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1、 高层体育馆消防设计初探 机械部设计研究院 晁海鸥 摘 要 现行消防规范 没有对高 层体育馆的 明 确规定 ,本文介绍了 一个高层体育馆消 防设计实例 , 着 重分析说明了确定消防设计标准的依据 。 关键词 高层体育馆 消防设计依据 1. 问题的提出 山东电 力高等专科学校体育 馆是我院设计的一 座 集 体 育活 动 和科 普 活动 为 一体 的 公共 建 筑 。 它 位 于 济 南市 区东南 部 ,体 育馆建 在河滩 地 , 北靠 山坡 , 南临 城 市二环南路 。 二环南路与建设场地 的 高差约 12 m, 东西 两侧为 学 校体育活动场 所 , 地势较为 平 坦 。 该工程 占 地 面积
2、 5300 m2 ,总 建筑面积 25779 m2。 首层 、 二层为科 技 馆 , 用 以 进 行 科 技 展 览 技 术 交 流 活 动 , 面 积 共 有 约 9663. 3 m2。 科技馆之上 为 体育 馆 , 以乒乓 球 比赛为 主 , 兼顾其它 比赛和文艺演出 。 体育馆共 有 座位 4021个 , 建 筑面 积 13354. 7 m2 ,其 中观众厅面 积 9825 m2。 科技馆 首 层 层高 6 m, 二 层层 高 5 m; 体 育 馆 比赛 场地 净高 19. 4 m。 体育 馆屋 架采 用空间 网架 , 其 余各 层为 框架 结构 。 由于 该项目 是由科 技馆和 体育馆
3、 组成的 一幢建 筑 , 建 筑高 度 34. 9 m。 该项目的消防设计标 准 是按照 高 层 民 用 建筑设计防火规范 (以 下简称高规 )设计 ,还是 按照 建 筑设计 防火规 范 (以下 简称建 筑 )设计 , 对项目 设 计有较大的影响 , 成为首先要解决的问题 。 2. 确定设计依据 高规 第 1. 0. 3. 2条 和 2. 0. 7条规 定 了高度 超 过 24 m 的公共建筑和由二种及二种 以上用途的楼层组 成的 公 共建筑 即综合 楼适用 于 高规 ,并且 规定每 层建 筑 面积超 过 1000 m2的综合楼属于 一 类高层 建 筑 。 倘 若 按 照高 层一类 建筑做 设
4、计 , 体育馆 的观众 疏散楼 梯需 设 计成 带有前 室的防 烟楼梯 , 并按 规定面 积划分 防火 分 区 。 显 然 这样的 设 计对 于 体育 场 馆大 量 人员 的 疏 散 是 不利 的 。 或者说 高规 是未包括体育 馆 这类空间高大 、 容 纳 人员集中的建筑 物 的 。 按照 建规 第 1. 0. 3条 规 定 的适用 范围 “ 建筑 高度不超过 24 m的其 他民用建筑 以 及建筑高度 超过 24 m 的单 层公 共建 筑 ” , 虽然 该体 育 馆 不 是超 过 24 m 的单 层 公共 建 筑 , 但是 建 规 中第 5. 3. 5条 、 5. 3. 7条 、 5. 3.
