金鑫

（中聯(lián)科銳消防科技有限公司，長沙 410004）

1 引言

在中國南方城市已建成投入使用的室外步行商業(yè)街，冬冷夏熱，且雨雪大風天氣較多，導致招商困難，大部分室外步行商業(yè)街營業(yè)商戶寥寥，行人稀少，這不僅不便于周邊區(qū)域人們的日常生活，而且還造成了資源浪費，給城市形象帶來了負面影響。由此，對于室外步行商業(yè)街運營環(huán)境的提升已經(jīng)迫在眉睫。楊旭坤[1]對步行街由室外變室內(nèi)引發(fā)的消防安全問題進行分析并提出了解決對策；陳湘華[2]對加蓋室外步行街的消防安全性進行了分析。目前，國內(nèi)學者針對室外步行商業(yè)街加蓋防風雨篷采用的技術(shù)措施研究主要基于GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2018 年版)（以下簡稱《建規(guī)》）第5.3.6 條對于有頂步行街的相關(guān)規(guī)定，但在實際的改造過程中，由于各方面的原因，完全按照《建規(guī)》第5.3.6 條規(guī)定存在較大的困難，導致提出的相關(guān)技術(shù)措施難以實施。由此，本文結(jié)合實際的工程案例，通過數(shù)值模擬方法，對步行街兩側(cè)商鋪發(fā)生火災時，加蓋防風雨篷不同敞開率對排煙效果影響、加蓋防風雨篷對步行街內(nèi)火災煙氣蔓延進行研究，以期提高步行街的安全性。

2 室外步行街按有頂步行街改造存在的難點

既有室外步行商業(yè)街按有頂步行街改造存在以下難點：

1）防火間距。有頂步行商業(yè)街兩側(cè)建筑相對面的最近距離應不小于《建規(guī)》對相應高度建筑的防火間距要求，且應不小于9.0 m。對于為多層建筑的室外步行商業(yè)街，其防火間距要求應不小于6.0 m，多層建筑的室外步行商業(yè)街間距難以滿足9.0 m 的要求。

2）臨街商鋪面積控制。有頂步行商業(yè)街臨街商鋪面積宜不大于300 m2，對于已經(jīng)招商運營的場所，調(diào)整商鋪面積，難以實施。

3）防火分隔。有頂步行商業(yè)街臨街商鋪與街區(qū)之間采用耐火極限不低于1.00 h 的防火隔墻或防火玻璃進行防火分隔，對于已經(jīng)營業(yè)的商鋪，改造難度很大。

4）消防設(shè)施的設(shè)置。有頂步行商業(yè)街街區(qū)內(nèi)應設(shè)消火栓、自動滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、疏散照明、燈光疏散指示標志和消防應急廣播，對既有室外步行商業(yè)街，施工難度較大。

3 室外步行商業(yè)街加蓋防風雨篷解決思路

3.1 既有建筑改造防火原則

依據(jù)住建部辦公廳發(fā)布的《關(guān)于開展既有建筑改造利用消防設(shè)計審查驗收試點的通知》，室外步行商業(yè)街加蓋防風雨篷的改造，屬于不改變其使用功能，受條件限制執(zhí)行現(xiàn)行國家工程建設(shè)消防技術(shù)標準確有困難，其建筑的消防安全性在不低于建成時依據(jù)的消防技術(shù)標準水平的基礎(chǔ)上，提出加強技術(shù)措施，并進行專家咨詢論證。

3.2 參考規(guī)范依據(jù)

由于運營環(huán)境和防雨雪需求，通常在街區(qū)頂部加蓋防風雨篷，兩側(cè)的建筑不會因建筑之間設(shè)置了防風雨篷而明顯增大火災蔓延的危險，這類似于下沉廣場的形式，《建規(guī)》6.4.12條規(guī)定：“下沉式廣場確需設(shè)置防風雨篷時，防風雨篷不應完全封閉，四周開口部位應均勻布置，開口的面積應不小于該空間地面面積的25%，開口高度應不小于1.0 m；開口設(shè)置百葉時，百葉的有效排煙面積可按百葉通風口面積的60%計算”。

3.3 需要進分析論證的問題

（1）步行街頂部加蓋防風雨篷，防風雨篷的敞開率應滿足的條件。（2）步行街頂部加蓋防風雨篷，商鋪火災產(chǎn)生的煙氣是否會在步行街公共區(qū)內(nèi)滯留或沉降。

4 室外步行商業(yè)街加蓋防風雨篷后的安全性分析

以南方某城市室外步行商業(yè)街加蓋防風雨篷為例，防風雨篷距地高度為18 m，為確保加蓋防風雨篷后步行街的安全性，各層商業(yè)能夠通過步行街疏散，根據(jù)商業(yè)的火災危險性和空間特性等，設(shè)定相應火災場景，研究火災發(fā)展和煙氣的運動規(guī)律，獲得兩側(cè)商業(yè)火災時相應范圍內(nèi)蓋下區(qū)域的火災煙氣參數(shù)，進而定參數(shù)，定量評價加蓋雨篷后步行街的安全性。

