高层建筑中庭消防设计

高层建筑中庭消防设计（精选六篇）

高层建筑中庭消防设计 篇1

本工程位于某市区商业文化中心区内, 集商业、餐饮、娱乐及公寓于一体的多功能建筑。

本工程总建筑面积为20多万m2, 由四栋高度为99.9m的高层塔楼及26m的裙楼组成。其中:高层塔楼28～29层, 主要功能为高级公寓;裙楼3～5层不等, 主要功能为商业娱乐, 由娱乐楼、时尚楼、百货、室内步行街组成;全部地下一层和局部地下二层, 主要功能为地下车库及设备用房。

2. 建筑特点及机电消防设计

项目商业部分通过步行街 (图1所示) 和中庭环形通廊 (图2所示) 形成一个整体, 顾客可在不同的部分自由往来。其中购物包括精品商业街、家电卖场及百货几种不同的形式;休闲娱乐包括健身、KTV、电子游艺和电影放映;还设有酒楼等餐饮场所。

本工程属一类高层建筑, 耐火等级为一级。按照现行《高层民用建筑设计规范》 (GB50045-95) (2005年版) 进行消防系统设计, 包括室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、洁净气体灭火系统、防排烟系统、移动式灭火装置和火灾自动报警系统等。

3. 带中庭的步行街介绍

工程中商场中央部位的室内步行街是由若干个大小不一的小中庭组成, 步行街一二三层之间通过楼板分隔, 楼板的不同部位有开口, 故形成了若干个建筑面积不同贯穿三层的小中庭。根据《高层民用建筑设计规范》第5.1.1条的规定:“高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区, 每个防火分区允许最大建筑面积, 一类建筑每个防火分区允许最大建筑面积1 000 m2。即使在各层步行街均设有自动喷水灭火系统的情况下, 根据上述规定, 每个防火分区允许最大建筑面积为2 000m2。而实际工程设计建筑面积远超出规范允许值。

如果按照现行的国家相关防火规范, 需要用防火卷帘将各层的开口与回廊进行分隔, 但此种作法无疑会破坏建筑设计的效果。另外, 由于中庭的面积越来越大, 形状也越来越不规则, 防火卷帘的使用逐渐暴露出可靠性较低的问题。因此不建议在项目内采用此种分隔形式, 但若不分隔, 由于商业街的上述结构特点, 将导致步行街中庭防火分区面积过大, 不能满足《高规》第5.1.1条的规定。

4.“亚安全区”消防性能化

针对目前大型复杂的现代建筑物越来越多地涌现, 而且这些建筑与传统建筑在使用功能、建筑材料、结构形式、空间大小、配套设施等方面有很大的不同, 给防火安全带来诸多新问题, 现有的建筑防火规范规定不一定能全部满足要求。国内外很多专家学者均指出, 有效防灾减灾应当依靠科技进步, 那些超标的建筑火灾防治应当以火灾安全工程学为理论依据, 采用以火灾性能为基础的防火 (有时也称作性能化防火) 方法, 它是运用消防安全工程学的基本原理和方法, 考虑火灾本身发生、发展和蔓延的基本规律, 结合实际火灾中积累的经验, 通过对建筑物及其内部可燃物的火灾危险性进行综合分析和计算, 从而确定性能指标和设计指标。然后再预定各种可能起火的条件和由此所造成的火、烟蔓延途径以及人员疏散情况, 来选择相应的消防安全工程措施, 并加以评估, 核定预定的消防安全目标是否已达到。该方法要求根据具体建筑物的火灾发展特性来决定其防火需要, 使火灾安全目标、火灾损失目标和设计目标良好结合, 有助于实现火灾防治的科学性、有效性和经济性的统一。

步行街的公共区域是人流通行空间, 一般情况下存在火灾载荷较少, 本身发生火灾的可能性极小, 且和商业广场的主要出入口连接, 也是顾客进入精品店和主力店的主要通道。店铺发生火灾时, 人们会本能地利用这一熟悉的通道向室外疏散。从消防策略上, 允许首层以上的人员经过它, 再通过疏散楼梯向下疏散;部分在商业广场中部, 较难设通往室外直通出口的疏散楼梯, 也可经过首层的公共区域疏散到室外。公共区域内将不再划分防火分区。为了使“亚安全区”的设计理念成立, 需要采取以下的消防措施:

中庭和公共走道区域不应放置任何固定可燃物以及限制在中庭内的商业活动。禁止在此区域布置摊位、展品等火灾荷载, 保证中庭本身发生火灾的危险性降到最低。中庭内各层公共区域主要作为人员走道, 所有装饰装修材料要求全部采用B1级以上材料。

中庭回廊内设置自动喷水灭火系统, 采用快速响应喷头, 自动喷水灭火系统可以将中庭本身的火灾控制在很小的规模。

公共区域两侧的精品店铺应采用“防火单元”的方式进行保护, 各主力店开向公共区域的开口处, 应采用防火玻璃或其他措施分隔, 以避免店铺发生火灾时火焰和烟气进入中庭。同时店铺内部设置火灾报警、自动喷水灭火和机械排烟系统, 若干个同侧相连的店铺与其它店铺之间用防火墙分隔开。

中庭设置机械排烟系统, 防止店铺内排烟系统失效的情况下, 烟气进入中庭并威胁生命安全。

通过以上这些措施, 使得中庭区域本身无火灾危险同时也不会受到其他区域火灾蔓延的影响, 成为一个相对安全的区域, 即“亚安全区”。

5.“防火单元”的形成

前面已经介绍, 结合本项目走道两侧精品店的建筑特点, 如果店铺全面采用防火卷帘进行防火分隔, 需要采用大量大跨度的防火卷帘, 消防安全难以保证, 因此不建议在本项目内采用此种分隔形式, 参照已建工程作法, 让公共区域两侧的精品店铺采用“防火单元” (图3所示) 的方式进行保护, 具体做法有以下几种:

采用防火玻璃进行分隔。防火玻璃是一种在规定耐火试验条件下能够保持其完整性和隔热性的特种玻璃。性能良好的防火玻璃可以在近1000℃的高温下仍能较长时间保持完整而不炸裂, 从而起到防火阻隔的效果。依据《建筑用安全玻璃第1部分:防火玻璃》 (GB 15763.1-2009) 规范采用耐火极限为1.0h的A类隔热型防火玻璃分隔。其他区域用特级防火卷帘或防火墙把店铺分隔为不大于4000m2的防火分区, 租户区的店铺之间的分隔砌至梁、板底部。但是目前使用防火玻璃需要考虑在应用中支撑框架和封堵材料等问题, 该部分试验研究还有待进一步开展, 包括相关标准和规范的制定。

Central WS专用型窗玻璃喷头系统。Central WS型窗玻璃喷头是第一个经认证的用来保护热增强型和钢化玻璃的喷头, 经ICC-ES和ULC认证, 该喷头和玻璃组合后, 可以提供两小时耐火等级。普通喷头与窗玻璃喷头喷水情况如图4所示。

使用场合:内部防火隔断时, 喷头安装在玻璃两侧;防止内部火灾蔓延到外部时, 闭式窗玻璃喷头安装在内部。防止外部火灾蔓延到内部时, 开式窗玻璃喷头安装在建筑物外部。内部保护采用湿式系统, 外部保护采用雨淋系统。可用于单层或双层隔热玻璃, 热增强型玻璃, 钢化玻璃等, 玻璃最小厚度可以为6mm.喷头最大间距2.44m, 最小间距1.83m。离标准喷头最小间距1.83m。