5、 9条 、 5. 3. 1. 1条 均 是 对 体 育 馆 人员疏散的专 门 要求 。 其中 第 5. 3. 7条的条 文 解释特 别 提出 : “ 将原规定 中要求 剧院 、 电影 院 、 礼堂 、 体育 馆的 室内 疏 散楼 梯 应设置 封 闭楼 梯 间的 内 容 取 消了 。 其 理 由是 : 1. 上述 公共建筑 多是 人员密 集的 场所 , 楼梯 间的 人流通行量较大 ,如果设置封 闭楼梯间 , 不仅会影响使 用安全 ,而且人员出入频繁也难以起到 封闭的作用 。 2. 上述 公共建筑 多是 人员密 集的 场所 , 其使 用者 当中 有很 大一 部分 是对 建筑 物内 部 的环 境不
6、大 熟悉 的 ,而封闭 楼梯间则比一般楼 梯间隐蔽而不易发 现 ,一 旦发生 火灾 , 很容易 造成室 内人员 找不到 疏散出 口的 混乱现象 。 ” 根据我 们对上 述规范 条文的 理解 , 体 育馆的 人员 疏散是有其特点 的 。 一 是大量集中 的人员要 求在短时 间内同 时疏散 , 二是 公众场 所的人 员对场 地疏散 路线 不 熟悉 。 所 以 , 建 规 针 对 体 育 馆 规 定 了 控 制 疏 散 时 间 、 每个安 全出口所负担的疏 散人数 、 疏 散宽度指标以 及疏 散 楼梯 的 形式等 专 门条款 。 我 们认 为 该项 目 消 防 设计的 重点是 体育馆观 众的安 全疏
7、散 ,因 此应该 按照 建规 对体育馆的专门疏散条款 作 为安全疏 散设计的 基本依据 。 该项目所在 地段南侧与 南二环路约 有 12 m 高差 。 根据地 形条 件 , 建筑 师将体 育馆 0. 00层 平面抬 升至 高于南 二环路 4 m处 。 体 育馆 观众由 南二 环路从 南侧 通过台 阶上至 0. 00层平 面 , 在东西 南北 方向有 四个 出入口进入体 育 馆 。 科技馆 布 置于体育馆之 下 , 参观 人 流由低 于南二 环路 12 m 的室 外地面 从北 侧进入 科技 馆 。 通过 利 用自然高差将体 育 馆和科技馆人流 分 开 。 同 时也因 利用高 差 ,使 得体育 馆
8、和科 技馆的 人员竖 向疏 散实际上是在低 于 24 m的 高度范围内 完成的 。 这也 是 我们按照 建 规 进行疏散设计的一个原因 。 3.设计与计算 3. 1 安全疏散设计 3. 1. 1 0. 00层及以上各层平 面 (观众厅平面 ) 按照 建 规 对 一 、 二级耐 火等级 体育 馆观众 厅的 控制疏 散时间 为 3 4 min; 观 众厅每 个安 全出口 平均 疏散 人 数不 宜 超 过 400 700人 ; 疏散 宽 度 指 标 0. 5 m / 百人 。 体 育 馆屋架采取喷涂 钢 结构防火涂 料 , 使其达 到 一 级 耐 火 等 级 。 观 众 厅 共 有 座 位 4021
9、座 。 西 看 台 1723 座 ,东 看 台 2298座 ,包括 主 席 台 91座和 记 者 席 168座 。 观 众厅最长排座 位 为 24座 ,最大 排 数 10排 。 东 西 看台均 设 30 有四条 纵 向走道 。 东 看台设四条横向 走 道 ,西看台 设 三 条横 向走道 。 在 南 北两侧 各设 4部楼 梯 , 观众可 通过 纵 横走 道进入 八部楼 梯疏散 至 0. 00层休 息厅 , 东看 台 观众还可以通过 0. 00层横走道直接疏散到休息厅 。 观 众 厅疏散 计算 如下 : 按照 建 规 5. 3. 11条体 育 馆观 众厅的 疏散门 以及疏 散外门 , 楼梯 和走道
10、 的宽 度 指标 为 0. 5 m /百人 。 东看 台 2298座 , 疏散门总宽 度 应 为 2298 0. 5= 11. 5 m,设 计 有 6个 安 全出 口 ,总 宽 度 2. 35 4+ 2. 4 2= 14. 2 m。 每 个 出 口 的 平 均 疏 散 人 数 为 2298 6= 383人 , 每 个 出 口 的 平 均 宽 度 为 14. 2 6= 2. 37 m ,按 疏散 每股人 流所 需宽度 0. 55 m 计算 , 每 股 人 流 每分 钟 通 过 37人 ,可 通 过 4股 人 流 , 这样 计 算 出 来 的 每 个 安 全 出 口 所 需 疏 散 时 间 为 3
11、83 /4 37= 2. 59 min。 西看 台 1732座 , 安全出口总宽 度 应 为 1732 0. 5= 8. 6 m。 设 计有 4个安 全 出口 , 总 宽度 为 2. 35 4= 9. 4 m, 每个出 口 的平均 疏 散人数 为 1723 4= 430人 ,每 个 出 口 的平 均 宽度 为 2. 35 m, 可通 过 4股 人 流 , 每个 安 全 出 口所 需 疏 散 时间 为 430 /4 37= 2. 9 min。 东 西 看 台 观众的疏散时间均不超 过 3 min。 在 0. 00层 平 面 东 西 南 北 4个 方 向 设 有 疏 散 外 门 , 总宽度 50.
