大型商業建筑消防設計研究

沈傳軍

（山東省聊城支隊，山東　聊城）

摘要：改革開放以來，在建筑領域，建筑科技、建造技術的水平大幅提高。與此同時，大空間、功能多樣化的形態變化豐富的現代大型商業建筑應運而生。然而，其火災隱患也大幅提升，火災危害更加嚴重。大規模、大空間、多功能等新的特點給建筑的防火和安全疏散設計帶來更多的困難。除了現行防火規范之外，現代商業建筑的防火設計還需要結合性能化消防設計新思路來進行完善。因此，本文針對上述問題進行研究：①介紹了我國大體量的商業建筑在近些年的建設情況以及建筑本身的發展特征；透過近期大體量商業建筑的火災實例中人員和財產的損失情況，分析了商業建筑的火災后果及火災的危害性。②分析了商業建筑的防火分區設計要求、商業內部人員疏散的特點以及人員在疏散過程中所面臨的諸多不利因素。③闡述了我國現在實行的防火設計規范的內容及要求，分析了現階段各種設施器材在消防設計中的應用。

關鍵詞：商業建筑；火災危害；安全疏散；消防設計

1　大型商業建筑消防設計研究的意義

1.1　大型商業建筑消防設計研究的背景

近幾年，大型商業建筑的建設速度快，建筑規模越來越龐大，建筑功能也逐漸多樣化，這給建筑內部的安全疏散帶來了更大的困難。火災發生以后，人們為了保證自身的安全，需要在最短時間內，通過疏散樓梯或安全通道等疏散設施，快捷、迅速、并且安全地疏散到安全地帶。隨著大型商業建筑的跨越式發展，安全疏散也面臨了更多的新的特征。

（1）建筑規模大，功能復雜^［1］。為了滿足人們購物、休閑、娛樂、餐飲、展示等功能的需要，購物中心往往規模巨大。其規模一般都在10萬～20萬平方米之間，大的達到40萬～50萬平方米甚至更多。

（2）中庭空間大，通常跨越兩層及以上樓層的共享空間。中庭能夠增加建筑內部各區域的交流，使建筑內部的環境更加通透、自然，人們在其中行走更具有趣味性，輕松自如。

（3）交通組織復雜，大型購物中心由于體量較大，其垂直交通及水平交通組織非常復雜，又由于劃分了不同的功能分區，更增加了建筑內部交通組織設計的難度，致使疏散出口個數、疏散寬度、疏散距離等易與現行規范要求發生沖突^［2］。

（4）火災荷載比較大，高檔的大型商業設施，內部裝修也是非常的奢華，所用的裝飾材料以及擺設的多樣化的商品，都有很多的易燃物品，火災荷載巨大。

大型商業設施本身規模龐大，內部人員眾多，而且大都對環境陌生，不熟悉疏散路線，如果發生火災，人員疏散難度增加，火災危險性增大^［3］。所以說，研究大型商業防火設計的方法和效果有著非常重要的理論價值和現實意義。

1.2　消防設計研究的現實意義

1.2.1　性能化設計方法的基本概念

目前，我國主要是按照各種建筑設計防火規范來進行防火設計指導。相關規范是由專項研究部門通過各種火災實驗和實際發生的火災案例，參考國外的有關規范，制定出的統一標準，也就是常說的處方式設計方法。處理方式規范中的大多數規定是按照建筑物的用途、結構形式和規模大小提出的，建筑防火設計的具體要求都要按照規范中的要求進行，即能滿足消防部門的要求投入使用。但是，進入21世紀，我國經濟及技術飛速發展，城市化進程逐年加快，很多大型或特大型城市逐漸興起，建筑形式也越來越復雜和多樣性，其中大型商業建筑尤為突出。

1.2.2　大型商業建筑的火災危害及后果分析

吉林商業大廈始建于1987年，1992年改制為民營企業。該建筑占地面積1.34萬平方米，總建筑面積4.2萬平方米，共分5層，每層分3個經營區，主要經營家電、服裝、鞋帽、家具等。火災前，大廈內共有經營業戶64戶，管理人員49人，經營人員325人。2010年11月5日9時17分，位于吉林市船營區琿春街12號的吉林市商業大廈發生火災，共造成19人死亡、24人受傷，過火面積約15830m²。吉林省政府副秘書長張大松介紹，吉林市商業大廈火災事故是近五年該省發生的最為嚴重、人員傷亡最多的一次火災事故，也是今年以來中國發生的最為嚴重的一次火災事故，教訓十分慘痛。

