大型民用机场航站楼建筑消防设计理念与实践研究

2023-11-27史佳佳

消防界 2023年7期

摘要：大型民用机场承担着重要的交通任务，该建筑主体空间高大，通常很难进行完全分隔，防火设计规范要求无法有效落实。由于大型民用机场人流量大，因而设计人员应做好消防预案，将可能发生的事故消灭于萌芽中。本文以大型民用机场航站楼的建筑消防设计为切入点，针对如何设计进行探索和研究，以供参考。

关键词：大型民用机场；航站楼；消防设计

引言

大型民用机场航站楼作为重要的交通枢纽建筑，其主体高大空间往往无法分隔，无法完全依照现行防火设计规范，需要依靠消防性能化设计方法与理念进行防火设计。航站楼是机场的基础功能区域之一，其建筑功能与运营特点和其他公共建筑、商业建筑有着很大区别。该交通枢纽的功能更加多样、面积宽阔、各空间互通、旅客吞吐量大、人员组成渐显国际化、进出港大厅的人口密度较高，是消防工作上的难点之一，而保护旅客的生命和财产安全是机场工作人员不可忽视的责任。一般来说，民用机场航站楼经常连续运营，如果运营发生中断，就会给机场带来较大影响。

一、防火舱

“舱”是用坚固、具有充分防火功能的天花板搭建而成，它覆盖了诸如零售区、办公室等火灾发生率较高的区域。天棚下设有自动喷雾及机械排烟装置。用防火舱的理念来引导大空间消防设计，可以把局部自动探测报警系统、自动喷淋系统、机械排烟系统与局部防火分隔相结合，把消防措施重点放在火灾发生概率高的地方，保证将火灾影响控制在局部，尽量减少可能危及人身、财产及生产安全的事故。在世界各地，许多大型国际机场和车站，都成功采用了这种设计方案，防火隔间分为开放式隔间和封闭式隔间[1]。

（一）开放舱设置特点

在开放舱室中，没有必要在周围设置一道隔离墙来防止火灾，只需要在上面安装一个排烟罩即可。零售过程中，商店之间一般用隔板隔开，其余部分则是开放式。其消防设计理念为：在商场、办票岛等火灾荷载和人流密度大的地方；在天花板上设置烟雾储存仓（烟雾储存仓的厚度不宜低于1.0米），设计人员可以在其周围安装一道烟雾隔绝墙/幕布，天花板的防火时间为1小时；通常舱口为开放状态，舱口朝外打开，没有任何障碍物；设置用于启动抽烟机的火警自动检测与报警系统；为控制火情，设置一套自动喷洒装置。尽管舱室是敞开的，但是由于有喷水系统和排烟系统的保护，火势仍然可以得到最大程度控制。通常情况下，开放舱内和周围人员都会在很短的时间内快速离开该区域，再加上开放舱主要用于大空间区域，疏散是多方向的，因此如果在开放舱中发生火灾，对人员造成的辐射影响可以忽略不计[2]。

（二）封闭舱设置特点

封闭舱的四面完全密封，或者其中一面打开，当检测到火警信号时，打开的一面会自动关上防火卷帘。在重要地区的零售店使用封闭式舱室，可以有效阻止火势扩散，从而避免对机场正常运作带来不利影响。其消防设计理念为：主要布置在火场负荷高、敏感性强的地方，这里所说的敏感性地方是指对火场辐射传播有一定影响的地方[3]；四面是密闭、固定的隔墙和防火门，或者其中一面打开，感应到火警后，会自动降下另一面，形成一个密闭的空间；顶棚、隔墙和围护结构必须有1小时的耐火限度，隔墙的窗户、门必须是乙类防火门和窗户；在密闭空间内的管路上，应设置一个消防阀门；在没有安装消防门的情况下，为确保室内人员安全撤离，其消防卷帘为二级升降式；设有自动火警探测及报警装置、自动洒水灭火装置及排烟装置；密闭舱室既可防止烟雾扩散，又可防止火焰辐射。

