修改时间：2018年06月05日9:51:17电脑XF-E排图文J.N校对建筑防火设计某商业综合体防火设计方案探讨路世昌，谢天光（天津消防研究所，天津300381）摘要：根据某商业综合体的建筑空间特点和业态布局，分建筑，耐火等级为一级。析防火设计中存在的难点。通过对中心娱乐区防火分区划分的合2建筑防火设计特点理性和人员安全疏散策略可行性开展研究，提出消防设计方案，并鉴于建筑内娱乐设备的布置和使用功能及其内部空利用消防安全工程学原理分析方案的可行性。基于最不利原则，间设计的特殊性，现有的防火设计方案中主要存在一些现考虑同一时间两个位置发生火灾，设定两组9个火灾场景进行计行规范未予明确规定，或不能完全按照规范规定进行设计算分析。结果表明，该防火设计方案能够达到人员安全疏散和限的问题，需要运用消防工程学原理进行论证分析，确保达制火灾大规模蔓延的设计目标，达到了规范要求的同等水平。到国家工程建设消防技术标准的同等水平。其防火设计关键词：商业综合体；防火分区；安全疏散；性能化消防设计主要存在防火分区和安全疏散两个方面的问题。中图分类号：X924.4，TU247文献标志码：A（1）中心娱乐区作为一个防火分区，难以采用防火墙、文章编号：1009-0029（2018）06-0768-03防火卷帘、防火分隔水幕等措施进行分隔。规范规定体育馆、剧场的观众厅，防火分区的最大允许建筑面积可适当近年来，随着商业形式的不断演变，大型和超大型娱增加，对于室内大型游乐设施场所防火分区的划分没有专乐综合体项目在国内大量出现。这种建筑形式往往集娱门规定，如何防止火灾在该区域内蔓延扩大，达到划分防乐、购物及餐饮配套等于一体，由于建筑体量大、人员密度火分区的要求，需进一步分析确定。高,且内部空间复杂等特点，给建筑的防火设计带来一定（2）中心娱乐区位于建筑中部，中心娱乐区内人员采困难。笔者以某超大型中心娱乐区综合体为研究对象，结用两种疏散方式：一是通过设置在南侧、北侧及4个角部合建筑的业态布置和空间特点，分析建筑防火设计的难的6个安全出口经过步行街疏散至室外安全区；二是通过点，对中心娱乐区防火分区划分的合理性和人员安全疏散疏散楼梯向地下进入避难区疏散。中心娱乐区域疏散方策略的可行性开展研究，以确保该建筑的防火设计能达到式示意图，如图2所示。因此，需要对人员经过步行街疏保证人员安全疏散和火灾大规模蔓延的设计目标。散的安全性开展分析。同时，对于室内大型游乐设施场所1工程概况的疏散距离规范没有专门规定，中心娱乐区作为室内大型项目为超大型中心娱乐区综合体，地上四层，地下两游乐设施场所，考虑到其空间高度和使用功能，在满足人层，屋顶最高点约66m，占地面积约10.85万m2，总建筑员安全疏散的前提下，疏散距离是否可以放宽需要进一步面积45.万m2。整体地势呈北高南低，南北高差13.5研究确定。m。建筑整体采用“回”字形布局，地上部分，中心为娱乐区，布置大型主题公园，商业步行街环绕四周，两边为小型商铺，东、西外侧分别布置主力店、超市、影院及主题娱乐等。地下部分布置车库、配套库房及设备间等。建筑功能30.0 mmm安全区 00布局图见图1所示。项目按照现行国家标准GB50016-..3311通向地下避2014《建筑设计防火规范》进行防火设计，为一类高层民用难区楼梯间13.20.0 mm0 0 .m3通向安全区1商业步行街图2中心娱乐区疏散方式示意图商中心娱2mm面积=2.8 万m业 商3防火设计方案 35乐区22步H=66.1 m21人数=7 657人业步3.1防火分隔行行街街为控制火灾规模及过火面积，避免火灾大面积蔓延的商业步行街227 m情况发生，同时保证人员疏散的安全，中心娱乐区与各区463 m域采取如下防火分隔措施。