1、大型综合性商业建筑消防设计浅析中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号： 1 项目概况 天津嘉里中心项目（简称 TKC 项目）位于天津内环南站 CBD 核心地段，属于大型综合性项目，包含甲级写字楼、五星级豪华商务酒店、商业裙楼，及高档公寓楼，共计建筑面积 50 万平方米。其中商业分为地下一层及地上四层，包含有精品店、超市、餐饮、电影院、溜冰场、儿童活动中心多种功能等，共计总建筑面积 11 万余平方米。 2 商业消防设计特殊情况 2.1 商业防火分区设计 天津嘉里中心的商业区内有多个中庭连通地下一层至地面四层，为了保证功能的一体化，较难完全按以上规范要求将中庭划分为多个防火分区。而传
2、统的防火分隔方式需要大量防火卷帘分隔商店与中庭，而防火卷帘有动作可靠性不高的问题。如图 1。 如何在商业裙楼内减少采用防火卷帘，而设计另外一种合理可靠的防火分隔，把商店形成独立的防火分区，令商店的火灾及烟气不会扩散至环廊及中庭，既保障其它区域人员的安全疏散，同时又避免对建筑的特殊造型和建筑效果产生影响是防火设计中的一项挑战。 图 1 商业中庭方案图 2. 2 商业中庭烟气控制策略 商业的中庭顶部约 30 米高，设透明天窗。建筑设计要求中庭顶部必须保持极高的通透性。建筑顶部的特殊造型使得无法在屋顶较高的位置安装排烟风机及管道等设备。而在侧幕墙位置安装机械排烟风机与管道等设备，会减低透光率和美观性
3、，破坏原来的建筑理念。商业裙楼内部向中庭大空间敞开，下层火灾的烟气可能对顶层远方的人员造成影响。因此，如何充分利用中庭顶部天窗合理设计排烟系统（例如自然排烟系统） 、设置排烟口的位置、确定科学的排烟量，既保障商业裙楼人员的安全，同时又避免对建筑的特殊造型和建筑效果产生影响是防排烟设计中的一项挑战。 2.3 地下商业疏散设计 由于天津嘉里中心地下一层大型商业区面积达 31,000 平方米，进深较大，疏散距离较长。这为疏散设计与疏散安全带来了挑战。而地下一层大型商业区旁设有公寓楼入口的下沉广场，入口广场设计为半开放式，并设有疏散楼梯及机动车道直通首层。需要借用下沉广场作为疏散出口，解决地下商业的疏
4、散问题。如图 2 图 2 商业 B1 层下沉广场 资料来源：TKC 项目资料 3 消防措施 3.1 商业防火分区的设置 商业裙楼高约 24m，为高层建筑。商业地上建筑面积达 8 万平方米，分为地上四层，地下一层，约 3.1 万平方米。本项目商业裙楼的中庭呈狭长形，最窄处为 10m，平均宽 15m，加上中庭环廊两侧的宽度，在中庭两侧的店铺之间形成天然的防火隔离带，一侧精品店发生火灾后，不易通过热辐射的方式蔓延到对面精品店，将火势限制在中庭的一侧。基于该建筑布置的特点，建议将商场划分为数个消防分区，分别是：东区主力店、中庭环廊以北的两区精品店、西区主力店、中庭环廊以南三区的精品店与餐饮，如图 3
5、所示。 图 3 商业消防分区示意图 资料来源：TKC 项目资料 除地面以上楼层的电影院与百货店，及地下层的超市与美食广场采用防火卷帘与其它分区/内部分隔外，中庭其他精品店之间的分隔均采用喷淋保护钢化玻璃系统的分隔方式。地上每个消防分区的面积均少于 4000m2 ，中庭及相连的环廊划分为同一防火分区，以增加视线的通透性，使人员疏散更为直接，并能增加人员逃生的出口点。中庭设计为人员流动区域，所以其范围内不会设置商店，而精品店与中庭之间设有防火分隔，防止烟火扩散至中庭。 3.1.1 消防分隔方式 在消防设计阶段，中庭与店铺之间通常采用防火卷帘进行防火分隔。但随着中庭的面积越来越大，形状也越来越不规则
6、，防火卷帘的使用逐渐暴露出可靠性较低的问题。防火卷帘的安装质量亦难以保证，因此有可能数量众多的大跨度卷帘在火灾时未能全部及时下落。另外，防火卷帘需定期进行检修，后期维护要求较高。结合本项目综合商场的建筑特点，如果中庭四周全面采用防火卷帘进行防火分隔，需要采用大量大跨度的防火卷帘，消防安全水平难以保证。因此本项目建议只会采用少量防火卷帘作分隔。而大部分商业区与中庭以无框钢化玻璃加窗玻璃喷头分隔，形成独立的防火单元，放火单元不超过 500 平米，放火单元之间使用防火墙分隔，令商店的火灾及烟气不会扩散至环廊及中庭，保障其它区域人员的安全疏散。钢化玻璃可加快窗玻璃喷头的反应，而窗玻璃喷头则有效保护钢化
