会展建筑防火问题研究

【关键词】会展建筑；防火设计；防火分隔；安全疏散；火灾探测 

　　1.会展建筑特点 

　　会展建筑主要用于举办会议、展览、大型活动等，功能用途广泛。为满足不同用途对建筑的需要，保证室内布置的灵活性，会展建筑通常高大、开阔。由于会展建筑用途广泛，因此建筑内可燃物具有不确定性。当建筑用于举办会议时，主要可燃物为座椅、沙发等；当建筑用于举办展览时，主要可燃物为各类展品，而且展品比较繁杂，可能包括服装、书籍、食品等各式商品；当建筑用于举办大型文艺活动时，主要可燃物为各类道具、舞美设备等。 

　　各类活动通常选择在周末、节假日举行，因此，会展建筑内人员数量较多，尤其是一些大型招聘会、商品展销会期间更是人员高度密集。由于举办不同活动时，建筑会采取不同的布置和分隔形式，这使得建筑内人员难以熟悉室内环境。空间高大、可燃物种类多、人员聚集等特点，决定了会展建筑的防火设计会存在一些难点，需采取针对性的技术措施。 

　　2.防火设计的主要难点 

　　2.1防火分隔 

　　由于展厅空间高大，其防火分区划分是个比较突出的难题。如果采用防火墙划分防火分区，一方面技术上较难实现，另一方面大空间失去了开敞的视觉效果。如果采用防火卷帘划分防火分区，卷帘自重过大，而且目前防火卷帘在设计、使用和维护过程中还存在着诸多问题，大范围地使用防火卷帘增加了不可靠性；如果采用防火分隔水幕划分防火分区，其用水量大，经济性较差，而且由于建筑高度较高，分隔效果会受到影响。 

　　2.2安全疏散 

　　由于展厅规模大，其长度、宽度均较长，导致展厅内部分区域的疏散距离较长，不能满足现行国家标准的相关要求。此外，现行国家标准对于会展建筑的使用人数无明确规定，设计中的疏散宽度及出口数量能否满足人员安全疏散需要，不能直接复核和判断。 

　　2.3排烟方式及设计参数 

　　展厅高度较高，如果采用自然排烟方式，效果会受到影响；而受建筑外立面效果以及通风、防雨等限制，排烟窗的设置位置、开启方式受到约束，也直接影响到排烟的效果。展厅如果采用机械排烟，根据现行国家标准相关要求计算得到的排烟量较大，加之现行国家标准对风管材料限定为不燃材料，使得风管自重较大。而通常展厅屋顶造型丰富，跨度大，使得风管布置存在难度。 

　　3.防火设计策略 

　　3.1防火分隔设计 

　　展厅空间高大，可燃物具有不确定性，为避免火灾的大规模蔓延，展厅应进行有效的防火分隔。展厅周围通常设置有辅助功能房间，如办公室、会议室、库房和设备用房等。为减小这些功能用房与展厅之间火灾时的相互影响，应采取措施将功能用房与展厅进行有效的防火分隔，可采用耐火极限不低于3.0 h的不燃烧体墙和不低于1.5 h的楼板将功能用房与展厅进行分隔，房间的门采用甲级防火门，面向展厅的墙上必须开设窗口的，采用固定甲级防火窗。 

　　当展厅采用防火墙、防火卷帘或防火分隔水幕划分防火分区存在困难时，可考虑采用防火隔离带进行防火分隔，即在展厅内设置一定宽度的净空，防止该净空相邻两侧的火灾相互蔓延。防火隔离带的设置应注意以下几个方面： 

　　(1)与展位布置协调。隔离带的设置应尽可能减小对展位布置的影响。(2)能够直通室外。隔离带上无物品摆放且空间开阔，直通室外有助于人员安全疏散。(3)尽可能减小占地面积，有效提高展厅的利用面积。如该展厅沿横向设置防火隔离带，不仅占用面积较大，而且路线曲折，不能通向展厅主出入口，不利于人员疏散。 