图1建筑功能布局图（1）中心娱乐区与步行街之间采用实体防火墙和甲级基金项目：国家重点研发计划项目“人员安全疏散智能诱导技术与系统”（2016YFC0800602）768FireScienceandTechnology，June2018,Vol37,No.6防火窗分隔。直通室外的通道与步行街相邻部位,采用耐火隔热性和耐火完整性不小于1.00h的防火玻璃墙分隔；当采用耐火完整性不小于1.00h的非隔热性防火玻璃墙时，设置自动喷水灭火系统进行保护，系立设置且符合下列要求：一是防火玻璃采用平面玻璃，不采用曲面、折面、波浪等异形玻璃；喷头应采用快速响应洒水喷头。二是喷头动作温度为68℃，工作压力经计算确定，但不小于0.1MPa，喷头设置高度不超过4m时，喷水强度不应小于0.5L/（s·m）；当超过4m时，每增加1m，喷水强度应增加0.1L/（s·m）。三是喷头的设置应确保喷洒到被保护对象后布水均匀，喷头间距不大于2.0m，不小于1.8m；喷头溅水盘与防火分隔设施的水平距离不大于0.3m，与顶板的距离不小于150mm且不大于300mm。四是用水量按保护长度和保护时间计算确定，保护长度按最长的防火玻璃墙实际长度的2倍确定，持续喷水时间不小于2.00h。（2）结合娱乐设施的布置将中心娱乐区分为8个组团，每个组团建筑面积不超过5000m2，组团之间设置净宽度不小于9m的防火隔离带，并根据可燃物布置情况及热辐射等因素进行分析验证。防火隔离带应在地面进行标识，并注明防火隔离带范围内“严禁设置可燃物”。（3）中心娱乐区内的设备房、零售店等配套功能房间，采用耐火极限2.00h隔墙和1.50h楼板进行防火分隔，设备用房的门采用甲级防火门。单个零售店的面积不应大于20m2，并设置自动喷水灭火系统。3.2安全疏散针对中心娱乐区疏散设计存在的问题，应控制疏散距离，同时设置数量及宽度足够的安全出口，并在建筑内设置完善的应急疏散指示诱导系统，以利于人员快速逃生：（1）在火灾或断电的情况下，所有游乐设施均能自动回位或停靠在设定的疏散平台。（2）中心娱乐区的人员疏散以平层疏散为主，以通向地下避难区疏散的方式为辅，其疏散距离按到达经过步行街疏散的安全出口和通向地下避难区的疏散楼梯入口的疏散距离不大于60m控制，如图3所示。地下避难区主要功能为辅助的临时避难和逃生作用。30 m20 m20 m3 204 m20 m20 m20 m图3中心娱乐区疏散距离控制消防科学与技术2018年6月第37卷第6期修改时间：2018年06月05日9:51:17（3）中心娱乐区直通室外的通道应简直，且不应布置可燃物和影响疏散的障碍物，设计为安全区，并采取如下措施：一是直通室外的通道屋顶架空，架空高度为6m，侧面开敞面积不小于对应通道首层地面面积的50%，顶部设置自然排烟窗面积不小于地面面积的25%，如图4所示。直通室外的通道屋顶架空部位与中心娱乐区屋顶架空部位的距离为9m。其中，中心娱乐区南侧和北侧直通室外通道的屋顶部位，由于建筑造型的需要与娱乐区的屋顶连成一体，该9m需采用镂空设计，开口率不小于50%。二是中心娱乐区直通室外的通道端部外墙，设置可开启门窗的面积不小于此区域外墙面积的50%。三是地板、墙面和顶棚的装修材料采用燃烧性能等级为A级的材料，装饰材料的燃烧性能等级不低于B1级，且尽量采用A级材料。架空区宽度20 m高度7 m两侧设宽度30 m高度7 m自然排烟窗顶面排烟窗520 m2侧面排烟口面积占比25.24%1 040 m2占比50.48%7 m6 m≥9 m避难区防安全区货运车道烟前室SERVICE车库PARKINGDRIVEWAY图4直通室外的通道屋顶架空（4）地下避难区与其他区域相连通的部位设前室，并设置正压送风。避难区出口需要直通室外。项目地处坡地，充分利用下沉式广场的方式进行地下建筑设计，在LG层北侧增加出口，设下沉式广场与其连通；东南角和西南角在LG层增加出口，使避难区人员可疏散到步行街内，如图5所示。