大型商业综合体建筑火灾风险分析及优化设计

吴 镭

宝鸡市消防救援支队，陕西 宝鸡 721000

为贯彻落实《消防救援局关于印发大型商业综合体火灾风险指南和火灾风险检查指引的通知》，进一步防范化解火灾风险，各地消防救援机构在当地政府的领导下，与住建、规划等部门密切配合，严把建筑“审批关”，加强日常监管，取得了明显成效。然而，大型商业综合体体量庞大、建筑结构新颖、业态种类繁多，目前传统的消防设计已难以满足其对立体化模式、空间通透性的需求，建筑火灾风险仍较为突出。笔者结合实地检查和实际调研，对建筑安全疏散、防火分区方面存在的突出风险进行分析，并提出相应的优化设计思路。

一、大型商业综合体建筑火灾突出风险

(一)安全疏散风险

1.体验式空间布局与火灾时人员对建筑空间认知的冲突

商业营销是商业综合体的重要功能之一，因此，商业综合体中每一个子空间的布局设计都特别强调顾客体验的新颖性、独特性，以吸引更多人群前来购物娱乐，最大化实现商业综合体的经济价值[1]。根据心理学相关理论，当人们进入一个陌生的空间环境时，会凭借以往对类似空间环境的经验认知来了解和融入这一环境。大型商业综合体标新立异的体验式空间布局，会给建筑内人群带来陌生的空间体验，这对灾时避难人群的空间认知是一个不小的考验，很可能因为对建筑空间的错误认知而影响疏散和逃生。

2.商业化视觉引导与疏散通道效率的冲突

大型商业综合体通常采用多元化、复合化的流线设计，需要设置一系列的视觉引导标识来引导人群活动，而那些专门设计的疏散通道则很少引起人们的注意，导致疏散通道灾时疏散功能得不到很好利用[2]。商业化视觉引导的设计还容易导致3种对灾时避难极为不利的后果：(1)视觉引导比较成功的建筑出入口成为多数人流的首选通道，而使用另外一些出入口的人寥寥无几；(2)面临紧急火情时，大多数人往往选择自己一开始的入口作为逃生路线，导致人群大量涌向某些出入口，进而可能引发拥堵、踩踏等现象；(3)大量顾客是通过地下汽车库乘坐电梯或自动扶梯直接到达大型商业综合体各楼层，一旦发生火灾，无相应视觉引导，导致其无法找到最近安全疏散出口进行逃生。

3.特殊空间的疏散风险

大型商业综合体多采用全方位、立体化开发模式，其内部不可避免地形成一些防火能力较差的特殊空间，如半开敞的功能过渡空间、高层办公楼、地下商业空间等。这类特殊空间为给使用者营造一种与近地面空间相同的心理效果，往往进行特别的空间装饰和设计。然而，一旦火灾发生，这类空间会一定程度上放大避灾人群的恐慌心理，给疏散逃生带来较大困难。例如，在地下商业空间中，受封闭式环境影响，避灾人群会感到异常的紧张和压抑，而上行楼梯的疏散方式也无形中加剧了人们的恐慌，给疏散造成不利影响。

4.火灾隐患给安全疏散带来的风险

若防烟楼梯间或前室的防火门封堵不严、闭门器损坏、门锁上锁、未保持常闭，且布置有超市或大型卖场的这些区域被可燃物占用，更有甚者，大量清扫电动车也摆放其中，将导致楼梯间成为“亚安全区”，不能充分发挥其防烟隔火的效能。同时，大量商铺和主力店柜台、货架占用疏散通道或阻挡疏散路线，致使营业厅内任一点至最近安全出口或疏散门的直线距离和行走距离超过规范规定的37.5 m和45 m。另外，一些儿童游艺主力店未设置独立的安全出口和疏散楼梯，多与建筑其他楼梯共用，不符合《建筑设计防火规范》的有关规定[3]。这些火灾隐患都给大型商业综合体安全疏散带来一定风险。

(二)防火分区风险

1.室内空间通透性与传统封闭式防火分隔的冲突

大型商业综合体中设有步行街、中庭等大体积的开放空间，根据商业营销需求，这部分空间在设计时需要满足一定的流动性、通透性，而防火分区要求建筑发生火灾时达到全封闭的效果，这就在两者之间产生了难以调和的矛盾[4]。如今，大型商业综合体在内部空间设计上大都讲究“一目了然”，这样不但方便人们对空间流线的认知和掌握，也有利于综合体内各种商铺的灵活布局和管理。而现行消防设计规范要求用建筑构件来划分防火分区，势必会降低空间的整体通透性。

