民用建筑設(shè)計中的被動防火系統(tǒng)設(shè)計要點(diǎn)

許捷

（昆明合創(chuàng)建筑設(shè)計事務(wù)所，昆明 650000）

1 引言

建筑消防設(shè)計可分為被動防火和主動防火系統(tǒng)。被動防火系統(tǒng)在建筑物建成時已基本成形，如建筑的相鄰間距、建筑材料、安全疏散出口及疏散路徑等。主動防火系統(tǒng)是指發(fā)生火災(zāi)時能采取相應(yīng)措施的系統(tǒng)，如噴淋系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等。本文主要對建筑被動防火系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行研究。

2 被動防火系統(tǒng)分類

從建筑整體性質(zhì)、建筑外部、建筑內(nèi)部3方面進(jìn)行分類。

建筑的整體性質(zhì)主要包括建筑定性、建筑結(jié)構(gòu)體系、建筑材料、建筑耐火等級、墻體與門窗圍護(hù)系統(tǒng)、各建筑構(gòu)件。

建筑外部需考慮的要素有：總平面圖中單體建筑的位置、消防通道、消防救援場地、所處區(qū)域內(nèi)市政條件。

建筑內(nèi)部需考慮的要素有：建筑功能房間設(shè)置安排、建筑內(nèi)部房間分隔、防火分隔、疏散路徑、安全出口。

3 建筑整體性質(zhì)

根據(jù)現(xiàn)行國家設(shè)計規(guī)范，按照建筑的功能、層數(shù)、建筑高度、組合形式等確定建筑物的性質(zhì)[1]。確定建筑性質(zhì)后，根據(jù)不同的性質(zhì)確定相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。如根據(jù)建筑高度劃分為多/低層、高層建筑，高層建筑又分為一類高層建筑、二類高層建筑、超高層建筑，可據(jù)此確定建筑的高度性質(zhì)。還可根據(jù)建筑使用功能確定建筑性質(zhì)，如公共建筑、居住建筑，組合建筑等。居住建筑的功能較為單一，為純居住功能或者居住功能加小規(guī)模商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)。公共建筑有單一功能，也存在較多的功能組合，如超大體量的商業(yè)綜合體內(nèi)，存在商業(yè)、餐飲、電影院、歌舞娛樂場所、辦公、汽車庫、庫房等功能組合，此類建筑需要從整體考慮建筑性質(zhì)，也需要關(guān)注建筑內(nèi)各個細(xì)分功能區(qū)劃及組合方式。建筑性質(zhì)確定后，據(jù)此確定建筑的各種設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)[2]，如防火分區(qū)、防火分隔、疏散樓梯的形式、建筑構(gòu)件相應(yīng)的耐火等級等。此定性方式適用于大部分民用建筑。常見的民用建筑一般有低限要求，如高層建筑耐火等級不低于二級，地下建筑耐火等級不低于一級等。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)防要求也隨著建筑的重要性、人員密集程度、建筑高度等地提高而相應(yīng)提高。

4 建筑外部要素

4.1 建筑防火間距

建筑防火間距主要根據(jù)建筑高度和耐火等級確定。根據(jù)建筑高度劃分為地下建筑、多/低層、高層、超高層，耐火等級分為一級、二級、三級、四級，建筑高度與耐火等級組合據(jù)此確定相應(yīng)的防火間距，規(guī)范中防火間距為最小值。不同的建筑形式有具體的規(guī)定，如多/低層耐火等級不低于二級的數(shù)座辦公、住宅建筑組合，可分組布置，當(dāng)每組總體占地面積不超過2500 m2時，防火間距可縮小至4 m，組與組之間不低于6 m。建筑也可以按外墻開窗洞口面積大小、位置關(guān)系等特定條件相應(yīng)地減小防火間距，但超高層建筑即使?jié)M足特定條件也不允許縮小防火間距。對于地下建筑，需關(guān)注地下建筑在地面開口處與地面建筑的防火間距。此外，還要考慮同一棟建筑中下層屋頂?shù)奶齑伴_口、“U”形建筑兩翼、“回”形建筑相對面、建筑內(nèi)天井等位置防火間距。

4.2 消防通道

消防通道是在發(fā)生火災(zāi)時消防車救援使用的道路，消防車需要快速、準(zhǔn)確、安全地到達(dá)著火建筑周圍進(jìn)行救援。主要根據(jù)建筑高度、功能性質(zhì)設(shè)置消防通道，需確定道路的位置、路寬、路高、道路形式、轉(zhuǎn)彎半徑、消防車荷載、道路坡度，市政開口、消火栓保護(hù)半徑等。國家規(guī)范對消防通道的設(shè)置要求有明確的規(guī)定，但不同的地域、不同的建筑可能會有一定的差異，例如，高層、多/低層消防通道的轉(zhuǎn)彎半徑以及回車場大小差別較大；國家規(guī)范規(guī)定消防通道的坡度不大于8%，但是，對于云南等多山區(qū)域，自然地形坡度較大，坡度最大可設(shè)置到12%，但有坡長的要求，并需要設(shè)置緩坡和防滑處理。設(shè)計時，可按國家規(guī)范并結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r設(shè)置消防通道。有些地方采用植草磚或半幅綠化的隱形消防車道，由于消防車荷載較大，尤其對于高層建筑需要舉高的消防車荷載更大，應(yīng)保證寬4 m的硬化消防車道。