避难区内应确保24h照明，且火灾情况下也不低于正常照明的照度。10.0 m m91 m58 m60 m10.0 m92 m10.0 m4.3 m116 m4.3 mm10.0 m59.5 m 0.59.5 m10.0 m0192 m m10.0 m图5通过避难区疏散流线（5）考虑到中心娱乐区内人员疏散时，需要先从游乐设施回到地面，再疏散到室外安全区域，所需疏散时间偏长，建筑内设置的消防应急照明，应保证疏散走道、楼梯间、前室及合用前室内的地面最低水平照度不低于10.0Lx。为快速引导人员疏散，将中心娱乐区和步行街的地面769修改时间：2018年06月05日9:51:17照度提高到10Lx，同时在中心娱乐区内设智能疏散指示系统，其疏散导流标志连续布置，间距不大于5m，转角处的间距不大于1.0m。（6）中心娱乐区内设置语音广播系统，工作人员兼做疏散引导员，合理引导建筑内人员进行疏散。（7）中心娱乐区按最大设计容纳人数进行疏散宽度设计，并考虑正常运营时的工作人员数量；运营方可通过在建筑入口售票和在出口监控计数的方式，控制建筑内的游客数量不超过设计值。排队区内的分隔物采用可移动和可打开的软分隔。4防火设计方案可行性分析4.1火源位置分析根据建筑的使用功能、空间特征及可燃物分布情况，同时考虑发生火灾后可能对人员疏散的最不利影响情况确定火源位置，考虑同一时间2个位置发生火灾。选择火灾风险性较大的火灾场景作为设定火灾场景，考虑自动喷水灭火系统和排烟系统有效和失效的不同排列组合情况。共设定2组9个具有代表性的设定火灾场景进行计算分析，见表1所示。表1火灾场景分析汇总表自动喷水火灾火源火灾增长灭火系统自然排烟系统最大火场景位置系数灾热释/kW/s2步行街娱乐中心步行街娱乐中心放速率/MWA11有效失效有效失效2.2/8.0A10首层步行街A-1失效失效失效2.2/8.0A01/娱乐A-20.046有效失效失效有效失效4.0/8.0A00中心失效失效失效失效4.0/8.0B11有效失效有效失效2.2/8.0B10首层步行街B-1失效失效失效2.2/8.0B01/娱乐B-20.046有效失效失效有效失效B00中心4.0/8.0失效失效失效失效4.0/8.0首层A11步行街-1A-1/娱乐A-20.046有效有效有效有效2.2/2.2中心4.2计算模拟分析针对设定火灾场景和疏散场景，分别采用火灾动力学模拟软件FDS和人员疏散软件Pathfinder2017进行模拟分析，得出如下结论：（1）在消防设施可靠运行的情况下，9m的防火隔离带能防止火灾在中心娱乐区内蔓延扩大，达到划分防火分区的要求。（2）中心娱乐区内发生火灾时，娱乐区屋顶排烟系统失效时，烟气以轴对称烟羽流形式上升，烟气到达顶棚后在顶棚下聚集并向四周蔓延，在模拟时间1800s内，烟气充满整个圆顶造型，烟气层下降40m左右，下降至步行街三层屋顶标高以上。当排烟系统有效时，烟气到达顶棚后通过自然排烟窗排到室外，部分烟气在顶棚下聚集并770向四周蔓延，在模拟时间1800s内，烟气层下降高度约10m，能够满足人员安全疏散的需要。（3）步行街内临时安全区发生火灾后，烟气以轴对称烟羽流形式上升，烟气到达顶棚后通过自然排烟窗排到室外，部分烟气在顶棚下聚集并且向四周蔓延，在模拟时间1800s内，烟气层高度在三层屋顶以上，能够满足人员安全疏散的需要。（4）在建筑内消防系统能够有效启动的情况下，发生火灾时，中心娱乐区的人员可以在危险来临前安全疏散。5结论针对本项目防火设计中存在的难点，结合建筑实际使用功能和空间布局，在中心娱乐区综合体防火设计中引入了防火隔离带、安全区及中心娱乐区的人员以平层疏散为主，以通向地下避难区疏散的方式为辅的设计理念，并通过模拟计算进行验证分析，提出的防火技术措施能够有效火灾大规模蔓延，满足人员的安全疏散，达到了规范要求的同等水平，在满足防火设计目标的同时，也为类似工程项目的防火设计提供设计思路。