摘要：隨著城市化進(jìn)程的加快，大尺度公共建筑的數(shù)量不斷增加，如何有效防范火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，確保公眾安全已成為亟待解決的重要課題。本文以性能化理念為基礎(chǔ)，對(duì)大尺度公共建筑防火特性與性能化防火設(shè)計(jì)理論框架及其具體策略進(jìn)行了深入剖析和探討。結(jié)合案例分析，提出了適合大尺度公共建筑的防火措施與優(yōu)化方案，以期為提升建筑防火性能提供參考。

關(guān)鍵詞：大尺度公共建筑；防火設(shè)計(jì)；性能化設(shè)計(jì)；防火風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；安全疏散

引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，大尺度公共建筑（如大型商場(chǎng)、體育場(chǎng)館、會(huì)展中心等）的數(shù)量不斷增加，這些建筑的特點(diǎn)是空間大、人流密集、功能復(fù)雜，對(duì)消防安全提出了更高要求。傳統(tǒng)的防火設(shè)計(jì)方法往往依賴規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，難以全面考慮建筑的特定需求和復(fù)雜性。本文旨在通過系統(tǒng)研究大尺度公共建筑的防火特性、性能化防火設(shè)計(jì)理論和具體應(yīng)用策略，以期為建筑設(shè)計(jì)和管理提供技術(shù)參考。

一、大尺度公共建筑的防火特性分析

（一）大尺度公共建筑的定義與分類

大尺度公共建筑是指規(guī)模較大、功能較為復(fù)雜的公共建筑，通常包括大型商場(chǎng)、體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、劇院、寫字樓等，建筑規(guī)模較大，建筑功能較為復(fù)雜。大尺度公共建筑一般是指以空間開闊、人流密集、功能多樣為特征，建筑面積在10000m2以上或單層面積在2000m2以上的建筑。大尺度公共建筑可以根據(jù)用途和功能進(jìn)行分類。商業(yè)建筑如大型商場(chǎng)、購物中心，主要用于商業(yè)活動(dòng)和消費(fèi)服務(wù)；文體建筑如體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、劇院，主要用于文化、體育和娛樂活動(dòng)；辦公建筑如大型辦公樓、商務(wù)中心，主要用于辦公和商務(wù)活動(dòng)；交通建筑如機(jī)場(chǎng)航站樓、火車站、長(zhǎng)途汽車站，主要用于交通運(yùn)輸和服務(wù)；醫(yī)療建筑如大型醫(yī)院、醫(yī)療中心，主要用于醫(yī)療服務(wù)和健康保健。

（二）防火設(shè)計(jì)的基本要求

1.樓體結(jié)構(gòu)防火

選用耐火等級(jí)較高的建筑材料，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。設(shè)置防火墻、防火門，對(duì)防火分區(qū)進(jìn)行劃分，并對(duì)火勢(shì)蔓延進(jìn)行限制。

2.配備滅火設(shè)施

在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，配備自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、滅火電梯和滅火泵房等完善的滅火設(shè)施，確保能夠很快撲滅火災(zāi)并報(bào)警。

3．設(shè)計(jì)和疏散

在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，要設(shè)置足夠數(shù)量和寬度的安全出口、疏散通道和疏散樓梯，保證人員迅速、安全疏散。同時(shí)，對(duì)疏散指示標(biāo)志、應(yīng)急照明燈進(jìn)行明確設(shè)置，對(duì)人員進(jìn)行疏散引導(dǎo)。

4.火災(zāi)危險(xiǎn)性鑒定

定期開展火險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)火險(xiǎn)隱患點(diǎn)位進(jìn)行甄別，防患于未然?？己藘?nèi)容包括建筑材料的可燃性、電氣設(shè)備的安全性、消防設(shè)施的有效性等，主要考核建筑材料的可燃性、電氣設(shè)備的安全性和消防設(shè)施的有效性[1]。

5.管理制度

建立完善的消防安全管理制度，明確各級(jí)管理人員的職責(zé)權(quán)限，定期開展消防安全培訓(xùn)和演練，提高人員的消防安全意識(shí)和應(yīng)急處置能力。

