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地下商业建筑防火设计难题及对策
编辑:麻将游戏   发布时间:2021-02-19 22:34

  摘要:地下商业建筑已向多元化的现代商业综合体发展,规模日趋庞大,地下商业建筑防火设计研究极为重要。透视地下商业建筑防火设计的现状和难点,分析地下商业建筑防火设计的一些措施,例如结合平面功能采取防火分隔措施,安全出口的标志性和可识别性,合理运用下沉广场和防火隔间,地下商店等开发和地铁站厅之间应以通道形式相连,地下商业步行街的商铺形成独立的防火单元,有效抑制火灾蔓延。

  随着城市化进程的加速,带来了人口的急剧增长,导致城市规模迅速膨胀。从生活空间来看,要容纳不断增加的人口和提高生活质量都需要大量土地。地下空间的开发利用,在解决城市化所带来的交通、环境、生态等问题方面有着一定的优势和潜力。在我国许多大中城市中心区不仅用地极为紧张,而且人、车交汇区也带来了很高的商业价值,地下商业建筑便应运而生。地下商业建筑的开发与城市交通紧密联系构成了地下综合体,地下商业建筑真正成为立体化都市中的活跃元素。

  地下商业建筑空间封闭、物流大、火灾荷载大,着火后烟气大、能见度差、疏散和扑救困难,容易造成重大人员伤亡和财产损失。因此,地下商业建筑的防火设计研究极为重要,笔者以无锡市火车站北广场综合交通枢纽项目等工程设计为例,对地下商业建筑防火设计问题谈几点意见,与同行商榷。

  近年来在我国许多大城市结合城市环境和城市地下交通设施的改造,都进行大规模地下空间的开发利用,地下商业建筑的开发利用在空间形式上更加立体化,在功能上更加复杂化。如:无锡市火车站北广场综合交通枢纽项目,地下2层为汽车库、地下1层为集商业、地铁、城际铁路出站、车库等功能于一体的综合体。金太湖国际城分三期建设,地下空间各功能连接为一个商业综合体,其中地下1层一期为沃尔玛超市及仓储卸货区、二三期为商店、餐饮、汽车库、电影院等。

  地下商业建筑的规划建设不仅需要与其他建设项目有机结合起来,合理确定其位置、防火间距、消防车道、消防车与地下空间的接驳、独立式出入口等,而且地下商业建筑内部不同的平面布置,具有不同的空间导向性和识别性,空间布局不清晰容易使人们迷失方向,影响火灾时的疏散。由于对地下商业建筑的火灾危险性的认识上尚未达到应有的高度,同时地下商业建筑没有相关的规范和标准,JGJ48—88《商店建筑设计规范》(以下简称《商规》)已明显不适应当前发展的需要,现行的GB50016-2006《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)[1]中地下商业建筑部分也没有具体明确规定。地下商业建筑设计上普遍存在缺乏合理的平面布局、可靠的防火分隔措施、内部交通流线组织不流畅和出入口设计不合理等等问题。地下商业建筑的防火设计难点主要表现在以下几方面:

  《建规》第5.1.13条规定:地下商店总建筑面积大于20000m2时,应采用不开设门窗洞口的防火墙分隔。相邻区域确需局部连通时,应选择采取下沉式广场等室外开敞空间、防火隔间、避难走道、防烟楼梯间等措施进行分隔。如何处理好商业效果和防火分隔措施的矛盾;下沉式广场和防火隔间的形式和面积如何确定;通向下沉广场及防火隔间的疏散楼梯如何设置;下沉广场是否可以设置风雨棚,如何设置风雨棚;防火隔间是否设置正压送风系统等等。

  《地铁设计规范》(GB50157-2003)第19.1.9条规定:地铁与地下及地上商场等地下建筑物相连接时,必须采取防火分隔措施。是否可以大面积连通,并且采用防火卷帘门分隔;采用防火卷帘分隔时,属于地铁还是商业部分控制;商业等开发区域可否与地铁站厅层采用敞开楼梯、自动扶梯等上下连通的开口部位或中庭共享空间形式连通等等。如:无锡市火车站北广场综合交通枢纽项目的地铁换乘站厅被包围在地下商业之中。

  目前商店已向综合性服务发展,有停车场,咖啡馆,健身俱乐部、美容美体、餐饮、电影院以及银行、邮政等各种服务设施,形成较大规模的综合性商用地下建筑。增加了餐饮、健身俱乐部等功能后,是否仍然能按照地下商店营业厅的要求划分防火分区;地下餐饮场所是否能够使用天然气;商店、电影院、停车场、办公附属用房等总建筑面积大于20000m2时,是否应采用不开设门窗洞口的防火墙分隔。

