熊 曦 中城科澤工程設計有限責任公司華東分公司設計總監(jiān)
文中涉及的工程項目是開封小宋城文商旅綜合體,在開封古城外廓西城門內,總用地面積為8.28 hm2,一期綜合體用地約為5.50 hm2,呈長方形。總建筑面積為2.34×105m2,其中地上面積為1.33×105m2,包含8.10×104m2的商業(yè)和室內情景式商業(yè)區(qū)、4.70×104m2的酒店和酒店公寓以及0.50×104m2的影院。地下面積1.01×105m2,含1.50×104m2的博物館、商業(yè)、車庫以及設備用房。
當地氣候冬季寒冷,運營要求各類功能在室內連通。此外,業(yè)態(tài)需求和室內情景式商業(yè)區(qū)是獨立管理的景區(qū),需滿足2×104m2的占地面積、形狀方正以及18 m 凈高,便于組織游線。
綜合體方案設計對建筑的形態(tài)效果要求高,且涉及規(guī)范種類多,還要對商業(yè)運營有一定的了解,因此需要較強的設計總控能力。為提高綜合體方案設計的效率和可行性,本文提出了方案階段消防設計的技術路線,分為總圖設計、平面設計以及相關專業(yè)3 個部分。
總圖階段首先應結合方案對建筑功能體塊進行合理的體量組合,完成建筑的分棟和定性,然后進行總圖消防設計。體量組合是奠定方案形態(tài)的基礎,需熟悉各類功能建筑的合理平面形式,并精通規(guī)范,創(chuàng)作出具有美感的形體組織。體量形態(tài)組合完成后,根據高層、裙房以及低層等適用的相應規(guī)范進行總平面消防設計,需注意不同高度的高層建筑、超高層建筑適用不同的防火規(guī)范。
本案例中,建設目標是凈容積率達到5.0,且占地率很高。北側和東側為景區(qū)主體,占地約為135 m×145 m,內部4 層通高,上方是酒店配套及影院等。景區(qū)主題裙房的對外一側為商鋪、影院等,裙房的屋頂平臺設有一組現代中式風情商業(yè)街。西側和南側沿路設計為坡地式的4 層商業(yè),呈L 形,從低往高、延伸至景區(qū)的屋頂平臺。兩棟建筑之間的裙樓商業(yè)和娛樂區(qū),通過天橋和風雨連廊在二層至屋面層相聯系,用舒適的半室內空間來應對特殊天氣。
將形態(tài)和商業(yè)價值因素作為前提條件,外圈商業(yè)設計為坡地式地景建筑,在地面層和屋頂層形成多條人行動線,成為“多首層”,然后在主動線沿線即地面層、坡地屋頂層設置“類獨棟”小體量商業(yè),作為“主力店”,易于銷售[1]。而兩棟建筑圍合出的內聚型商業(yè)街,讓商業(yè)價值大幅提升。
體量拆分和各棟建筑的定性基本是同步完成的,明確高層和多層耐火等級均為一級。總圖消防設計循序進行,在高層建筑四周設置環(huán)形消防車道,沿塔樓的長邊設消防登高場地,兩棟建筑的凈距不小于15 m。在南側相鄰處,雖沒有消防登高場地,但考慮到商業(yè)街設計深化時可能會增加頂棚,預留了9 m 凈距。
《建筑設計防火規(guī)范》中對平面布置有明確要求,實際操作中不僅要考慮規(guī)范,而且要考慮商業(yè)價值和方案設計效果等,同時需統(tǒng)籌兼顧、靈活變通。
(1)對各類功能進一步細分定性,確定適用的規(guī)范條款。細分綜合體的功能,重點注意兼有多種功能的場所應按何種性質定性,實際案例中,如果各功能實現不了明確分區(qū),則應根據主要功能來定性,且適用各類功能中最嚴格的規(guī)范。此外,需要標注特殊業(yè)態(tài),注意有頂棚步行街的設置要求,核對各類功能的地方規(guī)范。