采用受普通闭式喷头保护钢化玻璃系统作为替代方案, 即采用喷淋保护钢化玻璃系统将店铺与中庭公共区域之间分隔开。玻璃加喷淋系统是采用水冷却喷头对玻璃进行保护, 发生火灾时喷头受热打开, 均匀的向玻璃喷洒冷却水, 以有效降低玻璃的温度, 增长耐火时间。本项目在店铺朝向中庭的一面选用钢化玻璃加玻璃喷淋头的组合, 既不影响通透的建筑效果, 在火灾时亦具有一定的防火能力。如图5所示。

店铺的店面应采用钢化玻璃。钢化玻璃属于安全玻璃的一种, 可承受250℃～300℃的温差。玻璃喷头采用闭式快速响应喷头, 并进行加密布置, 火灾时可充分且均匀的润湿被保护玻璃, 经喷头冷却保护的窗玻璃具有1h的耐火能力。

“钢化玻璃分隔+喷淋保护”的分隔方案, 设置一套独立的保护玻璃的喷淋冷却系统。该系统采用快速响应喷头, 喷头间距不大于2m。由于该系统采用的是闭式喷头, 其用水量与喷水时间和保护长度有关。持续喷水时间不小于1h。冷却喷淋系统单独设置消防供水泵, 消防水池考虑该部分用水量。

通过以上方式可将火灾尽量限制在店铺内, 使火灾造成的影响局部化, 可起到与防火分区一样的限制火灾蔓延的效果, 而且因为火灾被控制在比防火分区更小的范围内, 其安全性甚至高于传统的防火分区形式。

防火单元的分隔形式, 仅适用于步行街区域, 面积较大的主力店区域, 仍应按规范要求划分防火分区, 而且主力店和步行街之间, 应采用防火墙、防火卷帘或甲级防火门分隔开, 以避免火灾在步行街和主力店之间发生蔓延。

6. 中庭消防设计

高于12m的中庭一般设计采用微型自动扫描灭火装置自水灭火系统。如图6所示。系统采用喷淋泵后接出, 设置水流指示器。并在首层设置有手动启动的控制箱, 可以现场启动消防泵按钮。其运行状况显示在消防中心控制盘上。系统平时由屋顶水箱维持系统压力。喷头动作向消防中心显示着火区域位置并向消防中心报警。

中庭回廊以及走道上方安装快速响应喷头, 中小型中庭上下贯通处, 没有安装微型自动扫描灭火装置系统的位置, 在首层中庭楼板处安装简易边墙型扩展覆盖雨淋系统 (图7所示) , 该系统是利用边墙型扩展覆盖喷头组成的简易雨淋系统。它利用建筑中已有的湿式自动喷淋系统的供水管网, 通过设置一些电磁阀和红外火焰探测器等通用消防组件, 形成简易自动灭火的雨淋灭火系统。一组雨淋喷头 (一般为3只喷头) 保护区域同时受一个火焰探测器保护, 当火焰探测器确认火灾后, 通过报警控制器自动开启相应的电磁阀, 则湿式喷淋系统管网的压力水通过与该火焰探测器匹配的一组雨淋喷头喷出灭火, 同时湿式喷淋系统水流指示器动作, 喷淋泵开启。

7. 步行街中庭排烟

根据《高规》第8.4.2条的规定:“中庭体积小于或等于17 000m3时, 其排烟量按其体积6次/h换气计算;中庭体积大于17 000m3时, 其排烟量按其体积4次/h换气计算, 但最小排烟量不应小于102 000m3/h”。

建筑商业步行街中庭三层, 顶部设有一个平面或曲面顶棚 (图8所示) , 整体上相当于一个大的三层室内受限空间。如果采用机械排烟系统, 按照《高规》第8.4.2条的要求进行设计, 其排烟量计算值相当大。经性能化模拟分析, 可得如下结论:1、因带有中庭的室内步行街体量较大, 自身具有较大的蓄烟纳热能力, 即使在中庭本身发生火灾, 未设置自动灭火系统;或步行街两侧精品店发生火灾, 店内排烟系统失效, 面向步行街一侧钢化玻璃分隔完整性受到破坏的条件下, 室内步行街仍能在20分钟左右维持安全的疏散环境, 可保证火灾初期人员的疏散安全。2、将步行街中庭划分为多个烟气控制分区, 机械排烟量计算值大大减小。

8. 结语

大型城市综合体正成为城市建筑发展的一个新趋向, 在消防规范和审核工作中我国沿用多年的现行消防规范暴露出了相对滞后的一面, 必须进行修改、补充和完善。同时对于像步行街、中庭此类体现特殊功能但与现行规范不尽相符的建筑设计形式, 要在理性、客观、全面进行分析、评估的基础上寻找出解决方案。《建筑设计防火规范》 (GB50016-2012) (送审稿) 对中庭和步行街也增加了一些新规定来规范设计。但是超规范的建筑火灾防治还应当以火灾安全工程学为理论依据, 采用以火灾性能为基础的防火方法, 并逐步制定相应的性能化防火规范。通过法规的形式明确可以采用性能化防火设计建筑的具体条件, 性能化设计的具体方法、步骤等, 对建筑设计单位和消防审核部门进行具体指导。

公共建筑中中庭设计的分析与总结 篇2

姓名：王光辉 学号：1001081027 班级：10建筑学

公共建筑中中庭设计的分析与总结

【摘要】从中庭的背景谈起，针对国内公共建筑（特别是商业建筑）中庭设计现状，指出了我国建筑师在学习国外成功案例时，应充分重视其中技术的复杂性和灵活性，并主要的总结了相关的公建中庭设计的方法和要点。【关键词】公共建筑 中庭 商业建筑 空间

对于公共建筑来说，中庭因具有良好的空气品质、环境品质更具有突出的公共性、平等性，所以备受人们的欢迎。近年来，中庭作为一种广受欢迎的公共建筑空间，在办公、科教、医疗等各类公共建筑中得到广泛应用。

一 中庭空间产生的背景和发展

据了解，中国古代建筑中藻井的形式便是现在中庭空间的雏形，在皇家建筑、佛教建筑中为了体现封建制度的集权性、体现威严、敬畏的至高无上的权利，使庭内空间高大。在近代建筑中，山西、安徽等商人民宅设计中，围合的2层庭院中也有出现。最为典型的中庭出现在福建地区的“围屋”居住建筑中，当地居民为了防御外族的入侵，建筑成圆形布置，中庭为族民日常生活的活动空间。在国外古罗马建筑中不覆顶的开敞庭院，才真正地把自然引入到了建筑室内空间。

人不能脱离自然而生存，越是发展到高级阶段越是需要自然的回归。因此，20世纪60-70年代，在城市高密度的居住条件下，人们开始对崇尚于机器美学而建造起来的钢筋水泥的建筑森林产生了厌倦，开始以一种返朴归真的心态重新找回失落已久的庭院空间。但是这无疑具有一定难度，为此，设计者们作了多种的尝试，尝试把庭院重新引入现代建筑中。

1967年，由约翰·波特曼设计的“中庭旅馆”(亚特兰大海亚特摄政旅馆)展现在世人面前，在美国甚至全球的建筑界立即掀起了一股强劲的“中庭旋风”。现代中庭的使用和推广，一方面是由于这种方式满足了生活在城市中的人群对亲近自然的渴望，另一方面也离不开现代技术的进步和发展。