（三）防火舱设置要求

各防火隔间的面积通常不超过300平方米。在100平方米以下的封闭防火隔间中，可以不安装机械排烟装置。

二、防火隔离带及其设置要求

防火隔离是指在各个功能厅之间划出一条宽度适中的空白区，在该区域中，严禁放置任何易燃物品，并利用辐射模型，确定隔离区所需的有效宽度，以确保在发生火灾时，一边的火焰不会被辐射扩散到另一边。[4]这一理念通常用于较高空间，设计人员可以在其周围设置防火隔离层，从而避免传统防火隔离技术的使用。这一技术手段对建筑物的使用效率和使用效果有很大影响。该方法在不采用实体阻隔物的情况下，仍能实现阻隔火势蔓延，是一种合理的防火分区划分方法。在防火隔离区内，只允许人员进出，严禁在该区域内放置任何易燃物品。在实际运作中，机场管理者应对用作消防隔离区的人流区进行严格管理，确保没有可燃物质，特别是不允许有商业性的设施。消防隔离设计是针对机场候机楼中使用的一种设计方法，它会对交通造成很大影响。

消防隔离区的设立以取代常规的防火墙和卷帘为目标，要实现其安全性和可靠性，就需要对消防隔离区的结构进行详细分析。在室内大空间场所，其内部的防火隔离带应该满足空间净高大于4.0米的要求（在大空间场所，建议清晰高度不低于3.0米，同时考虑到排烟系统的有效运转，需有一个合理的烟气层厚度，并且为有效防止烟气蔓延，储烟空间应不低于1.0米）。在确定建筑火灾隔离区时，要将火灾发生时所产生的火灾和烟雾影响因素纳入到火灾隔离区的设计中。经分析，确定火灾隔离墙的最小宽度为8.0米以上。为避免烟火通过阻隔层扩散，设有机械式排烟装置的地区，在两边均设有阻隔层，并将阻隔层降低至规定水平。在隔离区，必须有一个单独的喷洒消防系统和一个排烟系统，喷洒消防系统之后应有一个单独的排放风扇。设有天然通风系统地区，发生火灾时，天然通风窗口应同时开放，当遇到停电故障时，开启相应功能[5]。

三、燃料岛

在面积较大的地方，可以设立多个固定或流动摊位以及商业办公区域。在不能用阻隔舱室来保护的情况下，就必须用燃料岛来保护，将它们看成是一片片隔离开来的燃料区。在面对较大空间的火灾荷载下，烟尘及近2/3的热能经羽流向顶部对流扩散。在大面积空间中，一般都可以用一个公式来计算由热辐射引起的燃烧有效半径。随着距离增大，热释放率减小。在没有喷洒装置的情况下，只要对可燃物体的火情负荷进行控制，并在兩个可燃物体间留出适当的间隔，一般情况下，火势不会蔓延。易燃易爆物品便会构成“燃料岛”，而“岛”和“岛”间的人群活动范围则会构成一道自然的防火屏障。

燃料岛上的火载控制及防护十分重要。其设置要求为：燃料岛上的装饰材料尽可能采用不燃、不易燃材质，禁止带入、储存危险物品，以免出现大面积火灾。针对燃料岛上的辐照点火状况，在将各燃料岛的面积控制在9.0平方米、火场大小为4.5兆瓦的条件下，要确保任意一座零售亭起火并完全燃烧后，不会因辐照而导致火势扩散至其它零售亭。经计算，每一燃料岛间的防火间隔最少为3.5米。[6]鉴于“燃料岛”的实现要求有更好的管理与引导，提出了“燃料岛群”的中心位置不应大于100平方米，以防止“燃料岛”发生故障。在100平方米以上的情况下，燃料岛群之间的距离参照火灾隔离区规定，距离不能低于8.0米。

四、独立防火单元

在终端大楼里，设置在中心位置的办公、机电用房和附属用房等，可以采用防火分隔墙和防火门等分隔措施，将它们与其他公共空间进行有效防火分隔，并将它们当作一个单独的防火单位来进行防火设计。在单独的消防单元，应该使用不少于2小时的隔墙、1.5小时的楼板以及甲级消防门窗，将其与周围其他空间进行有效消防分隔，同时消防单元的面积应该被限制在2000平方米之内。

五、疏散设计策略

（一）分阶段疏散

在未对整栋大楼进行疏散的情况下，应先从事故地区撤离。只有当出现极度失控的情况时，才会按照预先制定的应对措施，有序撤离整栋大楼，这就是所谓的分阶段疏散战略。因大型航站楼工程占地面积较大，如发生火灾等突发事件，往往不会对灾区之外的人群造成严重威胁，因此无需对整个空港枢纽进行大规模疏散。为避免混乱，保障机场安全，通常采取分段撤离[7]。决定分期撤离范围时，必须全面考虑下列因素：建筑物的平面布置以及各个地区之间的功能衔接；确定火灾发生时的防火分区及烟气控区；消防设备具有同步联动功能，如报警、排烟和疏散广播等；陆侧、空中人员在机场内撤离。大型民航机场候机楼的疏散策略既要考虑分阶段疏散，又要考虑到应急处置中出现的极度不受控制突发事件，从开始到结束都要保证人员安全。

