近年来随着城市化速度的加快,全国各城市经济、文化、社会、环境等各方面的建设速度提升,特别是大、中城市空间的利用越来越饱满,可利用的开放空间越来越少,使有关人士意识到城市空间利用需要寻找新的开发点一城市地下空间的利用。在城市地下空间开发过程中,人们逐渐意识到有一个关键性的问题需要引起大家的重视,就是防火问题。因为地下建筑虽节省了地上空问,但正因为他位于地下,从通风、采光及疏散等各方面均存在设计难点。
本人在最近几年的设计中逐渐观察到,开发商在请设计人员做设计时,关心最多的还是建筑建成后给他们带来经济效益的多少,很少关心建筑的安全问题,他们会尽可能多的要求设计人员少设楼梯间,减少竖井面积,机房要小等,还要求各防火分区尽可能的联通,但因有关防火规范规定及近年来国家加强了各省市的人防规划建设,地下建筑设计时同时还要满足人防规范的要求,使开发商的要求很难得到满足。这就需要设计师两方面的协调。下面就本人在做怀化铁路枢纽城市公用设施配套改造地下工程建筑设计时在消防方面所做的工作,与大家共同探讨。
1高层商业建筑地下部分防火设计面临的问题主要有以下几方面
(1)地下建筑不像地上建筑那样在有自然光线的条件下可清楚地观察到着火点的位置及燃烧情况,地下建筑隐藏于地下,很难确定着火点位置,这给救生人员的扑救带来很大困难,在地下建筑的火灾扑救中牺牲的救生人员案例不少。因着火时,地下烟气会顺着楼梯及竖井等有烟囱效应的空间飞窜,消防人员在高温及烟气高浓度的环境下很难接近着火点,加之照明条件有限,扑救就更加困难。
(2)地下建筑因全埋地下,又与人防工程合建,无法自然采光,全靠电能供给亮度,一旦着火停电加之烟气等的毒副作用,给扑救人员实施救援及逃生人员的逃生过程都带来了很大的困难。即使没有着火,在没有自然光线的情况下,建筑内的人员也是很难找到出入口。根据国际有关人士的研究认为,人的视觉降到3m以内时逃离火场是根本不可能的。这就需要地下建筑内的自备电源在最短的时间内启动,达到最低照度,以免造成地下空间内人员疏散秩序的紊乱。
(3)地下建筑在设计时往往受到地面城市规划及景观、土地利用等各方面的限制,要求出地面的井、口尽量少,体积要小,有的还提出了位置方面的要求。以上这些限制正与地下工程的设计要求相反,即地下工程需要有尽量多的疏散出口及疏散宽度且要在适中的位置上。这就需要设计师要反复思考协调各方面的关系以达到最佳方案。
2安全疏散设计
2.1疏散宽度
怀化铁路枢纽城市公用设施配套改造工程地下部分则是结合人防建设的大型商场超市及车库,地下共两层,总建筑面积为91380.59m2,共分十六个防火分区,耐火等级为一级。
该工程因商业功能及甲方要求将层高设为地下2层为4.0m,地下1层为5.4m,又因该工程位于怀化市城市中心区,基地东邻团结巷,北邻火车站,西临鹤洲路,南接迎丰西路。建筑基地有6米高差,由北向南走低。由于是地势上有高差,广场相对城市的主马路有接近6m的高差,还有消防疏散不能对广场,面对广场的疏散口在我们争取下仅仅只有4个,为解决这一问题,我们则采取了利用主马路为地面疏散,而不考虑广场面疏散人流,但是仅靠主马路疏散的话,鹤洲路和团结巷路规划为42m道路,商场仅一面临街,这样就无法确认这个商场是地上1层,因此我们就提出解决方案,形成立体交通,把通向广场的道路一分为二,即将道路分隔为29m宽和13m宽二部分(高低不同),其中29m的道路按现有坡度形成环线单向,此条线路主要为城市汽车交通行驶要道(单行线),而消防车辆则沿着13m宽的消防道路路面高差平迎丰路绕商场形成消防环线。