北京市隆福商業大廈位于東城區隆福寺95號，占地12500m²。該大廈是在原東四人民市場的基礎上改建的一座綜合性商業大廈，由新舊兩部分組成，新樓8層，舊樓4層，舊樓與新樓毗連，共有7處相通。舊樓的一層、二層經營家電、文具、百貨，三層經營金銀首飾并設有卡拉OK廳，四層為辦公室。1993年8月12日22：00左右，隆福商業大廈舊樓一層禮品柜臺處起火，并迅速蔓延。大火歷經7個小時才被撲滅。大火燒毀后樓共3層，西部平房2000m²營業廳全部燒毀，新樓有2層不同程度過火，直接經濟損失預計2150萬元。

根據上面的商業火災案例，可知火災最直接的影響就是導致財產損失和人員傷亡。現代商業設施，建筑體量非常巨大，所能容納的人員眾多，財產和人員的集中度非常高。近十年來，我國正處于火災形勢比較嚴峻的時期，商場建筑火災的次數和損失均呈上升趨勢，如果發生重大火災，勢必會造成后果嚴重的財才損失，和造成后果嚴重的群死群傷事件。

火災往往會造成人員的重大傷亡。設想作為一個家庭的經濟基礎的家庭成員傷亡，嚴重的會導致這個家庭的崩潰，進一步影響社會的穩定^［4］。所以建筑火災已經是最嚴重的公共危害之一，是全世界防災減災的重大研究課題。

2　商業建筑的防火分區與安全疏散

2.1　建筑防火的設計內容

建筑防火設計是一種工程行為，它是結合建筑物的火災防治要求，才用一定的科學方法、按照一定的步驟確定建筑物防火措施的行為。建筑防火主要內容包括建筑火災的成因、被動防火的措施以及主動防火的措施三個方面。

2.2　商業建筑的防火分區

現行《建筑設計防火規范》已經明確了防火分區的定義，即在建筑內部采用防火墻、耐火樓板及其他防火分隔措施分隔而成，能在一定時間內防止火災向同一建筑的其余部分蔓延的局部空間。

現代商業建筑往往都是綜合性建筑，用途廣泛，業態豐富，火災荷載大，內部人員數量大，起火后，火勢蔓延速度快，產生的有毒有害氣體和煙霧擴散速度快，很容易造成重大群死群傷事件，財產損失往往也是重大的。

對于建筑高度大于24m的商業建筑，按照《建筑設計防火規范》進行建筑設計。高層建筑根據其使用性質、火災危險性、疏散和撲救難度等分為一類建筑和二類建筑，高層建筑內應采用防火墻等劃分防火分區，每個防火分區允許最大建筑面積，不應超過規范規定^［5，6］。

對于高級旅館、圖書館、醫院、商業樓等一類高層建筑，以及高度超過50m的普通旅館、辦公樓等，其內部一般都有空調系統，裝修標準比較高，火災荷載較大，如果發生火災，危險性往往大于普通二類建筑^［7，11］。所以，規定了一類高層建筑防火分區的最大允許建筑面積為1000m²。普通的二類高層建筑，如普通住宅、辦公樓、旅館等，其防火分區最大允許建筑面積為1500m²。地下室每個防火分區的最大允許建筑面積為500m²。對地下室要求更為嚴格主要是因為地下室一般沒有對外開窗，疏散通道單一，人員疏散時更容易慌亂，火災撲救更加困難^［8］。

2.3　商業建筑的安全疏散

建筑發生火災時，最重要的是讓室內的人盡快疏散逃離到室外安全的地方。人們需要通過一定的安全路徑及安全出口逃離。《建筑設計防火規范》中規定“安全出口”是指：“供人員安全疏散用的樓梯間、室外樓梯的出入口或直通室內外安全區域的出口”。而《高層民用建筑設計防火規范》中規定“安全出口”是指：“保證人員安全疏散的樓梯或直通室外地平面的出口。”