随着建筑的发展趋势由水平伸展到垂直向上或是向下，垂直绿化系统随之产生。建筑庭院从原先的单一平面进入到了三维立体空间，即向垂直方向发展。通常意义上的庭院是二维的、平面的，随着科技的发展，像空中庭园这样的在垂直系统 上发展的庭院形式已经屡见不鲜了。

传统庭院的主要目的是创造有趣且赏心悦目的环境。而现代建筑庭院有时是作为一种新的功能元素应用于设计中，例如在生态建筑中，这类庭院突破了现代庭院以消遣、娱乐和增加建筑趣味为首要需求的局限，被赋予了生态和节能上的功能意义。庭院作为生态建筑发展中不可或缺的一部分出现，在改善建筑内部环境，提高城市空间环境质量，以及建筑可持续发展方面起着关键的作用。中庭不仅是有趣的建筑空间，也是光和净化室内空气的载体；在附属于建筑的空中庭院中，一方面，绿色植物满足了人们希望能与自然界接触的愿望；另一方面，绿色植物可以吸收二氧化碳，通过光合作用生氧气，所以，它们的存在也 为使用者提供了舒适的环境与新鲜的空气。因此，功能 性也是现代庭院发展中所凸现的一种新的特征趋势。以 多向度的绿色使建筑充满自然的意趣，为在用地条件限 制下，尤其是在密集的城市中心区，创造自然生态的建 筑环境提供了新的解决方法。在很多实际的方案中，设

计者都采用了建造空中庭院的方法在建筑中加入自然的

元素。建筑中存在很多凹入的空间，大大小小，从里面伸出茂密的植物，形成垂直向的绿色改善自然通风，补充自然采庭院体系。在一些建筑中，花卉植物从底层深凹的大平台一直螺旋上升攀长到屋顶，成为建筑造型的一种独特手法。

当今的中国社会，在某种意义上说，正在进入消费社会。同时，消费也不仅是物的消耗，人们更加关注的是价值和意义的建构与消耗。商业环境作为商业活动最为密切的发生地，其特征已不再是单一功能化的空间，而是与其他功能空间不断融合、交叉的复合型态。大型商业建筑中的中庭空间具有重要的空间意义，它同商业建筑的各个功能空间有着紧密的联系，起着统摄全局的作用。中庭空间在大型商业建筑商业空间中的运用可以说是满足人们现代购物复合行为目的及要求的重要手段之一，也是空间设计的重点和难点。

目前，国内外中庭设计的相关书籍还较为匮乏。国外技术人员对中庭的研究涉及采光顶、自然通风、烟气控制等方面，并大多建立在模型及数值分析的基础上。国内的期刊、学位论文等文献中对于中庭的空间形式、物理环境、通风、防火、景观、和节能等方面已经有了一些探讨研究。针对目前国内外研究现状，本文将从波特曼“中庭旅馆”案例出发，结合相关文献资料，探讨公共建筑中庭的空间设计，尤其侧重在大型商业建筑中庭的空间设计。

二 波特曼“中庭旅馆”

在波特曼的中庭中，有三样东西是必不可少的：玻 璃电梯、自动扶梯与旋转餐厅。波特曼追求者动态的空 间，在这个观点上，他深受另一位大师赖特的影响。于 是乎，他在他的中庭中改压抑的、封闭的电梯空间，为 发散的、透明的玻璃电梯。而自动扶梯与旋转餐厅，则 将整个中庭的静态空间打破：往来的人群，迷离的彩灯，华丽的喷泉，虚幻的倒影——这一切交织在一起，使 得整个中庭充满了动感。在这儿，人们或“以静观动” 或“以动观静”。他们在看风景，同时也是别人的风景。这种理念，与苏州园林的“步移景异”“处处皆风景，处处是山水”相当接近。

在波特曼看来，城市的发展，带来的是城市的拥挤 不堪，是公共空间的急剧减少。于是，波特曼从亚特兰 大海特亚摄政旅馆的中庭开始到底特律文艺复兴中心旅 馆的中庭，都一直致力与将中庭塑造层一个微观意义上 的城市生活舞台，一个新的公共空间。波特曼将一些室 外的活动带入室内，如散步逛街交谈喝咖啡等等。同时 又将大量室外缺少，但人们极为渴求的东西，如绿化植 物室内湖喷泉雕塑。在通过对光线的巧妙组合，结合为 一个具有“世外桃源”效果的中庭空间。

想必相当多的同学已经去过厦门的SM城市广场。那 儿也有一个巨大的中庭空间，也同样有自动扶梯与玻璃 电梯，同样有大量的装饰。但我到那儿并没有轻松与暇 逸的感觉，反而产生了逛街购物常有的疲劳感。仔细对 比一番，发现SM广场少了波特曼中庭的绿色植物，水流 与休闲区（比如咖啡座，冷饮座），却多了许多叛卖小吊饰或小电器的地摊式小店。以我个人认为，如果将这些小摊换成休闲桌椅，再加上一些植物，喷泉，雕塑，想必会更加舒适，更加接近城市广场的意味。当然，这仅代表我个人的想法。三 公共建筑中庭的形式及与商业建筑的结合

从波特曼“中庭旅馆”中，我们感受到现代中庭的定义极大的扩大了。我们从中也能发现中庭的形式与公共建筑的结合越来越紧密，特别是商业建筑。因此，我通过查阅相关的资料，对商业中庭的设计方法与理念作总结与分析： 中庭的开敞形式及与商业建筑的结合

1）中庭空间在建筑中的布置方式：中庭空间在建筑中有单向、双向、三向及四向等布置方式。

2）与商业建筑的结合

(1)四向中庭为封闭型中庭、围合式中庭，也是建筑设计中较为常见、较为典型的一种中庭布置方式。(2)连接式中庭也称为双向中庭。这种中庭形式是运用高架的玻璃采光和围护结构把两段或几段建筑相连接起来。(3)单向中庭及双向中庭作为过渡式空间。中庭的组合形式及与商业建筑的结合

1）公共建筑中多种中庭方式组合及其他方式：（1)水平组合；(2)竖向组合。2）从与商业建筑的结合

水平组合是多种中庭样式及垂直交通的相组合而成，从而达到多个视觉和感官中心，使建筑空间由多个不同形式的中庭组成，形成一个三维空间，达到步移景异、各有千秋，更具有灵动的生命力，因此，在大型商场中经常采用。中庭与周围空间的联系方式及与商业建筑的结合 1）中庭与周围空问的联系方式

（1）独立式中庭：沿中庭高度方向，用玻璃或其他建筑材料将中庭与四周建筑空间分开，这样中庭内的热环境不会对其他临界建筑空间产生影响。

（2）开放式中庭：普遍运用在建筑中，中庭直接与相邻的建筑空间相连通，中庭的热环境会对其他建筑空间产生直接的影响。2）中庭空间与商业建筑的结合

开放式中庭有着明显优势，在大型商业建筑中发挥着重要的作用，它把商业建筑的各个功能空问紧密的联系在一起，起着统帅全局的作用，这也是中庭设计的重点和难点。(1)

