消防性能化設(shè)計(jì)案例-大廠民族宮項(xiàng)目

消防性能化設(shè)計(jì)案例-大廠民族宮項(xiàng)目第一頁(yè)，共35頁(yè)。孫旋博士，畢業(yè)于清華大學(xué)公共安全研究院國(guó)家一級(jí)注冊(cè)消防工程師中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)研究室主任住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部防災(zāi)研究中心高級(jí)工程師全國(guó)消防標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員北京市消防安全性能化工作推進(jìn)委員會(huì)委員國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》主要起草人主要從事計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬研究、人員疏散研究及車(chē)庫(kù)火災(zāi)研究，參與了多項(xiàng)國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃課題、北京市科委重大科研項(xiàng)目，發(fā)表了學(xué)術(shù)論文50篇，參與編著《中國(guó)消防手冊(cè)》、《中國(guó)建筑防災(zāi)年鑒》、《建筑防火性能化設(shè)計(jì)》等。曾主持完成了北京汽車(chē)博物館、北京鳳凰國(guó)際傳媒中心等三十多個(gè)項(xiàng)目的消防評(píng)估工作。作為專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人完成了包括國(guó)家體育場(chǎng)、國(guó)家體育館、國(guó)家游泳中心等近百個(gè)項(xiàng)目的消防性能化評(píng)估工作。作為消防論證會(huì)評(píng)審專(zhuān)家，對(duì)遼寧、西藏、江蘇、內(nèi)蒙等地一系列工程消防設(shè)計(jì)問(wèn)題提供了理分析論和實(shí)踐指導(dǎo)。手機(jī)號(hào)箱126.com第二頁(yè)，共35頁(yè)。目錄一、項(xiàng)目概述二、消防安全問(wèn)題三、消防策略四、模擬驗(yàn)證3第三頁(yè)，共35頁(yè)。一、項(xiàng)目概述4第四頁(yè)，共35頁(yè)。大廠民族宮項(xiàng)目位于河北省廊坊市大廠縣大廠新城核心區(qū)中軸線。本項(xiàng)目總建筑面積32174m2，建筑高度23.6m。其中地上主體三層，功能包括包括中心禮堂、休息大廳、展覽館、電影院、會(huì)議報(bào)告廳、兒童科技館及辦公區(qū)等，地下一層為設(shè)備用房。本工程為多層公共建筑。地上建筑耐火等級(jí)為一級(jí)，地下耐火等級(jí)為一級(jí)。23.6m135.6m135.6m5第五頁(yè)，共35頁(yè)。休息大廳休息大廳剖面圖中心禮堂48.000m23.600m17.800m6第六頁(yè)，共35頁(yè)。首層建筑面積19042m2，主要功能有展覽館、電影院、研究室、中心禮堂、休息大廳。首層平面圖展覽館展覽館休息大廳電影院研究室禮堂主席臺(tái)禮堂池座7第七頁(yè)，共35頁(yè)。二層建筑面積4036m2，標(biāo)高+5.700m，主要布置多功能廳、會(huì)議室及中心禮堂。二層平面圖會(huì)議室放映室多功能廳化妝室8第八頁(yè)，共35頁(yè)。三層建筑面積8092m2，標(biāo)高+10.5m~+11.4m，主要布置研究室、兒童科技館、辦公室、會(huì)議室、VIP餐廳及中心禮堂。三層平面圖兒童科技館禮堂樓座研究室辦公室VIP餐廳9第九頁(yè)，共35頁(yè)。二、消防安全問(wèn)題10第十頁(yè)，共35頁(yè)。問(wèn)題一：防火分區(qū)/分隔問(wèn)題F1-11930m2F1-22048m2F1-7800m2F1-32048m2F1-41930m2F1-62216m2F1-56012m25.3.1

