大型民用機(jī)場航站樓建筑消防設(shè)計(jì)理念與實(shí)踐研究

摘要：大型民用機(jī)場承擔(dān)著重要的交通任務(wù)，該建筑主體空間高大，通常很難進(jìn)行完全分隔，防火設(shè)計(jì)規(guī)范要求無法有效落實(shí)。由于大型民用機(jī)場人流量大，因而設(shè)計(jì)人員應(yīng)做好消防預(yù)案，將可能發(fā)生的事故消滅于萌芽中。本文以大型民用機(jī)場航站樓的建筑消防設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)，針對如何設(shè)計(jì)進(jìn)行探索和研究，以供參考。關(guān)鍵詞：大型民用機(jī)場；航站樓；消防設(shè)計(jì)引言大型民用機(jī)場航站樓作為重要的交通樞紐建筑，其主體高大空間往往無法分隔，無法完全依照現(xiàn)行防火設(shè)計(jì)規(guī)范，需要依靠消防性能化設(shè)計(jì)方法與理念進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。航站樓是機(jī)場的基礎(chǔ)功能區(qū)域之一，其建筑功能與運(yùn)營特點(diǎn)和其他公共建筑、商業(yè)建筑有著很大區(qū)別。該交通樞紐的功能更加多樣、面積寬闊、各空間互通、旅客吞吐量大、人員組成漸顯國際化、進(jìn)出港大廳的人口密度較高，是消防工作上的難點(diǎn)之一，而保護(hù)旅客的生命和財(cái)產(chǎn)安全是機(jī)場工作人員不可忽視的責(zé)任。一般來說，民用機(jī)場航站樓經(jīng)常連續(xù)運(yùn)營，如果運(yùn)營發(fā)生中斷，就會(huì)給機(jī)場帶來較大影響。一、防火艙“艙”是用堅(jiān)固、具有充分防火功能的天花板搭建而成，它覆蓋了諸如零售區(qū)、辦公室等火災(zāi)發(fā)生率較高的區(qū)域。天棚下設(shè)有自動(dòng)噴霧及機(jī)械排煙裝置。用防火艙的理念來引導(dǎo)大空間消防設(shè)計(jì)，可以把局部自動(dòng)探測報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、機(jī)械排煙系統(tǒng)與局部防火分隔相結(jié)合，把消防措施重點(diǎn)放在火災(zāi)發(fā)生概率高的地方，保證將火災(zāi)影響控制在局部，盡量減少可能危及人身、財(cái)產(chǎn)及生產(chǎn)安全的事故。在世界各地，許多大型國際機(jī)場和車站，都成功采用了這種設(shè)計(jì)方案，防火隔間分為開放式隔間和封閉式隔間[1]。（一）開放艙設(shè)置特點(diǎn)在開放艙室中，沒有必要在周圍設(shè)置一道隔離墻來防止火災(zāi)，只需要在上面安裝一個(gè)排煙罩即可。零售過程中，商店之間一般用隔板隔開，其余部分則是開放式。其消防設(shè)計(jì)理念為：在商場、辦票島等火災(zāi)荷載和人流密度大的地方；在天花板上設(shè)置煙霧儲(chǔ)存?zhèn)}（煙霧儲(chǔ)存?zhèn)}的厚度不宜低于1.0米），設(shè)計(jì)人員可以在其周圍安裝一道煙霧隔絕墻/幕布，天花板的防火時(shí)間為1小時(shí)；通常艙口為開放狀態(tài)，艙口朝外打開，沒有任何障礙物；設(shè)置用于啟動(dòng)抽煙機(jī)的火警自動(dòng)檢測與報(bào)警系統(tǒng)；為控制火情，設(shè)置一套自動(dòng)噴灑裝置。盡管艙室是敞開的，但是由于有噴水系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)的保護(hù)，火勢仍然可以得到最大程度控制。通常情況下，開放艙內(nèi)和周圍人員都會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)快速離開該區(qū)域，再加上開放艙主要用于大空間區(qū)域，疏散是多方向的，因此如果在開放艙中發(fā)生火災(zāi)，對人員造成的輻射影響可以忽略不計(jì)[2]。