某会展中心人员疏散安全性能化分析

陈启元

CHEN Qi-yuan

（青岛消防救援支队）

1 工程实例

某大型会展中心，总建筑面积约26.2万m2，其中地上建筑面积24.77 万m2， 地下建筑面积1.4 万m2，会展部分19.56万m2、停车楼6.61 万m2。展廊为单层建筑，展厅、停车楼为建筑高度均低于24m 的多层公共建筑。

2 防火设计难点

本工程为大型公共建筑，展廊为单层建筑，展厅、停车楼为建筑高度均低于24m 的多层建筑，防火设计中存在的主要难：

2.1 防火分区

本工程登录大厅、各展厅各自划分防火分区，登录大厅和外廊面积约为43201.1m2，顶部设置有风雨棚，对建筑内人员疏散、火灾蔓延、消防救援等可能造成影响，需要对其安全性进行分析。

阴影中心为PC 板展廊，面积25884m2，阴影外围为展厅和PC 板展廊之间的通道及功能用房，面积为17317.1m2。

2.2 安全疏散

二层展馆每三个馆一组，通过有顶室外连廊将单独展厅连在一起，二层展馆需要通过有顶室外连廊疏散，其安全性进行可行性分析。

图1 登录大厅面积分区图

3 解决方案

3.1 基本要求

①超大空间、防火分区超过规范要求的空间、疏散距离超过规范要求的空间室内装修材料燃烧性能等级应为A 级。

②金属围护屋面防火保温隔热材料燃烧性能等级应为A 级。

③室内外墙体装饰材料的燃烧性能等级应为A 级。

④空间高度小于12m 区域设置自动喷水灭火系统，并采用特殊响应喷头。

⑤空间高度大于12m 区域设置两种火灾自动报警系统。

⑥展厅、展廊区域设置带软管卷盘的室内消火栓，按规范配备灭火器。

⑦各展厅的人员密度按0.75 人/m2计算。

3.2 展厅

①展厅内设置防火隔离带，防火隔离带的宽度不小于9m，防火隔离带两端设置直通室外的安全出口，防火隔离带上方净空不布置非必须物品。

②展厅内设备房与展厅分隔应采用耐火极限不低于3.00h 的墙体、乙级防火门；展厅与库房分隔采用甲级防火门；管道井的门采用丙级防火门。

③严禁布置多层展位和封闭式展位。

④展厅内设置固定消防射流灭火系统，确保防护区任一部位至少有两股射流保护。消防射流系统应具有直流和喷雾两种功能。

⑤展厅采用自然排烟方式，电动排烟窗设置在展厅顶部，排烟窗开启后，有效面积不小于地面面积的5%；自动排烟窗具备防失效保护功能，保证在火灾时能够在60s 内自动打开并处于全开位置，并具备与火灾报警系统联动控制功能、远程控制开启功能和现场手动开启功能。

⑥在人员密集的展厅、洽谈会议区等场所设置集中控制型智能疏散指示系统，地面设置间距不大于10m 视觉连续性疏散指示标志。

⑦消防应急照明和灯光疏散指示标志火灾情况下工作时间不应小于1.00h。

3.3 展廊

①洽谈会议区、医疗服务等功能房间与展廊进行防火分隔时，采用耐火极限不低于2.0h 的不燃烧体防火隔墙和1.5h 的不燃烧体屋顶。功能用房面积大于50m2时，设置机械排烟系统；装修应采用不燃材料；功能用房不得使用明火作业。

②展厅与二层展馆和进行分隔时，采用防火墙和耐火极限不低于3.0h 的防火卷帘。

③PC 板展廊参照商业步行街设计，展廊为高大空间，屋面为镂空百叶。

④与之毗邻的二层功能房间采用防火卷帘分隔作为加强措施。二层与PC板展廊毗邻的不够6m 防火间距的功能房间采用防火卷帘分隔，其余毗邻段满足6m 防火间距，其中防火卷帘总长度小于毗邻面总长度的20%。