當(dāng)耐火等級(jí)為一級(jí)的多層民用建筑內(nèi)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)時(shí)，其防火分區(qū)的最大允許建筑面積為5000m2。規(guī)范要求休息大廳所在防火分區(qū)F1-5面積達(dá)到6012m2，超過(guò)規(guī)范要求，一旦發(fā)生火災(zāi)，煙氣蔓延范圍較大。11第十一頁(yè)，共35頁(yè)。禮堂設(shè)置在建筑中心，禮堂的樓梯間在首層無(wú)法直通室外，需經(jīng)過(guò)休息大廳到達(dá)室外。問(wèn)題二：樓梯間在首層無(wú)法直通室外首層無(wú)法直通室外樓梯間12第十二頁(yè)，共35頁(yè)。5.5.17條第2款：樓梯間應(yīng)在首層直通室外，確有困難時(shí)，可在首層采用擴(kuò)大的封閉樓梯間或防煙樓梯間前室。當(dāng)層數(shù)不超過(guò)4層且未采用擴(kuò)大的封閉樓梯間或防煙樓梯間前室時(shí)，可將直通室外的門(mén)設(shè)置在離樓梯間不大于15m處。5.3.6條第5款：步行街兩側(cè)建筑內(nèi)的疏散樓梯應(yīng)靠外墻設(shè)置并宜直通室外，確有困難時(shí)，可在首層直接通至步行街；首層商鋪的疏散門(mén)可直接通至步行街。（1）（2）（3）1規(guī)范要求213第十三頁(yè)，共35頁(yè)。三、消防設(shè)計(jì)方案14第十四頁(yè)，共35頁(yè)。防火分區(qū)/分隔各功能區(qū)劃分獨(dú)立的防火分區(qū)，防火分區(qū)之間采取有效的防火分隔方式。禮堂主席臺(tái)休息大廳側(cè)臺(tái)側(cè)臺(tái)觀眾廳貴賓休息室小賣(mài)部吸煙室疏散通道疏散通道疏散通道禮堂防火分隔方式防火幕特級(jí)防火卷簾甲級(jí)防火門(mén)2.5h不燃燒體隔墻3.0h防火墻甲級(jí)防火門(mén)2.0h不燃燒體隔墻甲級(jí)防火門(mén)2.0h防火隔墻2.0h防火隔墻2.0h固定分隔物甲級(jí)防火門(mén)3.0h防火墻15第十五頁(yè)，共35頁(yè)。電影院防火分隔方式休息大廳放映機(jī)房

電影院首層電影院二層防火分區(qū)/分隔3.0h防火墻甲級(jí)防火門(mén)3.0h防火墻2.5h不燃燒體隔墻16第十六頁(yè)，共35頁(yè)。3.0h防火墻休息大廳防火分隔方式防火分區(qū)/分隔3.0h防火墻甲級(jí)防火門(mén)甲級(jí)防火門(mén)甲級(jí)防火門(mén)3.0h防火墻甲級(jí)防火門(mén)3.0h防火墻特級(jí)防火卷簾17第十七頁(yè)，共35頁(yè)。疏散設(shè)計(jì)休息大廳作為人員疏散的準(zhǔn)安全區(qū)，參考步行街做法，應(yīng)滿足：兩側(cè)建筑各構(gòu)配件的耐火性能不低于一級(jí)耐火等級(jí)建筑的相應(yīng)要求。休息大廳的寬度不小于9m。屋頂承重結(jié)構(gòu)的耐火極限不低于1.50h。D>9mD>9mD>9mD>9mD>9mD>9mD>9mD>9m18第十八頁(yè)，共35頁(yè)。禮堂、電影院觀眾廳、多功能廳的疏散人數(shù)按座席人數(shù)的1.1倍計(jì)算。影院候場(chǎng)區(qū)人數(shù)按照：0.5人/m2/最大一個(gè)廳室觀眾人數(shù)/影院區(qū)觀眾廳人數(shù)的20%中較大值確定。展示中心按0.75人/m2的人員密度計(jì)算疏散人數(shù)。普通辦公室參照《辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ67--2006第4.2.3條，按每人使用面積4m2確定疏散人數(shù)，貴賓接待、研究工作室按每人使用面積5m2確定疏散人數(shù)?？萍拣^、會(huì)議室按0.5人/m2計(jì)算疏散人數(shù)。休息大廳按0.25人/m2的人員密度與禮堂所有人數(shù)的20%比較計(jì)算疏散人數(shù)。

