1、大空間建筑防火分區設計的探討沈陽市消防局 曹希鋒 梁慧君 摘要：隨著我國經濟建設的發展，大型公共建筑特別是大空間建筑不斷涌現，這些建筑與以往的建筑相比更追求視覺上的通透性，具有技術現代化、規模大型化、建筑造型非標準化等特點。由此，這類大空間建筑的消防設計特別是防火分區的設計也就成為消防設計的一大難題。本文剖析了遼寧工業展覽館建筑工程中防火分區的設計方案，旨在以遼寧工業展覽館工程為例與同行共同探討大空間建筑防火分區的設計辦法。關鍵詞：大空間建筑 防火分區 防火帶遼寧工業展覽館是遼寧省立項的重點工程之一。該項目的建成將對完善城市功能，推動和促進遼寧經濟的發展發揮重要作用。為追求建筑的藝術性和空間效

2、果，該建筑采用大跨度空間設計，這就給建筑的消防設計特別是21500 m2主展廳的防火分區的設計帶來極大的困難。1遼寧工業展覽館工程概況遼寧工業展覽館(以下簡稱遼展)位于沈陽市的中心地帶，該建筑四面臨街，周邊消防車道暢通，地理環境優越。遼展總面積約為65000 m2，主體建筑為一層，局部為二、三層；建筑南北總長為237 m，東西總長為190 m；建筑高度22.83 m，屬低層民用建筑，建筑的耐火等 級設計為二級。其中主展廳設計為一層大空間結構，廳內采用鋼管混凝土柱作為承重構件，屋面為鋼網架結構，該廳的平面尺寸為112141 m，建筑面積為21500 m2，并與二層磚混結構的建筑連為一體(剖面圖設

3、計如圖一)。圖一圖二2遼展防火分區的劃分21 磚混結構建筑的防火分區劃分遼展工程其中包括二層磚混結構建筑，由于整個建筑內設有火災自動報警系統、自動噴水滅火系統和消火栓系統，因此磚混結構部分建筑按照規范要求設計了7個防火分區(每個防火分區的建筑面積不超過5000 m2)。22 主展廳防火分區的劃分對主展廳而言，由于要追求空間和視覺上的通透性，廳內采用了兩排(每排7根)鋼管混凝土柱承重，承重柱東西跨距為74 m，南跨距為24 m。這樣就造成了該展廳防火分區很難劃分等一系列問題。沈陽市消防局針對遼展的實際情況，對這一問題進行研究后擬定采用防火帶的方法劃分防火分區。所謂防火帶就是在有可燃物品的建筑物中

4、劃分出一段區域，這個區域內的建筑構件及裝修全部為非燃材料(且該區域內不存放可燃物)并采取有效的防煙措施，阻擋防火帶一側的煙火向另一側蔓延，從而在空間上形成一個無形的防火分隔區域。 中國最大的資料庫下載3遼展工程防火帶的具體做法在建筑主展廳的中心部位設置跨度為9 m的通道(如圖二陰影部分所示)，在具體布置展位時避開這個通道，保證通道上沒有可燃物，利用這個通道作為無形的空間把主展廳分割成四個區域，防止一個區域的煙火通過該通道向其他區域的擴散蔓延，從而起到防火分隔的作用。在這個通道上設置區別于其他地面的明顯標志及疏散指示等設施；在防火帶的垂直上方的屋面上加強設置機械排煙設施，及

5、時排出上升到頂棚的煙氣，防止高溫煙氣的水平擴散和對建筑構件的影響。9 m寬防火帶平時作為人員疏散特別是車輛往來的主要通道，防火帶直通主要出入口，人員疏散到該處可直接看到出口，避免了迷宮式疏散所造成的人員恐慌；防火帶所占的面積僅占整個主展廳面積的3.3%，這個比例相對而言是比較小的；而且在這個防火帶上我們設置了消火栓和疏散指示標志，這些設施如果設置在其他的部位也要占用一定的空間面積。所以，設置9米寬的防火帶一方面不會破壞主展廳的空間效果，另一方面也不會浪費很大的面積。火災的蔓延是熱量的傳播所導致的。熱量傳播的方式有三種：熱傳導、熱對流、熱輻射。在空間上設置防火帶，使得熱量的傳遞缺少介質，從而也就

