一级消防师

大型商业综合体消防性能化设计评估案例分析

一、情景描述

某商业综合体地上二十六层、地下三层，建设用地面积8.95×104m2，总建筑面积37.73×104 m2.其中地上建筑面积27.08×104m2、地下建筑面积10.65×104 m2。该建筑地上一至三层设计为室内步行街，通过若干中庭互相连通。步行街建筑面积43411m2，其中首层建筑面积15922 m2，步行街净宽约1 1～15m。

该建筑地下室主要使用性质为汽车库、机电设备用房、物业服务用房;首层(图3—42—1)主要使用性质为百货、主力店、室内步行街和临街商铺;二、三层主要使用性质为室内步行街、百货、电玩、酒楼、歌舞厅;四至六层主要使用性质为百货、酒楼、电影院;七至二十六层主要使用性质为五星级酒店。该建筑除室内步行街的防火分区划分、安全疏散以及部分疏散楼梯间在首层需借助室内步行街进行疏散等问题以外，其他消防设计均满足现行有关国家工程消防技术标准的规定。

在消防性能化设计评估中，通过隔离室内步行街中的商业火灾荷载，限制室内步行街内部的火灾荷载。设置有效的火灾探测、自动灭火、防排烟等消防措施，将步行街设置为‘‘临时安全区”，以解决步行街防火分区面积超大、借用步行街疏散等问题。

二、案例说明

本消防性能化设计评估案例包含或涉及下列内容：

1)“建设工程消防性能化设计评估”的含义。

2)性能化设计评估的适用范围。

3)从事性能化设计评估工作的单位和人员应具备的条件。

4)建筑物性能化消防设计的基本程序。

5)火灾场景的确定。

6)建筑物内的初起火灾增长的确定方法。

7)确定针对性的消防措施。

三、关键知识点

1)“建设工程消防性能化设计评估”是指根据建设工程使用功能和消防安全要求，运用消防安全工程学原理，采用先进适用的计算分析工具和方法，为建设工程消防设计提供设计参数、方案，或对建设工程消防设计方案进行综合分析评估，完成相关技术文件的工作过程。

2)性能化设计评估的适用范围。

①可采用性能化设计评估方法：

a.超出现行国家消防技术标准适用范围的。

b.按照现行国家消防技术标准进行防火分隔、防烟排烟、安全疏散、建筑构件耐火等设计时，难以满足工程项目特殊使用功能的。

②不应采用性能化设计评估方法：

a.国家法律法规和现行国家消防技术标准中有严禁规定的。

b.现行国家消防技术标准已有明确规定，且工程项目无特殊使用功能的。

3)从事性能化设计评估工作的单位和人员应具备的条件。

①具有独立法人资格，有固定的办公地点，注册资金不少于100万元。

②法定代表人具有大学本科以上学历、高级技术职称。

③具有高级技术职称的专业人员不少于8人，其中性能化设计评估专业技术人员不少于4人，建筑防火、消防给水、防烟排烟、消防电气专业技术人员各不少于1人。

④专业技术人员具有大学本科及以上学历，且从事本专业工作经历不少于5年。

⑤专业技术人员不同被两家及以上从事性能化设计评估的单位聘用。

⑥具有满足性能化设计评估需要的计算软件及计算设备。

⑦不从事影响性能化设计评估工作公正性的业务。

4)建筑物性能化消防设计的基本程序。

①确定建筑物的使用功能和用途、建筑设计的适用标准。

②确定需要采用性能化设计方法进行设计的问题。

③确定建筑物的消防安全总体目标。

④进行性能化消防试设计和评估验证。

⑤修改、完善设计并进一步评估验证，确定是否满足所确定的消防安全目标。

⑥编制设计说明与分析报告，提交审查与批准。

5)火灾场景的确定。火灾场景的设计，应当考虑如下内容：

①火灾场景应根据最不利的原则确定，选择火灾风险较大的火灾场景作为设定火灾场景。例如火灾发生在疏散出口附近并令该疏散出口不可利用、自动灭火系统或排烟系统由于某种原因而失效等。火灾风险较大的火灾场景一般为最有可能发生，但火灾危害不一定最大的火灾场景;或者火灾危害大，但发生的可能性较小的火灾场景。

②火灾场景必须能描述火灾引燃、增长和受控火灾的特征以及烟气和火势蔓延的可能途径、设置在建筑室内外的所有灭火设施的作用、每一个火灾场景的可能后果。

③在设计火灾场景时，应确定设定火源在建筑物内的位置及起火房间的空间几何特征，例如火源是在房间中央、墙边、墙角还是门边等以及空间高度、开间面积和几何形状等。

④疏散场景的选择应考虑建筑的功能及其内部的设备情况、人员类型等因素，反映可能的火灾场景和影响人员疏散过程的人员条件及环境条件。

⑤确定可能火灾场景可采用下述方法：故障类型和影响分析、故障分析、如果一怎么办分析、相关统计数据、工程核查表、危害指数、危害和操作性研究、初步危害分析、故障树分析、事件树分析、原因后果分析和可靠性分析等。

