鄭宗柱 王珺

摘 要：室內(nèi)大型兒童游樂場館是近年來興起的產(chǎn)業(yè)，將傳統(tǒng)的室外游樂項目搬進了室內(nèi)場館，提升了客人的游樂體驗水平，同時也帶來了一定的消防難題和安全挑戰(zhàn)，業(yè)態(tài)多元化，人員高度聚集，火災荷載大，這些因素極大增加了人員安全疏散和火災撲救難度。現(xiàn)有國家規(guī)范對大型兒童室內(nèi)游樂場的防火分區(qū)劃分無明確規(guī)定，為了保證建筑的使用且保證消防安全，需要針對消防設計中的疑點提出相應解決方案，并從消防安全的視角對整套設計方案進行可行性分析，確證其達到消防安全規(guī)范要求。

關鍵詞：大型兒童游樂場;室內(nèi)大空間場館;火災場景;控火效果

中圖分類號：TU998.1??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）08-0000-00

0 引言

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，建筑設施中融入了更多的功能，強化了建筑設施的休閑娛樂功能，大型兒童室內(nèi)場館的出現(xiàn)成了時代發(fā)展的潮流代表。由于建筑的造型設計和使用功能的獨特需求，如何準確劃分防火分區(qū)成為對此類建筑完成消防設計的難點問題。本文針對某一大型室內(nèi)游樂場中的典型大空間場館為研究對象，在場館的典型位置設置火源，設置不同的火災場景，通過模擬計算得出不同火災場景的控火效果，從而為此大空間室內(nèi)兒童場館的防火分區(qū)面積的劃分、建筑消防設施的設置等提供依據(jù)。

1 工程概況

某大型兒童游樂場情景激流勇進場館，屬于室內(nèi)軌道類項目，建筑高度42.5m，地下一層，地上1層，局部2層夾層，二類高層建筑，總建筑面積17427㎡，地上建筑面積為16365.11㎡，地下建筑面積為1061.89㎡。首層功能包括：主演區(qū)、排隊區(qū)、主力餐廳、廚房、出口商店、員工休息、VIP通道、通廊、上客下客區(qū)、柴油發(fā)電機房、排煙機房、空調(diào)機房等，局部夾層為設備用房，地下一層為設備用房和避難區(qū)。情景激流勇進場館示意如圖1所示。

情景激流勇進場館內(nèi)的游樂設施均為特種設備，體積大、高度高，其在運行、維護和結(jié)構(gòu)上均對空間、面積有特殊要求。游樂區(qū)由于設備設施需要，空間大，無法采用實體防火墻進行分隔，同時由于空間巨大，也無法采用防火卷簾進行分隔，首層場館面積9970m。如圖2所示。建筑消防設施按照規(guī)范配備齊全。

2研究內(nèi)容

情景激流勇進場館作為大型兒童游樂場典型室內(nèi)大空間場館，游樂區(qū)由于設備設施需要，空間高、體積大、設備功能連貫，無法采用實體防火墻和防火卷簾進行分隔，現(xiàn)有國家規(guī)范對此類大空間室內(nèi)游樂設施部分防火分區(qū)面積劃分暫無明確規(guī)定，防火分區(qū)面積劃分就成為該區(qū)域消防設計難點。本研究從建筑實用功能、建筑布局、火災危害等視角，分析并研究了針對大型兒童游樂場典型室內(nèi)大型場館的消防設計方案，在確保項目消防水準得到規(guī)范要求的同時兼顧建筑設計和使用需求。

3研究方案

3.1模型建立

本文采用美國國家標準技術研究院（NIST）開發(fā)的火災動力學模擬軟件 FDS（Fire Dynamics Simulator），通過數(shù)值方法求解湍流方程來分析燃燒過程中的煙氣擴散和熱傳導，構(gòu)建模型實現(xiàn)數(shù)值模擬。本文采用復合網(wǎng)格劃分方法，設定網(wǎng)格尺寸為：0.2m×0.2m×0.2m。

