大型商業綜合體消防性能化設計評估案例分析

一、情景描述

某商業綜合體地上二十六層、地下三層，建設用地面積8.95×104m2，總建筑面積37.73×104 m2.其中地上建筑面積27.08×104m2、地下建筑面積10.65×104 m2。該建筑地上一至三層設計為室內步行街，通過若干中庭互相連通。步行街建筑面積43411m2，其中首層建筑面積15922 m2，步行街凈寬約1 1～15m。

該建筑地下室主要使用性質為汽車庫、機電設備用房、物業服務用房;首層(圖3—42—1)主要使用性質為百貨、主力店、室內步行街和臨街商鋪;二、三層主要使用性質為室內步行街、百貨、電玩、酒樓、歌舞廳;四至六層主要使用性質為百貨、酒樓、電影院;七至二十六層主要使用性質為五星級酒店。該建筑除室內步行街的防火分區劃分、安全疏散以及部分疏散樓梯間在首層需借助室內步行街進行疏散等問題以外，其他消防設計均滿足現行有關國家工程消防技術標準的規定。

在消防性能化設計評估中，通過隔離室內步行街中的商業火災荷載，限制室內步行街內部的火災荷載。設置有效的火災探測、自動滅火、防排煙等消防措施，將步行街設置為‘‘臨時安全區”，以解決步行街防火分區面積超大、借用步行街疏散等問題。

二、案例說明

本消防性能化設計評估案例包含或涉及下列內容：

1)“建設工程消防性能化設計評估”的含義。

2)性能化設計評估的適用范圍。

3)從事性能化設計評估工作的單位和人員應具備的條件。

4)建筑物性能化消防設計的基本程序。

5)火災場景的確定。

6)建筑物內的初起火災增長的確定方法。

7)確定針對性的消防措施。

三、關鍵知識點

1)“建設工程消防性能化設計評估”是指根據建設工程使用功能和消防安全要求，運用消防安全工程學原理，采用先進適用的計算分析工具和方法，為建設工程消防設計提供設計參數、方案，或對建設工程消防設計方案進行綜合分析評估，完成相關技術文件的工作過程。

2)性能化設計評估的適用范圍。

①可采用性能化設計評估方法：

a.超出現行國家消防技術標準適用范圍的。

b.按照現行國家消防技術標準進行防火分隔、防煙排煙、安全疏散、建筑構件耐火等設計時，難以滿足工程項目特殊使用功能的。

②不應采用性能化設計評估方法：

a.國家法律法規和現行國家消防技術標準中有嚴禁規定的。

b.現行國家消防技術標準已有明確規定，且工程項目無特殊使用功能的。

3)從事性能化設計評估工作的單位和人員應具備的條件。

①具有獨立法人資格，有固定的辦公地點，注冊資金不少于100萬元。

②法定代表人具有大學本科以上學歷、高級技術職稱。

③具有高級技術職稱的專業人員不少于8人，其中性能化設計評估專業技術人員不少于4人，建筑防火、消防給水、防煙排煙、消防電氣專業技術人員各不少于1人。

④專業技術人員具有大學本科及以上學歷，且從事本專業工作經歷不少于5年。

⑤專業技術人員不同被兩家及以上從事性能化設計評估的單位聘用。

⑥具有滿足性能化設計評估需要的計算軟件及計算設備。

⑦不從事影響性能化設計評估工作公正性的業務。

4)建筑物性能化消防設計的基本程序。

①確定建筑物的使用功能和用途、建筑設計的適用標準。

②確定需要采用性能化設計方法進行設計的問題。

③確定建筑物的消防安全總體目標。

④進行性能化消防試設計和評估驗證。

⑤修改、完善設計并進一步評估驗證，確定是否滿足所確定的消防安全目標。

⑥編制設計說明與分析報告，提交審查與批準。

5)火災場景的確定。火災場景的設計，應當考慮如下內容：

①火災場景應根據最不利的原則確定，選擇火災風險較大的火災場景作為設定火災場景。例如火災發生在疏散出口附近并令該疏散出口不可利用、自動滅火系統或排煙系統由于某種原因而失效等。火災風險較大的火災場景一般為最有可能發生，但火災危害不一定最大的火災場景;或者火災危害大，但發生的可能性較小的火災場景。

②火災場景必須能描述火災引燃、增長和受控火災的特征以及煙氣和火勢蔓延的可能途徑、設置在建筑室內外的所有滅火設施的作用、每一個火災場景的可能后果。

③在設計火災場景時，應確定設定火源在建筑物內的位置及起火房間的空間幾何特征，例如火源是在房間中央、墻邊、墻角還是門邊等以及空間高度、開間面積和幾何形狀等。

④疏散場景的選擇應考慮建筑的功能及其內部的設備情況、人員類型等因素，反映可能的火災場景和影響人員疏散過程的人員條件及環境條件。

⑤確定可能火災場景可采用下述方法：故障類型和影響分析、故障分析、如果一怎么辦分析、相關統計數據、工程核查表、危害指數、危害和操作性研究、初步危害分析、故障樹分析、事件樹分析、原因后果分析和可靠性分析等。