  随着地铁、地下过街通道等地下交通功能的开发,同时具备过街通道和综合性商业服务功能的地下商业步行街迅速发展起来,地下商业步行街过街通道的最小净宽度、商铺的最大允许面积、商铺疏散门至安全出口的最大疏散距离、防火分区面积的计算等在现行的设计规范中都没有明确的规定。

  地下商业建筑内部格局复杂,使购物、娱乐人员经常摸不清方向,特别是环型地下商城,给购物人员造成的方向性模糊程度更为严重。通道和出口设计为单向或尽端型,甚至在有些不该设置柜台的地方增设柜台或设临时促销货架,挤占通道或出口,严重影响安全疏散,这类问题如何解决。地下商业建筑出入口镶嵌在地面建筑内时,如何解决疏散楼梯间在首层设置直通室外出口的问题。

  (1)分析商业功能和用途,尽可能在仓储、卸货、附属办公等其他功能和商业空间之间采取不开设门窗洞口的防火墙分隔,采用防烟楼梯间和防火隔间等形式局部连通。如:某商城地下1层原设计一期为沃尔玛超市约20500m2,通过“瓶颈”空间与三期步行街区域连通,瓶颈约宽20米,深15米,左右两侧为防火墙[2]。“瓶颈”不仅不能够满足规范要求,而且不利于商业效果,后续调整设计,把沃尔玛的仓储区与营业区采用防烟楼梯间和防火隔间形式分隔,利用室外下沉广场作为一期与三期的局部连通。

  (2)地下商业建筑相互贯通,纵深大,甚至各部分属于不同的业主开发,平面布局缺乏整体的规划和协调,容易造成防火分隔和出入口设计与商业效果之间的矛盾。整体分析地下建筑的使用功能,尽可能利用下沉广场、通道等容易采取防火分隔措施的部位,整体规划地下商业空间的防火分隔。如:无锡市崇安寺二期2号地块地下商业设计,充分利用下沉广场的防火分隔优势,将地块分为2块,为后期地下商业开发提供连通的便利。

  (3)确定地下商店超过20000m2防火分隔措施时,应当将商店、电影院、餐饮、地铁、商店辅助功能用房等的建筑面积总和计算。能够采用防火墙和少量的甲级防火门与地下商店区完全分隔,且疏散完全独立的车库、办公等区域建筑面积可不计算。这样能够更有效的控制火灾蔓延。

  (4)地下商业建筑应当结合使用性质正确划分防火分区。健身房、美容院等非歌舞娱乐游艺放映场所性质的公共娱乐场所、无明火餐饮、茶室等可以与商店布置在同一防火分区内,歌舞娱乐场所、有明火的餐饮场所、电影院等应形成独立的防火分区,并应满足《建规》等相关规范的要求。餐饮等场所燃气的使用和燃气供给管道的敷设应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028的有关规定。

  安区出口是由地下进入地面的必经之路。安区出口的形式和布局,在疏散导向、可识别性方面都起着无可替代的作用。人在火灾中存在“紧张”的心理,在觅路方式中喜欢“走原路”,当面对一个封闭的面或尽端道路时,常常会“惊慌”,容易造成危险。所以地下商业建筑安全出口的分布应结合主导人流经常使用和行走的路线,做到简捷明了,具有鲜明的标志性、可识别性。在人流密集的区域多设置安全出口,设置环形通道,保证紧急情况下顺利疏散。尽量采用独立式安全出口,当镶嵌在地面建筑内时,疏散楼梯间在建筑首层应设置直通室外出口,确有困难时,可以通过短距离的门厅或安全走道,门厅或安全走道应采用耐火极限不低于2.00h的不燃烧体隔墙与其余部位完全隔开。

  《建规》、GB50098-2009《人民防空工程设计防火规范》(以下简称《人防规范》)[3]、沪消〔2006〕439号关于印发《上海市公共建筑防火分隔消防设计若干规定(暂行)》的通知(以下简称“上海规定”)[4]、重庆市工程建设标准DBJ50-054-2006《大型商业建筑设计防火规范》(以下简称“重庆地标”)[5]、江苏省工程建设标准DGJ32/J67-2008《商业建筑设计防火规范》(以下简称“江苏地标”)[6]、对下沉广场及防火隔间设计都提出了要求,表1中列举了上述规范对下沉广场和防火隔间设计的具体要求,通过比较,笔者对下层广场和防火隔间设计提出几点看法:

  下沉广场等室外开敞空间。该室外开敞空间的设置应能防止相邻区域的火灾蔓延和便于安全疏散。

  该防火隔间的墙为实体防火墙,在隔间的相邻区域分别设置火灾时能自行关闭的敞开式防火门。

  1、不同防火分区通向下沉式广场安区出口最近边缘之间的水平距离不应小于13米,广场内疏散区域的净面积不应小于169m2。 2、广场应设置不少于一个直通地坪的疏散楼梯,疏散楼梯的总宽度不应小于相邻最大防火分区通向下沉广场计算疏散总宽度。 3、第1款最小净面积的范围内不得用于除疏散外的其他用途;其他面积的使用,不得影响人员的疏散。