参考文献：[1]GB50016-2014，建筑设计防火规范[S].[2]GB50084-2001（2005），自动喷水灭火系统设计规范[S]．[3]GB50116-2013，火灾自动报警系统设计规范[S]．[4]GB/T31593.4-2015，消防安全工程第4部分：设定火灾场景和设定火灾的选择[S]．[5]THOMASPH.Testingproductsandmaterialfortheircontribu⁃tiontoflashoverinrooms[J].Fireandmaterials，1981，(5):103-111.[6]NFPA92-2015，烟气控制系统指南[S].[7]倪照鹏，王志刚.性能化消防设计中人员安全疏散的确证[J].消防科学与技术，2003，22(5):375-378.[8]赵旭宏，郭伟，黄益良.某大型商业综合体防火设计方案探讨[J].消防科学与技术，2017，36(7):953-955.[9]肖鹏让，刘勇，王宗存.某大型商业综合体消防安全性能化设计[J].消防科学与技术，2012，31(6):601-604.DiscussiononthefireprotectiondesignofacommercialcomplexLUShi-chang,XIETian-guang(TianjinFireResearchInstituteofMPS,Tianjin300381，China)Abstract:Basedonthespatialfeaturesandbusinessformatdistri⁃butionofacommercialcomplex,thedifficultiesoffireprotectiondesignwereanalyzed.Byanalyzingtherationalityoffirecompart⁃mentandthefeasibilityofevacuationstrategyofcenterentertain⁃mentarea,thefireprotectiondesignprogramwasputforwardandthefeasibilityofitwasanalyzedbyprincipleoffiresafetyengineer⁃ing.Basedonthemostunfavorableprinciple,consideringtwofiresatthesametime,ninefirescenariosweresetintheanalysis.Theresultsshowedthatthefireprotectiondesignisinthelevelre⁃FireScienceandTechnology，June2018,Vol37,No.6修改时间：2018年06月05日9:51:17电脑XF-C排图文mmh校对建筑防火设计基于CFD数值模拟的海上升压站消防策略施智展（武汉市消防支队，湖北武汉430000）摘要：通过计算机数值模拟的方式，对海上升压站可能发生的火灾工况进行分析。设置二层甲板主变室及GIS室起火的工况，分析火灾烟气蔓延情况、站内通道安全性以及钢结构安全性。模拟发现该类火灾发展十分迅速，而远离陆地导致外界力量很难及时干预，其消防策略应当注重于对火灾的预防和初起火灾的尽早响应。提出使用排油注氮灭火系统、加设灭火器、对主变室的顶部进行防火涂装以及消防管理方面的建议。关键词：海上升压站；烟气蔓延；钢结构；消防策略；CFD数值模拟；FDS中图分类号：X913.4，TU271.1文献标志码：B文章编号：1009-0029（2018）06-0771-04世界海上风电发展迅速，已进入大规模开发阶段。