(2)初定疏散距離和防火分區(qū),根據細分功能應用適配的規(guī)范,方案階段盡量雙向疏散,并控制疏散距離。該步驟技術要求高,需同步修正方案效果設計。
首先,綜合體通常需要各類功能在室內完成,體量大,平面寬度常達到100 m 左右,和商業(yè)的疏散距離要求矛盾[2]??梢酝ㄟ^設置自動噴水滅火系統(tǒng)、疏散走道等方式來延長室內到安全出口的距離,從而擴大綜合體的體量。
其次,綜合體對室內空間品質要求高,往往設有高大空間和中庭等。對于商業(yè)營業(yè)廳,按經驗值每70 m 左右設置自動扶梯,常結合挑高或中庭空間形成空間節(jié)點,以引導人流。防火分區(qū)需計算上下層連通部位的面積疊加或分隔為不同防火分區(qū),而對地下空間,可通過下沉廣場等室外空間來柔性分隔。
再次,需合理布局特殊業(yè)態(tài)的分布樓層,可簡化為兩類進行快速核對。一類是人員密集、火災危險大的場所,提高設計效率減少后期麻煩的方式是盡量布置在-1~3層,如條件受限,再考慮4層或以上,但需要注意面積和疏散的限制條件。另一類是兒童活動場所,應設置在1 ~3 層,與其他區(qū)域分隔開,并設置獨立的疏散通道[2]。實際商業(yè)綜合體案例中,由于3 ~5 層的商業(yè)價值相對較低,往往會留給剛需功能如兒童活動、影院等,且應提前考慮分區(qū)和疏散。
最后,綜合體中有頂棚的步行街對方案的造型有決定性的影響,需提前考慮相關因素,如兩側建筑間距不能小于9 m、滿足防火規(guī)范要求以及商業(yè)步行街的長度不宜超過300 m等,防火規(guī)范中均有詳細規(guī)定[2]。
(3)計算疏散寬度,合理布置垂直疏散樓梯,并復驗或修正第二步中的疏散距離、防火分區(qū)。根據前期的功能定性選擇正確的計算參數,統(tǒng)計建筑面積、疏散人數以及百人凈寬,從而計算出疏散總寬度。然后選擇實現目標總寬度的方式,落實樓梯個數和寬度,并對前面初定的疏散距離和防火分區(qū)進行驗算與修正[3]。
本案在第一步的功能細分時遇到了爭議,即對2×104m2的4 層通高室內“景區(qū)”的定性。該區(qū)域覆蓋在仿真天幕下,通過仿古街道、布設水道、設商業(yè)街巷、酒樓市肆以及宮廷等模擬北宋東京城的場景。雖有情景體驗和展示性質,但實際使用功能仍舊為商業(yè)。經向同類項目的消防設計審查機構咨詢后,最終將該區(qū)域定性為大型的商業(yè)營業(yè)廳,防火分區(qū)不大于4 000 m2。
第二步,進行疏散距離和防火分區(qū)設計,對大體量、高大空間以及特殊業(yè)態(tài)分別進行了深入考慮。首先要解決的問題是如何能滿足室內135 m×145 m 的大空間疏散距離。方案采取增設12.5 m 帶噴淋的疏散走道、室外凹廊等策略來加大疏散距離、擴大綜合體的面積。設計后,室內景區(qū)最窄處達到90 m,最寬處達到120 m 左右,滿足了室內景區(qū)的面積需求(見圖1)。此外,綜合考慮了規(guī)范和室內空間效果要求,在保證這些凹廊、疏散走道短捷的前提下,造型仍處理為宋代院墻和庭院等,從視覺上擴大室內景區(qū)的范圍。
圖1 疏散距離和平面尺度分析
另外,需著重處理高大空間中各防火分區(qū)之間的分隔設計,防火墻需盡量平直,但為了模擬宋代繁華的街巷,空間不能過于單一。將防火墻結合仿古院墻、門樓布景等進行設置,利用院落空間、水道、堤岸等來形成街巷空間的變化。由于人行主動線要保持通暢,因此防火分隔處采用防火卷簾更合適[4]。為避免卷簾的高度過高,通道上方結合門的造型設計防火墻和梁,并將天幕分開。次要動線上的防火分隔視情況選擇防火門或防火卷簾。