二、防火性能化設(shè)計(jì)的基本原則

防火性能化設(shè)計(jì)是通過對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)、材料、使用功能、環(huán)境等因素的綜合評(píng)價(jià)，確定火災(zāi)潛在危險(xiǎn)點(diǎn)，從而為設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)的一種基于科學(xué)評(píng)估和優(yōu)化的防火設(shè)計(jì)方法。采用耐火極限、疏散時(shí)間、火災(zāi)蔓延速度等指標(biāo)量化的方法對(duì)建筑物進(jìn)行防火性能評(píng)估，確保設(shè)計(jì)措施科學(xué)有效，并對(duì)建筑防火性能進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。靈活調(diào)整設(shè)計(jì)措施，根據(jù)建筑物的具體需要和特點(diǎn)，保證設(shè)計(jì)方案的合理性、可行性。在滿足安全要求的前提下，允許對(duì)建筑物進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少施工和運(yùn)行費(fèi)用[2]。

三、大尺度公共建筑防火策略研究

（一）火災(zāi)發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)

大尺度公共建筑由于其規(guī)模大、功能復(fù)雜、人流密集等特點(diǎn)，存在多種潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。第一，建筑材料的可燃性。使用易燃或可燃材料的裝修和裝飾，如木材、塑料等，增加了火災(zāi)的危險(xiǎn)性。一旦發(fā)生火災(zāi)，這些材料會(huì)迅速燃燒，產(chǎn)生大量煙霧和有毒氣體，影響人員疏散和救援。第二，電氣設(shè)備故障。大尺度公共建筑中使用的電氣設(shè)備眾多，如照明、空調(diào)、電梯等，若維護(hù)不當(dāng)或老化失修，容易引發(fā)電氣火災(zāi)。電氣設(shè)備的短路、過載和接觸不良是常見的火災(zāi)原因。第三，人為因素。人員的不當(dāng)行為，如吸煙、違規(guī)使用電器、堆放易燃物品等，是火災(zāi)頻發(fā)的重要原因，特別是在人員密集區(qū)域，如商場(chǎng)、劇院等，人為因素導(dǎo)致的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)更高。第四，消防設(shè)施不足或失效。消防設(shè)施配置不足或維護(hù)不當(dāng)，如自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防電梯等，會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)無法得到有效控制，延誤滅火時(shí)機(jī)。第五，疏散路徑不暢。疏散通道和出口的設(shè)計(jì)不合理或被占用，如疏散通道被雜物堵塞、安全出口被鎖閉等，會(huì)影響人員的快速疏散，增加人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)[3]。

（二）性能化防火措施的制定

為確保大尺度公共建筑的消防安全，可以基于科學(xué)評(píng)估優(yōu)化防火措施，如圖1所示。

為保證建筑物結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的穩(wěn)定性和完整性，選用耐火等級(jí)較高的建筑物材料。設(shè)置防火分區(qū)、限制火災(zāi)蔓延的防火墻和防火門。配備自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防電梯和滅火泵房等先進(jìn)的滅火設(shè)施。定期開展維護(hù)檢測(cè)，確保設(shè)施完好有效。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，為保證人員疏散迅速、安全，設(shè)置了足夠數(shù)量和寬度的安全出口、疏散通道及疏散樓梯。設(shè)置明顯的撤離指示標(biāo)識(shí)和應(yīng)急照明燈，做好人員撤離的引導(dǎo)工作。例如，每條撤離通道寬度不能小于1.4m，撤離距離不能大于30m。采用防火阻燃的電線電纜，設(shè)置過載保護(hù)及短路保護(hù)裝置，定期巡視、檢修電氣系統(tǒng)，杜絕電氣火災(zāi)的發(fā)生。定期開展火險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)火險(xiǎn)隱患點(diǎn)位進(jìn)行甄別，防患于未然。考核內(nèi)容包括建筑材料的可燃性、電氣設(shè)備的安全性、消防設(shè)施的有效性等[4]。