4.1 防風雨篷敞開率分析

4.1.1 火災工況設(shè)置

室外街頂部增設(shè)了防風雨篷，根據(jù)火災發(fā)生可能性以及煙氣蔓延特性，選取了首層步行街商鋪設(shè)置火源，火災增長系數(shù)取0.046 89 kW/s2[3-4]，火源功率根據(jù)GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標準》表4.6.7 規(guī)定的類似場所分析，確定為10 MW，防風雨篷敞開面積取步行街公共區(qū)首層地面面積的5%~30%，共6 種情況，對應雨篷敞開面積分別為225 m2、450 m2、675 m2、900 m2、1 125 m2、1 350 m2。以防風雨篷下方聚集煙氣的二氧化碳濃度、溫度以及能見度為主要研究對象，每隔5 m 設(shè)置一個溫度、能見度以及二氧化碳濃度測點，每隔5 m 設(shè)置一個煙氣層高度測點。

4.1.2 結(jié)果分析

圖1 為火災發(fā)展穩(wěn)定后防風雨篷下方距火源不同位置處二氧化碳濃度、溫度、能見度變化規(guī)律，從圖1 中可以看出，距火源不同位置處二氧化碳濃度、溫度隨防風雨篷敞開面積增大而減小，能見度隨防風雨篷敞開面積增大而升高。防風雨篷敞開面積由5%增加至20%時，二氧化碳濃度減小最大值分別約2 846 mg/m3、736 mg/m3、643 mg/m3，溫度減小最大值分別約10 ℃、3 ℃、2 ℃，減小幅度相對較大；由20%增加至30%時，二氧化碳濃度、溫度基本維持不變。防風雨篷敞開面積由5%增加至20%時，能見度升高最大值分別約為6 m、7 m、12 m，升高幅度相對較大，由20%增加至30%時，能見度基本維持不變。

圖1 火災發(fā)展穩(wěn)定后距火源不同位置處二氧化碳、溫度、能見度變化規(guī)律

在設(shè)置的火災工況情況下，當防風雨篷敞開面積增加至步行街公共區(qū)首層地面面積的20%后，再增加防風雨篷敞開面積對于建筑之間的排煙效果影響不大。參考《建規(guī)》對類似場所自然排煙開口面積的要求，結(jié)合項目實際情況，為保守起見，考慮1.5 倍安全系數(shù)，要求該項目室外街頂部防風雨篷敞開面積應不小于步行街公共區(qū)地面面積的37%。

4.2 環(huán)境溫度對防風雨篷自然排煙效果的影響分析

4.2.1 火災工況設(shè)置

為了研究該項目步行街防風雨篷下方煙氣層是否會在空中滯留或沉降，在首層商鋪設(shè)置了火源位置，考慮最不利情況時即自動噴水滅火系統(tǒng)失效，防風雨篷敞開率為37%，環(huán)境溫度分別在當?shù)仄骄鶞囟?4.0 ℃、最高溫度39.7 ℃、最低溫度-11.3 ℃條件下對煙氣沉降的影響。

4.2.2 結(jié)果分析

經(jīng)火災模擬計算得出，在自動滅火系統(tǒng)失效的情況下，不同環(huán)境溫度時防風雨篷開口處的煙氣流速分別為1.373 m/s、1.059 m/s、1.125 m/s，煙氣能夠從防風雨篷開口順利排出，不會在防風雨篷下滯留或沉降。

4.3 擬采取的加強性消防技術(shù)措施

1）建筑之間設(shè)置防風雨篷有效敞開的凈面積應不小于步行街地面面積的37%，開口應向外敞開，不應封閉。

2）防風雨篷應采用不燃或難燃材料，承重結(jié)構(gòu)的耐火極限不低于1.00 h。

3）室外步行商業(yè)街各層樓板開口面積應不小于室外街地面面積的50%，且開口應盡量均勻布置。

4）各層室外街端部應設(shè)置不小于該部位外墻面積50%的開口，當采用可開啟外窗時，應具備手動和自動開啟功能，并能一鍵全部開啟；當采用格柵或裝飾性構(gòu)件時，應滿足有效通風面積要求。

5）步行街兩側(cè)之間設(shè)置的連廊及步行街不得設(shè)置任何可燃物，僅用于人員通行疏散，不能作為其他功能使用。

6）兩側(cè)不同樓棟建筑應分別設(shè)置疏散設(shè)施，人員疏散應互不影響。

7）步行街首層應能滿足消防車通行要求，其凈寬度和凈空高度應不小于4 m，在室外步行街首層端部消防車進入的位置應敞開設(shè)置，不應設(shè)門。

5 結(jié)語

1）步行街兩側(cè)的商鋪或步行街內(nèi)發(fā)生火災時，當增設(shè)的防風雨篷敞開率達到20%時，再增加防風雨篷敞開面積對于建筑之間的排煙效果影響不大。

2）在不同環(huán)境溫度下，商鋪火災產(chǎn)生的煙氣均能夠通過防風雨篷的開口蔓延至室外，不會在防風雨篷下滯留或沉降。

考慮1.5~2.0 倍的安全系數(shù)，建議室外步行商業(yè)街增設(shè)防風雨篷敞開面積應不小于步行街公共區(qū)地面面積的37%。在室外步行商業(yè)街街區(qū)頂部設(shè)置敞開率不低于37%的防風雨篷，不會明顯增大火災蔓延的危險，也不會導致火災煙氣在該空間內(nèi)明顯積聚沉降不散，說明設(shè)置防風雨篷的街區(qū)仍可作為人員疏散的安全區(qū)域。