气氛营造。在大型商业建筑中中庭空间为其注入了新的活力。中庭为商业空间创造了一个又一个精彩的瞬间，如同歌曲中达到高潮部分，同时也成为商业空间打造了特殊的商业氛围的场所。形成整个商业空间的景观中心：回廊、旋转楼梯、通透的景观电梯、商品的展示空间等处理方式也增添了繁荣的商业气氛。

(2)

交通组织。中庭多采用扶梯、景观电梯交通方式组成商业建筑的垂直交通枢纽空间。不同方向的人流在这里汇集，成为整个建筑的人流集散中心。(3)

多元化。中庭空间为人们提供了休息、交往的场所。

(4)宽扩的场地，人流的聚集成为商场商家举办各类活动的重要场所，使中庭形成一个多元化的空问。不仅招揽顾客同时提升了商业价值。(5)

环保、绿色、生态。这是人类永恒的主题，在强调

节能减排的今天，生态建筑将会带来新的发展。中 庭空间在促进室内通风、改善自然采光、利用光合 作用、吸收太阳辐射等方面的生态效应也逐渐被人 们所认知，中庭在建筑空间的精彩演绎，也是生态

建筑中的不可或缺的一部分。右图为德国盖尔森基兴日光能科技园，其利用南北

走向的中庭为建筑引入自然通风。应该注意到建筑 师在中庭进风口侧设置大片水面和绿化，其目的在 于保持该处较低的表面温度，从而保证经由该表面 吹入中庭内的空气温度较低，以获得良好的降温效 果。

(6)自然的回归。为了能实现都市中梦想，为了能身临其境，把自然景观搬到中庭内，来慰藉我们的情感。

四 商业建筑中庭的平面设计

中庭的平面形式可以分为：点状、线状、环状三大类。1）点状中庭在商业建筑的应用

点状中庭主要包括圆形、正多边形、矩形、不规则多边形等平面形式。

圆形和正多边形都具有静止、内敛的特征。这类中庭间往往位于整个建筑的核心位置，通常是设计师组织建筑空间的重要手段之一。如平面较为规整的酒店、商场、市政建筑中。矩形中庭是较为常见的形式，它具有一定的导向性，利于组织人流，同时增强人们对空间的识别性。

2）线状中庭在商业建筑的应用

线状中庭即长向中庭，其平面形式多为带形布置。线状中庭具有很强的方向性，通过空中过廊的连接从而创造一种巧妙充、丰富的空问形态。一般通过明亮的色彩、别具一格的采光顶棚处理、沿中庭内街不同立面风格的处理，营造出丰富、繁华的商业氛围。也常被建筑师当作平面构图中的轴线而成为组织建筑空间的重要手段之一。3）环状中庭与商业建筑的结合

环状中庭在商业建筑中并不常使用，只是在个别高层和底层局部使用。

五 结语

中庭是建筑内常用的一种空间类型，作为室内空间它具有封闭的空间形式与宜人的气候条件，但同时它又作为一种外向的城市空间，容纳了一定的城市活动，丰富了城市街道生活。在现代城市中心充斥超大体量建筑的情况下，中庭是对人的尺度的召唤，是对传统空间模式的一种复归，是城市空间向建筑室内空间的一种延伸。而那些还未被挖掘出的中庭应用理念，兴许就会由我们当中的某一位来发现。

商业综合体中庭机电消防设计探讨 篇3

【关键词】：消防设计；商业中庭；步行街

前言：就现代购物集中地来看，商业综合区不仅仅是涵盖多个购物商城与商铺的区域；它还是一个集结餐饮、游戏、影院等多方面娱乐活动的集中地。就大部分的现代购物集中地模式来看，大部分仍是以购物商城为中心，周边街道设置各种小店，商城管理中心对这些街道进行分区管理，将其设置为餐饮区、游乐区、服装区等，并通过类似的分区活动以满足消费者购物时的方便之场所。就我国目前大部分的商业综合体中心来看，为了尽量避免天气因素的影响，大部分的商业综合体都将其建筑做成封闭的建筑模式，这对于传统建筑防火中的防火卷帘和防烟通道的设置是极为不利的。因此，如何采用现代化方法解决商业综合体中庭机电消防问题是我们目前所面临且必须要解决的问题。

一、工程概况

在本文中所提到的工程是位于某市区市中心的商业购物中心，此购物中心占地约为20万平方米，共由四棟高楼和相关楼群共同组成。其中，该商业购物中心的楼层中的四栋高楼主要功用是高级公寓，每幢28层；群楼主要功用是时尚娱乐、购物餐饮等方面的商业综合体。除此之外，其地下共两层，负一层为地下车库，负二层为备用房间。

二、建筑特点及机电消防设计

就该项目的数幢楼群的商业区来说，主要是通过商业区的中庭环形走廊共同围成周边步行区等。在步行商业区中主要分为两部分，一部分为精品购物区，这一区主要包括了各种精品店、商业购物专区以及百货等多方面的购物地点；另一部分为休闲娱乐区，这一区主要包括了健身养身、电影、KTV等多种娱乐休闲场所。由于这一楼群的商业综合体特性，在建筑的过程中采用了相关的《高层商业建筑设计规范》进行防火设计；竣工期经过相关鉴定，测定为耐火等级一级，整幢楼均设置安装有自动喷水灭火系统、、室内消火栓给水系统、防排烟系统、火灾自动报警及联动控制系统等多种消防设施。

三、带中庭的步行街介绍

如果严格遵守现在国家对于部分建筑的相关规定，需要用甲级防火卷帘对各分区之间的通道进行分断或连接，但是这种建筑方法无疑会对建筑物的整体性有很严重的影响。除此之外，还需要另外注意的是，随着中庭的建筑面积的不断增加，整体建筑的形状越来越不规则化，会暴露出所存在的消防隐患，甚至加深这一问题的严重程度。因此，笔者在此建议对商业综合体中庭的机电消防设计最好不要采用这种分割的方法；但是同时需要注意，如果不采用这种建筑方法，会使防火面积过于扩大，难以满足《高规》中的相关规定。

四、“亚安全区”消防性能化

随着社会的不断进步和发展，现代化建筑规模、形状、大小都向着多元化、多样化等方向发展和拓深。这也为现代化的防火防灾带来了很多新的问题和难度，造成许多防火防灾的建筑物相关问题不能够合理统一和规划。

步行街作为人流量极大的消防通道，其防火措施可以说在整体商业综合体中庭机电消防中都占据着重要地位。一般情况下，步行街主干街道直接发生火灾的现象比较少见也不容易发生，一般火灾都是由于街边店铺内部的火灾蔓延至步行街所致，这就为步行街的消防工作提出了要求，要求步行街中的人群能够在发生火灾后立即经过疏散楼梯、地道等进行疏散，以防止火情蔓延到“亚安全区”。笔者分析了目前对于步行街防火防灾方面的一些建议性要求，提出了如下几个方面的措施：

（1）商业综合体的中庭公共走道上严禁易燃易爆物品停留或途经此地，谨防火灾可能发生的因素停留在人行道上。除此之外，步行街的商业店铺中也应该定期进行消防安全大检查，严查易燃易爆物品的存在。

中庭回廊内设置自动喷水灭火系统，采用快速响应喷头。自动喷水灭火系统可以将中庭本身的火灾控制在很小的规模。

（2）中庭步行街每隔一定距离就必须设置标准型喷淋头，确保火情发生时喷淋头能够在第一时间自动开启以控制火情。

（3）公共区域两边的精品店应该

采用现代相关“防火单元”的模式建立火灾隐形防护，在隐形防护区中要有排烟系统和自动喷水灭火系统等相关防火系统的存在。

完成以上措施，基本上能够保证中庭区域免受火灾等安全隐患的威胁，在火灾发生后第一时间能对火源进行控制，防止火情的蔓延，将火灾形势控制在一个相对比较安全的范围内，即“亚安全区”。