12、 4 m ,可将观众厅 的人员通畅地疏散 至室 外 。 体育 馆的南 北侧主 要入口 设有 主休 息厅 , 进入 南 北 主 休息 厅 ,观 众 就进 入 一 个 4层 高 的 共 享空间 。 观 众 厅四周为 环廊 、 平台 ,观众看台与 休息厅和 敞开式楼 梯 处在同一 个空间 ,建 筑师希望创造一个 通透 、 开放的 空 间 , 改变体育馆内部空间封闭的形象 。 3. 1. 2 - 4. 00层平 面 本层 平面设 计有比 赛场地 33 49. 6 m,以 满足 乒 乓球比赛 为主 ,也可 分别安排手球 、 篮球 、 排 球 、 羽毛 球 等二类 比 赛 。 沿比 赛 场地周边设配套 附
13、 属用房 。 西 侧 布 置 首 长和 贵 宾休 息 室以 及 记者 评 论员 工 作间 。 这 些 人 员 由 - 15. 00 m 层 西侧入 口进 入 ,可 乘电 梯直 达本 层 休息 室 。 首长和 贵 宾两个 休息室 可通过 独立楼 梯进 入 主席 台 。 评论员 、 记者 用房与评 论员 席 、 记者席 也有 独 立 楼 梯 相 连 通 , 交 通 便 捷 。 东 侧 主 要 布 置 运 动 员 休 息 室 、 裁 判 休息室 、 检 录大厅 。 运 动员 、 裁 判 员 由 - 15. 00 m层东 侧进入 ,乘 电梯直达本层检录大 厅 ,再通过 独立 楼梯 进入比 赛场地 。
14、南 北 侧主要 布置 通讯 、 邮电 、 灯 光 控制室 、 播音 、 声音控制室以及器 械库 、 办公 用房等 。 工 作人员 从 - 15. 00层南 侧 入口进 入 , 可通过疏散楼 梯 通 至本 层 。 3. 1. 3 科技馆 科技 馆面积 共有 9663. 3 m, 其中 展厅 面积 5509. 3 m。 在 - 15. 00层沿展厅东西南北四个方向设疏散 门 ,总 宽度 18 m, 同 时在 四个 方向 设疏 散外 门 , 总 宽度 22. 5 m。 在 - 9. 00层展 厅设 四个 疏散门 ,总 宽度 18 m, 在本 层北侧设一个疏 散外门可到达室外平 台 ,此门宽 度 4.
15、 5 m,同 时 有四部疏 散 楼 梯 (从 - 15. 00层 至 - 4. 00层 )可 通 至 - 15. 00层 疏 散 外 门 ,四 部 楼 梯 总 宽 度 6 m。 若 按 高规 对疏散门 、 楼梯 、 疏散外门的宽度 指标每百人不 小 于 1. 00 m计 算 , - 15. 00层展厅疏 散 门 宽 18 m, 可 同 时疏 散 1800 人 , 该层 展 厅面 积 3230 m2 , 合 1. 8 m2 /人 。 - 9. 00层 疏 散 宽 度 为 6+ 4. 5= 10. 5 m, 可 同 时 疏 散 1050人 ,该层展厅面 积 2236 m2 ,合 2 m2 /人 。
16、 若按 建规 对公共建筑的疏 散门 、 外门 、 楼梯的宽度 指标每百人不 小 于 0. 65 m 计 算 , - 15. 00层可同 时 疏散人数 : 18 0. 65= 2769人 , 3230 2769= 1. 2 m2 /人 ; - 9. 00层 可 同 时 疏 散 10. 5 0. 65= 1615人 , 2236 1615= 1. 4 m2 / 人 。 参照 建 筑 设计标 准集 对展览 馆建筑 的人数 指标 要求为 15 m2 /人 ,设 计疏 散宽 度可满 足参 观人员 特别 密集情况下的疏散要求 。 科技馆的防 火分区和安全疏散距 离参照 高 规 有 关展 览厅的规 定 设计
