商业有顶步行街的消防量化设计探析——以平阳县鳌江镇银泰城项目为例

蒋君标

1 项目概述

1.1 工程概况

鳌江银泰城项目位于浙江省温州市平阳县鳌江镇，总建筑面积182 169 m2，其中地上建筑面积为128 933 m2，地下建筑面积为53 236 m2。

项目地上分为A ～E 共5 栋楼，其中E 楼为24 层的一类高层综合楼，建筑高度为99.85 m，耐火等级为一级；其他4 栋楼均为高度小于24 m 的多层商业建筑，耐火等级为二级。

1.2 建筑防火设计

1.2.1 总平面设计

该项目西面在火车站大道上设置3个消防车出入口，南面的规划道路上设置有1 个消防车出入口，室外商业街和室内有顶步行街均设置了贯通的消防车道，消防车道的净高和净宽均不小于4 m，室内有顶步行街的两端出入口设置可开启的门。E 楼的消防车登高操作场地设置在E 楼西侧和南侧的城市道路上，其总长度大于E 楼长边的长度，宽度为15 m，距离建筑5 m。消防控制室位于A 楼1 层，通过疏散走道直接通向室外。

1.2.2 防火分区和安全疏散

A ～D 楼每个防火分区的建筑面积控制在5 000 m2以内，E 楼每个防火分区的建筑面积控制在2 000 m2以内，地下室每个防火分区满足现有规范要求，儿童游乐场设置独立的防火分区。室外敞开走廊不计入防火分区面积及疏散人数，室内有顶步行街不计入防火分区，但计入人员疏散宽度。有顶步行街2 ～4层的人员就近通过楼梯间疏散。

1.2.3 消防给水系统

本项目的各单体（含A 楼商业步行街及地下室）均设置室内消火栓系统和自喷系统，大空间设置智能型自动扫描射水高空水炮灭火系统，所有装备均为一用一备。

1.2.4 火灾自动报警系统

本项目消防设备用电最高为一级负荷，所有消防设备采用物业专变供电，外部电源为10 kV 双电源，满足负荷等级要求。所有消防用电设备均采用2 路专用线路在末端配电箱自动切换，室内有顶步行街采用集中供电、集中控制的疏散照明系统。火灾自动报警系统按一级保护对象设计，在1 层设消防控制室，采用集中火灾报警系统。

1.2.5 防排烟系统

有顶步行街利用消防车入口以及各楼层直接对外出入口自然补风，1 层步行街与室外连接的安全通道设置机械加压送风系统，送风量按大于30 m3/h 计算。2 ～4 层从步行街通向疏散楼梯大于20 m 的内走道，设置了机械排烟系统和相应的补风系统。地下车库与地下商业之间连接的防烟前室，门洞风速取0.7 m/s。因建筑条件限制，地下与地上的楼梯间共用机械加压送风系统，送风口采用常闭多叶送风口，有效控制地上与地下的风口开启状态。

2 建筑防火设计问题

本项目A 楼为商业综合体，地上共4层，屋面板高度为21.9 m，玻璃顶棚高度为23.85 m。A 楼内部设有1 条室内商业街，商业街两侧布置各类商业店铺，将室内步行街与周边建筑有机结合在一起，形成包含百货、餐饮、娱乐等功能于一体的大型商业综合体。作为近年来产生的一种新型商业建筑形式，其具有一定的独特性，如建筑功能复杂、空间关系多样等，现行消防规范不能完全覆盖此类建筑的消防设计。其存在的消防设计难点主要有以下两个方面。

（1）本项目A 楼如果完全按照现有消防规范的要求进行设计，采用商业建筑结合内部中庭的建筑形式，那么需要在商业步行街内设置大量的防火墙、防火门和防火卷帘等防火构造，影响本项目正常的商业运营功能，难以实现较好的采光需求以及良好的空间效果。如果不划分防火分区，那么就需要采取相应的消防技术措施，以确保室内商业步行街的安全。

（2）本项目室内商业区有3 部疏散楼梯，均不能在1 层直接通向室外，其中1 部楼梯的出口通过通道向室外疏散，另外2 部通向室内步行街，经由步行街通往室外。室外商业街两侧2 ～3 层的店铺直接向室外的敞开走廊疏散，此室外敞开走廊不计入商业店铺的防火分区中，敞开走廊上的人员不计入消防疏散宽度的计算。2 ～3 层的防火分区如图1所示。

图1 2 ～3 层防火分区（来源：作者自绘）

3 室内步行街火灾危险性量化分析

3.1 建筑特点

随着我国经济的快速发展，生活休闲与生活购物相结合的“一站式购物体验”成为一种新的购物理念。在国内商业建筑项目经历了单店模式、组合店模式之后，各种类型的商业建筑，如Shopping Mall、商业街以及购物中心等大型综合性商业建筑项目如雨后春笋般涌现出来，城市综合体作为商业业态演进的一种新模式，迅速成为城市区域商业中心新建的选择。以万达广场为代表的大型综合性商业建筑与以往的其他商业建筑相比，具有以下几个鲜明的特点。