（二）封閉艙設(shè)置特點(diǎn)封閉艙的四面完全密封，或者其中一面打開，當(dāng)檢測到火警信號時(shí)，打開的一面會(huì)自動(dòng)關(guān)上防火卷簾。在重要地區(qū)的零售店使用封閉式艙室，可以有效阻止火勢擴(kuò)散，從而避免對機(jī)場正常運(yùn)作帶來不利影響。其消防設(shè)計(jì)理念為：主要布置在火場負(fù)荷高、敏感性強(qiáng)的地方，這里所說的敏感性地方是指對火場輻射傳播有一定影響的地方[3]；四面是密閉、固定的隔墻和防火門，或者其中一面打開，感應(yīng)到火警后，會(huì)自動(dòng)降下另一面，形成一個(gè)密閉的空間；頂棚、隔墻和圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須有1小時(shí)的耐火限度，隔墻的窗戶、門必須是乙類防火門和窗戶；在密閉空間內(nèi)的管路上，應(yīng)設(shè)置一個(gè)消防閥門；在沒有安裝消防門的情況下，為確保室內(nèi)人員安全撤離，其消防卷簾為二級升降式；設(shè)有自動(dòng)火警探測及報(bào)警裝置、自動(dòng)灑水滅火裝置及排煙裝置；密閉艙室既可防止煙霧擴(kuò)散，又可防止火焰輻射。（三）防火艙設(shè)置要求各防火隔間的面積通常不超過300平方米。在100平方米以下的封閉防火隔間中，可以不安裝機(jī)械排煙裝置。二、防火隔離帶及其設(shè)置要求防火隔離是指在各個(gè)功能廳之間劃出一條寬度適中的空白區(qū)，在該區(qū)域中，嚴(yán)禁放置任何易燃物品，并利用輻射模型，確定隔離區(qū)所需的有效寬度，以確保在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，一邊的火焰不會(huì)被輻射擴(kuò)散到另一邊。[4]這一理念通常用于較高空間，設(shè)計(jì)人員可以在其周圍設(shè)置防火隔離層，從而避免傳統(tǒng)防火隔離技術(shù)的使用。這一技術(shù)手段對建筑物的使用效率和使用效果有很大影響。該方法在不采用實(shí)體阻隔物的情況下，仍能實(shí)現(xiàn)阻隔火勢蔓延，是一種合理的防火分區(qū)劃分方法。在防火隔離區(qū)內(nèi)，只允許人員進(jìn)出，嚴(yán)禁在該區(qū)域內(nèi)放置任何易燃物品。在實(shí)際運(yùn)作中，機(jī)場管理者應(yīng)對用作消防隔離區(qū)的人流區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格管理，確保沒有可燃物質(zhì)，特別是不允許有商業(yè)性的設(shè)施。消防隔離設(shè)計(jì)是針對機(jī)場候機(jī)樓中使用的一種設(shè)計(jì)方法，它會(huì)對交通造成很大影響。消防隔離區(qū)的設(shè)立以取代常規(guī)的防火墻和卷簾為目標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)其安全性和可靠性，就需要對消防隔離區(qū)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析。在室內(nèi)大空間場所，其內(nèi)部的防火隔離帶應(yīng)該滿足空間凈高大于4.0米的要求（在大空間場所，建議清晰高度不低于3.0米，同時(shí)考慮到排煙系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，需有一個(gè)合理的煙氣層厚度，并且為有效防止煙氣蔓延，儲(chǔ)煙空間應(yīng)不低于1.0米）。在確定建筑火災(zāi)隔離區(qū)時(shí)，要將火災(zāi)發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的火災(zāi)和煙霧影響因素納入到火災(zāi)隔離區(qū)的設(shè)計(jì)中。