五、“防火单元”的形成

上文中已经提及，对于本文所研究的工程对象，采取防火卷帘阻挡烟气和火势的措施明显不能够保证商业综合区中庭地区的安全。因此，对于中庭防火不能全部采取该分隔形式。笔者分析了当前对于商业综合区中此类建筑的相关防火措施，得出了如下几种具体防护措施：

（1）采取防火玻璃的分隔方式。防火玻璃，顾名思义，是指在火灾情况下能够明显防止火情蔓延的一种防护设备。这种设备出现时间较短，但是由于其特殊的性质使其在近年来广泛运用到了各行各业之中。

（2）WS型专用玻璃喷头系统。这种系统是近年来第一个明确验证的保护放热型喷头，即使在一定的高温条件下仍然能够发挥其应有的喷水灭火作用，不会因为高温等方面的原因导致喷淋头发生扭曲变形。

对于防火单元相应防火措施的设计，应该选择上述两种防火手段相结合形成的“隔离-灭火系统”。在这种系统的内部联合作用下，一方面能够有效阻止商业店铺内部火情的蔓延，给步行街上的群众一定的疏散时间；另一方面，WS型专用玻璃喷头及时开启，能够迅速扑灭火焰，防止内部火情的进一步加重。

六、中庭消防设计

中庭消防设施的设置也是一个需要重点解决的问题所在。首先，在中庭回廊上需要隔一段距离建立起相关的红外线扫描防火灾设备。这些设备的建立能够保证在火灾发生的第一时间内仪器收到感应，立即采取喷水行动，对火情产生压制。其次，中庭消防的雨淋喷头的阈值设置要科学合理，既不会因为一些非火灾因素的影响最终导致淋雨喷头自行开启的现象，又不会因为过于不灵敏导致火灾时无法自动开启。最后，还需要注意的是，步行区是行人来往的高峰地所在。所以其相关的防火设施也要尽量从简，避免对行人来往造成影响。

七、步行街中庭排烟

在《高规》中，对于中庭排烟相关措施有明确的描述：即中庭整体面积小于17000立方米，则其排烟量应该设置在每小时六次以内；若中庭整体面积大于17000立方米，则其排烟量应该设置在每小时四次以内。

经过笔者的性能模拟化计算分析，得出了如下结论：

1、因为中庭自身处于敞开状态，因此对于排烟的要求并不像密闭建筑物的要求那么高，但是必须保证步行街能够在20分钟内烟雾完全排放到不会对人造成伤害的阈值以内。2、将中庭进行合理的规划和分隔，保证每个间隔区的机械排烟量的计算值不超过建筑阈值。

结语：

随着现代建筑的不断发展，越来越多的建筑相关问题必然会被提出来。如何采用现代科学技术对商业综合体机电消防提出正确的解决方案，这是我们在未来需要进行研讨的方向所在。

【参考文献】：

[1] 张晓芬；朱永莉；；上海商业空间绿饰设计现状分析[J]；上海商业；2011年08期

[2] 李桂芳；赵伟；韩蕾；；大型商业建筑的防火设计问题探讨[J]；消防科学与技术；2011年06期

高层建筑中庭消防设计 篇4

由于中庭式地铁车站在站台与站厅之间开洞面积的扩大,使站台或轨行区发生火灾时烟气更容易蔓延至站厅,影响站厅人员疏散的安全,同时也不满足现行国家标准的相关要求。笔者以某中庭式地铁车站的消防性能化设计研究为例,探讨了中庭式地铁车站的消防安全设计。

1 工程概况

某中庭式地铁车站长为219.1m,地下一层宽度为28.9m、地下二层宽度为20.9m,车站底板埋深为17.4m,车站主体设备区主要采用双柱三跨结构,部分设备用房采用外挂方式与风道合建;公共区采用单柱双跨结构,中板局部打开,形成中庭式地铁车站。站台宽度为12m,有效站台长度为158m。

2 消防设计难点

根据GB 50157-2013《地铁设计规范》第28.4.10条的规定:“地下车站站台、站厅火灾时的排烟量,应根据一个防烟分区的建筑面积按1 m3/(m2·min)计算。当排烟设备需要同时排除两个或两个以上防烟分区的烟量时,其设备能力应按排除所负责的防烟分区中最大的两个防烟分区的烟量配置。当车站站台发生火灾时,应保证站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有能够有效阻止烟气向上蔓延的气流,且向下气流速度不应小于1.5m/s”。

由于该地铁车站在站台与站厅之间设置了中庭,在站台与站厅之间形成了较大的开口面积,无法有效阻止烟气向上蔓延,且楼梯、扶梯洞口处很难实现规范规定的1.5m/s风速。

3 消防性能化解决方案

3.1 基本设计原则

(1)该车站内办公及附属设备用房、地铁站台及站厅公共区等区域应根据使用功能的不同划分防火分区或防火单元。其中地下二层站台公共区及地下一层站厅公共区按一个防火分区考虑。

(2)严格控制车站内的火灾荷载,车站站台及站厅公共区不设置任何商业设施(包括零星商业)。

(3)因车站中部设置中庭造成楼梯、扶梯开口处很难实现1.5m/s的向下风速,故无法保证站台火灾时烟气不蔓延至站厅。因此,考虑加强站台站厅排烟系统,合理组织气流,增加中庭区域安全度,并使站厅通向地面出入口处形成一定速度的迎面风速,使直通地面的疏散通道形成“准安全区”,以确保人员的疏散安全。

(4)因车站内公共中庭的设置,造成站厅公共区难以作为“准安全区”考虑,人员需疏散至站厅通向地面的出入口或可直通室外的防烟楼梯间。因此,需要考虑疏散楼梯、扶梯总体疏散能力,并在站台端部增设直通地面的防烟楼梯间。

(5)其他防火设计均应符合现行国家标准GB 50490-2009《城市轨道交通技术规范》以及GB 50157-2013《地铁设计规范》。

3.2 具体设计措施

(1)站台及站厅公共区内不放置任何固定可燃物,且采用不燃材料装修。

(2)站台层、站厅层公共区与设备及功能用房应采用防火墙及甲级防火门分隔;地铁车站与相邻的商业部分采用防火墙、特级防火卷帘、甲级防火门等方式分隔。

(3)站台、站厅公共区每隔30m设置室内消火栓和消防软管卷盘;站台、站厅公共区增加移动式灭火设备。

(4)站厅层中庭开口处设置高度不小于2m的防火玻璃挡烟垂壁,以减少烟气蔓延至站厅后对人员疏散的影响。

(5)站台右端设置一部直通地面的防烟楼梯间。

(6)地铁站台公共区采用镂空吊顶,并按面积不大于2 000m2划分防烟分区,其单位排烟量不小于72 m3/(m2·h),吊顶镂空率不小于25%。

地下站台层通向站厅层的楼梯、扶梯、中庭四周设置挡烟垂壁,扶梯周围的挡烟垂壁高度不小于2m,且挡烟垂壁下缘不高于站台层吊顶,至楼梯踏步的垂直距离不小于2.3m;其中公共区与轨行区防烟分隔挡烟垂壁A的下缘与结构风道底部的竖向距离不小于0.5 m,具体设置参考图1(a)和图1(b)。