6)建筑物內的初起火災增長的確定方法。對于建筑物內的初起火災增長，可根據建筑物內的空間特征和可燃物特性采用下述方法之一確定：

①試驗火災模型。

②t2火災模型。

③MRFC火災模型。

④按疊加原理確定火災增長的模型。

在有條件時應盡量采用試驗模型，但由于目前很多試驗數據是在大空間條件下大型錐形量熱計的試驗結果，并沒有考慮維護結構對試驗結果的影響，因此在應用中應注意試驗邊界條件、通風條件與應用條件的差異。

上述幾種方法中，t2火災模型是性能化設計評估中最常采用的描述火災增長的方法。t2火災模型描述火災過程中火源熱釋放速率隨時問的變化過程。當不考慮火災的初期點燃過程時，可表示為

根據火災發展系數α，火災發展階段可分為極快、快速、中速和慢速四種。火焰水平蔓延速度參數值見表3—42.1。

7)確定針對性的消防措施。餐飲、商店等商業設施通過有頂棚的步行街連接，且步行街兩側的建筑利用步行街進行安全疏散。消防性能化設計評估針對室內步行街采取以下相應消防措施：

①步行街兩側建筑的耐火等級不應低于二級。

②步行街兩側建筑相對面的距離不應小于相應的防火間距要求且不應小于9m，長度不宜大于300m。

③相鄰商鋪之間應設置耐火極限不低于2.00h的防火隔墻，每間商鋪的建筑面積不宜大于300m2。

④面向步行街一側宜采用耐火極限不低于1.00h的實體墻;當采用其他分隔設施時，商鋪之間隔墻兩側的開口或非實體墻之間應設置寬度不小于1m、耐火極限不低于1.00h的實體墻。門、窗應采用乙級防火門、窗或可采用耐火極限不低于1.00h的C類防火玻璃門、窗。

當步行街為多層結構時，每層面向步行街一側應設置防止火災豎向蔓延的措施。當設置回廊或挑檐時，其出挑寬度不應小于1.50m。各層樓面在步行街部位的開口面積不應小于步行街地面面積的37%，且開口宜均勻布置。

⑤步行街的頂棚應采用不燃燒或難燃材料，承重結構的耐火極限不應低于0.50h。步行街內不應布置可燃物。

⑥疏散樓梯應靠外墻設置并直通室外，確有困難時，在首層可直接通至步行街;商鋪的疏散門可直接通至步行街。步行街內任一點到達最近室外安全地點的步行距離不應大于60m。

⑦步行街頂棚下檐距地面的高度不應小于6m。頂棚應設置自然排煙設施，且自然排煙口的有效面積不應小于其地面面積的25%。

⑧步行街內沿兩側的商鋪外每隔50m應設置DN65的消火栓，并應配備消防軟管卷盤。步行街兩側的商鋪內應設置自動噴水滅火系統和火災自動報警系統，每層回廊應設置自動噴水滅火系統;步行街宜設置自動跟蹤定位射流滅火系統。

⑨步行街內應設置消防應急照明、疏散指示標志和消防應急廣播系統。

四、注意事項

近年來，我國的大型商場設計理念已從傳統單一的百貨商店轉向綜合性的商業中心。這些現代化的商業中心往往集購物、休閑娛樂、運動、餐飲于一體。在商業布局上也有多種的形式，既有滿足人們對不同風格和品牌需求的精品商業街的形式，又有適應家電、百貨、超市業態的面積較大的主力店。

不同的業態和商業功能布局的可燃物和火災荷載的分布特點、火災和煙氣蔓延特點、人流特點也不同。如本建筑內的步行街，由大小不一的中庭、公共走道及其兩側面積較小的一連串精品店組成，其中寬敞的中庭和走道組成的公共區域占據了步行街的較大一部分面積，這部分公共區域主要是火災荷載密度較低的人流通行空間。

由于這樣的建筑和商業布局特點，如按現行消防規范要求數千平方米劃分為一個防火分區，在連通各層的中庭開口處設防火卷簾，這在商業街中實施有很大困難，會造成人流通行空間隔斷和使用大量大面積、大跨度的防火卷簾，增加消防設施本身的不可靠性。因此，需要運用消防性能化評估的方法對其新的設計理念的合理性進行論證和調整。如將中庭兩側的商鋪設置為獨立的防火單元，在此基礎上將室內步行街設置為臨時安全區，并從防火分隔、防煙排煙、人員疏散、自動滅火系統等方面提出了消防設計方案，并利用消防安全工程分析方法，分析消防設計方案是否能滿足防止火災大規模蔓延和人員安全疏散的需要。

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（責任編輯：）

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