2.火灾隐患给防火分区带来的风险

大型商业综合体中庭区域空间较大，通透性较好，商家为丰富经营模式，在中庭内举办展览、展销、演出活动，设置摊位、儿童游艺设施、停放展售车辆的情况较为普遍，导致中庭内火灾荷载剧增，本是安全的分隔区域变成了“危险区”。为增加商铺数量，部分综合体在各层中庭卷帘下两侧0.5 m范围内设置摊位，环绕整个中庭四周，致使传统的中庭防火卷帘分隔失去效能，楼层面积的叠加远超出规范规定的最大面积，防火分区形同虚设。

综上所述，大型商业综合体实际运营中的安全疏散和防火分区相关问题亟待解决。目前依靠消防设施保障其消防安全存在很多不确定性，例如防火门、防火卷帘等分隔设施的动态隐患，导致其无法正常进行分隔，或消防控制室未执行全自动状态，多数自动消防设施无法第一时间有效防控火灾蔓延等[5]。因此，笔者认为最有效的解决方式是优化建筑防火设计，构建高效可行的疏散和防火分隔方案，尽量避免不确定因素对安全疏散和防火分区的影响。

二、大型商业综合体的建筑防火优化设计

(一)安全疏散优化设计

1.构建高效的疏散引导系统

大型商业综合体的人群构成比较复杂，需要构建视、听、触多感官共同作用的复合疏散引导系统，其中任一感官引导系统都应保持独立运作，若灾时某一引导系统失灵，其他两种系统应仍能正常发挥引导功能。三种引导系统中，视、听引导尤其是视觉引导的效果最为直接，应用最为广泛，触觉引导系统的技术难度比较大，引导效率较低，但对于失聪、失明等群体来说是非常必要的。在实际防火设计中，每一个疏散线路节点都要设置至少两个引导标识，且引导信息要统一、简洁、突出显示，尽量使用通俗易懂的国际化图形符号，并且与灯光背景或其他广告标识区分开来，以提高可识别性，便于避难人员迅速判断和思考。为提高引导效果，也可以将疏散引导系统与广告展示系统或其他个性化设施进行融合设计。例如：可在扶手表面设计指示性纹理，为盲人进行路线引导；一些广告显示器也具有一定的空间指示功能，可利用这类广告声音强化顾客头脑中的认知地图，引导避难人群理智疏散。此外，火灾情况下烟气上升，使得一些顶部疏散指示系统难以识别，因此，须设置地面引导系统，通常是在墙角线处设置自发光性装饰线脚，并在地面饰面设置自发光性交通指示标志，既起到灾时照明作用，又达到疏散引导目的。

2.构建高效的环形疏散流线

尽管大型商业综合体的消防设计难度比较大，但利用其空间形态的多样化特性，可以构建一种疏散效率不亚于普通单体建筑的环形疏散流线，该流线应当具有以下特性：(1)在剖面上呈现环形构造，当这一环形流线的其中任一点被火灾阻隔时，人们还可以通过另外一个方向进行疏散；(2)该环形流线上应尽可能多地设置一些通往节点的避灾流线，以分担人流，提高整个商业综合体的疏散效率。大型商业综合体的人流密度大，通过设置多条避灾流线，有助于将人群疏导到不同的避难空间中，避免大量恐慌人群涌向同一避难空间而导致额外伤亡。

如图1所示，一般高层建筑出现火情时，高层部分将面临逃生路线被着火楼层彻底阻断的风险，而在大型商业综合体建筑中，通过设置环形竖向流线，可以给受困人群提供另外一条逃生通道[6]。以这种设计思路为基础，还可以延伸出其他平面环形或空间环形链接的疏散流线，通过裙房屋顶平台、连廊、挑台等进行疏散避难。例如，着火层以上被困人员可通过引导，向上疏散逃生至连廊或裙房屋顶平台，通过其他安全区域的楼梯进行分流，达到高效疏散的目的。同样，也可借助超高层建筑的避难层，依照此方法进行安全疏散。此外，为解决大型商业综合体内儿童游艺场所需独立设置疏散楼梯的问题，也可将专用楼梯靠外墙设置，通至屋顶，以达到规范的相关要求。为提高疏散流线在火灾发生时的利用效率，应为流线配备相应的智能疏散引导系统，根据火灾实际情况为避难人群指出最优逃生路线。