3.2火源設置和火災場景

結(jié)合工程實際，設定兩處火源位置，火源位置分別設置在該場館大空間主演區(qū)和該場館首層游樂區(qū)創(chuàng)意平臺，該兩個區(qū)域與主要設備用房相連通，一旦發(fā)生火災，火災和高溫煙氣的熱輻射可能引燃相鄰區(qū)域內(nèi)的可燃物，導致火災的蔓延。同時，考慮火源位置設在該場館大空間主演區(qū)內(nèi)時，滅火系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)均有效和均失效兩種最有利和最不利狀態(tài)，共確定3種火災場景，如圖3所示。

本研究參考《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》、《Guide for Smoke Management Systems in Malls， Atria， and Large Areas》（NFPA92B）等現(xiàn)行相關規(guī)范及標準，結(jié)合已有相關研究，從最不利安全角度出發(fā)，設定火災場景B1-B3火源為 t 快速增長火，火災發(fā)展速率為0.0469kW/s，滅火系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)均有效時，火災最大規(guī)模為 2.5MW;火源位置位于主演區(qū)，滅火系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)均失效時，火災最大規(guī)模為 8.0MW，如表1所示。

3.3 判定標準

根據(jù)國際上普遍采用的人員生命安全判定標準，考慮熱煙層的輻射、對流熱、人員在煙氣中的能見度、煙氣毒性等特性，設定人員生命安全標準如表2：

4 計算結(jié)果與分析

4.1火災場景B1

整個模擬過程（1800s），上層煙氣溫度在32℃左右，下層煙氣溫度在26℃左右;首層地面上方6.0m處CO濃度較小，平臺上方4.0m處CO濃度達到0.08%;首層地面上方6.0m處CO濃度達到1ppm，平臺上方4.0m處CO濃度達到60ppm;首層地面上方6.0m處的能見度在10m以上，平臺上方4.0m處的能見度在10m以上。

4.2火災場景B2

整個模擬過程（1800s），上層煙氣溫度在35℃左右，下層煙氣溫度在26℃左右;首層地面上方6.0m處CO濃度較小，平臺上方4.0m處CO濃度達到0.1%;首層地面上方6.0m處CO濃度達到1ppm，平臺上方4.0m處CO濃度達到70ppm;首層地面上方6.0m處的能見度在10m以上，平臺上方4.0m處的能見度在10m以上。

4.3火災場景B3

整個模擬過程（1800s），上層煙氣溫度在39℃左右，下層煙氣溫度在26℃左右;首層地面上方6.0m處CO濃度較小，平臺上方4.0m處CO濃度較小;首層地面上方6.0m處CO濃度達到0.1ppm，平臺上方4.0m處CO濃度達到0.5ppm;首層地面上方6.0m處的能見度在10m以上，平臺上方4.0m處的能見度在10m以上。

4.4 分析

整個模擬過程（1800s），各場景上層煙氣溫度均未達到180℃，下層煙氣溫度均未達到60℃;地面上方2m處的CO濃度未達到1%，地面上方2m處的CO濃度均達到500ppm;地面上方2m均未出現(xiàn)沉降到10m的情形。各場景火災時人員能及時逃離建筑。具體模擬結(jié)果，詳見表3。

5 結(jié)語

從以上3個場景的模擬結(jié)果來看，本項目火災時人員能及時逃離建筑，在排煙系統(tǒng)及自動滅火系統(tǒng)失效時，人員疏散安全余量將明顯下降，但建筑內(nèi)人員仍能安全疏散，消防設計可行。為了有效控制此區(qū)域內(nèi)火災的發(fā)展，降低人員疏散的危險性和火災撲救的難度，應做好自動滅火系統(tǒng)與機械排煙系統(tǒng)的維護保養(yǎng)工作，防止火災時消防設施不動作造成系統(tǒng)失效的情況出現(xiàn)。

