大型商业建筑防火设计研究

2021-11-27乔迦伟

中国科技纵横 2021年5期

乔迦伟

（江苏省消防救援总队南京市支队栖霞区大队，江苏南京 210008）

0.引言

火灾会对人民的生命财产产生重大的威胁，尤其是在社会和经济快速发展背景下，商业建筑规模不断扩大，如果商用建筑发生火灾，必然会产生较大的社会危害。在商业建筑设计过程中，进行防火设计时，应掌握商用建筑引发火灾的因素，在各个环节设置防火设施，或者调整内部结构，实现商用建筑内部防火设计的优化，在发生火灾时会将产生的危害降到最低。

1.商用建筑引发火灾的因素

1.1 内部存在大量的可燃物

商用建筑内部，会陈列较多的货物，包括服装、家用电器以及生活用品等，上述物质具有较强的可燃性，如果在内部出现风险因素引发火灾，会在短时间内使火灾的范围不断扩大，导致火势加速蔓延[1]。

1.2 内部形式容易引发火灾

商业建筑内部为提升可利用的空间，在摆放货物过程中，会采用立体式的排放方式，充分利用周围墙体悬挂货物。采用立体摆放方式会产生，在纵向上会产生较多的通风通道，如果发生火灾，通风通道会加速火势的蔓延，会提升火灾扑灭的难度。

1.3 建筑内部人流密集

大型商业建筑，是为人们提供休闲、娱乐以及购物的主要场所，在日常人流量较为平稳，但是在节假日，人流量会不断增加。为增强购物体验，商场会采用扶梯的方式，为顾客提供出入服务，但是楼梯却安排在隐蔽的位置，如果出现火情，人们只能选择扶梯逃生，但是整个逃生过程所用的时间较长，不利于商业建筑内部的疏散。此外商业建筑中未设置醒目的安全通道标志，在火灾的环境中，人们很难找到逃生出口。

2.大型商业建筑防火设计评估

2.1 设定火灾场景

2.1.1 火灾场景类型

在商业建筑防火设计过程中，采用设置情境的方式，根据火灾情境，对建筑内部结构、逃生通道等进行优化。现阶段火灾场景类型分为3种，一是固定型火灾情境；二是扩展型火灾情境；三是爆炸型火灾情境。上述情境引发的因素不同，结合情境进行具体设计，根据火灾发展的趋势，调整建筑内部形式。

2.1.2 火灾产生的影响

由于不同火灾情境产生的影响不同，掌握火灾情境产生的影响，可以了解真实火灾情境产生的破坏。在商业建筑中立体空间较大，火灾在建筑内部蔓延期间，如果受到建筑内部设施的阻隔，如防火门等，可以将产生的火灾封闭在一定的范围内，使火灾在固定的环境中，可以为破灭火灾创造更多的时间。在情境中火灾发生过程中，发现建筑的外窗面积以及所在的位置，均会影响火灾的大小。与其他建筑相比，如宾馆、住宅等，商业建筑在不同的楼层内，由于陈列的商品不同，空间的利用率会产生较大的差异，空间、货物摆放方式等均会影响火灾的发展趋势。由于商业建筑自身的使用功能，在防火设计中，应考虑内部货物陈列的方式，调整荷载密度，有助于控制火势的蔓延。

在建筑内部配置的设备，包括自动喷水设备、通风设备以及排烟设备等，在发生火灾时，上述设备会及时启动运行，在短时间内控制火情的蔓延。由于商业建筑规模较大，大型建筑所处的位置，会受到周围建筑以及环境的影响，如果发生火情，周围建筑和自然环境等因素，均会使火情发生变化。如商业建筑与周围建筑较近，消防车扑火的空间受到限制，并且周围建筑使自然风量增大，导致火灾的扑救的过程难度较大。