4.3 消防救援場地

救援場地的主要設(shè)計參數(shù)有長、寬、與建筑退距、坡度、硬化方式等。需要注意的是，與救援場地相對應(yīng)的位置需要設(shè)置建筑的出入口、消防救援窗口、避難層（間）。場地坡度不大于3%，因救援場地長度至少等于一個建筑長邊，寬度不小于10 m，占地較大，有項目因高差較大，場地設(shè)置較大變坡點(diǎn)，建成后救援場地高低起伏不均勻，可能造成消防車輛舉重不穩(wěn)固，因此，應(yīng)盡量考慮場地坡度的連續(xù)性與均勻性。

4.4 市政條件

項目設(shè)計之初，需要收集周邊的市政條件，包括市政水源、電源來源，供水、供電線路，供水、供電的方式及可靠性。有些項目未收集市政資料，按照經(jīng)驗設(shè)置消防設(shè)施，在項目驗收交付時極易帶來不可逆的問題。如按兩路供水設(shè)計，可以減小消防水池的容積，但驗收交付時，只有一路可靠供水，消防水池容積不夠，出現(xiàn)問題時再來解決此類問題難度極大；市政電源未建設(shè)好，只有臨時供電等問題都將影響項目建成后的交付使用，業(yè)主單位、設(shè)計者應(yīng)重視現(xiàn)狀資料收集。

5 建筑內(nèi)部要素

5.1 建筑功能

建筑功能是建筑物最直觀的反映，有的建筑功能單一，有的功能眾多，常見較為復(fù)雜的民用建筑是商業(yè)綜合體和醫(yī)院門診綜合樓。設(shè)計時，需要根據(jù)使用者的要求、行為方式對不同的功能區(qū)域進(jìn)行設(shè)計。從建筑物橫向（本層內(nèi)）、縱向（上下樓層）劃分，盡量把相同功能、相同行為模式的部分劃分在一個區(qū)域內(nèi)，才能有針對性地劃分防火分隔，組織交通，引導(dǎo)疏散等。功能區(qū)確定后，可根據(jù)規(guī)范確定各區(qū)域之間的分隔措施，發(fā)生火災(zāi)時，能有效控制火勢，避免火勢蔓延到其他區(qū)域和樓層。

5.2 房間布置

房間的落位布置基本形成了建筑內(nèi)部的平面布局，各房間的形狀、大小、體量、高度、空間關(guān)系等需要從基本使用要求出發(fā)，又要滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。從技術(shù)要求角度考慮，需要關(guān)注各使用房間的面積、高度等。房間的面積大小與使用人數(shù)有關(guān)，使用人數(shù)確定后才能確定本房間疏散門的位置、寬度，疏散路徑、距離，以及門的開啟方向。房間的高度主要與排煙、開窗有關(guān)系，如房間較高，需要考慮煙氣的收集以及開窗高度。房間在建筑平面中所處的位置，是位于兩個安全出口之間還是盡端位置，位于兩個安全出口之間意味疏散可靠性更高，到安全出口的疏散距離相應(yīng)較長；處于盡端兩側(cè)，尤其是盡端房間時，相應(yīng)的疏散距離要求要短，還需要控制房間的面積以及疏散門的寬度，以保證疏散的可靠性。此外，房間的位置靠外廊還是內(nèi)走道雙面布置，或為無法設(shè)置外窗的黑房間，分隔圍護(hù)、門窗開啟措施均不一致。

5.3 防火分隔

防火分隔是指對房間、區(qū)域進(jìn)行的分隔；目的是控制火勢向相鄰的房間或區(qū)域蔓延。在設(shè)計中，盡量將功能一致的區(qū)域或房間布置在同一區(qū)域或樓層，不同區(qū)域考慮防火分隔措施。水平向常見的分隔方式主要為隔墻、防火卷簾等；縱向常見分隔有樓板、屋面、防火卷簾、噴淋水幕等。相關(guān)規(guī)范對分隔位置的材料、燃燒性能、耐火極限等有詳細(xì)的要求。防火分隔中有防火分區(qū)的規(guī)定，防火分區(qū)主要控制區(qū)域面積大小，一般來說不同功能區(qū)劃為不同的防火分區(qū)，或者同一使用功能面積太大，劃分成若干個防火分區(qū)防止火勢蔓延。除上述所說不同功能區(qū)、上下樓層的防火分隔外，建筑內(nèi)設(shè)備用房如排煙、空調(diào)機(jī)房，配電間、水泵房等，使用時存在危險的房間，如儲油間、明火廚房、修車位、住宅內(nèi)的停車位等，存放物品的房間如民用建筑內(nèi)的庫房、儲藏室等，安全通道出口如樓梯間、前室、疏散走道、避難間等，上下層開洞位置如排氣道、設(shè)備井道、檢修口、電梯井道、中庭中空等均需要有防火分隔措施。分隔位置有開口時，需要采用防火門、防火卷簾、噴淋水幕等可靠的構(gòu)件連接。有的建筑房間內(nèi)的隔墻沒有分隔到頂，只是形成隔斷，常見于大型商業(yè)中的鋪面隔斷，醫(yī)院門診的診室隔斷等，此類分隔不能視之為有效的防火分隔，還有一些房間的圍護(hù)材料不能達(dá)到耐火極限、燃燒性能的規(guī)定，也不能形成有效的防火分隔，在防火分區(qū)、排煙分區(qū)劃分中視作一個區(qū)域。

