大、中型體育建筑防火設(shè)計初探

關(guān)鍵詞：大空間 防火分區(qū) 防火疏散 防火規(guī)范 

　　隨著經(jīng)濟技術(shù)的快速發(fā)展，小規(guī)模的體育建筑已不能滿足人們對于看臺，比賽場地的視覺要求，越來越多的大空間體育建筑在各地應(yīng)運而生。 

　　大、中型體育建筑由大空間的比賽場地、看臺和若干附屬房間組成，普遍存在空間跨度大、人員集中密集、功能復(fù)雜等特點，疏散方式趨于復(fù)雜化，體育建筑內(nèi)比賽廳的大空間遠遠超出一般火災(zāi)極限100的體積范圍[1]，在建筑防火、人員疏散、給水滅火系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等方面都給我們提出了新的要求。體育建筑具有使用時間間歇性特點和賽時嚴密的消防安全保障制度，一般情況下發(fā)生火災(zāi)的可能性很小。但一旦發(fā)生火災(zāi)，人員疏散次序混亂，可能會造成群死群傷和不可估量的經(jīng)濟損失。本文針對大、中型體育建筑的火災(zāi)特性，結(jié)合新的防火規(guī)范，對大、中型體育建筑的防火設(shè)計對于新的防火規(guī)范適應(yīng)上出現(xiàn)的問題進行了分析，并提出了合理建議。 

　　一.大、中型體育建筑防火設(shè)計難點 

　　1.大空間的比賽場地――防火分區(qū)過大 

　　防火分區(qū)的劃分使得在發(fā)生火災(zāi)時，可將火勢控制在一定的范圍內(nèi)，有利于消防撲救，防止火災(zāi)蔓延，避免重大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。體育建筑的平面布局一般是圍繞著大空間的比賽場地展開，通高的比賽廳與整齊排列的座椅，使得防火分區(qū)難以劃分。無柱無墻的通視要求又導(dǎo)致比賽場地和看臺必須處于同一防火分區(qū)內(nèi)，考慮體育館建筑功能的需要和特有的大空間性質(zhì)，防火分區(qū)的面積往往超過《建筑設(shè)計防火規(guī)范 》要求，加大了防火分區(qū)劃分的困難。 

　　2.消防疏散 

　　現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[2] （GB 50016-2006）關(guān)于安全疏散距離和出口的規(guī)定是針對體育館以3～4m in內(nèi)人員疏散完畢的人員條件確定的，但總?cè)菁{人數(shù)不得超過20 000人。如今的體育建筑，容納的人數(shù)，疏散的距離以及疏散的時間都因為建筑面積的加大而與規(guī)范出現(xiàn)許多不適應(yīng)的地方。 

　　3.防排煙特殊 

　　如今的體育建筑，總高超過24 m 的極其普遍 ，根據(jù)新的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014），建筑高度大于27m的住宅建筑和其他建筑高度大于24m的非單層建筑屬于高層建筑[3] ，然而防排煙的設(shè)計依據(jù)卻又參照《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》內(nèi)的中庭規(guī)定，中庭與寬敞開闊的比賽廳有本質(zhì)區(qū)別 ，這樣會使得防排煙設(shè)計在體育建筑的使用中出現(xiàn)諸多隱患。通高的比賽廳，使得火災(zāi)時煙氣檢測的靈敏度不高，噴出的水未到地面就被熱煙氣蒸發(fā) ， 防火效能難以保證 ， 同時也給日后維護帶來諸多不便。 

　　4.大跨度屋蓋結(jié)構(gòu) 

　　體育建筑代表性的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)體系日益復(fù)雜 ， 隨著多種結(jié)構(gòu)技術(shù)的混合運用 ， 加上采用不同屋面材料 ， 使得屋蓋系統(tǒng)的防火性能成為大空間公共建筑消防安全的重要環(huán)節(jié) 。 由于大跨度屋蓋大量應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)體系或與鋼有關(guān)的混合結(jié)構(gòu)體系 ， 火災(zāi)時結(jié)構(gòu)的塌陷必將導(dǎo)致災(zāi)難性后果。很多情況下 ， 屋蓋結(jié)構(gòu)需要何種防火保護具有不確定性 ， 因此這就需要根據(jù)火災(zāi)分析 、 實驗測試，科學得出結(jié)論 ， 而不能完全遵循規(guī)范要求 。 