17、 。 科技 馆 一层划分二个防 火 分 区 , 防火分区面积 最大 3476 m2 (设 置自动喷淋 ); 疏散楼梯 均设封闭楼梯间 ,疏散距离不超过 30 m。 3. 2 设备 、 电气专业消防设计的简要介绍 3. 2. 1 消防给水设计 该项目 所处区 域无市 政供水 ,新 打两 口深井 做水 源 , 设计 出 水 量 100 m3 /h。 在体 育 馆 地 下 室 - 21. 00层 建二座消防水池 ,水池容积各 为 270 m3 ,储存 室内外全 部消防用水共 计 540 m3。 消防用水量见下表 : 用水 量 ( L /h ) 火灾延续时间 ( h ) 储水量 ( m3 ) 室外消火
18、栓 30 2 216 室内消火栓 20 2 144 自动喷淋 26 1 93. 6 合计 453. 6 表 中 用水 量 是按 照 建 规 确 定的 。 室 外消 火 栓 水 量按照民用建筑 体积大于 50000 m3 , 选取 30 L /h, 室内 消火 栓 水量 按 体育馆 座 位 数 1201 5000座 ,选 15L /h, 按展览馆体积大于 50000 m3 ,选 20L /h ,两者取 大值 ,选 20 L /h。 根据该 项目所 处地形 高差特 征 , 消防 车可在 二个 高度 实 施 扑 救 。 南侧 可 在 - 4. 00 m 展 开 作 业 , 北 侧 可 在 - 15.
19、 00 m展 开 作 业 。 为 保 证 消防 车 扑 救 时 在 最 不 31 利处从室 外管网取水 , 室外采用专用消 防给水管网 , 并 采用 临时高 压制 , 由一套 气压供 水装置 和消防 加压 泵 来保证管网压力和流量满足消防要求 。 室内 消火栓 和自动 喷淋系 统均 采用 临时高 压制 。 各设一套 气压供水装置 , 二台消防泵一 用一备 ,二台 喷 淋泵一 用 一备 。 每 个 系统各设二个地 下 式水泵接合器 。 比赛大厅不设自动喷淋 。 3. 2. 2 防排烟 设计 比赛大 厅设机械排烟装置 。 选用双速 排 烟风机 , 平 时 排 风 , 火 灾 时 排 烟 。 排 烟
20、 量 按 60 m3 /h. m2计 算 , 为 390600 m3 /h。 展 厅 因 无 外 窗 , 设 机 械 排 烟 。 - 15. 00层 展 厅 包 括 中 庭 的排烟量 按 4次 /h 换气 计 算 ,为 102000m3 /h。 - 9. 00层 展厅 排 烟量 按 最大防 烟 分区 面 积 120 m3 /h. m2计 算 , 为 66000 m3 /h。 3. 2. 3 火灾报 警系统设计 由于该 项目具有高大空间的 观众厅和普通层高 的 用房 ,因 此针对其 不同特 点采用 了不同 性能的 火灾 探 测系统 。 体育 馆观众 厅属于 高大空 间建 筑 , 不能使 用普 通
21、 感 烟 、 感 温 探测 器 , 因 此设 计 选 用 了 “ L A100型 大 空 间 火 灾安 全 监控 系 统 ” 。 系统 由 前端 探 测 部 分 、 主 机 控 制 部分 和联动 部分三 个部分 组成 。 前端 探 测部分 包括 双 波段火灾探 测器和线型光束图 像 感烟探测器两种 图像 型火灾探 测器 ,由它 们进行火灾探测 , 并将采集到的 现 场图 像信号 送回系 统主机 。 双 波 段火灾 探测器 属于 感 火焰 型火灾 探测器 件 ,具 有同时 获取现 场的火 灾信 息 和图 像信息 的功能 。 线 型 光束图 像感烟 探测器 属于 感 烟型 火灾探 测器件 , 它可