（二）人流量法

建筑中人员疏散数的确定是防火性能分析中的一个关键环节。在进行人员疏散时，要根据工程实际情况，采取各种措施，对人员进行综合确定。机场终点站建筑以承载空中乘客为主体，其在终点站中所形成的动态“人流”就是该功能的具体体现。若采用传统的“面积系数”方法，对候机楼中的值机厅、到达厅、指廊等区域的待避者人数进行计算，往往会得出一个超出常识的较大值。其计算公式为：确定待退区内人员数目的两个重要参数，即本地区的设计人流量和本地区人员在本区的逗留时间，而这两个参数主要取决于航班的数目和密度。而班次的数目和密度实质上是由机场的设计载客量来决定。以此提出一种基于人流量法的机场主要公众区人员流量计算方法。

（三）准安全区

一般将人群撤离到户外安全区后，才算是完全撤离，然而在大型交通枢纽中，因其庞大的体积、巨大的空间，人们很难在很短时间内撤离到户外安全区。基于此，提出了一种“准安全区域”的概念。与火区相比，这类半安全区要安全得多，火势和烟尘不会在一定时间内扩散、危及人身安全。在大型交通枢纽大楼中，人们可以考虑进入一个由防火隔离带、防火墙、卷帘或楼面等隔断的邻近疏散区，从而脱离火场的直接威胁，进入“准安全区”。

（四）疏散距离

在设计大型枢纽建筑时，因其功能布局，往往会造成楼梯、出口无法合理布置，从而产生疏散距离过长的问题。

（五）使用登机桥疏散

在机场候机区，到达通道旁设置了大量的坡形登机桥，并在其内部设置了逃生梯，为指廊人员提供了逃生通道。利用登机桥上的逃生梯，可以减轻走廊上人员的疏散压力，并对乘客的安全撤离起到重要作用。登机桥出口处应有一个与火警自动连接的控制系统，并在发生紧急情况时自动开启，并由机场管理层制定一系列撤离方案，以保证登机桥的可使用性。为避免登机桥大门在打开过程中对过道内人员的撤离造成干扰，应使平推大门的打开方向与人员的撤离方向相一致。一旦确定火情，大门将从消防控制室开启，并安排一名专人看守大门，并对向地面撤离的人员进行监管[8]。

（六）使用敞开楼梯疏散

机场候机区为大面积建筑，可储存大量烟雾和热量。与常规狭小空间相比，消防烟尘对楼梯层的影响更小，开放式楼梯层仍可长期保持安全疏散。在此基础上，提出了在大型建筑中设置某些开放楼梯，也可以作为人员疏散场所。

结语

大型民用机场航站楼的建筑消防设计是确保乘客安全和顺畅运营的关键因素。因此，在设计中需要考虑如何有效进行防火分区和防火隔离。本文通过探索大型民用机场航站楼消防设计方法，提出了采用防火隔板、燃料岛和防火隔离区的设计理念。希望通过这些设计可以控制火灾蔓延，减少人身和财产损失，以确保乘客和工作人员的安全。

参考文献

[1]徐佳.消防社会化趋势下我国机场消防保障能力建设研究[J].大众标准化，2022（19）：72-74.

[2]陈俊，杜锡康，熊京忠.最大机型法在民用运输机场飞行区消防水量确定中的应用[J].消防科学与技术，2021，40（11）：1608-1611.

[3]贺元骅，李想，熊升华，等.基于RRCD和RADPD的机场消防站多目标选址模型[J].计算机集成制造系统，2022，28（05）：1537-1548.

[4]路世昌，于年灏，黄益良.大型民用机场航站楼防火设计要点综述[J].建筑安全，2022（05）：37.

[5]熊文娟，马驰.民用机场航站楼建筑设计方案征集组织工作探讨[J].技术与市场，2021，28（12）：3.

[6]赵莉.大连周水子国际机场航站楼建筑消防给水设计[J].建筑技术开发，2018，45（16）：2.

[7]袁鹏.大型民用机场航站楼防火设计要点综述[J].中国设备工程，2023（05）：195-197.