羅毅敏， 劉安定

(中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司，西安 710018)

西安咸陽國際機(jī)場T3A航站樓防火設(shè)計

羅毅敏， 劉安定

(中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司，西安 710018)

目前國內(nèi)各大城市已建和在建的大型機(jī)場航站樓，規(guī)模大、面積大、空間大，用現(xiàn)行防火規(guī)范已無法完成防火設(shè)計，文章通過一個工程實例，介紹了大型機(jī)場航站樓防火設(shè)計的通常方法，性能化防火設(shè)計的手法，并詳細(xì)介紹了西安咸陽國際機(jī)場T3A航站樓的具體防火措施。

大型機(jī)場航站樓；性能化防火設(shè)計；防火分區(qū)；防排煙

0 引言

西安咸陽國際機(jī)場是《中國民用航空發(fā)展“十五”計劃和十年規(guī)劃》中確定的國內(nèi)區(qū)域性樞紐機(jī)場之一，是《中國民用航空發(fā)展第十一個五年規(guī)劃》中確定的8個國內(nèi)大型機(jī)場之一。同時，也是東航西北公司、海航長安公司和南航西安分公司的基地機(jī)場。

該機(jī)場自1991年9月1日通航，一期工程T1航站樓面積約2.1萬m2。2000年機(jī)場進(jìn)行一期擴(kuò)建，建設(shè)了T2航站樓，面積約6.8萬m2。隨著航空業(yè)務(wù)量的快速增長，機(jī)場各基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)已趨近飽和。為適應(yīng)航空業(yè)務(wù)量增長的需要以及建設(shè)區(qū)域性樞紐機(jī)場的發(fā)展目標(biāo)，陜西省政府及機(jī)場集團(tuán)公司及時提出對西安咸陽國際機(jī)場進(jìn)行二期擴(kuò)建。根據(jù)可研批復(fù)，T3A航站樓建筑面積為25.3萬m2。

目前國內(nèi)各大城市紛紛建設(shè)大型機(jī)場航站樓，規(guī)模越來越大，消防問題也越來越多，現(xiàn)行防火規(guī)范已無法適應(yīng)大型機(jī)場航站樓的設(shè)計要求。目前我國沒有專門的機(jī)場航站樓建筑設(shè)計規(guī)范，一般通過性能化防火設(shè)計、評估、復(fù)核，以及省消防總隊組織的工程消防設(shè)計專家論證會，確定某工程的消防設(shè)計方案。

1 T3A航站樓概況

西安咸陽國際機(jī)場年旅客吞吐量3千多萬人次。T3A航站樓由主樓、南北連接樓及南一、南二指廊組成，并用連廊與T2航站樓連接，如圖1所示。

圖1 T3A航站樓鳥瞰

T3A航站樓總建筑面積為25.3萬m2，其中地上21.3萬m2、地下4萬m2。主樓地上2層，其中1層及夾層建筑面積5萬m2，2層建筑面積為4萬m2，2層夾層建筑面積6 000 m2；地下2層，其中地下1層建筑面積3 000 m2，地下2層建筑面積3.8萬m2。建筑高度：主樓屋頂最高處高度為36.5 m；兩側(cè)檐口高度為30 m。南連接樓和南指廊室外地坪比主樓室外地坪低4 m，設(shè)計成地上3層，其中站坪層建筑面積2.2萬m2、1層及夾層建筑面積4.5萬m2，2層建筑面積6 000 m2。北連接樓地上兩層，其中1層及夾層、2層建筑面積各1.9萬m2。

2 T3A航站樓的特點及存在的主要消防問題

1)主樓2層出發(fā)大廳及南連接樓南指廊空間高、面積大，大部分區(qū)域是人流通行，可燃物較少。而商鋪、行李領(lǐng)取廳及辦公區(qū)域可燃物較集中。

2)T3A航站樓空間大，無法按現(xiàn)行規(guī)范(一類高層建筑防火分區(qū)1 000 m2，設(shè)有自動滅火系統(tǒng)時為2 000 m2)進(jìn)行防火分區(qū)分隔：如主樓2層出發(fā)大廳，面積4萬m2，高20～26.5 m；地下2層行李分檢房面積3.8萬m2，高8.6 m；南連接樓南指廊1層及夾層建筑面積4.5萬m2等。