(7)地铁站厅公共区宜采用镂空吊顶,吊顶镂空率不小于25%,并根据中庭位置按图2所示设置高度不小于2m的挡烟垂壁划分防烟分区,且挡烟垂壁下缘不应高于站厅层吊顶,每个防烟分区总排烟量不小于180 000m3/h,且单位排烟量不小于72m3/(m2·h)。当站台发生火灾,烟气进入站厅,站厅防烟分区的火灾探测器报警时,其排烟系统启动同时进行排烟。

(8)根据排烟蓄烟需求,站台及站厅的吊顶整体镂空率不小于25%,同时考虑到报警系统的设置,局部吊顶镂空率在30%~70%范围内时,感烟火灾探测器同时设置在吊顶上方和下方。

3.3 排烟策略建议

地铁车站站间隧道、列车、站台、站厅不同火灾场景下排烟系统的运行策略建议:

(1)区间隧道火灾,由区间两端车站风机一排一送,使隧道区间内形成纵向风速,必要时可开启相邻区间辅助通风。通风方向建议如下:

一是当火灾发生在列车车头时,建议向列车行驶方向通风。

二是当火灾发生在列车车尾时,通风方向与火灾发生在列车车头时相反。

三是当火灾发生在列车中部或位置不明时,一般为了避免更多的乘客受烟气影响,火灾通风气流与行车方向一致。

(2)列车及站台火灾建议如下:

一是当火灾位于中庭投影区内时,中庭上方所在防烟分区及站厅其他防烟分区启动机械排烟系统,站台层的排烟系统不启动。

二是当火灾位于中庭投影区外,即站台非中庭区域发生火灾时,首先站台层启动机械排烟系统;当烟气蔓延至站厅感烟探测器报警时,站厅层启动机械排烟系统。

三是站厅火灾,站厅层启动机械排烟系统,站台层的排烟系统不启动。

4 模拟分析计算

根据性能化设计方案以及此地铁车站的火灾危险性,设计相应的火灾场景。由于人员均在站台层候车,且站台层设有轨行区,火灾烟气具有向上流动的特性。因此在设计火灾场景时,重点考虑站台层发生火灾的情况。火源位置设计时重点考虑了轨行区中庭区域附近(火源位置A)、轨行区普通楼梯、扶梯洞口附近(火源位置B)以及站台公共区中庭内(火源位置C)发生火灾的情况,具体如图3所示。运用火灾动力学模拟软件FDS对排烟系统有效及失效情况下建筑内的火灾及烟气蔓延情况进行模拟计算。

根据设定的火灾场景,设定相应的人员疏散场景,当火源位置位于站台楼梯、扶梯附近时,则考虑该楼扶梯在人员疏散时不能用于疏散。运用人员疏散软件STEPS对地铁车站内的整体人员疏散情况进行模拟分析,得到人员疏散的必须时间。

由于在实际疏散过程中还存在一些不利于人员疏散的不确定性因素,如人员对建筑物的熟悉程度、人员的警惕性和觉悟能力、人体的行为活动能力、消防安全疏散指示设施情况和模拟软件的准确性等,保守地将人员疏散安全系数取为1.5。火灾烟气模拟计算和人员疏散的对比分析及安全性判定,见表1所示。

通过对比人员疏散可用时间与人员疏散必须时间,可知在排烟系统有效时,在各设定火灾场景条件下,被评估区域内的人员能够疏散到安全区域。因此,该中庭式地铁车站采取上述设计原则及设计方案情况下能够满足消防安全需求。

在排烟系统失效时,设定火灾场景中站厅层的部分人员疏散安全性得不到保障,建议加强消防设施的日常维护管理,制定严密的应急预案,保证发生火灾时系统的可靠性,同时能快速引导站内的人员安全疏散。

5 结论

中庭式地铁车站作为一种新型地铁车站,在空间效果上给乘客带来舒适的同时,给消防设计尤其是防排烟设计带来了挑战,其排烟模式与人员疏散模式均与传统地铁车站完全不同,如何保障火灾时的人员安全成为消防设计的难点。笔者以某地铁车站性能化设计为例,探讨了该类地铁车站的消防设计,通过合理组织防排烟与人员疏散,保障火灾时人员的安全,为类似地铁车站的消防设计提供参考。

摘要：提出了中庭式地铁车站的特点,分析了中庭式地铁车站在消防设计中存在的难点。以某中庭式地铁车站为例,采用性能化设计方法提出了相应的解决方案,通过加强中庭排烟、合理划分防烟分区组织烟气流动等方式来确保此类地铁车站的消防安全性能,并采用CFD模拟和人员疏散模拟验证了地铁车站的安全性。

建筑中庭的生态设计策略探讨 篇5

1 适应各地不同的气候条件

中庭中的空气介质使其在各种气候条件下具有普遍的适应性, 但是针对各地具体的气候特征, 应该有一些相应的设计策略。例如, 寒冷地区, 中庭的主要目的是采光、采暖, 所以中庭应该有良好的朝向来争取尽可能多的日照, 中庭的围护结构应该有良好的热工性能。湿热地区, 中庭应该窄而深形成自遮阳, 或者设计遮阳装置, 以减少阳光直射到中庭内部, 防止夏季温度过高, 同时容易形成“烟囱效应”, 获得自然通风。温和地区, 中庭对遮阳降温和保温采暖的要求不高, 主要是通风换气, 获得更好的空气品质。夏热冬冷地区, 问题比较复杂, 可以设两个中庭, 中间的中庭在夏季利用“烟囱效应”通风降温, 南面设边中庭在冬季利用“温室效应”采暖, 但要注意南面中庭在夏季的遮阳 (见图1) 。

2 利用可再生资源

2.1 太阳辐射

2.1.1 利用太阳辐射采光

大进深建筑, 中庭把建筑分为两个独立的单体, 有利于采光。利用顶部采光的中庭, 庭院本身长、宽、高的比例关系决定了室内光照水平的变化程度。宽敞而低矮的中庭, 地面获得的直射阳光数量多;窄而高的中庭, 直射阳光数量少, 所以天空不是很亮的地区, 中庭应设计得矮些、宽些, 以使底层能获得足够的光线。侧面反射对于中庭内部的采光也具有重要作用, 要妥善地安排中庭墙面的反光性能。当中庭建筑室内光线较差时, 可以在中庭内走廊处设置倾斜的反光板, 将光线反射到房间顶棚, 再通过顶棚漫反射到室内各处 (见图2) 。

在需要屋顶采光, 但又不希望接收太多太阳辐射的地方, 可以选用垂直天窗或锯齿形天窗 (见图3) , 这样进入中庭的光线都是经过反射的光线, 不会在室内造成眩光;同时, 顶部还可以采取局部采光和遮阳相结合的方式, 给室内带来舒适的光环境。

2.1.2 利用太阳辐射取暖制冷

中庭可通过玻璃顶棚和玻璃幕墙来利用太阳能采暖, 其中被动式利用太阳能最基本的工作原理就是“温室效应”, 室内需要有足够的重质材料, 如砖石、混凝土, 以保持房屋有良好的蓄热性能。

