大型公共建筑物中的消防安全疏散设计探究

陈竹恩

摘要：大型公共建筑物内部人员数量众多，如果发生火灾极易造成严重后果，为此需结合建筑特点合理确定消防安全疏散设计方案，以确保建筑发生火灾后内部人员可在第一时间逃生。现对大型公共建筑物中消防安全疏散设计的相关问题进行探究，希望为设计人员提供参考。

关键词：大型公共建筑物；消防安全疏散；设计

大型公共建筑物内部人流量较大，如何确保消防安全是社会各界共同关注的热点问题。为此，设计人员需结合大型公共建筑物内部空间结构的特点科学完成消防安全疏散设计，以降低火灾危害，确保消防安全。

1 大型公共建筑物特点分析

依据国家相关标准，大型公共建筑物主要指单体建筑面积不低于20000m2的建筑，且建筑中需使用中央空调。常见的大型公共建筑物主要包括办公建筑、商业建筑、科教文卫建筑等，其主要特点为整体规模较大、内部功能丰富、交通状况复杂、人员疏散难度较大等[1]。

2 大型公共建筑物消防安全疏散设计难点

2.1  人员密集，疏散难度较大

大型公共建筑物内部人员密集，流动性较强，一旦发生火灾，极易造成人员拥堵，且疏散难度较大。同时，大型公共建筑物内部空间封闭，存在大量可燃物，如发生火灾可导致室内温度迅速升高，有毒有害气体大量聚集，内部人员无法在短时间疏散，救援难度偏高，继而导致窒息及死亡风险增加。

2.2  易同时发生多种类型火灾

大型公共建筑物内部功能丰富多样，比如大型商场包含购物区、餐饮区等，且多采用木质或化纤材料装修，一旦发生火灾，可导致不同火灾类型相互叠加，进而导致火灾危害性增强[2]。

2.3  建筑内部电气设备众多，防火分隔难度大

大型公共建筑物内部电气设备众多，用电负荷偏大，如发生火灾则可导致火势迅速蔓延，扑救难度极高。同时，大型公共建筑物面积较大，内部结构复杂，各楼层及各防火分区相互连通，发生火灾后防火分隔难度较大，导致火灾无法得到及时有效的扑救。

3 大型公共建筑物消防安全疏散设计流程

3.1  设计准备阶段

设计准备阶段，建筑业主单位、使用方、设计单位、消防主管部门需协商确定设计范围。确定设计范围后需分析研究大型公共建筑物特点，并以此为依据划分防火分区，确定构件耐火性能、通风换气设施分布、人员疏散设计方案、预防烟气蔓延及火灾的措施等。同时，需确定消防安全总体目标、功能目标及性能指标。大型公共建筑物消防安全的总体目标为保障建筑内部人员生命及财产安全，避免火灾影响建筑内部环境及使用功能。功能目标需通過量化数值体现建筑消防安全目标，是总体目标的基础。性能指标是对建筑材料、构件、系统、施工方法的具体要求，大型公共建筑物常见性能指标为火灾蔓延范围控制在起火房以内，烟气蔓延至起火房外部前须及时通知使用者，确保消防疏散通道处于可用状态等。另外，设计人员需合理确定设计目标，以确保消防安全总体目标顺利实现。

3.2  定量分析

定量分析是大型公共建筑物消防安全疏散设计的重要环节，设计人员须合理确定火灾场景，准确描述引燃至火灾最高峰的过程及火灾的破坏程度。确定火灾场景的过程中，设计人员需综合分析大型公共建筑物内部平面布局、火灾风险较高的位置、火灾分布及荷载、火灾发展与蔓延情况、室内人员分布情况等，以提高设计方案的合理性。同时，设计人员需采用火灾增长速率、热释放速率、物质分解率、燃烧产物等火灾相关指标描述火灾场景，利用火灾增长曲线描述火灾的主要特征。