因此本建筑临街长度超过150m,故在建筑一层设置了一个6m宽的消防避难通道穿过建筑,形成环形通道。车道转弯半径不小于12m。使整个商场有机会达到三面临街,这样就能解决了消防疏散区域的的问题。另外,商场不仅面积大,而且疏散距离比较长,对此,我们提出了人防避难走道的做法,在尽可能的保证疏散距离的条件下,我们把商场的面积做到最大,也就是可以做到20000m2一个区域。
“高规”规定了疏散宽度指标为1m/百人,但疏散人数的确定是个难点。《商店建筑设计规范》规定“商店营业部分疏散人数的计算,可按每层营业厅和为顾客服务用房的面积总数乘以换算系数(人/m2)来确定”,只有商场已将货柜、货架布置好,才能确定营业厅面积及顾客人数,这在设计阶段是不可行的;此外现代商场多采用开放式售货,顾客可以随意穿行于各品牌柜台,过去商场采用的固定柜台模式几乎已经不存在了,这也给营业厅面积的确定带来不小难度。笔者认为首先确定“每层营业厅和为顾客服务用房的面积总数”占每层建筑面积的比例,再进一步进行计算就方便多了。商场除办公业务用房以及各种建筑设备用房、共享空间、自动扶梯等外,基本上都是营业厅和为顾客服务用房的面积,而餐饮场所中除厨房、固定座椅和其他设施外也有近一半的面积用于顾客,因此综合考虑,这个比例数一般以5O%~7O%为宜。此工程建议取5O%,计算后得到的疏散宽度应为35.7m,而目前商场实际疏散宽度大于37m,完全满足疏散要求。
经以上几个关键问题的推敲,基本上解决了此次工程中疏散出口的数量,疏散宽度,疏散距离的规范要求,并尽最大的努力协调了规划、消防及甲方等各有关部门的意见,尽到自己的责任,最大限度地保证了地下建筑内人员的安全疏散。
2.2安全出口
从安全出口的宽度方面牵涉到的出口数量问题。依据《建筑设计防火规范》5.3.12条地下、半地下建筑(室)安全出口应符合下列规定:每个防火分区的安全出口应经计算确定,且不少于两个。当平面上有两个或两个以上防火分区相邻布置时,每个防火分区可利用防火墙上1个通向相邻防火分区的防火门作为第二出口,但必须有一个直通室外的安全出口。依据以上这条规定,在每个防火分区设置了至少一个楼梯间出口直通至地上广场,另一出口则通至避难走道,通过避难走道的楼梯间跑至地面广场,但因楼梯间宽度及避难走到宽度的限制要求,疏散宽度不能满足规范要求,即有一部分人员仍得不到安全疏散,为解决这一问题在此项工程中又设置了通向相邻防火分区的安全出口,使剩下一部分人通过相邻出口逃至相邻防火分区,因设计时只考虑一个着火点,所以逃生人员逃至相邻分区是安全的。
这样便圆满地解决了疏散出口的宽度问题。
火灾中人们往往奔向熟悉或进来时的入口和楼梯(识途性),安全出口最好靠近电梯布置,但当人们遇到烟和火的阻碍,不能抵达该出口和楼梯时,就不得不掉头返回,离开危险场所(躲避性),转而寻找其他路径以到达安全地点,这就需要每个防火分区提供至少两个可供选择的疏散路径。还应特别注意的是当人们在惊恐和失去理智控制下行动往往比较盲目,如果只有一个方向的疏散路线是不安全的,因此安全出口的设计还须遵循“双向疏散”的原则。
3结束语
地下建筑的防火设计为建筑设计的重中之重,作为建筑师应明确自己的责任,而不应一味地迎合甲方的想法,而不顾人员的安全。我们应该在工作中总结经验教训,立足规范,做好设计,达到设计的人性化。