另外, 还可以采用主动式手段利用太阳能取暖制冷。太阳能供热系统利用中庭的顶棚作为集热器, 利用空气或水作为热媒。

2.2 自然通风

2.2.1 热压通风

由于中庭空间存在一定的高度, 上下高度之间会存在一定的温差, 导致热压通风的产生, 即“烟囱效应”。热压差只与室内外温差和开口的高度差有关, 室内外温差越大, 进出风口高度差越大, 热压作用越强。而热压差和开口面积又共同决定了单位时间气流量的大小。对于室外环境风速不大的地区, 热压通风是改善环境热舒适性的良好手段。当顶棚倾斜60°时, “烟囱效应”最为明显。增强热压通风效率的措施有以下几个方面:1) 扩大通风口面积。随着通风口面积的增大, 中庭通风换气次数增加, 室内空气流动加快, 热压引起的自然通风增强。2) 提高通风口的高度差。

由于中庭体积增加, 通风换气次数略有下降, 但热压引起的中庭通风量增加, 室内空气流动有一定的增强。

2.2.2风压通风

在热压作用下, 不同形式的中庭空间, 夏季室内热环境大同小异, 但在利用风压上, 因建筑形式的不同而差异明显:线型式中庭, 中庭空间贯通主体建筑, 易于形成穿堂风, 室内气流速度较快, 多余热量排出较容易;接触式与嵌入式中庭, 主要采光面与室外相邻, 适当开窗也可将室外风引入;核心式中庭, 四面均为主体建筑房间环绕, 很难利用室外风压。

风压通风由于外界条件的不确定性, 不如热压通风稳定。但是室外风速较大的地区, 在风压作用下, 接触式 (嵌入式) 和线型式中庭通风效率高于热压通风, 室内气流速度也较大。

2.3水体和植物配置

水是气温稳定的首要因数, 水的比热大, 升温不易, 降温也难。在中庭设置水体, 如水池、瀑布和喷泉等, 对中庭小气候有很大的调节作用:1) 水分的蒸发, 能维持中庭内湿度的平衡, 带走热量。2) 水的热容量较大, 能储存大量的热量。在冬季, 白天将吸收的太阳辐射热储存起来, 晚上将热量释放出来以提高中庭的温度;在夏季, 水吸热升温和中庭的气温升高之间存在一个时间差。

中庭的观赏植物可选择热带和亚热带地区林下植物, 它们比较耐阴或喜阴, 对于室内人工的环境条件, 如较低的空气湿度、较暗的光线、不良的通风状况和温度变化比较小等情况有较强的适应能力, 同时还具备较强的观赏性。

2.4地热能

地热能来源于地球的熔融岩浆和放射性物质衰变时释放的能量。地下水的深处循环和极深处的岩浆侵入到地壳后, 把热量从地下深处带至地表。在某些地方, 热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面, 这种热能的储量相当大。中庭利用地热的方式可按照其载热介质的不同分为四类:土壤源系统、地下水源系统、地表水源系统、风媒系统, 根据载热循环介质是否为密闭系统, 又可分为封闭式和开放式系统。封闭式系统如地表水换热器方式, 开放式系统如抽取地下水、地表水。另外, 还有一种“直接交换式”, 它不像上述系统那样利用中间介质来传递热量, 而是直接将热泵的换热器埋入地下进行换热。

3结语

中庭空间是建筑和周围环境之间的过渡空间, 可建立生态气候交换, 即不采用机械手段将建筑微气候调节到接近或满足人体生物舒适感受。具体的设计策略应适应当地的气候条件和尽可能利用可再生资源。可再生资源, 如太阳能、风能、水、植物、地热等在中庭的应用, 不仅可以改善建筑的室内环境, 保护人们的身体健康, 还可以有效地节约能耗、保护环境, 符合可持续能源发展战略的要求。

摘要：分析了中庭调节建筑微气候的重要作用, 提出了建筑中庭的生态设计策略:一是适应各地不同的气候条件;二是利用可再生资源改善建筑室内环境, 降低能耗, 从而更好地发挥建筑中庭的作用。

关键词：中庭,生态设计,气候,可再生资源,节能

参考文献

[1]彭小云.中庭的热环境与节能研究[D].南京:东南大学博士学位论文, 2003:157-163.

[2]孙超法.可调节气候的中庭空间[J].湖南理工学院学报 (自然科学版) , 2005 (9) :82-84.

建筑物天井和中庭的防火设计 篇6

1 建筑物天井、中庭火灾危害性特征分析

天井及中庭的建筑形式能使建筑的内部空间达到最大范围连接性, 并形成整体的内部空间视觉效果以及大面积自然采光, 其庄重美观, 内部采光性能好、环境舒适, 但同时也带来了一系列新的问题, 潜在着较大的火灾危险性。以上两个关键区域火灾危害性的特征表现在以下几个方面:

(1) 功能结构相对比较复杂, 存在大量的可燃物。由于现阶段宾馆、商贸楼等建筑物当中多使用了天井以及中庭, 作为建筑结构的主要组成部分, 其主要价值在于使建筑物的综合功能进一步的扩展。由于这部分建筑物多为公共建筑物, 内部装修相对比较豪华, 较常规建筑物的装修而言, 对于木质、化纤材质以及高分子合成材料的使用相对较大。以上因素导致整个建筑物内部的火灾荷载水平明显提升, 火灾事故下演变为气体火灾事故的可能性极大, 导致对于火灾事故的控制难度也明显增大。

(2) 天井和中庭由于环境舒适、装潢美观、交通方便, 得到广泛应用。天井和中庭部位人员相对密集, 如发生火灾, 由于场所较大且人员拥挤, 极易引起混乱, 造成极大的人员伤亡问题。更为关键的是, 对比常规建筑区域, 天井及中庭相对开放, 如防火分区不合理, 火灾时极易蔓延扩大, 从而造成重大的财产损失。

2 天井、中庭防火设计方案分析

重庆市某室内综合市场的总建筑面积为3.4万m2, 以主体市场的结构复杂性水平最高。设计主体结构为层高4层, 总体高度为23m, 总建筑面积为3.1万m2。其中, 一层为开放式综合市场, 另外3层作为大型综合超市, 屋顶设置停车场。同时, 主体结构中部部位设置有天井。天井的基本建筑尺寸为10.0 m×10.0 m。后因考虑到底层功能对建筑结构的需求, 将天井更新为中庭。整个中庭体积为15万m3, 建筑结构为钢网架结构。由于该结构表面已做轻型防火涂料处理, 试验数据显示此区域内的耐火极限为130min。整个建筑的中庭结构剖面示意图如图1所示。

综合对以上实际情况的分析, 要求在天井、中庭防火方案的设计中考虑以下问题:一是结合现行标准来看, 由于该中庭的排烟量达到了650 000m3/h以上, 与其他部位应当设置防火分隔。在以上条件的共同作用下, 无法保障中庭50%以上的补风标准, 存在潜在负压以及防火卷帘下落不到位方面的问题。二是针对高度在12.0 m以上的中庭需要设置雨淋系统, 而由于该中庭结构为钢网架结构, 无法承载雨淋系统的重量。

现结合以上实际情况, 针对建筑物在天井以及中庭区域防火设计过程中需要特别关注的几个问题做详细分析与探讨。

(1) 建筑防火分区。对于该室内综合市场建筑, 由于在该主体结构中, 原设置有建筑尺寸为10.0m×10.0m天井。同时, 天井的左右两侧还设置有开放式楼梯以及自动手扶梯。由此使得天井周边区域的人流流通情况具有明显的竖向性特征。因此, 在结合GB 50016-2006《建筑设计防火规范》的基本条件下, 要求在考虑到与天井各连接层人流疏散情况下, 将防火分区的设计方案确定为建立在竖向分隔基础之上的分区方案。