　　3.2安全疏散设计 

　　为减小展厅内人员的疏散距离，保证人员的安全疏散，在疏散设计中需注意： 

　　(1)根据展厅平面布置，均匀布置安全出口。在展厅的短边布置安全出口，可有效减少疏散距离较长的区域。(2)展厅根据建筑形式、不同的用途合理设置疏散诱导与指示设施，可在地面设置能保持视觉连续的疏散指示标志。(3)合理确定展厅内人数，设计安全出口数量及疏散宽度。我国相关标准未明确规定展厅的使用人员密度。在实际工程中，通常参考国际相关标准、国内相关研究成果和工程实际情况确定人员密度。 

　　国内部分会展建筑展厅的人员密度如表1，人员密度是按展厅的建筑面积确定的。根据上述分析，展厅的人员密度宜根据建筑面积按不小于0.5人/m2考虑，并建议在展厅出入口设置人流统计装置，当展厅内同一时间人数大于设计值时，应采取措施限制人员进入展厅。 

　　3.3排烟设计 

　　展厅的空间高大，火灾荷载密度较高，因此，优先考虑采用机械排烟方式。机械排烟设计应注意以下方面：(1)合理确定机械排烟量。可根据相关公式，在合理确定火灾最大热释放速率的基础上计算得到产烟量，并考虑一定安全系数确定机械排烟量。产烟量的计算公式可参照ISO 16735《消防安全工程――烟气层计算公式要求》、NFPA 92B《内街式购物中心、中庭和大空间烟控系统指南》。(2)展厅空间高大，蓄烟能力较强，而且烟气往往升不到顶棚便开始弥散，因此，机械排烟口的位置不一定布置在展厅的最高处，但排烟口的设置应确保将烟气维持在一定高度，保证人员安全。(3)展厅内排烟管距离地面较高，受火灾的影响较小。因此，管道材料的燃烧性能可考虑适当降低要求，采用难燃材料，以降低管道重量，便于管道布置。 

　　3.4探测和灭火设施设计 

　　可用于展厅内的自动灭火系统有雨淋系统、固定消防水炮灭火系统和自动扫描定位灭火系统。雨淋系统的优点是水量大、覆盖充分、控制火灾蔓延效果好，缺点是必须与火灾报警系统联用，且造价较高、灭火针对性不强、水渍损失大。固定消防水炮灭火系统有手动、远控和自动式等形式，水量大、灭火效果好，但对控火、保护人员不利。自动扫描定位灭火系统保护距离可达9m以上，水流量适中、灭火针对性强，相比前两种系统更适用于展厅。自动扫描定位灭火系统型号较多，需结合展厅建筑设计，分析不同类型的喷水流量、保护半径、喷头安装高度、安装方式等确定选型。 

　　3.5钢结构防火设计 

　　展厅钢结构的防火保护，可根据火灾下钢结构的力学性能分析结果确定。一般，通过分析火灾危险性设定火灾场景，采用计算流体动力学软件及传热学理论，计算受火灾影响区域的钢构件温升，再将构件的温度作用添加到整体结构模型中，采用结构分析软件分析火灾对钢结构体系的影响。 

　　4.结语 

　　随着我国会展经济的快速发展，会展建筑建设必将迎来新一轮发展。会展建筑空间高大、开阔，有较强的蓄烟、纳热能力，有利于人员辨识方向及疏散，对建筑的消防安全有利；但与此同时，会展建筑内可燃物和人员数量多、易产生烟气弥散现象和热障现象、普通消防设施难以适用以及广泛采用钢结构，给防火设计带来挑战。在设计过程中应具体问题具体分析，有针对性地提出解决方案，充分保证建筑的消防安全。

　　【参考文献】 

　　［１］阚强，姜明理，罗宗军.某大型国际会展中心防火分区划分可行性分析[J].消防科学与技术，2005，24(1)：53-56. 

　　［２］范维澄，孙金华，陆守香，等.火灾风险评估方法学[M].北京：科学出版社，2004.