图1 环形疏散流线示意图

3.充分利用公共开敞与半开敞空间的避难功能

大型商业综合体中通常设有较多公共开敞与半开敞空间，如室外广场、交通连廊、挑台等，这类空间的引入不但对提高建筑空间的灵活性、流动性起到了重要作用，而且具有一定的避难功能。从消防安全角度来讲，只要对这部分空间的尺度、构造等进行相应改进和优化，就能为火灾疏散提供更多保障，具体包括以下几个方面：(1)可以参照高层建筑避难层的构造方法，加设防烟设施等，赋予此类空间一定的避难功能，保证整个建筑群体的消防安全性。对于广场、平台等空间，在布置景观或构筑物时，应尽可能使用阻燃材料，避免火势沿此类空间蔓延到其他区域。同时，应尽量保持空间的通畅性，避免使用一些固定且大面积的商业设施，以免阻碍紧急疏散时的人群流动。(2)为保障人群安全疏散，应在下沉广场设置疏散楼梯，若下沉广场的开敞空间足够大，可将通往广场的通道当作疏散出口。若地下商业建筑设有通向下沉广场的疏散出口，应确保疏散通道的宽度在3 m以上，在具体设计中，建议与商业综合体的立体化交通系统相互配合，提高整体疏散效率。(3)对于此类空间的开敞程度也应当进行一定的定量设计。例如，许多大型商业综合体的室外下沉式步行街都设有雨棚，出于消防安全考虑，在确定雨棚的高度及尺寸时，应当使其满足一定的防火性能要求，且要保证所用材料的燃烧等级至少为B1级。(4)在大型商业综合体的高层建筑部分，可以设置一定数量的室外平台，如成都来福士广场的高层建筑部分就设置了许多大面积的室外平台，这些平台分布在商业综合体的各个部位，无论对于人员疏散还是临时避难都能起到一定的作用。

(二)防火分区优化设计

1.对防火分隔进行透明化设计

根据现有的材料技术水平，从材料层面研究防火分隔的透明化设计是不太现实的，比较可行的方法是对建筑空间进行相应处理，将防火分隔巧妙地隐藏起来，在达到应有防火性能的基础上，提高建筑空间的视觉通透性。在这方面可以借鉴辽宁工业展览馆的做法，如图2所示。该展览馆建设时，设置了两排钢筋混凝土柱，柱网的南北跨度为24 m，东西跨度为74 m，由于跨度较大，给划分防火分区带来了一定挑战，如果只是简单地进行防火分隔处理，就会影响室内功能的正常使用。对此，设计人员以设置防火带的方式进行防火分隔，即在展厅中心设置两条宽达9 m的带状通道，将整个展厅分成四大块，该通道不设展位，通道中所有建筑构件均采用阻燃材料，并在通道上方设置加强型排烟装置及疏散指示标志，由此在空间上塑造了一个透明化的防火分隔区域。这种设计方法十分适用于超大空间的防火分隔，但应注意的是，防火带的设置对日常管理提出了较高要求，特别是在大型商业综合体中，经常因杂物堆积而导致防火分隔失效，对比，应在加强日常管理的同时，对展厅或商铺位置进行合理布置，确保防火带发挥应有作用。

图2 辽宁工业展览馆主展厅防火设计示意图

2.加强商业中庭空间的通透性隔火处理

中庭的隔火处理方式有两种，一是传统的防火卷帘或水帘、水雾隔火，二是借助灵活构造改变其火灾发生时的空间性质。传统方式是将中庭作为一个独立分隔单元，如果中庭达到规定高度，还应按照防火规范中的相关要求设置垂直防火分隔，避免出现烟囱效应。具体设计中，传统的防火卷帘可用水幕系统辅助防火分隔，设置3排以上喷头，喷水强度控制在2～3 L·s-1·m-1之间，形成有效宽度在6 m以上的水幕带。这种水幕系统有一个重大缺陷，即采用自启动模式时，有可能出现火灾误报问题，导致建筑内大量积水，给商业活动造成巨大损失。鉴于此种问题，水幕可配合中庭水景景观中的瀑布喷头与灭火喷头共用，形成大面积的景观瀑布效果，既满足了综合体的美观性、通透性要求，又达到了长期稳定的防火隔烟要求[7]。采用第二种方式，同样可以达到隔火目的，如图3所示。大型商业综合体一般设有一些超大空间的子单元，对于这类单元空间可分割为若干小单元，每个小单元作为一个独立的防火分区，各单元之间的区域视为“分隔内庭”，分隔内庭在正常情况下保持封闭状态，共同构成封闭室内空间的一部分，而火灾时自动开启，变为室外区域，发挥隔火、排烟作用。在实际设计中，需保证内庭的防火阻燃性能，同时可以引入具有疏散作用的连廊，构建网状疏散流线。这种可切换式内庭设计可利用平移式天窗来实现，为确保天窗在灾时可靠开启，可以运用温控、手动、电动、消防联动等方式进行多重控制。

图3 分隔内庭示意图

三、结语

传统的建筑防火设计已无法满足大型商业综合体对功能化、多样化大空间的要求，单纯靠建筑消防设施也无法有效保证人员安全疏散和防火分区的完全分隔，可通过构建灾时疏散引导系统和高效的环形灾时疏散流线、优化的防火分隔设计来解决大型商业综合体空间布局和火灾隐患对建筑消防安全的不利影响。在严格遵循国家消防设计规范的基础上，因地制宜地优化设计方案，力求达到高标准设计，全力防范化解火灾风险。