對于建筑高度小于等于24m的多層公共建筑或建筑高度大于24m的單層公共建筑，建筑防火設計都要遵循《建筑設計防火規范》內容來進行設計。

商業建筑中安全出口、疏散樓梯、疏散走道以及房間疏散門的各自總寬度的計算原則為：每層安全出口、疏散樓梯、疏散走道以及房間疏散門按照每100人凈寬度不小于表1的規定；當每層人數不等，疏散樓梯的總寬度可以分層計算，地上建筑中下面樓層樓梯的總寬度應該按照其以上樓層中人數最多一層的人數來計算；地下建筑中上面樓層樓梯的總寬度是按照其以下樓層中人數最多樓層的人數來統計；首層外門的總寬度應按該層或該層以上人數最多的一層人數計算確定，不供樓上人員疏散的外門，可按本層人數統計確認等。

高層建筑內部的商業廳、展覽廳、閱覽廳、觀眾廳、宴會廳以及多功能房間等，其室內任何一點到最近的安全出口的直線距離不宜超過30m；其他房間內最遠一點到房門的直線疏散距離不宜超過15m。公共建筑中，如果房間的建筑面積不超過60m²，且該房間位于兩個安全出口之間，該房間可以設置一個門，門的凈寬不應小于0.9m。若房間建筑面積不超過75m²，且位于走道盡端的房間，可設置一個門，單門口凈寬不應小于1.4m。高層建筑內走道的凈寬，是按照每通過100人，不小于1.0m來計算。高層建筑疏散外門的總寬度，應該是按照人數最多一層每100人不小于1.0m來計算。并首層疏散門和走道的凈寬不應小于表2的規定。

每個項目實際設計的時候，防火分區的合理劃分是防火設計的重要環節，也是確保人員安全疏散的前提條件，對建筑物防火疏散起著關鍵的作用^［9］。

3　設施器材在消防設計中的應用

3.1　防火卷簾

噴水滅火系統、防排煙系統、火災自動探測報警系統等已經在現代建筑中大量應用。主要是系統保養維護好這些設施，否則，在災情發生時，這些設備不僅沒能夠發揮應有的功能，反而成為了無情大火的陪葬品。

對于防火分區的分隔設施，已經有了防火門、防火卷簾。現在的防火卷簾又發展出了許多新產品，如水幕防火卷簾、簾中簾等，這些新產品不僅耐火極限大大提高，而且安裝、操作都比以前較為方便。這里還應當注意，現在的大型商業綜合體中一般都會設置防火卷簾，但是由于柜臺的擺放或管理不善，防火卷簾往往不能在火災時放下，應該嚴格規定，防火卷簾下方嚴禁堆放物品。

3.2　消火栓系統

室內消火栓滅火系統是把室外給水系統提供的水量，經過加壓（外網壓力不滿足需要時）輸送到用于撲滅建筑物內的火災而設置的固定滅火設備，是建筑物中最基本的滅火設施。多層商業建筑內的室內消火栓滅火系統的任務主要控制前10min火災，10min后由消防車撲救；高層建筑消防立足自救，室內消火栓滅火系統要在整個滅火過程中起主要作用。室內消火栓滅火系統一般由消火栓箱、消防卷盤、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增壓水泵等紐成。

室內消火栓給水系統應與自動噴水滅火系統分開設置，且應設水泵接合器。除無可燃物的設備層外，高層建筑和裙房的各層均應設室內消火栓。室內消火栓設置應該顏色醒目，有些商家為了裝飾美觀，常常將室內消火栓與裝修背景顏色統一，這樣對消防員及找到消火栓并滅火造成一定的困難。

3.3　自動噴水滅火系統

自動噴水滅火系統由水源、加壓貯水設備、噴頭、管網、報警裝置等組成。根據噴頭的常開、閉形式和管網充水與否分下列幾種自動噴水滅火系統^［10］。

（1）濕式自動噴水滅火系統。為噴頭常閉的滅火系統。管網中充滿有壓水，當建筑物發生火災，火點溫度達到開啟閉式噴頭時，噴頭出水滅火。該系統有滅火及時撲救效率高的優點。但由于管網中充有有壓水，當滲漏時會損壞建筑裝飾和影響建筑的使用。該系統適用于環境溫度適中的建筑。

