商業(yè)建筑中庭性能化設(shè)計思索

時間:2022-05-29 10:44:00

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商業(yè)建筑中庭性能化設(shè)計思索

隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市人口的快速增長,國內(nèi)出現(xiàn)了大量已建或者在建的大型建筑,同時由于使用功能的需要,很多大型建筑均是具有多種功能的復(fù)雜建筑群,而且現(xiàn)有建筑在兼顧功能的同時也采用更新穎的設(shè)計,以期體現(xiàn)建筑獨特的個性。建筑體量大、使用功能復(fù)雜、人員密度高等多種因素同時存在,項目設(shè)計中不但需保證建筑合理的利用率和減少資金投入,同時又需要保證建筑消防安全,多種因素綜合作用必然導(dǎo)致建筑在設(shè)計過程中存在某些問題,而這些問題采用處方式辦法又難以解決,需要運用性能化防火設(shè)計方法進(jìn)行論證。

1工程概況

某商業(yè)中心作為商業(yè)部分面積達(dá)到10萬m2以上的大型綜合商業(yè)建筑,還結(jié)合了超高層寫字樓,而且商業(yè)部分布置餐飲、精品店、超市、影院等多種業(yè)態(tài),這些區(qū)域不但使用功能復(fù)雜,而且建筑內(nèi)日常容納人員數(shù)量巨大。中部超大中庭就是其中難以按現(xiàn)行防火設(shè)計規(guī)范進(jìn)行設(shè)計的部位之一,見圖1所示。按照規(guī)范要求,中庭應(yīng)使用耐火極限大于3h的防火卷簾分隔,但本工程中為解決與中庭鄰近的防火分區(qū)疏散寬度不足的問題,性能化設(shè)計過程中決定把中庭及回廊作為亞安全區(qū)使用,見圖2所示。采取措施讓該區(qū)域在火災(zāi)時成為能暫時供人員停留的疏散緩沖區(qū)域,減小某些商業(yè)防火分區(qū)中樓梯寬度不足對人員疏散的影響。圖2二層亞安全區(qū)示意圖要形成亞安全區(qū),主要是使用有效的防火分隔措施把中庭(包括中庭每層回廊)與商業(yè)區(qū)域分隔,但由于本工程中需形成的亞安全區(qū)面積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且形狀極不規(guī)則,若全部使用防火卷簾進(jìn)行分隔存在一定的困難,所以性能化設(shè)計中擬采用防火墻、防火卷簾以及“安全玻璃(鋼化玻璃)+水噴淋保護”相結(jié)合的方式對將形成的亞安全區(qū)進(jìn)行保護,防火分隔設(shè)置位置見圖2所示。同時,在疏散過程中人員由相鄰防火分區(qū)疏散至亞安全區(qū)后最終仍需疏散至室外,為保證疏散至亞安全區(qū)的人員能順利到達(dá)室外,要求在亞安全區(qū)內(nèi)設(shè)計獨立使用的樓梯,見圖2所示。鑒于亞安全區(qū)的重要作用,雖然提出了相應(yīng)技術(shù)措施及管理措施,但由于本工程中亞安全區(qū)作為解決相鄰防火分區(qū)疏散寬度不足的重要方式,兩側(cè)商鋪不可避免地需向亞安全區(qū)開設(shè)出口,一旦商鋪發(fā)生火災(zāi)將有可能對亞安全區(qū)產(chǎn)生影響。因此,需要著重對這一點進(jìn)行計算模擬分析,以確定發(fā)生這種情況時亞安全區(qū)內(nèi)的消防系統(tǒng)能否有效控制火災(zāi)及煙氣蔓延。

2模擬分析

2.1火源設(shè)置

模擬對象包含區(qū)域為首層發(fā)生火災(zāi)的零售商鋪以及整個亞安全區(qū),如圖3(a)所示。其中,首層起火店鋪面積約為117m2,整個亞安全區(qū)(包括首層~五層)總面積約為18978.06m2,主要是驗證分析亞安全區(qū)兩側(cè)中小型商鋪發(fā)生火災(zāi)時對亞安全區(qū)的影響。起火點在零售店鋪中間位置,如圖3(b)所示。在模擬中設(shè)置當(dāng)?shù)赇伆l(fā)生火災(zāi)時,店鋪前門作為與亞安全區(qū)連通的開口面。根據(jù)建筑設(shè)計圖,該開口面尺寸為1.8m×2.4m。零售店鋪層高約為6m,店鋪內(nèi)設(shè)置機械排煙系統(tǒng),排煙量為60m3/(m2•s)。同時,店鋪內(nèi)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng),噴水滅火系統(tǒng)采用快速響應(yīng)噴頭。

2.2火災(zāi)規(guī)模確定

火災(zāi)規(guī)模的確定參照了上海市地方標(biāo)準(zhǔn)DGJ08-88-2006《民用建筑防排煙技術(shù)規(guī)程》中對各類火災(zāi)規(guī)模取值的規(guī)定,如表1所示。筆者所考慮的火災(zāi)場景為零售商店,參照表1中設(shè)有噴淋的商場確定其火災(zāi)規(guī)模為3MW。

2.3結(jié)果及分析

火災(zāi)時溫度模擬結(jié)果,見圖4所示??梢钥闯觯啼伆l(fā)生火災(zāi)時,有少量煙氣進(jìn)入亞安全區(qū)。通過分析模擬過程可知,這主要是由于計算時把商鋪與亞安全區(qū)連通的門設(shè)置為全開造成的。但這部分煙氣在較短時間內(nèi)即被亞安全區(qū)內(nèi)的機械排煙系統(tǒng)排出,根據(jù)亞安全區(qū)內(nèi)溫度、能見度等參數(shù)分析,這種情況下煙氣并未影響到亞安全區(qū)內(nèi)人員的安全。在亞安全區(qū)距著火商鋪較近的一側(cè),由于受到火災(zāi)輻射的影響,溫度有所上升。但在火災(zāi)進(jìn)行到600s時這種影響并不明顯,亞安全區(qū)內(nèi)大多數(shù)區(qū)域溫度和模擬時設(shè)置的環(huán)境溫度(24℃)僅有1~2℃差異。當(dāng)火災(zāi)模擬到1800s時,由于受到熱空氣上升的影響,亞安全區(qū)靠近著火商鋪一側(cè)溫度最高達(dá)到29℃左右。亞安全區(qū)內(nèi)溫度場分布相對穩(wěn)定,顯示出在亞安全區(qū)排煙系統(tǒng)的作用下,室內(nèi)溫度得到了控制且不影響人員生命安全?;馂?zāi)中亞安全區(qū)內(nèi)其他參數(shù)方面,如能見度在整個火災(zāi)模擬的過程中均未出現(xiàn)較大變化,這說明亞安全區(qū)及鄰近店鋪內(nèi)的防排煙系統(tǒng)有較好的排煙效果。

通過對模擬結(jié)果的分析可知,在消防設(shè)計滿足要求的情況下,雖然仍有少量煙氣進(jìn)入亞安全區(qū),但能較好地被亞安全區(qū)內(nèi)排煙系統(tǒng)排出,商鋪內(nèi)發(fā)生火災(zāi)對亞安全區(qū)內(nèi)人員的生命安全不會構(gòu)成威脅。對于商鋪內(nèi)溢出的少量煙氣,主要是由于商鋪發(fā)生火災(zāi)時敞開的店鋪門影響而造成的。針對此問題可以通過在開設(shè)有由商鋪通向亞安全區(qū)的輔助疏散門位置設(shè)置自動閉門器來解決。