从这一角度看, 对于存在天井且天井周边人流流动具有明显竖向性分布特征的情况, 在选取防火分隔措施的过程中, 可以通过以下两种方式实现:

方案一, 建立在对我国现行《建筑设计防火规范》相关标准与要求遵循的基础之上, 通过在天井周边设置防火卷帘门的方式, 达到在火灾事故发生状态下对火势进行区域性分隔的目的。需要注意的是, 为了确保防火卷帘门的防火分隔功效发挥可靠, 要求确保所使用的防火卷帘门耐火极限时间较高, 多需要控制在180min以上。若受到客观因素影响, 人员流动相对集中区域设置防火卷帘门可能影响人员疏散的情况 (如回廊等狭窄部位) , 则可以通过设置水幕系统的方式替代防火卷帘门, 发挥防火分隔的功效。但需要注意的是, 在进行水幕系统设计的过程中, 要求水幕系统在正常运行状态下所形成的水幕带有效宽度能够达到6.0m以上, 供水强度能够达到2L/ (s·m2) 以上。同时, 水幕系统的控制方式应当综合兼顾自动启动和手动启动两种方案, 以确保在火灾事故发生时能够灵活且及时地选取。但是, 由于此种防火分隔设计方案在经济性方面优势不够突出, 再加上水幕系统以及防火卷帘门的作业质量会受到后期管理维护工作开展质量的影响, 因此存在一定的局限性。

方案二, 在建筑物天井设计阶段就对天井的宽度进行严格的限制, 以确保所设计的天井宽度能够与防火间距的基本要求相吻合。现阶段, 对于天井宽度的设计数值要求可以根据建筑层高进行相应地选取, 详细数据如表1所示。与此同时, 还需要在天井周边砌筑防火墙。并且, 针对天井两侧存在的开放式楼梯以及自动手扶梯, 为了确保这一区域内的人员在火灾事故时能够得到及时疏散, 要求联通上下层, 设置防火卷帘, 以保证安全。综合可知, 对于方案一、方案二, 前者在防火安全性、控制火势方面的优势比较突出, 但经济性受限, 因此以方案二作为首选方案。同时, 为解决中庭排烟量与防火分隔存在的矛盾, 避免出现补风不足的问题, 将逃生通道原定防火分隔全部开启, 新风通过逃生通道补充中庭, 避免出现负压以及防火卷帘不到位的问题, 也确保了顶棚的安全。另外, 满足了人员疏散对大门宽度的要求;而为了解决雨淋系统方面的问题, 则在中庭设置火灾报警, 并配置6门消防水炮, 以保证安全。该方案对于建筑物中庭防火分区设计同样适用。

(2) 从防排烟设计的角度, 结合相关的统计资料, 在整个建筑物内部结构中, 天井以及中庭之所以是受火灾影响最为严重的区域, 很大程度上与此区域内的烟气无法得到及时排放有着密切关系。因此, 要求在展开建筑物天井以及中庭区域设计作业的过程中, 将对于烟气控制系统的设计作为重点关注对象。而设计的目的在于:避免着火区域内所生成的热气流以及有害烟气过多地向天井、中庭扩散, 而无法得到及时排放。具体而言, 在防排烟的设计过程中, 要求重点关注以下几个方面的问题。

(1) 对于建筑物天井, 在对其进行防排烟设计的过程当中, 考虑到天井不带顶盖的这一特性, 天井在排放烟气方面有着潜在的应用价值。设计中, 需要通过创造有利条件的方式, 促使扩散至天井区域的烟气能够得到很好并且及时的排放。同时, 结合不同层高的建筑, 在防排烟设计方面也有一定的差异性。对于所例举实际案例一类的多层建筑, 由于其建筑物天井高度相对较低, 自然排烟条件良好, 因此可不做特殊设计。而对于高层建筑, 由于其建筑物天井高度相对较高, 自然排烟可能效果不佳, 且时间过长。同时, 在低楼层发生火灾事故的情况下, 有害烟气不断上升, 可能会窜入高层楼层中, 造成火灾事故危害范围的进一步扩大。因此, 要求在设计中有效地将烟气引入周边回廊和阳台, 通过设置挡烟垂壁的方式将回廊作为储烟仓, 以机械排烟的方式, 提高排烟效率。

(2) 对于建筑物中庭, 在对其进行防排烟设计的过程当中, 考虑到其防排烟效果会在很大程度上受到中庭建筑结构形式以及建筑高度这两个方面因素的影响。为了确保防排烟的效果, 就要求综合应用自然排烟以及机械排烟相结合的方案。不单需要在中庭周边回廊中设置挡烟垂壁, 同时还需要通过设置防火卷帘的方式, 实现中庭与周边楼层的有效隔离。前者主要达到防止着火点烟气进入中庭的目的, 后者则主要达到防止烟气出现竖向蔓延波及其他区域的目的。同时, 对于中庭顶部, 还可通过设置天窗、高侧窗的方式, 引导烟气有效排放。

3 结束语

建筑物天井以及中庭进行防火设计的过程需要建立在对整个建筑物结构特征充分考量的基础之上, 严格参照我国现行《建筑设计防火规范》中对于建筑物天井、中庭的防火设计要求和规范开展工作。良好的防火设计方案不单需要达到可靠的防火功效, 同时还需要兼顾整个建筑物天井以及中庭的美观性、实用性。严格来说, 在进行建筑物天井、中庭防火设计工作的过程中, 对防火分区的设计以及对防排烟的设计是最为关键的。笔者在对建筑物天井、中庭火灾危害性特征进行简要分析的基础上, 结合实际案例, 阐述了以上两个关键区域防火设计工作的实施重点, 希望引起关注。

摘要：建筑物天井与中庭防火的重要性极为突出, 若无法采取可靠的防火设计, 则有可能导致火势持续扩大, 延长着火时间以及增大着火面积。以建筑物天井、中庭为研究对象, 在对其火灾危害特点进行简要分析的基础之上, 结合实际案例, 研究天井以及中庭这两个关键部位在防火设计中的相关要点, 能够达到提高其防火质量与效果的目的。

关键词：建筑物,天井,中庭,防火设计

参考文献

[1]韩林海, 徐蕾, 冯九斌, 等.钢管混凝土柱耐火极限和防火设计实用方法研究[J].土木工程学报, 2002, 35 (6) :6-13.

[2]曹希锋, 阚强, 谢天光, 等.某机场新建航站楼防火设计方案研究[J].消防科学与技术, 2011, 30 (8) :692-693.

[3]陈智泉.潍坊市多功能体育馆防火设计若干疑难点分析[J].消防科学与技术, 2011, 30 (2) :118-120.

[4]陆德伟.基于性能化安全标准的建筑防火设计——以上海浦东某家居商业广场为例[J].华中建筑, 2010, 28 (6) :46-49.

[5]侯春源, 胡庆杰.医药生产厂房防火设计初探——以分冻包装厂房为例[J].洁净与空调技术, 2011, (4) :66-69.

[6]伍爱友, 肖国清.性能化设计方法在高层建筑防火设计中的应用[J].中国安全科学学报, 2006, 16 (1) :83-87.