第一，建筑体量大。大型商业综合性建筑的建筑面积通常有几万平米，甚至十几万平米，单层建筑面积通常上万平米。本项目的总建筑面积就已经达到了18 万m2以上，其中A 楼的建筑面积达到7 万m2。第二，建筑功能复杂。该类建筑使用功能涵盖购物、休闲、娱乐、餐饮及商务等各个方面。第三，人流、物流以及商品集中。在商业运行过程中，要达到人流与物流通畅、交通与疏散结合等基本要求。大型综合性商业建筑在营业高峰时期，有可能同时容纳数万人，商品种类繁多，货柜密集，商品价值高，火灾荷载大，人员密集与安全疏散的矛盾突出。第四，建筑形式复杂。大型综合性商业建筑通过室内步行街将各种功能用途的部分连接在一起，并通过中庭上下贯通。室内步行街形式多样，中庭开口形状往往不规则，上下层之间也不完全相同。

3.2 火灾荷载

火灾荷载是计算建筑物室内容纳可燃物数量多少的一个参考数据，也是研究火灾初期阶段性状的重要要素。在建筑物发生火灾时，荷载决定了火灾规模的大小、燃烧持续时间的长短和室内温度的变化情况。建筑物内火灾荷载越大，火灾的危险性和危害性越大，越需要采取更多的防火措施。

火灾荷载的计算公式为：

式中，∑Qi代表建筑物内火灾荷载，kJ；Gi代表各种可燃物的质量，kg；Hi代表可燃物单位发热量，kJ/kg。

本项目的业态和商业形式较多，各种类型的餐饮场所均设置在步行街两侧。相同业态有不同的经营特点，营业的时间段也有所不同，店铺内部可燃物分布情况、材料特点及火灾荷载区别也很大。不同的商业业态特点如下。

（1）高端店内的可燃物主要为经营使用的商品、家具、柜台及装修材料等，经营种类的不同，导致店铺内的火灾载荷也有着很大区别。例如，珠宝店一类的商铺火灾载荷很小，而书店、玩具店之类的商铺火灾载荷较大。对于有些类型的商店，其火灾荷载主要来自经营的商品本身；有些商铺火灾载荷可能主要来自陈列商品的可燃家具或柜台，而商品本身的火灾载荷较小。

（2）主力店的营业面积一般超过800 m2，主要经营的种类包括百货、家电和餐饮等。由于营业面积大，可燃商品数量多，火灾的载荷较大，用电设备多，与高端店相比，其店内各品牌商铺之间只有通道和简易隔断进行分隔，如果发生火灾，那么火势会快速在商铺之间蔓延。本项目内主要包含各类餐厅和咖啡店等店铺，餐饮店的面积一般要大于服饰店，其火灾荷载主要为餐桌、桌布、油脂及室内的装修材料。餐饮店的营业形式不同，火灾荷载也有较大差异。

（3）电影院的装修条件通常比较好，火灾荷载主要为座椅、地毯、幕布，以及前厅的装修、家具、座椅、沙发、商品等[1]。

（4）儿童游乐场位于建筑3 层，可燃物主要为塑料、木质、纤维游乐设施（海洋球、蹦床等）以及毛绒玩具等。部分游乐设施如充气垫等采用易燃或可燃材料制成，因此火灾荷载大，且发生火灾后容易迅速蔓延。

3.3 火灾荷载密度

火灾荷载密度是指单位建筑面积上的火灾荷载，火灾荷载密度越高火灾危害越大，不同建筑用途和特征的火灾荷载密度已编入有关标准或设计指南中。根据不同地区各类商业步行街内高端店铺的火灾荷载调查结果，结合本项目建筑内各使用功能的特点和可燃物分布情况，不同场所的火灾荷载密度如表1所示。

表1 不同场所的火灾荷载密度

火灾荷载密度的计算公式为：灾时，整个消防疏散系统能够为建筑内人员提供足够的疏散时间，以便人员能够到达安全区域，疏散过程中不应受到各类火灾危害。

（2）减少财产损失。通过合理的防火分隔，借助自动灭火和防排烟设施有效控制火灾蔓延，尽量减少财产损失。

（3）为消防救援提供有利条件。通过合理设置消防车道、消防救援场地以及消防救援口，为消防队员的灭火救援创造有利条件。

5 消防设计的优化方案

针对本项目存在的防火设计问题，结合建筑的使用功能、结构形式和建筑高度等具体情况，提出以下防火设计的优化调整方案。

式中，q为火灾荷载密度，kJ/m2；∑Qi代表建筑物内火灾荷载，kJ；Gi代表各种可燃物的质量，kg；Hi代表可燃物单位发热量，kj/kg；A代表建筑面积，单位为m2。