疏散人數(shù)19第十九頁(yè)，共35頁(yè)。d<27.5md<50md<37.5md<12.5md<37.5md<37.5md<12.5m疏散距離具有兩個(gè)安全出口或疏散門(mén)的廳室，其疏散距離不應(yīng)大于37.5m；疏散門(mén)不能直通室外地面或疏散樓梯間時(shí)，采用長(zhǎng)度不大于12.5m的疏散走道。辦公室等房間內(nèi)任一點(diǎn)至疏散門(mén)的直線距離不應(yīng)大于27.5m。直通疏散通道的疏散門(mén)位于兩個(gè)安全出口之間時(shí)，直線距離不應(yīng)大于50m。20第二十頁(yè)，共35頁(yè)。休息大廳防排煙設(shè)計(jì)自然排煙機(jī)械排煙《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014步行街NFPA92B模型設(shè)計(jì)NFPA92B模型設(shè)計(jì)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006中庭自然排煙窗面積機(jī)械排煙量21第二十一頁(yè)，共35頁(yè)。自然排煙——《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014步行街休息大廳應(yīng)設(shè)置自然排煙設(shè)施并宜采用常開(kāi)式排煙口，且自然排煙口的有效面積不應(yīng)小于休息大廳地面面積的25%。常閉式自然排煙設(shè)施應(yīng)能在火災(zāi)時(shí)手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)啟，且具有失電開(kāi)啟功能。設(shè)置在屋面上的自動(dòng)排煙窗宜采用對(duì)開(kāi)式或百頁(yè)式?？蓪⒅苯訉?duì)外的疏散門(mén)作為自然補(bǔ)風(fēng)口，火災(zāi)時(shí)疏散門(mén)應(yīng)能聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟。22第二十二頁(yè)，共35頁(yè)。2.自然排煙——NFPA92B模型NFPA92B模型計(jì)算，最小排煙口面積55.6m2。應(yīng)劃分邏輯防煙分區(qū)：面積不大于2000m2長(zhǎng)邊不超過(guò)60m需劃分4個(gè)邏輯防煙分區(qū)?？紤]2倍安全系數(shù)，面積444.8m2。占休息大廳地面面積的比例為7.4%。邏輯防煙分區(qū)一邏輯防煙分區(qū)二邏輯防煙分區(qū)四邏輯防煙分區(qū)三排煙窗面積111.2m223第二十三頁(yè)，共35頁(yè)。3.機(jī)械排煙——《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014中庭休息大廳體積為107013.6m3（大于17000m3），換氣次數(shù)按4次/h計(jì)算，排煙量為428054.4m3/h。機(jī)械排煙系統(tǒng)的最小排煙量條件和部位單位排煙量

(m3/h·m2)換氣次數(shù)

（次/h）備注擔(dān)負(fù)1個(gè)防煙分區(qū)60--單臺(tái)風(fēng)機(jī)排煙量不應(yīng)小于7200m3/h室內(nèi)凈高大于6m且不劃分

防煙分區(qū)的空間擔(dān)負(fù)2個(gè)及2個(gè)以上防煙分區(qū)120--應(yīng)按最大的防煙分區(qū)面積確定中庭體積小于等于17000m3--6體積大于17000m3時(shí)，排煙量不應(yīng)