6)建筑物内的初起火灾增长的确定方法。对于建筑物内的初起火灾增长，可根据建筑物内的空间特征和可燃物特性采用下述方法之一确定：

①试验火灾模型。

②t2火灾模型。

③MRFC火灾模型。

④按叠加原理确定火灾增长的模型。

在有条件时应尽量采用试验模型，但由于目前很多试验数据是在大空间条件下大型锥形量热计的试验结果，并没有考虑维护结构对试验结果的影响，因此在应用中应注意试验边界条件、通风条件与应用条件的差异。

上述几种方法中，t2火灾模型是性能化设计评估中最常采用的描述火灾增长的方法。t2火灾模型描述火灾过程中火源热释放速率随时问的变化过程。当不考虑火灾的初期点燃过程时，可表示为

根据火灾发展系数α，火灾发展阶段可分为极快、快速、中速和慢速四种。火焰水平蔓延速度参数值见表3—42.1。

7)确定针对性的消防措施。餐饮、商店等商业设施通过有顶棚的步行街连接，且步行街两侧的建筑利用步行街进行安全疏散。消防性能化设计评估针对室内步行街采取以下相应消防措施：

①步行街两侧建筑的耐火等级不应低于二级。

②步行街两侧建筑相对面的距离不应小于相应的防火间距要求且不应小于9m，长度不宜大于300m。

③相邻商铺之间应设置耐火极限不低于2.00h的防火隔墙，每间商铺的建筑面积不宜大于300m2。

④面向步行街一侧宜采用耐火极限不低于1.00h的实体墙;当采用其他分隔设施时，商铺之间隔墙两侧的开口或非实体墙之间应设置宽度不小于1m、耐火极限不低于1.00h的实体墙。门、窗应采用乙级防火门、窗或可采用耐火极限不低于1.00h的C类防火玻璃门、窗。

当步行街为多层结构时，每层面向步行街一侧应设置防止火灾竖向蔓延的措施。当设置回廊或挑檐时，其出挑宽度不应小于1.50m。各层楼面在步行街部位的开口面积不应小于步行街地面面积的37%，且开口宜均匀布置。

⑤步行街的顶棚应采用不燃烧或难燃材料，承重结构的耐火极限不应低于0.50h。步行街内不应布置可燃物。

⑥疏散楼梯应靠外墙设置并直通室外，确有困难时，在首层可直接通至步行街;商铺的疏散门可直接通至步行街。步行街内任一点到达最近室外安全地点的步行距离不应大于60m。

⑦步行街顶棚下檐距地面的高度不应小于6m。顶棚应设置自然排烟设施，且自然排烟口的有效面积不应小于其地面面积的25%。

⑧步行街内沿两侧的商铺外每隔50m应设置DN65的消火栓，并应配备消防软管卷盘。步行街两侧的商铺内应设置自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统，每层回廊应设置自动喷水灭火系统;步行街宜设置自动跟踪定位射流灭火系统。

⑨步行街内应设置消防应急照明、疏散指示标志和消防应急广播系统。

四、注意事项

近年来，我国的大型商场设计理念已从传统单一的百货商店转向综合性的商业中心。这些现代化的商业中心往往集购物、休闲娱乐、运动、餐饮于一体。在商业布局上也有多种的形式，既有满足人们对不同风格和品牌需求的精品商业街的形式，又有适应家电、百货、超市业态的面积较大的主力店。

不同的业态和商业功能布局的可燃物和火灾荷载的分布特点、火灾和烟气蔓延特点、人流特点也不同。如本建筑内的步行街，由大小不一的中庭、公共走道及其两侧面积较小的一连串精品店组成，其中宽敞的中庭和走道组成的公共区域占据了步行街的较大一部分面积，这部分公共区域主要是火灾荷载密度较低的人流通行空间。

由于这样的建筑和商业布局特点，如按现行消防规范要求数千平方米划分为一个防火分区，在连通各层的中庭开口处设防火卷帘，这在商业街中实施有很大困难，会造成人流通行空间隔断和使用大量大面积、大跨度的防火卷帘，增加消防设施本身的不可靠性。因此，需要运用消防性能化评估的方法对其新的设计理念的合理性进行论证和调整。如将中庭两侧的商铺设置为独立的防火单元，在此基础上将室内步行街设置为临时安全区，并从防火分隔、防烟排烟、人员疏散、自动灭火系统等方面提出了消防设计方案，并利用消防安全工程分析方法，分析消防设计方案是否能满足防止火灾大规模蔓延和人员安全疏散的需要。

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