  1、防火隔间与防火分区之间应设置常开式甲级防火门,并应在发生火灾时能自行关闭。 2、不同防火分区开设在防火隔间墙上的防火门最近边缘之间的水平距离不应小于4m,该门不应计算在该防火分区安全出口的个数和总疏散宽度内。 3、防火隔间装修材料燃烧性能等级应为A级,且不得用于除人员通行外的其他用途。

  1、下沉式广场短边不小于13m、面积不小于169m2。 2、下沉式广场应设置直通室外地坪的疏散楼梯(包括自动扶梯)。 3、地下商店通往下沉式广场的疏散出口应与商店内宽度不小于3m的通道连接。

  1、防火隔间应采用防火墙或火灾时能自行关闭的常开甲级防火门围护,相邻防火分区的甲级防火门之间最近水平距离不应小于4m。 2、防火隔间短边不小于4m,面积不小于45m2。 3、靠近防火隔间的两侧应分别有疏散楼梯间,其袋形距离不应大于10m,隔间内应设置正压送风系统。 4、防火隔间应采用不燃化装修,不得作为其它任何功能使用。 5、每层商业建筑采用防火隔间的次数不应超过2次。

  开敞式防火隔离区: 1、在两个防火分区之间或两个商场之间应设置顶部敞开的下沉空间,下沉空间的使用面积按5人/m2计算,人数按相邻最大防火分区1/2疏散人数计算,且短边尺寸不应小于9m; 2、下沉式空间不应布置在任何经营性商业设施,只能作为人员疏散使用; 3、下沉式空间内应设不少于一座可直通地面的室外疏散楼梯,其疏散楼梯总宽度不应小于相邻最大防火分区通向下沉空间防火门的总宽度,该疏散楼梯可计入总疏散宽度。

  封闭式防火隔离区: 1、使用面积按5人/m2计算,人数按相邻最大防火分区1/2疏散人数计算,且短边尺寸不应小于9米。 2、不应布置任何经营性商业设施,只能作为人员疏散使用。 3、应设不少于两个安全出口,其宽度应满足相邻最大防火分区通向该封闭式防火隔离区安全出口总宽度的要求,且可计入总疏散宽度。确有困难时,其中一个安全出口可与相邻的一个防火分区共用,但进入该安全出口前应设面积不少于12m2的防烟前室。 4、与相邻防火分区之间应采用防火墙分隔,各个防火分区进入该防火隔离区处应设置面积不小于12m2的防烟前室。其通向防烟前室的门应为甲级防火门或耐火极限≥3.00h的防火卷帘门侧加设甲级防火门。 5、封闭式防火隔离区及前室应设加压送风系统。

  1、下沉广场等室外开敞空间的设置应能防止相邻区域的火灾蔓延和便于安全疏散。开向下沉广场的商铺外围护构件的耐火极限不应低于1.00h;商铺之间应采用耐火极限不低于2.00h的墙体分隔。不应布置任何经营性商业设施和用于人员通行外的其他用途。 2、下沉式广场的短边尺寸不应小于13.0m且最小使用面积不应小于180㎡。 3、开向下沉广场的门可计入疏散总宽度,但该宽度不得超过通向下沉式广场各防火分区人数之和所需总疏散宽度的1/2。 4、下沉广场应设置不少于一座且宽度不小于2.0m直通地面的室外疏散楼梯,其总宽度不得小于第3款中计入疏散宽度的30%。

  1、防火隔间内不应布置任何经营性商业设施。 2、防火隔间的墙应为实体防火墙,在隔间的相邻区域分别设置火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门。 3、常开式甲级防火门洞口宽度不应大于2.4m,防火隔间相邻区域间距不应小于5m。

  下沉广场是一个围合式的开敞公共空间,有利于防火分隔和人员疏散。笔者认为:下沉广场的防火设计主要应把握以下几点:一是下沉广场规定短边尺寸是必要的,但是圆形、月牙形等不规则的下沉广场很难把握其短边尺寸,可将圆直径,椭圆或月牙形的短轴等作为短边。二是规定了广场内疏散区的最小净面积,同时还应规定下沉空间疏散区净面积按5人/m2计算,人数按相邻最大防火分区1/2疏散人数计算,使得下沉广场能有足够的人员疏散和滞留的空间。三是规定不同防火分区通向下沉式广场安区出口最近边缘之间的水平距离不应小于13m是十分必要的,能够有效的防止火灾的蔓延和人员疏散的相互干扰。四是下沉广场的顶部开口面积不得小于疏散区域净面积。通向下沉式广场安区出口或开向下沉广场的商铺疏散门,宜靠近广场顶部开口投影边界,确有困难,直线层以下建筑室外出口距离楼梯间的最小距离)。五是下沉广场不宜加设风雨棚,如确需加设雨棚,可按照《人防规范》第3.1.7条执行。

