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一般建筑的樓層問由中庭貫通，稱之為中庭建筑。中庭建筑設(shè)計以其具有賞心悅目的視覺空間、自然宜人的內(nèi)部環(huán)境等功能而日益受到建筑業(yè)的青睞。但中庭建筑的大量涌現(xiàn)也為火災預防帶來了一系列新問題，對傳統(tǒng)的建筑防火設(shè)計提出了很大的挑戰(zhàn)。目前，中庭建筑的消防設(shè)計主要采用防火卷簾將中庭與相通的樓面進行防火分隔，這種設(shè)計一方面增大了建筑結(jié)構(gòu)的承重要求，提高了建筑的造價，另一方面防火卷簾的質(zhì)量、可靠性以及日常管理水平都直接影響到中庭的消防安全，同時也對中庭的視覺效果有很大影響。本文以某中庭建筑為例，運用性能化防火設(shè)計理論，對中庭建筑的消防設(shè)計進行一些探討。

1某中庭建筑的基本情況

某建筑是一幢通過中庭貫通的四層商場，其平面如圖1所示，每層建筑面積4325rn，層高4．5m，建筑內(nèi)部設(shè)有6座疏散樓梯，疏散樓梯總寬度為7．2m。中庭內(nèi)設(shè)有一座步行梯(以下簡稱步梯)，寬度為2．4m，步梯人口距樓層內(nèi)最近商業(yè)單元的距離為2．3m。商場主要經(jīng)營服裝、日用百貨、床上用品等，由于是個體承包經(jīng)營，因此每個攤位都堆積了大量的商品，火災荷載較大。且各個店鋪之間沒有用防火板分隔，一旦發(fā)生火災，極易在店鋪間蔓延。

2中庭消防設(shè)計方案

2．1防排煙設(shè)計

目前，中庭建筑防排煙方法主要有兩種，即集中式和分散式。集中式排煙就是在中庭頂部設(shè)置排煙口，利用自然或機械排煙的方式將中庭內(nèi)的煙氣排出。其優(yōu)點是設(shè)計簡單，投入少，維護管理方便，安全可靠，因此應用比較廣泛。但對于中庭四周各層房間及小規(guī)模火災排煙效果較差，因此運用又受到了一定限制。分散式排煙是在建筑內(nèi)各部位設(shè)置排煙風管，直接將著火處的煙氣排出。其優(yōu)點是能有效排除中庭四周各層火災煙氣。但設(shè)計、施工復雜，投入大，日常維護困難，對建筑功能和美觀有一定影響，且不能排除中庭內(nèi)的煙氣。綜合該建筑的實際情況，采用集中和分散式相結(jié)合的方法比較適用。對于該中庭建筑，分散式排煙可將排煙口選擇在起火區(qū)或回廊部位。為充分利用建筑層高，同時降低投入，中庭四周各層排煙口設(shè)在回廊。如圖2所示，在中庭四周每層走廊兩側(cè)、吊頂下方設(shè)置擋煙垂壁，高度為0．6m，防煙分區(qū)間采用到頂實體墻分割，這樣在走廊內(nèi)形成了4個寬2m、高2．1m的蓄煙池。當某個店鋪發(fā)生火災后，煙氣首先在防煙分區(qū)內(nèi)蓄積，煙氣層下降到擋煙垂壁以下高度時，煙氣開始進入走廊的蓄煙池，通過走廊即回廊內(nèi)的機械排煙系統(tǒng)排出。如果走廊機械排煙量不足，煙氣將溢入中庭，由中庭內(nèi)的排煙風機排出。設(shè)計排煙方案如下：在各樓層的蓄煙池內(nèi)設(shè)置機械排煙口，哪個區(qū)域起火，就在其相鄰的蓄煙池內(nèi)排煙；同時對中庭進行機械排煙。排煙量按照GB50016—2006(建筑設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱《建規(guī)》)的有關(guān)規(guī)定確定。該建筑中庭體積為12m×64m×21m：16128m，中庭每小時換氣次數(shù)為6次，折算成排煙量為96768m／h，取100000m／h。各回廊內(nèi)的排煙量定為20000m／h。運用數(shù)值模擬計算進行驗證，判定條件是若第四層的煙氣下降到危險高度1．5m時，第四層人員已全部撤離該層，則該方案可行。反之，各區(qū)域的機械排煙量要重新確定。