3)人員疏散距離長，按現(xiàn)行規(guī)范，最長疏散距離為40 m。而T3A航站樓主樓寬即為114 m；由于功能布局及安全分隔的需要，358 m長的南連接樓也不宜設(shè)置樓梯太多。總之，局部疏散距離超過規(guī)范要求。

4)防排煙：按現(xiàn)行規(guī)范，計算排煙量太大，排煙風(fēng)機(jī)房及排煙管道難以布置，特別是主樓地下2層行李分檢房和主樓1層行李領(lǐng)取廳、迎客廳。

3 性能化防火設(shè)計

根據(jù)航站樓的以上特點與問題，利用通常手法進(jìn)行消防設(shè)計就較為困難，必須運(yùn)用性能化防火設(shè)計的方法。性能化設(shè)計方法借助消防安全工程學(xué)的方法和手段，在對具體建筑物的火災(zāi)風(fēng)險、火災(zāi)發(fā)展?fàn)顩r及主動和被動防火措施的實際效果進(jìn)行個案評估的基礎(chǔ)上確定該建筑所需要的消防安全措施的設(shè)計方法。

其目標(biāo)為：

1)防止火災(zāi)發(fā)生；

2)利用相應(yīng)的報警系統(tǒng)快速探測火情；

3)火災(zāi)初發(fā)時利用相應(yīng)的滅火系統(tǒng)快速滅火；

4)火災(zāi)發(fā)生后人員可在安全的環(huán)境下疏散至安全地帶；

5)保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)不受破壞；

6)合理選擇消防設(shè)施，做到消防設(shè)施安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理；

7)將損失控制在較小的范圍之內(nèi)。

消防性能化設(shè)計的程序通常如下：

1)確定消防安全目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)；

2)設(shè)定“可信最不利”的火災(zāi)場景，包括火災(zāi)的位置、規(guī)模、發(fā)展特點等；

3)運(yùn)用火災(zāi)動力學(xué)相關(guān)知識和煙氣流動的數(shù)學(xué)模型確定排煙方式和相應(yīng)的排煙量或排煙口面積，并利用CFD軟件模擬分析火場狀況；

4)利用人員疏散模型或軟件模擬分析人員疏散狀況，結(jié)合火場狀況分析人員疏散的安全性；

5)評估火災(zāi)對建筑鋼結(jié)構(gòu)的影響；

6)根據(jù)模擬分析結(jié)果提出消防設(shè)計方案，并對消防設(shè)施、消防管理等提出建議。

T3A航站樓消防性能化主要針對大空間場所及難以完全按規(guī)范設(shè)計的區(qū)域：

1)主樓2層出發(fā)大廳(值機(jī)大廳及安檢大廳)；

2)行李提取大廳；

3)南連接樓、南指廊出發(fā)候機(jī)廳與夾層到達(dá)長廊；

4)北連接樓遠(yuǎn)機(jī)位候機(jī)廳；

5)地下行李房。

性能化防火設(shè)計報告書的主要設(shè)計建議：

1)在主樓與南連接樓、北連接樓處設(shè)置防火卷簾，分為不同的防火分區(qū)；公共區(qū)內(nèi)的商業(yè)劃分成不超過300 m2的“開放艙”，其隔墻的耐火極限不小于1 h。

2)公共區(qū)域中商業(yè)部分采用自動噴水滅火系統(tǒng)或水炮滅火系統(tǒng)，其余可燃物較少的大空間不設(shè)滅火系統(tǒng)。

3)層高超過6 m的區(qū)域按最大4 000 m2劃分防煙分區(qū)，層高不超過6 m的區(qū)域按最大2 000 m2劃分防煙分區(qū)。主樓10 m以上統(tǒng)一自然排煙，南連接樓、南指廊統(tǒng)一自然排煙。