6、消除了熱傳導這一因素。在建筑火災中，熱對流的主要介質是空氣，燃燒所造成的高溫氣流在向上流動過程中會卷吸部分冷空氣，使得溫度降低。在遼展這樣的大空間建筑中有大量的冷空氣補充，而且在上升距離較高的情況下，溫度下降較快，因此，由熱對流引燃防火帶對側空間可燃物和造成火災蔓延的可能性較小；這樣，熱量傳播的三種途徑中，熱輻射是造成展廳內火災蔓延的主要因素。國家有關規范及技術標準中規定，兩棟一、二級耐火等級的低層建筑要保持6 m的防火間距，其目的是為了有效防止由于輻射所導致的火災向相鄰建筑物的蔓延。考慮到防火帶兩側參展物品燃燒性能的不同，為有效防止火災的蔓延，將防火帶發生火災的另一側的展品等同于用可燃或難燃

7、材料堆建的小型建筑，即四級耐火等級建筑，所以把防火帶的寬度設定為9 m。從以上分析我們認為展廳內設置9 m寬的防火帶能夠有效地防止火災的蔓延。火災中煙氣是對人身造成危害的主要因素。一般建筑層高約4米，火災時高溫煙氣在有限的空間內熱量散失少，高溫煙氣的水平擴散是引燃周邊可燃物，導致火災蔓延的主要途徑。與一般建筑不同，大空間建筑影響煙氣上升擴散的因素很多，煙氣上升過程熱量散失較大，溫度下降較快，很容易發生沉降，造成煙氣的大面積擴散，給人員疏散和施救帶來很大困難。在頂棚設置機械排煙設施，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率，并在防火帶的垂直上部設置擋煙設施并增加排煙口和

8、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，起到劃分防火分區的效果。所以，在遼展主展廳的屋頂設置機械排煙設施，可以在煙氣沒有下沉之前把煙氣排出室外，既保證了煙火的蔓延又極大程度避免了高溫煙氣對頂棚建筑構件的影響，起到較好的防火、防煙效果，有效地彌補了防火帶難以阻止煙氣蔓延的不足。4大空間建筑防火分區劃分的探討隨著經濟的發展和建筑技術的進步，越來越多的建筑趨向于藝術化和大空間化。對于這類建筑，由于其使用功能的復雜性和不確定性，如展覽館工程，有時幾乎就是一個大型集貿市場，人員密度及可燃物都較大，所以我們認為有必要進行防火分隔。但如

9、果仍單純按照規范的一些條文去執行，那么，很顯然，實際工作是很難開展的。就以遼展工程為例，如果我們采用防火墻、防火卷簾、防火水幕來劃分防火分區，在實際工作中我們將面臨以下諸多問題：(1)如果采取防火墻的方式劃分防火分區，勢必造成主展廳的視覺障礙，失去了空間視覺效果的遼寧工業展覽館幾乎相當于失去其存在的實際意義。況且，設置高度為22 m的防火墻從技術上講也是很難施行的。(2)如果采用防火卷簾劃分防火分區，由于遼展空間結構的特殊性，設置寬度為24 m，高度為22 m的防火卷簾，卷簾幅面自重最輕也有1500 kg；這樣的卷簾卷起后的直徑就超過1 m；而且24 m長的卷軸在只有兩端支撐的情況下，其自身的

10、應力形變也是一個棘手的問題；另外，這個直徑約一米、長一百多米的龐然大物懸掛在22 m的高空，走在下面的人必然有一種岌岌可危的感覺，更談不上建筑的實用性和藝術效果了。(3)設置防火水幕劃分防火分區一般不宜用于寬度大于15 m、高度大于8 m的開口部位，更不適合整體的防火分區劃分。如果遼展采用防火水幕劃分防火分區，其消防用水量至少需5600m3，造成室內消防用水量的猛增。這么多的水不是用來主動滅火，而是被動的阻止火勢蔓延，這顯然是不經濟、不科學的，也不符合火災時應積極主動滅火的原則。另外，一旦防火水幕動作，必然會造成巨大的水漬損失。綜上所述，筆者認為，對于大空間建筑的消防設計應結合建筑自身的特點，在最大程度滿足規范的前提下對超出規范的部分應從火災危害及原理出發，設計出行之有效的解決辦法，而不是把規范當作教條，單純為執行規范而去消防，真正體現消防工作服務于社會、服務于經濟