2.1.3 商用建筑火灾设计优势

在进行大型商业建筑防火设计过程中，应保证设计体现出科学合理的特点，采用性能化设计方法，在保证商业建筑的经济性不受影响的同时，还能降低火灾发生的概率。性能化防火设计，会体现出以人为本的优势，在建筑内部会设置合理的防火通道、防火设施等，以便发生火灾时，人们借助防火通道快速逃生，防火设施会快速控制火情。进行性能化防火设计期间，应对各个环节的防火内容进行评估，通过评估用于控制防火设施成的投入，并且分析在设计中出现的不合理情况，以便提升防火设计的合理性，在兼具经济性和防火性的同时，还能满足商业建筑的经济活动的需求[2]。

2.2 实际案例

以某商业建筑防火设计为例，该建筑属于综合性商场，具备购物、餐饮以及娱乐等功能。该建筑的建筑面积为13万m2，建筑总层数为6层，1～4层为商业活动区，5层为餐饮区，6层为娱乐区。每层楼高设定在4.5m～4.8m范围内。在建筑中使用耐火材料，材料的耐火等级为一级，建筑结构采用框剪结构。在建筑的内部会设置消防控制室，用于掌握建筑中整体的防火工作，并且在各个楼层会，设置自动报警装置，每个楼层的自动报警装置，通过消防联动系统与消防控制室连接，如果发生火情，联动系统会向通讯系统发出警报，并且会向商场内部发出声音预警，在发出警报的同时，室内自动灭火装置启动，用于控制火灾的蔓延。

在该建筑进行防火设计过程中，会分为3个步骤，一是设计内容；二是设计依据；三是设计目标。该建筑功能较多，人流量较大，如果建筑内部出现火灾，在排烟过程以及疏散人群过程中无法理想的效果，基于消防安全要求，本次设计目标为在发生火情时，将人员在短时间内转移至消防通道，然后快速排烟，减少内部烟气的浓度，防止人们出现窒息的情况。在防火设计过程中，设计依据参照《建筑设计防火规范》和《商业建筑设计单位提供的商场设计图纸及说明书》，上述依据为设计的标准，并且还应参照建筑内部结构，确定防火设计的依据。在确定防火设计依据后，该设计中会参照国内外商业建筑防火设计，使用计算机建立虚拟模型，在模型中分析防火设计存在的缺陷，参照设计进行详细的优化，有效提升防火水平。

在防火设计内容中，将内容分为4个部分：第一，设计中会明确引发火灾的原因，找出引发火灾的危险源，然后解决火灾因素设定防火场景，在场景中进行进行火情的模拟，结合模拟情况优化设计内容，减少引发火灾的因素；第二，研究火灾蔓延过程中产生的烟气，烟气与火灾会同时出现，烟气会进入到火灾未发生的区域，不仅会干扰逃生路线，还会使人们吸入大量的烟气，导致人们出现窒息的情况；第三，应在设定的模拟情境中，确定在火灾发生时，人们逃离火场所使用的时间；第四，在火灾达到危险等级时，整个过程花费的时间，应保证人员已经撤离建筑，并且在撤离中不会产生危险。

在商业建筑中会聚集大量的人员，火灾发生过程中，人员快速逃离火场，应成为设计的重点，在设计中规划逃生路线，让人员可以快速进入到安全地点，然后等待救援。安全地点在建筑中，一般是由室外、楼梯间以及防烟通道等组成，上述位置设立过程中，设计人员应参照火灾达到危险等级的时间，在危险等级时间内，人员可以快速撤离至安全地点，整个撤离过程花费的时间，应小于火灾达到危险等级的时间。在人员逃离过程中，应在逃生路线上设置明显的标志，使人员掌握逃生路线，可以快速进入至安全地点[3]。在性能化防火设计中，会设定火灾情境，在情境中模拟火灾的发展过程，在发展过程中，计算火灾达到危险等级的时间、人员逃生时间，使用FDS场模拟软件，在设立模拟环境的同时，还能计算上述时间。如计算火灾达到危险等级过程中，计算时间的结果为1800s，人员疏散时间，与人员感知时间、人员响应时间以及全员疏散时间等存在关系，分别计算每个环节的时间，将人员疏散时间控制在危险等级时间内，即可提升人员逃生的概率。此外设计中应考虑人员的身体条件、心理素质以及受教育情况，综合考虑后优化逃生路线。