7、玻璃，使钢化玻璃得以保持完整性。设计概念如图4 所示。 图 4 钢化玻璃加玻璃喷头防火分隔示意图 资料来源：TKC 项目资料 玻璃加喷淋系统是采用专用的喷头对玻璃进行保护，发生火灾时喷头受热打开均匀的向玻璃喷洒冷却水，以有效降低玻璃的温度，增长耐火时间。本项目在店铺朝向中庭的一面选用钢化玻璃加窗玻璃喷淋头的组合，既不影响通透的建筑效果，在火灾时亦具有一定的防火能力。使用玻璃加喷淋系统的位置如图 5 所示。 图 5 商业使用钢化玻璃加窗玻璃喷头分隔的位置示意图 资料来源：TKC 项目资料 3.2 商业中庭烟控方案 a、自然排烟系统 为了切合中庭顶部天窗的设计，保持中庭顶部必须极高通透性的要求，建
8、议使用自然排烟系统，在中庭顶设排烟窗将烟气排出（图 6） 。这可以增加排烟系统的可靠性，并不需要在屋顶较高的位置安装排烟风机及管道等设备，或在侧幕墙位置安装机械排烟风机与管道等设备，减低透光率和美观性，破坏原来的建筑理念。 图 6 楼顶天窗位置 资料来源：TKC 项目资料 基于性能化消防设计思想，在对不同方案进行深入研究和对比的基础上，最终建议如图 7 所示的排烟方案，自然排烟窗分别位于三区裙楼顶部位置。当中庭发生火警时，其中一个区会打开排烟窗，将烟气排出，另外两区的排烟窗亦会打开作为补风。区一与区三的排烟口净面积每区为约 103m2，而区二为 150 m2。中庭设计为人员流动区域，所以其范围
9、内不会设置商店，而商店与中庭之间亦设有防火分隔。图 8 为自然排烟窗实例图片。 图 7 自然排烟方案 资料来源：TKC 项目资料 图 8 自然排烟窗实例图片 资料来源：TKC 项目资料 3.3 地下商业的疏散设计 由于地下一层大型商业区的进深较大，疏散距离较长，为疏散设计与疏散安全带来了挑战。因此本项目设“准安全区”与“安全走道”加强疏散安全性。 准安全区 项目的公寓楼入口的下沉广场为半开放式设计，而开放区面积共占下沉广场总面积不少于 30%。在开放区内，下沉广场设有开放式的疏散楼梯与坡度连通首层。为了缩短商业区内的疏散长度和增加疏散的安全性，此下沉广场将用作为准安全区，供地下一层人员作疏散用
10、途。部分地下一层商业区人员可以以水平方向疏散至准安全区，加快疏散时间。准安全区的位置如图 9 所示。 图 9B1 层下沉广场 资料来源：TKC 项目资料 在一般的建筑疏散设计，人员必需离开大楼并到达地面层，才算完成疏散程序。但对于本项目这类大型建筑等，人员不可能在短时间内完成疏散，到达最终的室外安全地点。针对这种情况，准安全区的引入便能较好地缓解了在疏散过程中大量人员同时使用楼梯所面临的压力。下沉广场的半开放式入口区域，将设计为准安全区域，并能满足以下的要求： 区域内不放置可燃物或阻碍人员顺畅通行的物品； 良好的通风排烟和采光条件，若采用自然通风排烟，天窗的面积会参考规范中的要求进行设置，建议
11、大于广场面积的 30%； 区域较开阔，不会造成拥堵的情况，允许人员在较宽松的环境下疏散到最终安全地带，烟气和火灾至少在人员疏散所需的时间内不会对该区域造成影响； 设有楼梯、坡道与地面层连通。 准安全区较商业区安全，火灾和烟气不能从火灾区域蔓延至此，而威胁人员的生命安全。同时，准安全区亦可以作为人员休息和等待救援的场所。 安全走道 由于地下一层商业区的进深较大和疏散距离较长，为了缩短商业区通往安全区域与楼梯的距离，建议设安全走道连接准安全区与楼梯间，以增加疏散的全性。安全走道会以防火材料与周边完全分隔，其他消防设备亦会按规范设置，包括进入口设前室、正压送风、喷淋、应急照明等。安全走道的位置和长度会因应建筑平面进深而设计。安全走道的初步位置如图 10 所示。 图 10 安全走道位置图 资料来源：TKC 项目资料 4 结论 本建筑为超大型多功能建筑，在建筑造型、结构构造、功能等方面均有特殊的要求，若完全按规范要求设计消防安全系统，建筑的设计概念与未来使用将受到严重影响。考虑到项目的建筑独特性，对其特殊建筑造型的深入分析，给出了在消防设计上存在的一些难点，并基于性能化消防设计思想，对消防设计难点进行了深入的研究，并提出了解决方案，最后通过性能化设计方法对提供的方案进行了验证和评估，确认了设计方案的可行性。