4)出發(fā)大廳大空間設(shè)置光截面感煙探測器，15 m層配合水炮設(shè)置雙波段紅外探測器，“開放艙”設(shè)置普通感煙探測器。

5)對于主樓10 m層以上鋼管混凝土柱，建議距地面8.5 m高度以內(nèi)采用2 h耐火保護(hù)，主樓與南連接樓、南指廊屋頂承重鋼構(gòu)件可不做防火保護(hù)。

6)性能化防火設(shè)計報告書未說明部分按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計。

4 T3A航站樓消防設(shè)計

T3A航站樓消防措施綜合依據(jù)如下規(guī)范及報告設(shè)計：《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》《建筑設(shè)計防火規(guī)范》《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》《消防性能化設(shè)計報告》《第三方消防安全性能評估報告》《西安咸陽國際機(jī)場T3A航站樓消防性能化設(shè)計評估專家論證會會議紀(jì)要》。

4.1 建筑消防設(shè)計

4.1.1 總平面設(shè)計

T3A航站樓南北長約780m，東西寬約358 m。在建筑四周設(shè)環(huán)行消防車道，主樓與南連接樓南指廊、北連接樓之間設(shè)有南過街樓、北過街樓，消防車可從南、北過街樓樓下通過，如圖2。

4.1.2 防火分區(qū)

航站樓共劃分為18個防火分區(qū)。有條件處防火分區(qū)盡量控制在4 000 m2以內(nèi)，但有4處建筑空間太大面積超出4 000 m2：

1)主樓地下室行李分檢房，面積約3萬m2；

2)主樓地面以上部分，包括底層行李提取廳、迎客大廳，2層出發(fā)大廳等，面積達(dá)9.5萬m2；

3)南連接樓、南指廊1層以上部分，面積約5.4萬m2；

4)是北連接樓加連廊，面積約2萬m2。

4.1.3 安全疏散

主樓最高處樓面標(biāo)高15 m，設(shè)3臺消防電梯，其余部分不設(shè)消防電梯。航站樓大部分區(qū)域疏散距離小于50 m，小部分區(qū)域疏散距離大于50 m，最長約120 m。超出規(guī)范長度的部位通常是可燃物極少或空間較為高大，根據(jù)《消防性能化設(shè)計報告》分析，人員疏散必需時間RSET與人員可用安全疏散時間ASET的比較來看，幾種場景下的人員疏散安全都可以得到保證。

4.1.4 鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)

參照《消防性能化設(shè)計報告》建議及《西安咸陽國際機(jī)場T3A航站樓消防性能化設(shè)計評估專家論證會會議紀(jì)要》的要求設(shè)計。

圖2 T3A航站樓總平面

4.1.4.1 屋蓋

1)主樓、南連接樓、南指廊屋頂鋼構(gòu)不做防火保護(hù)；

2)北連接樓、連廊采用1 h耐火保護(hù)。

4.1.4.2 鋼柱、鋼管混凝土柱

1)對于航站樓主樓+10 m層上的鋼管混凝土柱，建議距樓面11 m高度以下采用2 h耐火保護(hù)。

2)對于航站樓主樓+15 m夾層上的鋼管混凝土柱及叉形柱，建議距樓面11 m高度以下采用2 h耐火保護(hù)。

3)南連接樓、北連接樓10 m層鋼柱采用2 h耐火保護(hù)。

4)對各區(qū)域廚房、功能用房等區(qū)域內(nèi)部的鋼結(jié)構(gòu)柱，進(jìn)行3 h耐火保護(hù)。

4.1.4.3 其余部位鋼柱、鋼梁

除1)、2)已注明者外，其余部位鋼柱采用3 h耐火保護(hù)，鋼梁采用2 h耐火保護(hù)。

4.2 給排水消防設(shè)計

4.2.1 消火栓給水系統(tǒng)

航站樓內(nèi)各層均設(shè)室內(nèi)消火栓，因鋼結(jié)構(gòu)屋面無法設(shè)置水箱，采用臨時高壓制。消火栓的布置間距按同一防火分區(qū)內(nèi)，兩個栓距不大于30 m，且應(yīng)保證兩股水柱能同時到達(dá)室內(nèi)任意一點。

4.2.2 自動噴水滅火系統(tǒng)