通高19.4 m 的大空間內設有450 m 長的彎曲淺水道,水深1.5 m 左右,屬不可燃區(qū)域,對防火分隔造成了挑戰(zhàn)。仍從方案設計找突破口,在穿越防火分區(qū)的河道處,處理為橫向拱橋、高墻以及門樓等布景,開口處設防火卷簾。防火卷簾降落后,入水部位至水下0.2 m,從而實現分隔的完整性。
本案中有兩處需重點考慮的業(yè)態(tài),即影院和兒童功能用房。平衡商業(yè)價值后,影院安排在景區(qū)綜合體的4 層,并設有一個巨幕廳。由于觀影需要,面積達到590 m2,超過了規(guī)范允許的400 m2。設計控制使用人數不超過400 人(400 m2影院的最大人數),并對巨幕廳采用防火墻和甲級防火門等與其他區(qū)域進行分隔。兒童功能房則安排在外圍坡地商業(yè)的3 層,結合坡地造型布設單獨的疏散通道。
第三步,計算疏散寬度、布置疏散樓梯。本案難點在于室內景區(qū)所在的建筑5 層為屋頂廣場、室外風情商業(yè)街,與下方1 ~4 層室內大空間的景區(qū)功能完全分開,獨立運營,因此無法直接在正下方布置樓梯。而裙房的3 側幾乎被高層酒店、酒店式公寓以及影院等占滿,布設疏散樓梯有較多限制。在5 層周圍布置了多部樓梯后,疏散寬度仍有缺口,最終采取了部分借用相鄰L 形坡地式商業(yè)建筑的屋頂來疏散。外圈商業(yè)的屋面設有多條坡道、臺階、樓梯等下到地面層,屬于室外安全區(qū)域,符合疏散要求并具有直接到達地面設施的上人屋面。二者經過東側廊橋的屋頂連通,滿足了5 層屋頂商業(yè)的疏散寬度。
方案階段提前考慮防排煙系統(tǒng)對造型的影響,并設計高大空間頂部排煙口等。防煙系統(tǒng)相對簡單,防止煙氣進入疏散通道,如樓梯間、前室、合用前室以及避難走道前室等,同時合理選用自然通風系統(tǒng)或是機械加壓送風系統(tǒng),立面則按需設計窗戶。因為綜合體面積大、防煙分區(qū)多,不滿足自然排煙要求的位置較多,所以多會設機械排煙系統(tǒng)。任一層面積大于3 000 m2的綜合體,還須在外墻或屋頂設固定窗,使面積滿足規(guī)范要求[5]。實例中,不少綜合體的屋頂空間設有花園和廣場等,將排煙窗結合微地形景觀或構筑物等設計為造型元素,達到了較好的效果。
本案例中,景區(qū)建筑采用機械排煙。4 層通高大空間的屋頂層設有屋頂廣場和室外商業(yè)風情街等人員可到達的功能區(qū)。為了避免火災蔓延以及保障上一層人員的安全,選擇不在4層屋頂設固定窗,而在外墻位置設固定窗。
由于大空間要求凈高達18 m 且天幕需要保持平整,難以將加壓送風機設在機械加壓送風系統(tǒng)的下方。因此,選擇將送風機的進風口設在排煙出口下方,并保證邊緣垂直距離不小于6 m。方案設計時,在屋頂平臺的小體量商業(yè)建筑里提前預留了風機房的位置。
室內景區(qū)大空間的平面布置復雜,后續(xù)初步設計與施工圖設計時對防煙分區(qū)進行了優(yōu)化,但基本利用了方案階段預留的風機房空間,方案造型改動較小。
文中提出了消防設計技術路線,包括總圖消防中的體量和功能組織、建筑定性、總平面消防設計,平面消防中的細分業(yè)態(tài)、初定疏散距離和防火分區(qū)、計算疏散寬度、安排豎向疏散與復驗分區(qū)等。提前考慮相關專業(yè)影響,不失為一種有效的消防設計思路,且能夠作為備忘手冊,幫助提高綜合體方案設計的落地性,利于后續(xù)設計深化的高效推進。