22、 对被保 护空间 实施任 意曲 面 式覆盖 ,具有分辩发 射光源和其它干扰 光源的功能 。 体 育馆 屋架为 钢结构 网架 , 高 2. 5 3. 75 m, 网架 内部 设 有大 量管道 ,电缆 电线 、 灯 具 、 扬 声器 , 火 灾隐患 多 , 在 此部 位选用 线型光 束图像 感烟火 灾探测 器 ,在 电缆 桥 架 内敷 设 缆 式 线 型 定 温 探 测器 。 观 众 厅 高 3. 3 19. 4 m, 选用 双波 段火 灾探测 器和 线型光 束图 像感 烟火 灾 探测 器混合 使用 , 对明火 、 阴燃 火进 行早 期探测 报警 。 主机控 制 设备设 在 - 15. 00层消防
23、控制室 。 主机控 制 主 要实现图 像监控 、 火 灾信息分析处理和 报警控制功能 , 通过联动控制器报警和启动消防联动设 备 进行扑救 。 在普通 层高的房间或部位安 装常规感烟或感温 探 测器 。 大 空间火 灾 监控 系 统和 常 规火 灾 自动 报 警 系 统 的主机之间可相互通讯 。 4.建 议 综上所 述 ,山 东电力 高等 专科学 校体 育馆是 一幢 高度超过 24 m,具 有体育 比赛和 科技展 览多功 能的综 合性建筑 。 由于这是一种新 型 式的建筑 , 在对其确定消 防设计 的标准 时 ,设 计人员 和消防 监督人 员都感 到现 行消防规范对 其 没有明确的可遵循 的
24、规定 。 因 此 ,在 设 计过程 中 ,我 们和消 防监督 部门的 同志进 行了多 次充 分的讨论和论证 ,结合项目的 实际情况 , 对该项目进行 火灾危险和安全 疏散的分析评估 , 确定了基本 按照 建 规 进行 消防设 计的标 准 ,个 别之处 参照 高规 设 计 , 如科技馆的防火分区和疏散距离 。 通过对该项目的 设计 ,我们 感到多层的 、 综合性的 体育馆 这一新 型的建筑 因其可 以利用 底下 多层空 间 , 增加使用面积和 使用功能 ,从 而提高经济效益 , 节约用 地 ,因 此今后 可能还 会出现 。 据 我 们了 解 , 上海静 安区 有一幢 建成并 使用的静 安游泳 馆
25、 , 它也是 一座高 层体 育 馆 ,建筑高度超 过 40 m。 平 面 5层 ,连 同夹层 共 8层 ,总 建筑面 积 26070 m2。 第五 层 为游泳 馆 , 设有 比 赛游泳 池 和观 众 看 台 , 可 容 纳 1140座 位 。 所 以 , 我 们 希望 在 国 家 消防规 范中可 否纳入高 层体育 馆这种 新型 建筑物 ,以 便对这种建筑物的消防安全有所规范 , 设计有据可依 。 我们建议 ,高度超过 24 m 的多层体育馆仍然按照 建规 进行 设 计 。 主要从 三 个方 面 对高 层 体育 馆 予 以 限制 ,一是 使用功能 ; 二是高度 ; 三是容纳人数 。 对于 使 用
26、功能 ,因 为归类于体育馆 , 所以其下部 一般为功能相 近的公众活动场 所 ,如体育训 练 、 健身康 乐 、 展览 、 会议 等 。 高度 可 限制 在 40 m 左 右 , 观众厅 可 占 2 3层 , 高 度 大 约 20 m 左 右 , 底层可布 置 3 4层层高较 高 的公共 建 筑 。 人数 按 中小型体育馆给 予 限制 。 疏 散 宽度指标仍 按 0. 50 m /百人 。 文中所 提消防 设计做 法是一 次尝 试 , 有些问 题还 需作进一步探讨 。 对规范的 建 议仅仅是个人想法 ,提出 来供参考 ,有偏颇之处 , 敬请批评指正 。 作者简价 : 晁海鸥 , 女 ,机 械部 设计研 究院 , 消防 主管 工程师 , 高级 工程 师 ,中国建设标准化协会防火防爆委员会委员 。 北 京 市西三环北 路 5号 , 100089, 68428811转 4433 32