除衛(wèi)生間、樓梯間、大于12 m凈空的大廳和不宜用水滅火的房間外，航站樓各層均設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)。航站樓內(nèi)凈空高度≤8m的房間、走道，噴水強(qiáng)度6 L/(min·m2)，作用面積160 m2。在凈空高度大于8 m小于12 m的房間，噴水強(qiáng)度采用6 L/(min·m2)，作用面積260 m2。除地下室行李房采用干式系統(tǒng)外，其余均采用濕式閉式系統(tǒng)。根據(jù)消防性能化報告，5 m旅客到達(dá)通道，南一南二指廊到達(dá)通廊下未設(shè)自噴系統(tǒng)。

4.2.3 自動水炮滅火系統(tǒng)

主樓2層的國內(nèi)出發(fā)廳、南指廊、南連接樓出發(fā)廳大部分區(qū)域凈高超過12 m，不能設(shè)計自動噴水滅火系統(tǒng)，按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計自動水炮滅火系統(tǒng)，按兩門炮同時到達(dá)任意一點布置水炮。

4.2.4 氣體滅火系統(tǒng)

航站樓內(nèi)弱電機(jī)房及電源室、電視監(jiān)控室、行李監(jiān)控中心、消防控制中心、變配電室等這些人員經(jīng)?；顒拥膱鏊O(shè)置管網(wǎng)式IG541(煙烙盡)混合氣體全淹沒式自動滅火系統(tǒng)。

4.2.5 建筑滅火器配置

航站樓內(nèi)均配置建筑滅火器。弱電機(jī)房、值機(jī)離港電腦機(jī)房及電源室、電視監(jiān)控室、信息監(jiān)護(hù)中心、消防控制中心等處，按嚴(yán)重危險級設(shè)計，其他防護(hù)區(qū)按中危險級設(shè)計。

4.3 防排煙消防設(shè)計

4.3.1 設(shè)計依據(jù)及原則

對航站樓內(nèi)防煙樓梯間及前室，非高大空間部位等，根據(jù)GB 50045—95《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》的要求，按小于50 m的一類高層進(jìn)行防排煙系統(tǒng)設(shè)計。對航站樓內(nèi)的高大空間部分，根據(jù)《消防性能化設(shè)計報告》的成果，采用劃分防煙控制分區(qū)及“開放艙”的概念，設(shè)置自然排煙或機(jī)械排煙，自然排煙口的面積滿足規(guī)范(比《消防性能化設(shè)計報告》提出的面積大，但設(shè)計可以滿足)的要求，機(jī)械排煙量根據(jù)《消防性能化設(shè)計報告》(比規(guī)范的要求小，但執(zhí)行規(guī)范難度太大)的要求確定。

4.3.2 防煙系統(tǒng)

對不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、前室及合用前室均設(shè)正壓送風(fēng)系統(tǒng)。防煙樓梯間內(nèi)每隔2～3層設(shè)置有自垂百葉風(fēng)口；合用前室內(nèi)每層均設(shè)置常閉式正壓送風(fēng)口。

4.3.3 排煙系統(tǒng)

按照規(guī)范及消防性能化設(shè)計的成果，排煙系統(tǒng)設(shè)計原則如下：

1)根據(jù)規(guī)范要求，對不滿足自然排煙要求的房間及走道設(shè)機(jī)械排煙；

2)按“開放艙”概念保護(hù)的集中商鋪、咖啡廳等，設(shè)機(jī)械排煙；

3)對開敞的大空間設(shè)置自然排煙，采用可開啟電動高側(cè)窗的方式進(jìn)行自然排煙；

4)對主樓地下1層行李分揀用房，設(shè)置機(jī)械排煙，每個防煙控制分區(qū)面積≤4 000 m2；

5)對主樓1層行李提取廳及到達(dá)通廊，設(shè)置機(jī)械排煙。每個防煙控制分區(qū)面積≤4 000 m2。

4.4 電氣消防設(shè)計

設(shè)計內(nèi)容：火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計，可燃?xì)怏w泄漏報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)設(shè)計，消防廣播系統(tǒng)設(shè)計，防火剩余電流動作報警系統(tǒng)設(shè)計。