3.3  方案评估

方案评估分析阶段需综合研究分析影响大型公共建筑物消防安全的因素，笔者认为影响因素应包括大型公共建筑物内部结构、可燃物分布状况及性能、室内外环境、消防设施配置、使用者状况、消防救援状况等，且需综合考虑火灾蔓延与控制、烟气蔓延与控制、起火及发展、人员疏散、消防救援等情况，以提高设计方案的合理性。同时，需综合分析研究防治火灾措施的经济性与有效性，在保证消防安全的基础上控制消防总体投入。

3.4  编制报告

上述环节结束后，须编制火灾风险报告，明确提出消防安全疏散设计方案，并列举消防安全管理要点，以确保大型公共建筑物消防安全。

4 大型公共建筑物消防安全疏散设计策略分析

4.1  合理设计消防安全疏散基数及防火分区

大型公共建筑物消防安全疏散设计过程中，设计人员须遵循GB 50016—2014（2018年版）《建筑设计防火规范》中的相关要求，保证消防车辆通道、安全出口、疏散通道畅通无阻，并依据国家相关要求设计消防安全疏散基数，以确保消防安全。同时，大型公共建筑物面积较大，内部人员密集，为此需在消防安全疏散设计过程中充分考虑火灾特点、救援难度、逃生难度等因素，合理划定防火分区，并依据火灾救援能力、防火现状确定各个防火分区面积。同时，大型公共建筑物多具有办公、商业、餐饮、娱乐等功能，多为高层建筑，部分建筑物裙房具有商业功能，一旦发生火灾可对其正常功能产生较大影响[3]。为此，需将防火墙设置于高层建筑主体与裙房之间，发生火灾后需切断裙房与高层建筑主楼间的关系，保证安全疏散系统的独立性。另外，机场、地铁站等交通建筑也属于大型公共建筑物，此类建筑功能分区明确，内部人员密集，为此需在建筑内部空间较大的区域合理划分防火分区，空间脚下的区域需依据国家相关标准设计防火分区，以确保建筑内部消防安全。

4.2  安全出口与疏散楼梯设计

大型公共建筑物各防火分区均需设置专用安全出口，每个防火分区对应的楼层也需设置专用安全出口，且安全出口的数量不得低于2个。同时，大型公共建筑物各防火分区均需设置两个不同方向的疏散楼梯，并在防火分区过道及周边区域设置疏散楼梯。此类设计模式下安全出口及疏散楼梯朝向不同，可避免人员拥挤等问题，也可避免火灾将两个出口全部封堵，进而确保安全出口及疏散楼梯发挥出应有作用[4]。

4.3  疏散人数计算

大型公共建筑物内部人员密集，人员流动性较强，开展消防安全疏散设计过程中需综合分析并准确计算疏散人数，依据人流量设计疏散通道宽度。依据《建筑设计防火规范》中的相关要求，建筑面积与疏散人数存在相关性，设计人员可依据建筑面积与疏散人数的比例关系完成计算，并根据最大人流量适当增加疏散通道宽度，且需在疏散通道至前室、前室至楼梯间区域设置防火门，以确保建筑内部人员及时逃生。

4.4  疏散門设计

设计人员须依据大型公共建筑物面积及内部结构确定疏散门数量，通常情况下疏散门数量需大于2个。同时，设计人员须通过计算确定疏散门宽度，结合建筑内部结构确定疏散门分布位置与间距，确保客满状态下内部人员均可顺利通过疏散门逃生。

4.5  消防通道与登高面设计

为确保消防安全疏散设计效果，设计人员需综合分析大型公共建筑物的整体规模，在高楼层设置基础防火措施，并合理设计登高面，在建筑外墙区域设置消防安全救援窗口，以降低消防人员救援难度。同时，疏散通道与登高面区间可设计安全疏散通道、露台、环形消防通道等，也可采用双消防通道设计模式，以确保消防人员及车辆及时进入，提升大型公共建筑物的整体防火性能。