2．2防火分區(qū)的劃分

該建筑按照規(guī)范要求，已設(shè)計安裝火災自動報警系統(tǒng)和閉式自動噴水滅火系統(tǒng)，裝修也符合GB50222—95《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》的要求，每層建筑面積為4325m。，因此每層可劃為一個防火分區(qū)。在中庭連通部分，考慮到中庭四周有2m寬的走廊，走廊外沿還設(shè)有1．2m高的鋼筋混凝土護欄，商鋪著火時，火焰難于通過中庭向上蔓延。本研究中，中庭內(nèi)要求不設(shè)置固定商鋪，為防止走廊和中庭內(nèi)流動可燃物起火時的火災蔓延，在中庭四周設(shè)置了自動消防水炮和雙波段光截面火災自動探測報警系統(tǒng)，根據(jù)已闡述的火災防排煙設(shè)計，中庭四周可不設(shè)置防火卷簾。

2．3人員疏散設(shè)計

如圖1示，建筑每層設(shè)計了6座疏散樓梯，總寬度為7．2m。中庭內(nèi)有一步梯，寬度為2．4m。按照JGJ48—88《商店建筑設(shè)計規(guī)范》第3．1．2條、第4．2．5條和《建規(guī)》第5．3．17條的規(guī)定，商業(yè)建筑的疏散寬度應按疏散人數(shù)和每百人疏散寬度指標計算，疏散人數(shù)應按每層營業(yè)廳建筑面積乘以面積折算值和疏散人數(shù)換算系數(shù)計算。疏散人數(shù)換算系數(shù)，第一、二層為0．85、第三層為0．77，第四層及以上各層為0．60；面積折算值取0．5；每百人疏散寬度指標，地上一、二層0．65m／百人、地上三層0．75m／百人，地上四層及以上各層1．00m／百人。計算結(jié)果見表1。由表1和前述疏散樓梯的設(shè)計可知，存在疏散寬度不足的問題。若將中庭步梯用于初期的人員疏散，將大幅改善疏散需要。影響中庭步梯疏散安全的因素主要有兩類：一是火災煙氣的直接危害(這在后面的煙氣運動分析中將會說明)，但在正常情況下，火災初期的煙氣運動難以對使用中庭步梯人員構(gòu)成較為嚴重的危險。二是火焰輻射危害。為減少火焰輻射危害，在樓層到中庭步梯人口處設(shè)置了水幕保護。參見圖1中虛線位置，設(shè)置了兩排水幕，水幕與回廊的外梁平齊。據(jù)有關(guān)研究，當水幕噴頭的流量為2L／(S•m)，噴頭工作壓力在0．1MPa時，水幕可降低火焰輻射強度的一半，這樣就能有效減少減少火焰輻射的危害。

3分析與探討

3．1火災煙氣流動預測分析

根據(jù)建筑內(nèi)可燃物的分布，本研究設(shè)置了典型火災場景，并使用CFAST區(qū)域模擬軟件進行了煙氣流動預測，結(jié)果如表2所示。由表2可知，水噴淋正常工作乃至水噴淋局部失效的情況下，煙氣要在950s后，才能下降到1．5m的人員疏散的危險高度。在最危險情況水噴淋大面積失效時，煙氣也要在720s時達到這一高度。在此場景下，頂層煙氣不會達到180℃

3．2人員疏散預測分析

根據(jù)建筑單位提供的人員載荷數(shù)據(jù)，使用EVACNET4(人員疏散模擬軟件)對人員疏散進行了模擬數(shù)值分析，表3中列出了不使用和使用中庭步梯的計算結(jié)果。可見，采用中庭步梯進行疏散，能減少疏散時間150S左右，有利于提高人員疏散的安全性。如果人員載荷沒有超過設(shè)計疏散人數(shù)，疏散用時將更少，人員疏散的安全性將能更好地得到保障。

3．3結(jié)論

由上述的火災煙氣運動預測分析和人員疏散預測分析可知，對于周圍樓層起火的情況，即使在水噴淋局部失效時，即在最危險狀態(tài)下，煙氣下降到威脅人身安全的1．5m的時間超過950s。而根據(jù)建筑單位提供的人員載荷數(shù)據(jù)計算得出的時間(見表3)，第四層人員疏散時間，在不使用中庭步梯時疏散時間為788s，使用中庭步梯時疏散時間為620s。顯然，該方案是能保證人員安全疏散要求的。因此，中庭的防排煙設(shè)計、防火分隔設(shè)計和人員疏散設(shè)計等方案是可行和有效的。

4建議

對于本中庭建筑，采用上述的中庭消防安全設(shè)計方案是可行的，也是有安全保證的。但在極端情況下，即水噴淋滅火系統(tǒng)大面積失效時，對人員的安全疏散將構(gòu)成嚴重威脅。因此，在日常工作中，要加強對自動消防設(shè)施的管理，防止大面積失效情況的發(fā)生。由于人的行為模式和安全意識對人員的安全疏散具有重要影響，因此，一方面建筑內(nèi)安全疏散引導設(shè)施要規(guī)范、合理、一目了然；另一方面要加強對工作人員安全疏散的演練，提高人們的安全意識和素養(yǎng)，在火災情況下做到有序、合理疏散。