4 消防安全目标

根据本项目建筑功能的使用情况、平面及空间布局特点，针对本项目消防设计存在的问题，项目防火设计至少应能达到以下消防安全目标。

（1）确保人员安全。建筑物发生火

5.1 防火分隔及可燃物限制

室内步行街的长度为179 m，只能作为消防疏散使用，内部不布置任何可燃物，地面、顶棚及墙面的装修材料均采用不燃材料。步行街两侧房间的距离不小于10 m，且大部分在12 m 以上；两侧商业单独划分防火分区，毗邻店铺之间采用耐火极限不低于2 h 的不燃墙体分隔[2-5]。两侧店铺采用钢化玻璃加闭式喷头保护的方式与步行街进行防火分隔，并符合下列要求：钢化玻璃的厚度宜为12 mm，可开启钢化玻璃门的厚度宜为10 ～12 mm，高度不宜大于4 m，并设置独立的喷淋系统对玻璃进行火灾保护。

室内步行街与各场所使用防火墙和甲级防火门分隔，局部不作为疏散使用的连通口部位，设置宽度不大于9 m 的特级防火卷帘分隔。而两侧建筑面积超过300 m2的店铺以及步行街北端两侧距离小于12 m 的店铺，除使用独立的喷淋系统对玻璃进行火灾保护，还要设计1道防火卷帘与室内步行街分隔。

5.2 安全疏散

室内步行街按商业营业厅要求计算疏散人数，建筑每层疏散楼梯的总宽度大于规范要求的疏散总宽度。地上2 层及以上楼层的回廊、连廊部分人员通过疏散楼梯疏散；部分疏散楼梯在1 层利用室内步行街向室外疏散，且疏散楼梯梯段门至室内步行街的距离不超过21 m。商业部分疏散楼梯在1 层向室外疏散时，通过1 个疏散走道通向室外，所有进入疏散走道的门都设置防火隔间，疏散走道长度不超过30 m。

6#楼梯在1 层通向有顶步行街的疏散走道经过1 个电梯厅，该电梯厅的电梯门耐火极限不低于1 h。A楼A-U～A-Z4轴与A-16 ～A-22 轴相较区域的走道及走道两侧店铺设置在1 个防火分区内，按1 个大店铺设计疏散，再沿室内有顶步行街一侧设置防火卷帘。整个区域设有两个出口，1 个直接通向室外，另1 个通过防火隔间向楼梯间疏散，然后再通向室外的疏散走道。

5.3 消防给水与灭火设施

在步行街的中庭区域内设置大空间自动扫描定位喷水灭火系统，消防水池容量应大于室内消火栓、自动喷水灭火系统、保护玻璃的自动喷水系统以及消防水炮的总用水量之和。

5.4 防排烟设施

室内步行街顶部设置自然排烟窗的总计算面积为1 611 m2，开窗面积占步行街面积的比例不小于25%。室内步行街首层地面及各层连廊利用步行街自然排烟窗排烟，屋顶可开启天窗，开启角度大于70°。火灾状态下，自然排烟天窗在60 s 内全部开启，包括自动启动、远程启动、现场手动启动和熔断等方式。

5.5 其他措施

围绕A楼设置了室外环形消防车道，消防车道的净高和净宽均不小于4 m，紧急情况下消防车可进入室内步行街内；室内有顶步行街的两端出入口设置可开启的门，高宽均为4.5 m；屋顶承重构件的耐火极限不低于1.50 h。室内步行街（含两端楼板和屋顶）各层开口上下对应并均匀布置；室内步行街2 ～4 层的连廊宽度均不大于6 m，每层开洞口尺寸局部距离小于8 m，但各层楼板每层开口总面积不小于首层步行街地面面积的40%。

6 结语

本项目为商业综合体，各建筑之间设计有室外步行街连通，且A 楼内部设有1条长度为179 m 的室内商业街。由于建筑形式的特殊性，存在较多的消防设计难点，可通过本文的消防设计优化方案予以解决。除设计外还应注意以下内容。

第一，用不燃材料与周围区域分隔。

第二，应每日巡视各部位的消防设施是否完整、疏散指示标志是否完好以及疏散通道是否畅通。

第三，尽量避免在有顶商业街区域举行展览、演出等活动，平时积极演练各应急预案，保证消防设备器材的完备和正常运行。

第四，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。

第五，消防控制室应安排专人24 h轮流值守，每班不得少于2 人，并应有工作情况记录。

第六，物业管理部门应与各入驻商户签订防火安全责任书，明确各自的防火职责并接受物业管理部门的监督。