通過定性分析及定量模擬計算，本項目單體游樂區(qū)域按照防火分區(qū)面積不大于10000㎡進行控制，為進一步確保單體游樂區(qū)域消防設計安全性，還應考慮加強幾點措施：（1）防火分區(qū)內(nèi)功能房間面積不大于300㎡，應設置火災自動探測、報警系統(tǒng)及自動噴淋滅火系統(tǒng);面積大于50㎡的功能房間，設置機械排煙設施;（2）防火分區(qū)內(nèi)功能房間內(nèi)任意一點至房間門的疏散距離不應大于25m，防火分區(qū)內(nèi)功能房間采用耐火極限不低于2.00h的防火隔墻、1.50h的樓板及甲級防火門。（3）裝修應采用不然或難燃材料。（4）采用火災探測采取紅外光束感煙探測和光截面火焰探測等多種大空間火災探測方式加強火災預警;（5）消防應急照明的應急工作時間不小于1.5h，設置連續(xù)可視的燈光疏散指示標志，間距不大于5.0m，在走道轉(zhuǎn)角區(qū)不大于0.5m。

參考文獻

[1] 蘇暢，王新平，李政，等.我國消防安全管理研究的前沿熱點和趨勢[J].消防科學與技術，2020（7）：1026-1029.

[2] 李黎麗，孫晨琨.童話主題樂園建筑消防安全分析[A].中國消防協(xié)會.2019中國消防協(xié)會科學技術年會論文集[C].中國消防協(xié)會：中國消防協(xié)會，2019：7.

[3] 楊陽.基于Shapley-ICUOWGA算子的高層建筑火災安全評價[J].消防科學與技術，2019（7）：1019-1022.

[4] 王雙.影城消防安全性能分析研究[D].成都：西南交通大學，2011.

[5] 宋玉華，李煥群.某大劇院觀眾廳不同排煙方式控煙效果研究[J].武警學院學報，2017（4）：60-63.

[6] 儲志利，常力，姜雯，等.大型聚丙烯倉庫設定防火分隔條件下的火災煙氣模擬與安全疏散研究[J].南開大學學報（自然科學版），2017（5）：84-89.

[7] 宋玉華，李煥群.某大劇院中庭及疏散廳不同排煙方式控煙效果研究[J].武警學院學報，2020（12）：10-14+20.

[8] 林志松.關于提升兒童活動場所火災防控能力的探討[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2021（4）：90-92.

[9] 馮博.關于提升兒童場所火災防控能力的幾點思考[J].今日消防，2020（1）：70+72.

[10] 念娜娜，戚正.某室內(nèi)中庭消防安全性論證[J].科技風，2019（19）：2.

[11] GB51251-2017.建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準[S].

[12] 李守斌.某國際會展中心火災煙氣流動特性數(shù)值模擬[J].武警學院學報，2010（10）：9-11.

[13] 王永平，王旭.兒童活動場所的消防安全管理分析[J].消防界（電子版），2021（8）：115+117.

[14] 王玨.大型室內(nèi)游樂園建筑消防設計策略[J].山西建筑，2014，40（19）：23-24.

收稿日期：2021-05-26

*基金項目：山東省重點研發(fā)計劃（軟科學項目）（2020RKB01772）。

作者簡介：鄭宗柱（1975—），男，山東泰安人，本科，研究方向：大空間火災煙氣流動與控制。

Research on the Fire Control Effect of Different Fire Scenes in a Typical Indoor Large Stadium in a Large Children's Playground

ZHENG Zongzhu， WANG Jun

（1.Yantai fire rescue detachment，Yantai Shandong? 264000;

2.Ludong University， Yantai Shandong? 264000）

Abstract：Indoor large-scale children's playground is a rising industry in recent years， which has moved the traditional outdoor amusement projects into indoor venues， it not only improves the entertainment experience level of guests， but also brings some fire problems and safety challenges， diversified business forms， high concentration of personnel， large fire load， these factors greatly increase the difficulty of personnel safety evacuation and fire fighting. The existing national codes have no clear provisions on the division of fire compartments of large children's indoor amusement parks， in order to ensure the use of buildings and fire safety， it is necessary to propose corresponding solutions to the doubts in the fire protection design， the feasibility of the whole design scheme is analyzed from the perspective of fire safety， confirm that it meets the requirements of fire safety specifications.

Keywords：Large children's playground; Indoor large space venues; Fire scene; Fire control effect