4.6  防排烟设计

大型公共建筑物发生火灾后会产生大量烟气，导致内部人员呼吸困难及一氧化碳中毒，为此需妥善做好大型防排烟设计。设计人员需分析研究大型公共建筑物内部空气流动的特点，合理设计天窗、外墙高侧窗、竖井与排烟口，以达到自然排烟的良好效果[5]。同时，也可在大型公共建筑物内部设置机械排烟装置，并在储烟仓内部设计排烟口，保证安全出口与排烟口间距离为1.5 m以上。

4.7  灭火系统设计

为确保大型公共建筑物内部火灾及时扑灭，需合理设计灭火系统。大型公共建筑物内部结构复杂，功能多样，不同空间的消防安全要求存在显著差异，为此需结合实际确定灭火系统设计方案，比如在厨房等危险系数偏高的区域需设计自动灭火系统，其保护面积需达到50m2。

5 大型公共建筑物消防安全疏散设计实例

5.1  大型公共建筑物概况

某机场扩建项目新航站楼不包含登机桥总体面积约为110400m2，地上部分面积约为94000m2，地下部分面积约为5200m2，雨棚面积约为10700m2。该建筑采用钢屋架与框架结构，耐火等级为一级。

5.2  存在的消防安全问题分析

该工程项目存在的消防安全问题如下：第一，防火分区面积过大。该建筑第三防火分区面积约为59000m2，第四防火分区面积约为8200m2，第五防火分区面积约为5900m2，上述面积均不符合《建筑设计防火规范》中相关要求。第二，钢结构防火保护存在问题。该建筑采用柱支撑钢屋结构、钢结构梁，钢材耐火性能不佳，无法满足构件耐火等级的相关要求。第三，大空间内部疏散距离过长，无法满足《建筑设计防火规范》对于疏散距离的要求[6]。

5.3  消防安全疏散设计目标

该建筑消防安全疏散设计目标为保障内部人员生命及财产安全，确保发生火灾后内部人员及时疏散，避免火灾蔓延，减轻火灾所致直接或间接经济损失。

5.4  消防安全疏散设计方案

5.4.1  防火分区设计方案

针对该建筑防火分区面积过大的问题，设计人员可采用如下解决方案：第一，采用排烟窗、防火隔离带组成的连续排烟带对现有防火分区实施隔离，以控制烟气运动及火灾蔓延。建筑二层接近老航站楼连廊区域设置防火卷帘、连续排烟窗、防火隔离带，采用防火卷帘分隔4m标高接近夹层区域，上述区域内不得放置可燃物，并在屋顶设置宽度大于3m的连续排烟带，开窗面积须大于排烟带地面投影面积的60%，并保证开窗位置均匀分布。通过上述设计方案可将原有防火分区分隔为五个区域，各区域发生火灾后烟气及火势无法蔓延至其他区域。第二，针对火灾荷载偏大的区域采用防火舱实施封闭。设计封闭防火舱过程中需保证其具有灵敏度较高的自动喷水灭火系统、机械排烟装置、防火卷帘，防火舱上方区域需有高度为0.5m以上的蓄烟空间，并保证防火舱隔墙耐火极限为1h以上。设计开放防火舱过程中需保证其具有灵敏度较高的自动喷水灭火系统、机械排烟装置，防火舱敞开区域需设置具有自动下降功能的防火卷帘，防火舱上方区域须有高度为0.5m以上的蓄烟空间，并保证防火舱隔墙耐火极限为1h以上。第三，设置电气火灾监控系统。该建筑内部电气设备数量较多，电气火灾发生风险偏高，为此需设置电气火灾监控系统。该系统主要包括电气火灾监控探测器、感温火灾探测器等。电气火灾监控系统设置于消防控制室及有人员值守的区域，消防控制室内部装置可显示设备故障及报警信息。

