效益，在空间上要求“高、大、透”，给防火带来了困难。在设计中可通过空间合理的划分，将防火分隔进行隐蔽设计，利用透明化防火分隔措施，既满足业主要求，又可以保证人员安全疏散。例如，可采用钢化玻璃+水幕，优点在于符合商铺外立面的视觉要求，适应建筑内不规则形状店铺设置；作为固定隔断稳定性更高，不易出现如防火卷帘下由于堆放物体导致无法下降这类非系统问题带来的故障。

3.3.2 加强防火封堵设置

在设计中一类综合性商业高层建筑须满足一级耐火能力，二类综合商业高层建筑及建筑裙房须满足二级耐火能力。与此同时，综合性商业建筑高层地下室必须具备一级耐火等级[7]。要满足这样严格的耐火等级要求，必须加强建筑防火构造设计，其中防火封堵是防止火灾蔓延到起火源相邻区域的重要措施之一。防火封堵可以封堵建筑内各种贯穿物，如电缆井、风管、竖井等穿过墙（仓）壁、楼（甲）板时形成的各种开口，以免火势通过这些开口及缝隙蔓延[8]。因此，做好各方位的防火封堵不仅给人员的疏散争取了时间，还为消防队员的灭火和救援活动提供了有利条件。

3.3.3 减少烟气对安全疏散的影响

火灾产生的烟气不仅会对人员生理上造成极大的伤害，而且也会对人员心理造成恐惧感。为了提高建筑安全疏散能力，必须紧紧抓住“防、排”两种手段。在工程实践中，需根据实际条件的不同，选择不同的防排烟模式，提高运行性能。首先，从优化防烟系统设计入手，有效地控制烟气扩散。在设计中不仅要按规范设置防排烟措施，还要根据建筑特性进行性能化设计，避免人员密集区和重要疏散通道里有烟气渗透。其次，合理设计排烟系统，优先考虑自然排烟，细化排烟窗的位置，发生火灾时确保气流很顺畅地将烟气带出建筑内部，同时需避免其在迎风状态下造成烟气回流。在设计中可加入感应式排烟窗，提高排烟通风的实效性。对于地下室、无窗的大空间等空气流通条件较差、相对密闭的部分，可适当增加机械式防排烟模式，提升防排烟整体效能。最后，要科学划分防烟分区，每个防烟分区的面积一般不超过500㎡，而且防烟分区不应跨防火分区。对于一些重要的、大型综合性商业建筑，为保证建筑物内的所有人员在发生火灾时能安全疏散，需要设置专门的避难间。