　　二.相應(yīng)的消防規(guī)范 

　　體育建筑消防設(shè)計時采用的規(guī)范主要有《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016―2006）、（《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045―95（2005年版））、《體育建筑設(shè)計規(guī)范》（JGJ31―2003）、《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084―2001，2005年版）以及《固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50338―2003）等。在新的防火規(guī)范之前，體育建筑的防火設(shè)計按照上述要求執(zhí)行。如今，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）自2015年5月1日起實施，合并了《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016―2006）和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50045-95）（2005年版），調(diào)整了兩項標準間不協(xié)調(diào)的要求，將住宅建筑的分類統(tǒng)一按照建筑高度劃分； 

　　將來的體育建筑在消防設(shè)計時，首先應(yīng)根據(jù)建筑高度及層數(shù)來確定是高層還是多層建筑，按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014），確定應(yīng)采取何種消防滅火系統(tǒng)及消防用水量；其次應(yīng)根據(jù)建筑規(guī)模來確定是否需要設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)或消防炮滅火系統(tǒng)。 

　　寧夏大學大學生活動中心對于《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）的適應(yīng)性 

　　1.總體布局――消防車道 

　　大學生活動中心總建筑面積為13820平方米，最大容量為6000余人，其主要功能是能容納約是4400座的體育比賽大廳，可滿足體育比賽、健身、訓練、文藝演出、展覽和大型集會等要求，沿著大學生活動中心周圍設(shè)置了環(huán)形消防車道，供消防和人流集散，主入口向東直接與城市交通干道文萃北路相銜接，縮短了水平流線上的距離。 

　　2.比賽廳防火分區(qū)難以劃分 

　　為了滿足建筑防火規(guī)范對防火分區(qū)的要求，常采用防火墻、防火門、防火卷簾等防火分隔措施，但這些固定隔斷容易限制比賽場地的合理利用，在科學性、合理性、經(jīng)濟性等方面都表現(xiàn)出一些弊端。寧夏大學大學生活動中心，比賽廳與觀眾席建筑面積比較大，單區(qū)防火面積就已遠遠超出《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）中的2500平方米的規(guī)定[3]，雖然在四個方向分別設(shè)立了防火門，滿足了建筑設(shè)計防火規(guī)范，但比賽廳并沒有安裝自動噴水滅火系統(tǒng)，消防設(shè)備的落后，對于建筑的安全問題不能保障。 

　　3.人員密集，疏散困難 

　　寧夏大學大學生活動中心，是一個集體育比賽、健身、訓練、文藝演出、展覽和大型集會的綜合性建筑，使用的頻率較高，特別在舉行大型的文藝演出、體育比賽或報告會的時候，各年級大學生蜂擁而來，場地中和席位上人員密集，特別是席位間的間距又比較狹窄，人流疏散比較困難。寧夏大學大學生活動中心一層設(shè)計了13個緊急疏散出口，向室外疏散的的出口設(shè)有8個，從中心活動場地向走廊疏散的出口設(shè)有5個。設(shè)于走廊處用于向外疏散的緊急出口沿中軸線對稱分布，東西兩側(cè)各設(shè)3個，南北向各設(shè)1個。緊急情況下由于人們對疏散路線、消防設(shè)備、應(yīng)急措施等的不了解，疏散起來非常困難，火災(zāi)情況下防火設(shè)施的動作，更加容易引起人們的恐慌心理，極易產(chǎn)生擁擠。 　　3. 消防設(shè)施要求高 

　　根據(jù)GB50116-98（2008年版）《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和GB50084 -2001（2005年版）《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》采用常見的點型感煙探測器、閉式自動噴水滅火系統(tǒng)，其最大設(shè)置高度分別為12、8m ，對于寧夏大學大學生活動中心，采用這些普通消防設(shè)施是難以正常發(fā)揮有效作用的，通高的比賽廳沒有設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，只是在比賽場地四周設(shè)置了消防栓，一旦發(fā)生火災(zāi)，消防栓的滅火范圍太小，而且需要人工滅火，不能即時有效的控制火情。 

　　4. 煙氣的危害性嚴重 

　　對于大空間建筑，由于受到空氣稀釋、熱風壓效應(yīng)和煙囪效應(yīng)的影響，大空間煙氣具有層化分布、下降速度快、煙氣層溫度低等特點，火災(zāi)蔓延速度加快，使得這些大空間建筑內(nèi)的煙氣危害性十分嚴重。 

　　三.對大、中型體育建筑防火設(shè)計的合理建議 

　　1.過大防火分區(qū)內(nèi)的防火控制 

　　在執(zhí)行我國現(xiàn)行消防技術(shù)規(guī)范的前提下，有選擇性地借鑒國外同類建筑消防設(shè)計的先進做法，設(shè)立火災(zāi)自動報警、自動噴水滅火系統(tǒng)等自動消防設(shè)施，尤其是防煙分區(qū)、排煙設(shè)施、疏散誘導(dǎo)系統(tǒng)及疏散出口、寬度的設(shè)計，從嚴、從優(yōu)設(shè)計，以彌補面積超標造成的不足。 