5.4.2  疏散距离设计方案

该建筑疏散距离过长的区域位于空侧候机厅及值机大厅内，设计人员需综合分析烟气危害性及人员疏散要求，如火灾危害来临时间小于安全疏散时间，须调整设计方案，以确保内部人员及时安全疏散[7]。

5.4.3  钢结构保护设计方案

依据《建筑设计防火规范》中的相关规定，达到一级耐火等级的大型公共建筑物屋顶承重构件耐火极限为1.5h，梁耐火极限为2h，柱耐火极限为3h，钢结构耐火极限仅为30min，为此设计人员需制定防火保护设计方案。设计过程中需分析建筑内部净空高度及可燃物分布情况，以确定需要采取保护措施的区域，其中承重梁及钢柱需全部实施防火保护，以确保消防安全。

5.4.4  火灾场景设计

设计人员通过综合分析，确定如下火灾场景：第一，一层迎客休息区为起火点，座椅为主要可燃物，火灾增长速度较快，设计该场景的主要目的是确定一层迎客休息区烟气蔓延规律，评估防火分区排烟效果。第二，一层行李提取大厅为起火点，行李为可燃物，火灾增长速度较快，该场景设计的主要目的为分析一层行李提取大厅发生火灾后水保系统运行状态，评估烟气蔓延规律，分析防火分区面积较大的状态下烟气对人员疏散的影响。第三，一层行李分拣大厅为起火点，行李为可燃物，火灾增长速度较快，设计该场景的主要目的是分析一层行李分拣大厅发生火灾后水保系统运行状态，了解烟气蔓延对人员疏散及消防安全的影响，并确定该区域烟气蔓延的规律，进而确保行李分拣大厅的消防安全[8-9]。

6 结语

大型公共建筑物面积较大，内部结构复杂，人员密集，极易发生火灾。为确保消防安全，设计人员须合理设计消防安全疏散基数及防火分区，并规范完成安全出口及疏散楼梯的设计，重点完成防排烟、灭火系统、疏散门等设计，以确保发生火灾后內部人员可及时逃生。

参考文献：

[1]倪阳，邓孟仁，林琳.大型公共建筑消防探讨——广州国际会议展览中心建筑消防设计简述[J].建筑学报，2005（2）：59-61.

[2]陈兴春.大型公共建筑消防系统若干问题的探讨尝试[J].建筑·建材·装饰，2018（4）：154-155.

[3]梁蔚.大型公共建筑消防设计若干难点问题探析[J].智能城市，2018，

4（24）：30-31.

[4]胡冠鹏.大型公共建筑电气施工安全和消防问题及防护策略研究[J].装饰装修天地，2021（4）：286.

[5]张玉晶.大型公共建筑电气设计中的消防设计[J].房地产导刊，

2017（17）：172-173.

[6]王小燕.大型公共建筑防火安全疏散设计探究[J].百科论坛电子杂志，2019（3）：88.

[7]孔一铭.大型商业建筑防火与安全疏散设计探究[J].建筑工程技术与设计，2017（17）：1820.

[8]孙远龙.探究高层大型商业建筑防火与安全疏散设计[J].建材发展导向，2019（3）：143.

[9]蒋涛.高层大型商业建筑防火与安全疏散设计[J].价值工程，2019，

38（4）：170-172.

Exploring the design of fire safety evacuation in large public buildings

Chen Zhuen

（Shaoxing Fire and Rescue Division，Zhejiang Shaoxing 312300）

Abstract： The number of people inside large public buildings is large， and if a fire occurs， it is easy to cause serious consequences. Therefore， it is necessary to reasonably determine the design of fire safety evacuation with the characteristics of the building， so as to ensure that the people inside the building can escape in the first time after a fire. The issues related to the design of fire safety evacuation in large public buildings are investigated in the hope of providing reference for designers.

Keywords： large public buildings; fire safety evacuation; design