复杂商业中庭空间消防设计探讨
关键词：复杂中庭，防火分区，消防疏散
1 前言
近年来，随着经济的快速发展，大型商业建筑如雨后春笋层出不穷；为追求商业氛围，建造出空间复杂、面积巨大、人员集聚的中庭空间。由于中庭空间建筑跨度大，功能复杂，基本的消防设计方法和规范已经很难满足建筑的防火设计，这些给消防设计带来诸多难题；同时消防新技术的出现也为消防性能化设计提供了新的思路。
2 中庭分类
中庭也称“四季厅”或“共享空间”：通常是指建筑内部具有室外庭院空间特点的复合公共空间，是建筑内部环境分享外部自然环境的一种方式，是当代大型商业建筑中常见的空间形式。从防火设计角度，我们通常将中庭空间分为如下几类：1、一般简单中庭----中庭空间简单明了，仅在首层有人员及使用面积，楼上部分用防火卷帘等进行简单分隔即可形成各自的防火分区；2、较复杂中庭----除首层有使用人员及空间外，楼上部分设有回廊等；3、复杂中庭---防火分区跨越多层、体型复杂、人员疏散组织难度较大。
对于简单中庭，根据《高规》5.1.1条的规定：在上下开口部位设有耐火极限大于3.00h的防火卷帘或水幕等分隔设施；对于较复杂中庭，根据《高规》5.1.5条规定：当中庭防火分区面积上、下层连通的面积叠加计算，超过一个防火分区面积时，与中庭回廊相通的过厅、通道及房间的门、窗，应设自行关闭的乙级防火门、窗或耐火极限大于3.00h的防火卷帘分隔，并在中庭每层回廊设有自动喷水灭火系统及火灾自动报警系统；采取如上措施就可满足规范对设计的要求。而复杂中庭建筑空间交错穿插、商业店铺划分繁复，无法简单按上述方法解决消防问题，必须从消防设计基本原理进行分析论证。由于高层建筑中庭火灾危险性大，消防设施设计复杂，下面我们以高层建筑中庭空间防火设计为例进行阐述。
3 消防疏散
3.1商业人数
商业建筑由于业态不同，导致使用人数也将有很大差别；而现在的商业建筑，业态随时根据市场的需求发生变化，因此在设计中，应综合考虑使用人数，才能设计出高度适应变化的商业建筑。合理的疏散人数计算，决定了建筑疏散通道及楼梯的宽度设置，是消防设计的基础。商业建筑的疏散人数计算，按《建规》5.3.17条规定：“4录像厅、放映厅的疏散人数应按该场所的建筑面积1人/m2计算确定；其它歌舞娱乐放映游艺场所的疏散人数应按该场所的建筑面积0.5人/m2计算确定；5商店的疏散人数应按每层营业厅建筑面积乘以面积折算值和疏散人数换算系数计算。地上商店的面积折算值宜为50%～70%，地下商店的面积折算值不应小于70%。疏散人数的换算系数可按表5.3.17-2确定；”由此可计算出商业建筑疏散人员计算值：地下0.5-0.6人/m2，地上0.4-0.5人/m2。即在设计中，我们按每人占用2m2建筑面积统计疏散人数。
3.2疏散宽度
《高规》6.1.9高层建筑内走道的净宽，应按通过人数每100人不小于1.00米计算；高层建筑首层疏散外门的总宽度，应按人数最多的一层每100人不小于1.00米计算。而大型商业建筑中，为形成良好的商业气氛，往往追求更大的通透空间，这样就使每个防火分区的安全疏散宽度急剧增加，按每层最大一个防火分区计算，其最大商业人数达2000人，其总疏散宽度达20米；而在设计中，我们常常保证了楼梯的疏散宽度，却忽视了通往楼梯的疏散通道的宽度，这实际上等于减少了楼梯的疏散宽度，在设计中应予以注意。
3.3疏散距离
《高规》6.1.7条规定：“高层建筑内的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、营业厅和阅览室等，其室内任何一点至最近的疏散出口的直线距离，不宜超过30米；其它房间内最远一点至房门的直线距离不宜超过15米。”我们设计的商业综合体，建筑平面设计依据商业流线，而且为加建项目，这就造成疏散流线曲折，其室内最远点至最近的疏散出口的直线距离超过30m；要解决这个问题，如增加楼梯，势必减少有效商业面积且增加投资，并不可取；我们根据消防设计的基本原理，采取扩大消防前室或避难走道的概念，加大通往疏散楼梯的安全通道长度，相应减少了商业的疏散距离，满足人员安全疏散的要求。
4 防火分区
在设计公共建筑中庭时碰到的最大问题是发生火灾时，如何保证室内人员的安全。一般建筑物防火设计的方法是设置防火分区，或是设法把局部发生的火灾限制在其发生的范围内，即设置防火隔断。然而中庭建筑规模大、空间相互连同，用途广，可燃物量大，一旦起火，火势蔓延迅速、温度高，烟气也会迅速扩散，其防火分区被上下贯通的大空间所破坏。因此，中庭防火设计不合理时，其火灾危害性大。设计中除对装修陈设尽量采用不燃或难燃材料以及设置自动灭火系统之外，最有效的办法是划分防火和防烟分区。
按《高规》5.1.2“高层建筑内的商业营业厅、展览厅等，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地上部分防火分区的允许最大建筑面积为4000m2；地下部分防火分区的允许最大建筑面积为2000m2。5.1.4高层建筑内设有上下层相连通的走廊、敞开楼梯、自动扶梯、传送带等开口部位时，应按上下连通层作为一个防火分区”
4.1中庭空间设统一防火分区
我们设计的U商业中心为北方某地大规模的综合商业项目，包括11万平米的含有零售商业的多主题的生活广场。其中庭长42米、宽44米、高度超过24米，由四根巨柱顶起玻璃网架屋面，形成一个具有五层空间，自动扶梯交错延展的流动中庭，尤其四层五层形成一UFO膜结构形体，构成中庭的视觉中心。由于中庭各层建筑出挑距离各不相同，每层防火分区亦各不呼应，四层五层UFO形体变化，无法形成独立防火分区；如此复杂多变的空间，难以用简单方法解决消防设计。
本工程由于项目为加建项目，中庭广场面积近2000m2，因此在中庭南侧增加部分商铺，以减少中庭空间的空旷感；而建筑二层、三层、四层及五层平面均突破原有简单轮廓，且互有进退，上下层出挑不一致，导致卷帘无法完全围闭，因此无法通过简单加设防火卷帘门划分防火分区。经分析我们在设计中，在各层尽可能减少中庭分区所占面积，如：首层商铺依二层楼板外轮廓铺设，商铺前设疏散通道，但面积依然达到1770m2；二层、三层依上部在可控制范围设置防火卷帘，并尽可能退到中庭后部，以便消除中庭边直接设置卷帘的厚重感。四层（局部五层）上部即为采光玻璃顶，无法进行分隔，因此防火分区仅能按采光玻璃顶的周边设置，致使中庭单一防火分区建筑面积达到4200m2。