（三）安全疏散策略與路徑優(yōu)化

通過對(duì)疏散路徑進(jìn)行合理規(guī)劃，保證各地區(qū)有足夠的安全出口及疏散通道，確保大尺度公共建筑內(nèi)人員在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠快速、安全疏散。疏散通道寬窄不能少于14m，疏散距離不能大于30m。為確保路徑暢通，應(yīng)避免設(shè)置復(fù)雜路徑與障礙物，將明顯的疏散指示牌和緊急照明設(shè)置在重點(diǎn)位置，引導(dǎo)人員找到安全出口。定期開展疏散演練、消防安全培訓(xùn)，提高人員應(yīng)急反應(yīng)能力和疏散能力。演練要覆蓋白天和晚上、工作日和節(jié)假日等不同場(chǎng)景，確保撤離過程中所有人員都能做到快速反應(yīng)。引進(jìn)動(dòng)態(tài)撤離指示系統(tǒng)、語音播報(bào)系統(tǒng)等智能撤離系統(tǒng)，對(duì)撤離指令進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，根據(jù)火場(chǎng)位置、火情引導(dǎo)人員選擇最佳撤離路徑。系統(tǒng)要與自動(dòng)化管理的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。對(duì)不同撤離路徑的撤離時(shí)間進(jìn)行評(píng)估，通過模擬演練和電腦模擬，確保所有人員在規(guī)定時(shí)間內(nèi)安全撤離。要根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)撤離路線、出口設(shè)置等進(jìn)行優(yōu)化，使撤離工作更加高效[5]。應(yīng)設(shè)置緊急避難場(chǎng)所，要有充足的空間和通風(fēng)條件，并配備必要的搶險(xiǎn)物資和醫(yī)療器械，在等待救援的同時(shí)，保證人員安全。

四、案例分析

（一）大尺度公共建筑案例

某大型購物中心位于市中心，總建筑面積達(dá)100000m2，共有5層，包括零售商鋪、餐飲區(qū)、電影院和兒童游樂區(qū)等多個(gè)功能區(qū)域。該購物中心日均客流量超過2萬人次，高峰時(shí)段可達(dá)5萬人次。建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人流密集，對(duì)消防安全提出了極高要求。為了確保顧客和員工的生命安全，購物中心在設(shè)計(jì)和運(yùn)營中采用了先進(jìn)的防火措施，包括性能化防火設(shè)計(jì)、智能疏散系統(tǒng)和定期的消防安全培訓(xùn)與演練。然而，由于建筑規(guī)模大、功能多樣，仍存在潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)一步優(yōu)化防火策略。

（二）性能化防火策略的應(yīng)用

該大型購物中心對(duì)建筑物進(jìn)行了詳盡的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，包括建筑材料的耐火性、內(nèi)部空間布局、人員密度及活動(dòng)模式等因素。通過構(gòu)建三維模型并利用火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬軟件（如FDS）對(duì)不同場(chǎng)景下的火災(zāi)蔓延和煙氣擴(kuò)散情況進(jìn)行仿真，評(píng)估了各逃生路線的安全性和有效性?；诖?，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)制定了多項(xiàng)針對(duì)性措施，如增設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，以提高初期火災(zāi)控制能力；優(yōu)化安全出口設(shè)置，確保人群能夠在最短時(shí)間內(nèi)撤離至安全區(qū)域；采用耐火等級(jí)更高的材料，減緩火焰?zhèn)鞑ニ俣龋话惭b智能疏散指示系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整疏散方向，避免擁堵；定期組織消防演練，提升員工應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力。

（三）應(yīng)用效果評(píng)估

性能化防火策略在大型購物中心的應(yīng)用取得了顯著成效，具體如表1所示。初始火災(zāi)響應(yīng)時(shí)間從90秒降至30秒，減少了60%，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)覆蓋率全面提升至100%，大幅提升了初期火災(zāi)的控制能力。最大煙霧濃度從600mg/m3降低到300mg/m3，下降了50%，耐火材料使用比例增加至80%，有效減緩了煙氣產(chǎn)生和擴(kuò)散。同時(shí)，平均疏散時(shí)間由10分鐘縮短至5分鐘，關(guān)鍵路徑疏散效率從50人/分鐘提高到100人/分鐘，分別減少了50%和增加了100%，智能疏散指示系統(tǒng)的全面覆蓋確保了疏散路徑的高效利用。消防演練頻率從每年1次增加到4次，增幅達(dá)300%，進(jìn)一步增強(qiáng)了員工和訪客的應(yīng)急反應(yīng)能力。綜上所述，性能化防火策略不僅提高了建筑物的消防安全水平，還為人員的生命財(cái)產(chǎn)安全提供了更加可靠的保障。

結(jié)語

在大規(guī)模的公共建筑中，優(yōu)化性能化防火戰(zhàn)略的意義重大。通過對(duì)防火特點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及優(yōu)化措施的系統(tǒng)分析，本文提出了一系列可行的防火設(shè)計(jì)和實(shí)施策略。這些策略可以有效減少火災(zāi)隱患、優(yōu)化安全疏散路徑、增強(qiáng)整體防火性能。未來，需要不斷關(guān)注新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，為進(jìn)一步增強(qiáng)公共建筑的防火能力、保護(hù)人員生命財(cái)產(chǎn)安全提供更加有力的支持。

參考文獻(xiàn)

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