T3A航站樓按一級保護(hù)對象進(jìn)行消防設(shè)計。系統(tǒng)采用環(huán)形總線型式以提高系統(tǒng)的可靠性。在航站樓南連接樓首層設(shè)1個消防控制中心，在北連接樓首層設(shè)1個消防控制室，兩處控制中心(室)內(nèi)各主機(jī)并行工作且形成報警網(wǎng)絡(luò)，管理主機(jī)、多線控制盤、消防廣播柜、消防電話柜、消防炮滅火系統(tǒng)控制盤及監(jiān)控硬盤錄像機(jī)顯示屏等均位于南連接樓控制中心內(nèi)。

在辦公區(qū)、商業(yè)區(qū)、餐飲區(qū)、設(shè)備用房等場所采用感煙、感溫探測器結(jié)合手報按鈕及信號閥的動作信號進(jìn)行火災(zāi)報警；在出發(fā)大廳、指廊及連接橋的高大空間采用雙波段火災(zāi)探測器與線性火災(zāi)探測器相結(jié)合的方式進(jìn)行火災(zāi)探測報警；在行李分揀大廳設(shè)呼吸式感煙探測器；在廚房內(nèi)操作間設(shè)置可燃?xì)怏w泄露探測器作燃?xì)馓綔y報警，在各變電所配電系統(tǒng)中設(shè)置防火剩余電流動作探測器作漏電火災(zāi)報警。

消防聯(lián)動控制系統(tǒng)可實現(xiàn)以下功能：消防水泵(消火栓泵、自噴泵、水炮泵)及防煙、排煙風(fēng)機(jī)啟停自動控制及多線控制；防火卷簾及屋面、側(cè)墻排煙窗的控制；電梯的回降控制；空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、通風(fēng)機(jī)的關(guān)閉；消防廣播及聲光報警器的開啟控制；非消防電源的切斷控制；疏散及應(yīng)急照明的接通控制；氣體滅火系統(tǒng)的噴射及相應(yīng)的聲光報警控制；燃?xì)庑孤秷鏊氖鹿逝棚L(fēng)開啟控制；剩余電路動作回路的報警或切斷。

應(yīng)急照明：消防控制中心(室)、自備電源室、配電室、消防水泵房、排煙及排風(fēng)機(jī)房及在火災(zāi)時仍需要堅持工作的其他場所；通訊機(jī)房、大中型電子計算機(jī)房、BAS中央控制站、安全防范控制中心等重要技術(shù)用房。

疏散照明：公共建筑的疏散樓梯間、防煙樓梯間前室、疏散通道、消防電梯間及前室、合用前室；在人員密集、疏散地形復(fù)雜的區(qū)域，可在疏散通道的地面上設(shè)置地面標(biāo)志燈導(dǎo)光流系統(tǒng)。全樓形成智能集中型疏散照明控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)可與火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動。

航站樓內(nèi)設(shè)火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)，廣播柜位于南連接樓消防控制中心內(nèi)，功放功率為4×500 W。現(xiàn)場揚(yáng)聲器功率為3 W。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時控制系統(tǒng)切除相關(guān)區(qū)域的業(yè)務(wù)廣播。

消防電話為獨立的通信系統(tǒng)，2臺消防電話主機(jī)位于南連接樓消防控制中心內(nèi)。在重要的設(shè)備用房及值班室內(nèi)設(shè)消防專用分機(jī)，在樓內(nèi)各疏散口、出入通道設(shè)電話插孔。

[1]郭大剛.西安咸陽國際機(jī)場二期擴(kuò)建工程T3A航站樓消防性能化設(shè)計報告May2009 Arup International Consultants(Shanghai) Co Ltd Shenzhen Branch

TU248.6

A

1673-1093(2014)01-0051-05

羅毅敏(1960)，男，上海人，中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司第二設(shè)計所所總建筑師，從事建筑設(shè)計工作，西安咸陽國際機(jī)場二期擴(kuò)建工程T3A航站樓工程設(shè)計項目負(fù)責(zé)人之一。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.01.009

2013-09-09；

2013-11-10