  防火隔间一般是用防火墙和火灾时能自行关闭的常开式甲级防火门构成的局部连通相邻区域的隔间,主要是防火分隔的作用,不具备安全疏散的要求。在通道或狭窄的连接部位使用防火隔间分隔较为有效。笔者认为:一是《人防规范》和“江苏地标”的防火隔间不具备疏散和安全避难空间的功能,仅作为两个区域连通空间的防火分隔。“上海规定”的防火隔间可以作为安全避难空间,“重庆地标”的封闭式防火隔离区具备安全避难和疏散功能。无论上述哪一种防火隔间都是解决地下商业建筑防火分隔或安全疏散较为有效的措施。二是仅作为两个区域连通空间的防火隔间,由于这类隔间可不设置正压送风系统,不同防火分区开设在防火隔间墙上的防火门的宽度应受限制,如“江苏地标”规定常开式甲级防火门洞口宽度不应大于2.4m。

  地下商店等开发应与地铁站厅(站台)层之间应采取防火分隔措施。一是地下商店等开发和地铁的疏散体系应分别独立设置,不得相互借用。地下商店等开发不得利用地铁疏散通道作为火灾情况下人员疏散的出口。二是地下商业等开发区与地铁站厅(站台)层应分隔成不同的防火分区,相连接处,应以通道形式相连,通道内设两道防火卷帘,两道防火卷帘的距离不宜小于6m,且分别由地铁与开发分别控制。三是与车站站厅公共区呈上、下层商业等开发层时,严禁采用中庭形式相通,站厅与开发层之间的联络楼扶梯间应采取防火分隔措施,在上、下层梯洞口均设防火卷帘,且由地铁与开发分别控制。当站厅层到达站台层,穿越开发层的穿越空间应采用无门窗洞口的防火墙分隔。四是当开发空间与地下车站站厅公共区全长相接时,地下商店等开发与地铁站厅(台)层之间临界面应采取防火墙、防火卷帘、甲级防火门进行分隔。每档防火卷帘的宽度不宜超过8m,每侧防火墙上相邻防火卷帘之间应设置宽度不小于24m的防火墙。

  地下商业步行街既要满足商业购物活动的需求,也要保证过街通道畅通,因此需要规定地下商业步行街过街通道的最小净宽度,限制商铺的面积,商铺之间采取必要的防火分隔措施,形成独立的防火单元,有效抑制火灾的蔓延。过街通道上不得设置固定或流动的货摊和货柜,不得堆放货物和其他与疏散无关的设施。

  参考“上海规定”中地下商业街的要求,以及“江苏地标”第6.5.2和7.2.3条商铺式营业厅的相关规定。笔者认为:一是地下商业步行街过街通道的最小净宽度、商铺的最大允许面积、商铺疏散门至安全出口的最大距离应符合表2的规定。净宽度小于6m的过街通道内严禁设置任何固定或流动商业经营活动。二是商铺内任一点到最近疏散门的直线m,每个商铺的疏散门不应少于2个,建筑面积小于等于50m2,且经常停留人数不超过15人时,可设置1个疏散门。三是商铺之间应设置耐火极限不低于2.00h的不燃烧体隔墙,并应砌至楼板底部。过街通道与小商铺之间隔断应砌至楼板底并满足耐火极限不低于1.00h的不燃烧体要求。四是地下商业步行街内部装修设计应符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB50222的规定,过街通道的装修材料燃烧性能全部为A级。过街通道两侧的地面上应设置标明疏散通道的明显的固定标识。五是地下商业步行街安全出口前应设置集散区,其长度、宽度均不应小于3m。六是商铺不得设置有明火的餐饮和歌舞娱乐游艺放映场所。七是设有自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统时,地下商业步行街防火分区面积不应大于2000m2,地下商业街的过街通道面积可不计入防火分区面积。

  表2过街通道的最小净宽度、商铺的最大允许面积、商铺疏散门至安全出口的最大距离

  地下商业等的开发利用已成为城市建设发展的必然趋势,建设规模日趋庞大,同时不再是单一的购物场所,已经成为具备多元化功能,多样化体验和乐趣的现代商业综合体。这大大提升了人员的密集度和火灾危险性,给火灾扑救和人员疏散带来了许多的难题,有效的防火分隔、合理的布局、人性化的疏散设计、必要的消防设施,是地下商业建筑消防安全的有利保障。研究地下商业建筑防火设计的意义深远。

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