（2）干式自動噴水滅火系統。為噴頭常閉的滅火系統，管網中平時不充水，充有有壓空氣。當建筑物發生火災火點溫度達到開啟閉式噴頭時，噴頭開啟，排氣、充水、滅火。該系統滅火時，需要排氣故噴頭出水滅火不如濕式系統及時。但管網中平時不充水，對建筑物裝飾無影響，對環境溫度無要求。適用于采暖期長而建筑內無采暖的場所。為減少排氣時間，一般要求管網的容積不大于2000L。

（3）預作用噴水滅火系統。為噴頭常閉的滅火系統，管網中平時不充水，發生火災時，火災探測器報警后，自動控制系統控制閘門排氣、充水，由干式變為濕式系統，只有當著火點溫度達到開啟閉式噴頭時，才開始噴水滅火^［12］。該系統彌補了上述兩種系統的缺點，適用于對建筑裝飾要求高，滅火要求及時的建筑物。

（4）雨淋噴水滅火系統。為噴頭常開的滅火系統，當建筑物發生火災時，由自動控制裝置打開集中控制閘門，使整個保護區域所有噴水滅火^［13］。該系統具有出水量大，滅火及時的優點。適用于火災蔓延快，危險性大的建筑或部位。

（5）水幕系統。該系統沿線狀布置，發生火災時主要起阻火、冷卻、隔離作用。該系統適用于需要放火隔離的開口部位，如舞臺與觀眾之間的隔離水簾、消防防火卷簾的冷卻等。

3.4　應急照明系統

國家標準《消防應急照明和疏散指示系統》^［14］于2011年5月1日開始正式實施。在該標準中，明確了消防應急照明和疏散指示必須作為一個系統，并把消防應急照明和疏散指示系統分成四類，即自帶電源非集中控制型系統、自帶電源集中控制型系統、集中電源非集中控制型系統和集中電源集中控制型系統。

傳統消防應急照明大部分是自帶電源非集中控制型系統，即獨立式燈具。傳統的消防應急燈具已無法適應現代建筑日常管理和人員疏散的要求，存在以下缺陷：疏散指示方向固定不變，火災發生時會錯將人員引向火災發生的場所，造成二次傷害；消防應急燈具故障時無報警信號，只能依靠維修人員檢查其工作狀態，往往會出現檢查不及時和漏檢等問題，在發生火災時，可能已經失效，不能起到應急照明和疏散指示的作用；火災發生時，大量煙霧擴散蔓延，阻礙人員視線，標志燈的透光性在煙霧下不好，指示效果不明顯；燈具內置電池，由于電池頻繁充放電需要對其定期維護和更換，施工量大，且不環保、不節能等。

智能消防應急照明和疏散指示系統的優點為：利用通信接口電路使系統與消防火災報警器聯動，可以快速準確地獲得火災點的位置信息，計算機自動生成疏散預案，并控制消防應急標志燈指示出最佳疏散路線，實現由就近疏散向安全疏散的轉變^［15］；消防應急燈具故障時系統有故障提示，便于檢修；疏散指示標志燈在火災時閃爍發光，透光性好；燈具不再設蓄電池，由系統中集中電源供電，解決了傳統應急燈具內部電池長期運行氧化、腐蝕損壞設備和污染環境的問題，避免了電池長期充放電導致其性能衰變而必須及時更換電池、維修燈具等大量繁瑣工作，降低日常運營維護成本^［16］；采用LED光源、系統節能等。

通過比較可知，智能消防應急照明和疏散指示系統能夠彌補傳統消防應急燈存在的缺陷。國內消防應急照明和疏散設備廠家推出了集中電源集中控制型系統，經過幾年的應用，產品技術已趨成熟，并代表著技術發展趨勢。該系統特別適用于智能建筑，具有便于集中管理、用戶自查、消防監督檢查、延長燈具壽命、節能等優點，在現代智能建筑中應用廣泛，具有很好的發展前景。

4　結論

本文闡述了大型商業建筑消防設計研究的背景及意義；重點闡述了商業建筑的防火分區與安全疏散的內容，詳細介紹了防火分區的規范設計內容及安全疏散的要求；闡述了多種設施器材在防火設計中的應用。

綜合性商業建筑的防火疏散與防火構造設計，必須遵循“預防為主，防消結合”的消防工作方針，結合實際，融合規范要求，針對大型綜合性商業建筑各種業態發展和商場發生火災的特點，設計合理，措施得當，立足自防自救，做到安全適用、技術先進、經濟合理。

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