　　在寧夏大學大學生活動中心里，由于因觀眾廳及運動場地的高度超出了閉式自動噴水滅火系統(tǒng)的保護范圍，自動噴水滅火系統(tǒng)噴出的水霧遇熱流便蒸發(fā)了。然而，此空間內(nèi)采用了一些可燃材料如塑料座椅。所以需設(shè)置自動消防水炮滅火系統(tǒng)。設(shè)計采用4臺消防水炮"每臺水炮噴水流量為20L/s，有效射程50m，保證保護范圍內(nèi)任一點有兩門水炮充實水柱可以到達，對于裝備有復(fù)雜電路的舞臺，應(yīng)設(shè)立火災(zāi)自動報警、自動噴水滅火系統(tǒng)和人工滅火器[4]。 

　　2.人員安全疏散 

　　大空間場所的疏散以直通室外地面為最佳方式。增加疏散出口、疏散寬度等，既滿足消防安全要求，也可最大限度地提高建筑空間設(shè)計的自由度和實用性。 

　　疏散指示標志的合理設(shè)置，對建筑物內(nèi)人員疏散具有重要的作用。建筑物內(nèi)設(shè)置疏散指示標志，可以有效地幫助人們在濃煙彌漫的情況下，及時識別疏散位置和方向，迅速沿疏散指示標志順利疏散，避免造成傷亡事故；也可以使消防隊員、救援人員及時識別消防設(shè)備與裝置，進行有效地滅火撲救。所以在觀眾席的走道上裝照明度較強的疏散指示標志燈帶能有效地縮短有效疏散時間從而達到安全逃離火災(zāi)。 

　　3.火災(zāi)中的煙氣控制 

　　首先應(yīng)考慮設(shè)置排煙窗的自然排煙，可將排煙窗的位置設(shè)在坡屋蓋系統(tǒng)的中央頂部。如為大型鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架平屋頂，可在平屋頂上均勻布置，避免煙和熱空氣在屋蓋下某部分積聚，也可以在四周側(cè)墻設(shè)置高側(cè)窗，但側(cè)墻材料應(yīng)滿足一、二級承重墻耐火等級的要求，即耐火極限達到不燃燒體2小時的要求，避免煙、熱氣流竄出時的高溫引起側(cè)墻的損壞。 

　　對于相對低矮或沒有直接與外界接觸的空間的排煙設(shè)計可以采用機械排煙。在空間內(nèi)頂棚設(shè)置機械排煙設(shè)施，可大大減緩煙氣的沉降速度，降低煙氣的濃度，如果能保證機械排煙的速度，并在防火帶的垂直上部設(shè)置擋煙設(shè)施并增加排煙口和加大排煙量，就能把煙氣層控制在一定的高度，這樣既能防止煙氣在高空的水平蔓延，又能為人員的安全疏散提供更多的時間，起到劃分防火分區(qū)的效果。 

　　4. 對于普通的消防設(shè)施難以發(fā)揮作用問題 

　　可以充分利用消防監(jiān)控系統(tǒng)，通過煙霧報警器來盡早提示火災(zāi)的發(fā)生，工作人員便能夠在火勢未發(fā)展前控制。但相信在不久之后，科技不斷進步，閉式自動噴水滅火系統(tǒng)可以不必局限在天花板上。 

　　四.結(jié)語 

　　大空間體育建筑常常突破一般民用建筑的規(guī)范限制，建筑內(nèi)人群的高度聚集又凸顯出其安全疏散問題，針對防火分區(qū)擴大問題，應(yīng)該從保證人員疏散、控制火災(zāi)規(guī)模和防止火災(zāi)大面積蔓延等方面進行分析。排煙系統(tǒng)的設(shè)計要同時考慮通風與排煙條件，設(shè)計排煙量時要根據(jù)被保護區(qū)域內(nèi)的可能火災(zāi)規(guī)模、設(shè)計煙層高度等參數(shù)來確定。設(shè)置準安全區(qū)、合理布置安全出口、增加疏散寬度、優(yōu)化人員疏散流線，保證人員安全疏散。結(jié)合先進的消防設(shè)備，采用適合于高大空間的先進火災(zāi)探測器。 

　　五.參考文獻 

　　[1]黃鎮(zhèn)梁.建筑設(shè)計的防火性能 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006 

　　[2]GB50016-2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范[S]. 

　　[3]GB50016-2014，建筑設(shè)計防火規(guī)范[S]. 

　　[4]鄭偉.某大型體育場館消防安全性能化評估[J].消防科學與技術(shù)，2009，28（3）.