經(jīng)分析，確定火災(zāi)隔離墻的最小寬度為8.0米以上。為避免煙火通過阻隔層擴(kuò)散，設(shè)有機(jī)械式排煙裝置的地區(qū)，在兩邊均設(shè)有阻隔層，并將阻隔層降低至規(guī)定水平。在隔離區(qū)，必須有一個(gè)單獨(dú)的噴灑消防系統(tǒng)和一個(gè)排煙系統(tǒng)，噴灑消防系統(tǒng)之后應(yīng)有一個(gè)單獨(dú)的排放風(fēng)扇。設(shè)有天然通風(fēng)系統(tǒng)地區(qū)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，天然通風(fēng)窗口應(yīng)同時(shí)開放，當(dāng)遇到停電故障時(shí)，開啟相應(yīng)功能[5]。三、燃料島在面積較大的地方，可以設(shè)立多個(gè)固定或流動(dòng)攤位以及商業(yè)辦公區(qū)域。在不能用阻隔艙室來保護(hù)的情況下，就必須用燃料島來保護(hù)，將它們看成是一片片隔離開來的燃料區(qū)。在面對較大空間的火災(zāi)荷載下，煙塵及近2/3的熱能經(jīng)羽流向頂部對流擴(kuò)散。在大面積空間中，一般都可以用一個(gè)公式來計(jì)算由熱輻射引起的燃燒有效半徑。隨著距離增大，熱釋放率減小。在沒有噴灑裝置的情況下，只要對可燃物體的火情負(fù)荷進(jìn)行控制，并在兩個(gè)可燃物體間留出適當(dāng)?shù)拈g隔，一般情況下，火勢不會(huì)蔓延。易燃易爆物品便會(huì)構(gòu)成“燃料島”，而“島”和“島”間的人群活動(dòng)范圍則會(huì)構(gòu)成一道自然的防火屏障。燃料島上的火載控制及防護(hù)十分重要。其設(shè)置要求為：燃料島上的裝飾材料盡可能采用不燃、不易燃材質(zhì)，禁止帶入、儲(chǔ)存危險(xiǎn)物品，以免出現(xiàn)大面積火災(zāi)。針對燃料島上的輻照點(diǎn)火狀況，在將各燃料島的面積控制在9.0平方米、火場大小為4.5兆瓦的條件下，要確保任意一座零售亭起火并完全燃燒后，不會(huì)因輻照而導(dǎo)致火勢擴(kuò)散至其它零售亭。經(jīng)計(jì)算，每一燃料島間的防火間隔最少為3.5米。[6]鑒于“燃料島”的實(shí)現(xiàn)要求有更好的管理與引導(dǎo)，提出了“燃料島群”的中心位置不應(yīng)大于100平方米，以防止“燃料島”發(fā)生故障。在100平方米以上的情況下，燃料島群之間的距離參照火災(zāi)隔離區(qū)規(guī)定，距離不能低于8.0米。四、獨(dú)立防火單元在終端大樓里，設(shè)置在中心位置的辦公、機(jī)電用房和附屬用房等，可以采用防火分隔墻和防火門等分隔措施，將它們與其他公共空間進(jìn)行有效防火分隔，并將它們當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)的防火單位來進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。在單獨(dú)的消防單元，應(yīng)該使用不少于2小時(shí)的隔墻、1.5小時(shí)的樓板以及甲級消防門窗，將其與周圍其他空間進(jìn)行有效消防分隔，同時(shí)消防單元的面積應(yīng)該被限制在2000平方米之內(nèi)。五、疏散設(shè)計(jì)策略（一）分階段疏散在未對整棟大樓進(jìn)行疏散的情況下，應(yīng)先從事故地區(qū)撤離。只有當(dāng)出現(xiàn)極度失控的情況時(shí)，才會(huì)按照預(yù)先制定的應(yīng)對措施，有序撤離整棟大樓，這就是所謂的分階段疏散戰(zhàn)略。因大型航站樓工程占地面積較大，如發(fā)生火災(zāi)等突發(fā)事件，往往不會(huì)對災(zāi)區(qū)之外的人群造成嚴(yán)重威脅，因此無需對整個(gè)空港樞紐進(jìn)行大規(guī)模疏散。