5.4 疏散路徑

各功能房間落位后，確定交通組織。功能復(fù)雜或者使用人員不同的建筑交通組織或許不一致，如人流量大的建筑以及高層建筑以電梯、自動扶梯、自動坡道等作為正常使用的交通方式組織交通，但發(fā)生火災(zāi)時，上述交通設(shè)施均不能作為疏散撤離使用，只能通過安全出口進(jìn)行疏散，故對于大型功能復(fù)雜或較高的建筑，交通組織需要考慮日常使用與疏散路徑的有機(jī)結(jié)合，此類建筑一定要做好疏散引導(dǎo)，避免在火災(zāi)撤離緊張的情況下走錯通道，錯過疏散時機(jī)。對于功能簡單人流較少的建筑物，日常使用與疏散路徑基本一致，可結(jié)合在一起設(shè)置。對于疏散路徑的交通組織，需要暢通簡明、覆蓋均勻、導(dǎo)向明確，盡可能縮短距離，常見的疏散通道有雙面布房形成的內(nèi)走道，單面布房的走道、外走道，結(jié)合大廳、凹廊、中庭等空間形成有開有合界定不明確的廳廊，無論是哪種形式，都需要從建筑使用人數(shù)需要的寬度、引導(dǎo)、排煙、通風(fēng)、可見度方面等做好交通組織。避免通道迂回，通道內(nèi)不要設(shè)置凸出物，如柱子、踏步等，有高差變化時，盡量以坡道的形式連接過渡。盡量不出現(xiàn)盡端掉頭的疏散通道，不能出現(xiàn)需要穿越其他功能房間才能到達(dá)安全出口的疏散通道。

5.5 安全出口

建筑內(nèi)的安全出口是火災(zāi)、地震等緊急情況下的生命通道，應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件材料、消防設(shè)施共同打造為建筑內(nèi)最為可靠安全的區(qū)域。根據(jù)國家規(guī)范對安全出口的定義，建筑內(nèi)安全出口主要為疏散樓梯間、通往室內(nèi)外安全區(qū)域（室內(nèi)安全區(qū)域為避難層、避難走道等）的疏散門。根據(jù)建筑的性質(zhì)和高度需設(shè)置不同的樓梯形式。在設(shè)計中需要注意樓梯使用時的實用性和有效性。樓梯的位置一般靠外墻，有些建筑梁較寬，可能達(dá)到400 mm，在計算樓梯寬度時，樓層位置的樓梯有效寬度被侵占了200 mm。另外，疏散門開啟、柱子剪力墻、消火栓管道外凸也存在占用樓梯寬度的問題，設(shè)計時需要加以考慮。樓梯欄桿扶手的設(shè)置也是普遍存在的問題，目前雙跑樓梯與剪刀樓梯的欄桿扶手基本設(shè)置在內(nèi)側(cè)，靠外墻一側(cè)可能有開窗等，加之規(guī)范規(guī)定樓梯寬度應(yīng)達(dá)到能夠同時容納3股人流以上（上限值2100 mm以上）才需要設(shè)置雙側(cè)扶手，在疏散狀態(tài)下，常規(guī)從上層向下層疏散，按照行人靠右側(cè)的行為特點(diǎn)，外側(cè)扶手的設(shè)置很有必要，建議在有條件的情況下盡量設(shè)雙側(cè)扶手。在樓梯平臺設(shè)置一步、兩步臺階時需要注意，在緊急狀態(tài)下人們的心理特征不同于平時，加之?dāng)嚯姾罂梢晽l件差，極易出現(xiàn)踩空摔倒的情況，一般不允許在平臺位置加設(shè)踏步。直通室內(nèi)外安全區(qū)域的疏散門，主要注意門寬、數(shù)量、開啟方式、開啟方向、門的材料特性等。門寬與數(shù)量根據(jù)使用人數(shù)確定，疏散門開啟方式基本均為平開門，不能采用推拉門、轉(zhuǎn)門、吊門、卷簾門等，方向朝著疏散側(cè)開啟。

6 結(jié)語

綜上所述，建筑的被動防火設(shè)計不能僅滿足規(guī)范條文要求，更要結(jié)合實際情況，使被動防火設(shè)計在使用時真正可靠、實用、有效。本文對設(shè)計階段中被動防火設(shè)計的要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，也對一些容易被忽視的要點(diǎn)進(jìn)行提醒，在今后工作中，應(yīng)立足于規(guī)范，結(jié)合實際情況設(shè)計出更合理、更人性化的建筑。