“十三五”期间，我国计划将建设更多离岸距离较远（大于12km）、容量较大（200~400MW）的海上风电场，这就需要设置更多的海上升压站。海上升压站是海上风电场送电的枢纽，为大型海上风电场的关键组成部分，其可靠、安全的运行对整个海上风电场有十分重要的作用。同一般变电站一样，海上升压站也装备有含油的主变压器和电气柜组，一旦发生火灾，损失将会相当严重。目前，国内未有专门的海上升压站消防设计标准或规范，挪威船级社标准DNV-OS-J201OffshoreSubstationforWindFarms中也只是建议使用性能化防火设计，海上升压站的基本消防策略问题亟待解决。因此，笔者通过对某海上升压平台的火灾工况进行数值模拟计算，并基于计算结果对海上升压平台消防策略进行探究。1CFD数值模拟1.1模拟概况采用FDS进行数值模拟。参照某海上升压平台设计建立FDS数值模拟模型。该海上升压平台由下至上大致quiredbythecode,andcanmakesurethepersonnelsafetyevacua⁃tionandinhibitthelargescalespreadoffire.Keywords:commercialcomplex;firecompartment;safetyevacua⁃tion;performancebasedfireprotectiondesign作者简介：路世昌（1978-），男，天津消防研究所规范研究室副主任，副研究员，硕士，主要从事建筑防火与消防安全工程的研究，天津市南开区卫津南路110号，300381。收稿日期：2018-02-10消防科学与技术2018年6月第37卷第6期可分为一至三层甲板和停机平台。其中一层甲板主要为生活层，为临时值班人员（平台长期为无人值守运行模式）生活休息区域；二层甲板为主要设备层，主要设置有2个主变压器室，1个GIS室以及相应配套设备用房，主变压器室与GIS由于设备体积较大，贯通甲板二层与三层，如图1所示；三层甲板为应急设备层。平台各层层高相同，均为5m。1.2模拟参数设置1.2.1火源及工况设置根据普通变电站发生火灾风险较高位置，模拟中海上升压平台起火位置主要考虑为主变房与GIS室（见图1）。二层甲板主变房中布置的是油浸式变压器，可燃物主要是其中的绝缘油，其热释放速率可通过其可燃面积进行估算，Q=Aq（Q为热释放速率，A为可燃表面面积，q为单位面积可燃物热释放速率）。带入数据计算可得，当变压器完全燃烧时其热释放速率可达8.35MW，按照保守取值，该处热释放速率取为10MW。考虑到绝缘油的泄漏是逐渐发生的，火灾增长速率取为快速火，火灾增长系数α=0.046kW/s2，其火灾发展时间可通过Q=α(t-t0)2计算（Q为火灾热释放速率，α为火灾增长系数，t为火灾有效燃烧发生后的时间，t0为开始有效燃烧所需的时间）。000 30备品备件室00主变散热器站用变及 7消防泵房（贯穿2层）接地变室火源00位置A火源5 ＃1主变室位置B5（贯穿2层）000000 220 kV GIS 653（贯穿2层）配电室35 kV0＃2主变室05 （贯穿2层）500柴油发电机0站用变及 7DG1主变散热器升压变室（贯穿2层）接地变室000 31 2008 5002 00012 00034 9002 0008 0001 200图1海上升压站二层甲板平面示意图当灭火系统作用时，通过灭火系统开始动作时间计算热释放速率。通常从起火到火灾被探测直至报警的时间为60s，系统启动时间大致为60s，考虑2倍安全因子，火灾发展的时间取240s，计算可得此时主变房火源热释放速率Q=0.046×2402=2.7MW。二层甲板GIS设备房中主要布置开关控制相关设备771