為避免混亂，保障機(jī)場安全，通常采取分段撤離[7]。決定分期撤離范圍時(shí)，必須全面考慮下列因素：建筑物的平面布置以及各個(gè)地區(qū)之間的功能銜接；確定火災(zāi)發(fā)生時(shí)的防火分區(qū)及煙氣控區(qū)；消防設(shè)備具有同步聯(lián)動(dòng)功能，如報(bào)警、排煙和疏散廣播等；陸側(cè)、空中人員在機(jī)場內(nèi)撤離。大型民航機(jī)場候機(jī)樓的疏散策略既要考慮分階段疏散，又要考慮到應(yīng)急處置中出現(xiàn)的極度不受控制突發(fā)事件，從開始到結(jié)束都要保證人員安全。（二）人流量法建筑中人員疏散數(shù)的確定是防火性能分析中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在進(jìn)行人員疏散時(shí)，要根據(jù)工程實(shí)際情況，采取各種措施，對人員進(jìn)行綜合確定。機(jī)場終點(diǎn)站建筑以承載空中乘客為主體，其在終點(diǎn)站中所形成的動(dòng)態(tài)“人流”就是該功能的具體體現(xiàn)。若采用傳統(tǒng)的“面積系數(shù)”方法，對候機(jī)樓中的值機(jī)廳、到達(dá)廳、指廊等區(qū)域的待避者人數(shù)進(jìn)行計(jì)算，往往會(huì)得出一個(gè)超出常識的較大值。其計(jì)算公式為：確定待退區(qū)內(nèi)人員數(shù)目的兩個(gè)重要參數(shù)，即本地區(qū)的設(shè)計(jì)人流量和本地區(qū)人員在本區(qū)的逗留時(shí)間，而這兩個(gè)參數(shù)主要取決于航班的數(shù)目和密度。而班次的數(shù)目和密度實(shí)質(zhì)上是由機(jī)場的設(shè)計(jì)載客量來決定。以此提出一種基于人流量法的機(jī)場主要公眾區(qū)人員流量計(jì)算方法。（三）準(zhǔn)安全區(qū)一般將人群撤離到戶外安全區(qū)后，才算是完全撤離，然而在大型交通樞紐中，因其龐大的體積、巨大的空間，人們很難在很短時(shí)間內(nèi)撤離到戶外安全區(qū)?；诖?，提出了一種“準(zhǔn)安全區(qū)域”的概念。與火區(qū)相比，這類半安全區(qū)要安全得多，火勢和煙塵不會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散、危及人身安全。在大型交通樞紐大樓中，人們可以考慮進(jìn)入一個(gè)由防火隔離帶、防火墻、卷簾或樓面等隔斷的鄰近疏散區(qū)，從而脫離火場的直接威脅，進(jìn)入“準(zhǔn)安全區(qū)”。（四）疏散距離在設(shè)計(jì)大型樞紐建筑時(shí)，因其功能布局，往往會(huì)造成樓梯、出口無法合理布置，從而產(chǎn)生疏散距離過長的問題。（五）使用登機(jī)橋疏散在機(jī)場候機(jī)區(qū)，到達(dá)通道旁設(shè)置了大量的坡形登機(jī)橋，并在其內(nèi)部設(shè)置了逃生梯，為指廊人員提供了逃生通道。利用登機(jī)橋上的逃生梯，可以減輕走廊上人員的疏散壓力，并對乘客的安全撤離起到重要作用。登機(jī)橋出口處應(yīng)有一個(gè)與火警自動(dòng)連接的控制系統(tǒng)，并在發(fā)生緊急情況時(shí)自動(dòng)開啟，并由機(jī)場管理層制定一系列撤離方案，以保證登機(jī)橋的可使用性。為避免登機(jī)橋大門在打開過程中對過道內(nèi)人員的撤離造成干擾，應(yīng)使平推大門的打開方向與人員的撤離方向相一致。一旦確定火情，大門將從消防控制室開啟，并安排一名專人看守大門，并對向地面撤離的人員進(jìn)行監(jiān)管[8]。（六）使用敞開樓梯疏散機(jī)場候機(jī)區(qū)為大面積建筑，可儲(chǔ)存大量煙霧和熱量。與常規(guī)狹小空間相比，消