⑤展廊内设置的座椅制作材料燃烧性能等级不低于B1 级。

⑥展廊采用自然排烟方式，屋面安装固定通风百叶式，有效面积不小于地面面积的25%。

3.4 其他要求

①消防用电干线为矿物绝缘电缆，支线及配线为低烟无卤耐火电缆；其他照明线路为低烟无卤阻燃电缆。

②设置电气火灾监控系统，采用电气防火限流式保护器。

③制定并落实防火责任制，保证防火组织及制度的健全，明确专人负责管理，并逐级落实防火责任。

图2 室外连廊示意图

图3 火灾位置示意图

表1 火灾场景分析汇总表

4 安全性评价

4.1 火灾场景设计

火灾场景设计时考虑建筑结构、防火分隔、主动消防设施、各功能区分布和火灾危险性大小，设置了5 个火源位置，确定了10 个火灾场景，火灾位置见图3，火灾场景各参数见表1。

4.2 烟气流动预测

FDS（Fire Dynamics Simulator）为火灾动力学模拟软件，建立本工程FDS 模型效果图，见图4。运用该软件对建筑内的火灾及烟气蔓延情况进行模拟计算，得到各火灾场景下的火灾蔓延及烟气流动状态。影响人员安全的性能参数的极限值见表2

图4 FDS 物理模型图

对10 个设定火灾场景下火灾烟气运动的模拟分析，可得到如下结果：

人员在疏散时，通常向远离火源的方向疏散，在确定人员可用疏散时间时，以远离火源的各个安全出口的各项参数为依据。

4.3 人员安全疏散分析

4.3.1 疏散场景的设计

最不利于人员安全疏散的情况为火灾发生在某一疏散出口附近，使该出口堵塞不能用于人员疏散。根据这一原则，结合设定的10 个火灾场景，会展中心内设置了相对应的5 个疏散场景，见表4。

表2 人员安全的性能参数

表3 安全出口清晰高度处各项参数

表4 设定疏散场景汇总表

4.3.2 人员安全疏散判据

人员安全疏散判据涉及各项数据及相互关系见表5

表5 人员安全疏散判据

本工程中，报警时间TA确定为60s，响应时间TR确定为120s，疏散行走时间TM由软件模拟计算确定。

采用Thunderhead Engineering公司开发的疏散软件PathFinder 2018进行疏散模拟分析。建立疏散场景的PathFinder模型，图5 所示。

图5 某会展中心人员整体疏散模型

5 个场景下不同区域的必需疏散时间TRSET，见表6。

表6 疏散场景疏散时间汇总表

4.4 疏散安全性判定

将安全疏散时间（TRSET）与10 火灾场景下的可用疏散时间（TASET）进行比较，结果见表7。

表7 人员疏散安全性判定

通过对人员的疏散模拟与火灾烟气模拟计算结果进行比较可知：对于各个设定火灾场景和疏散场景，建筑内的人员均能够疏散至安全区域。

5 结语与建议

5.1 结语

根据本报告提出的调整方案，针对青岛世博城进行了定性和定量分析，其分析结果表明：

1）防火分区划分及防火分隔措施合理，能够满足建筑整体消防安全的要求；

2）展廊的排烟设计能够有效控制烟气蔓延，为人员安全疏散提供足够的可用疏散时间。

3）消防设施和疏散设施能够保证人员安全地疏散到室外安全区域。

综上，防火设计方案可行。

5.2 建议

消防安全是一个完整的系统总体性能的反映，本项目的消防安全设计及业主建议如下：

①加强疏散设施维护管理，保证疏散通道畅通，应急照明和疏散指示标志完好。

②消防设施定期检测维护，禁止遮挡、圈占消防设施以及挪作他用，消除可能影响消防设施和器材有效使用的行为或障碍。

③加强用火用电管理，展出期间，禁止人员在非吸烟区吸烟，不得在建筑内使用明火或大功率电器。活动后，全面巡查，清除火种，关闭不应使用的电气设备等。施工动火应按照程序审批和安排专人监护。

④健全制度与消防应急预案，定期对建筑内的工作人员进行消防安全培训和灭火、疏散演习，提高其报火警和灭初起火的能力，提高其引导顾客疏散的能力。

⑤建立微型消防站，提高火灾响应速度，增强火灾处置能力。