小于102000m3/h。體積大于17000m3--424第二十四頁(yè)，共35頁(yè)。4.機(jī)械排煙——NFPA92B模型劃分4個(gè)邏輯防煙分區(qū)，總的機(jī)械排煙量為614564m3/h。邏輯防煙分區(qū)一邏輯防煙分區(qū)二邏輯防煙分區(qū)四邏輯防煙分區(qū)三排煙量為153641m3/hNFPA92B模型計(jì)算，設(shè)計(jì)排煙量為153641m3/h。25第二十五頁(yè)，共35頁(yè)。排煙方式自然排煙機(jī)械排煙排煙方案《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50016-2014NFPA92B《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006NFPA92B關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)自然排煙窗有效面積占地面面積比例（%）機(jī)械排煙量（m3/h）設(shè)計(jì)值25%7.4%428054.4m3/h614564m3/h排煙方案比較保守起見(jiàn)，最佳排煙方案為采用自然排煙窗面積占地面面積25%的自然排煙方式。采用機(jī)械排煙方式時(shí)，設(shè)計(jì)排煙量宜選取較大值。鑒于實(shí)際工程設(shè)計(jì)中需同時(shí)考慮安全性及經(jīng)濟(jì)適用性，當(dāng)自然排煙窗面積選取較小值進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，宜通過(guò)火災(zāi)場(chǎng)景數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)熱煙實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)估。26第二十六頁(yè)，共35頁(yè)。消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)1）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警大于12m空間：兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測(cè)器。2）自動(dòng)滅火系統(tǒng)大空間智能型滅火裝置：休息大廳、禮堂觀眾廳上方高度大于12m區(qū)域。閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)：禮堂化妝室、道具室、儲(chǔ)藏室和貴賓室。防護(hù)冷卻水幕系統(tǒng)：防火幕上部。27第二十七頁(yè)，共35頁(yè)。四、模擬驗(yàn)證28第二十八頁(yè)，共35頁(yè)。（1）根據(jù)可信最不利原則，在建筑內(nèi)設(shè)置火災(zāi)場(chǎng)景及人員疏散場(chǎng)景。（2）采用疏散軟件Pathfinder模擬本項(xiàng)目中人員疏散情況，分析疏散時(shí)間。（3）采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件FDS模擬建筑內(nèi)各火災(zāi)場(chǎng)景下煙氣蔓延狀況，分析危險(xiǎn)來(lái)臨時(shí)間。（4）根據(jù)人員疏散結(jié)果及煙氣蔓延結(jié)果判斷人員疏散的安全性，評(píng)估并優(yōu)化防火分隔、疏散樓梯、消防設(shè)施等設(shè)計(jì)。區(qū)域位置主要分析內(nèi)容主要分析方法地下二層~地上八層商業(yè)區(qū)及公交場(chǎng)站危險(xiǎn)源辨識(shí)及火災(zāi)危險(xiǎn)性危險(xiǎn)性預(yù)先分析法設(shè)計(jì)火災(zāi)DETECT-QS煙氣流動(dòng)與控制NFPA92B、FDS人員疏散時(shí)間經(jīng)驗(yàn)公式、Pathfinder火災(zāi)蔓延與控制點(diǎn)火源輻射分析法29第二十九頁(yè)，共35頁(yè)?；馂?zāi)場(chǎng)景C火災(zāi)場(chǎng)景A火災(zāi)場(chǎng)景B火災(zāi)場(chǎng)景位置圖火災(zāi)場(chǎng)景E火災(zāi)場(chǎng)景D三層火災(zāi)場(chǎng)景位置示意首層火災(zāi)場(chǎng)景位置示意30第三十頁(yè)，共35頁(yè)。三維視圖（整體）網(wǎng)格劃分（屋頂）三維視圖（整體）三維模型（禮堂）模型31第三十一頁(yè)，共35頁(yè)。疏散行動(dòng)時(shí)間模擬分析軟件人員疏散行動(dòng)時(shí)間的模擬分析采用的分析工具是Pathfinder商用軟件，與傳統(tǒng)的以流體流動(dòng)為計(jì)算基礎(chǔ)的軟件不同，在現(xiàn)在主要應(yīng)用于游戲開(kāi)發(fā)、圖形圖像技術(shù)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)上，Pathfinder實(shí)現(xiàn)了對(duì)每個(gè)個(gè)體的運(yùn)動(dòng)方式預(yù)測(cè)。32第三十二頁(yè)，共35頁(yè)。疏散行動(dòng)時(shí)間模擬分析模型整體模型平面、樓梯和出口33第三十三頁(yè)，共35頁(yè)。人員疏散安全性判斷分析結(jié)果表明，人員可用安全疏散時(shí)間（ASET）均大于所需安全疏散時(shí)間（RSET），各區(qū)域能夠滿足人員安全疏散要求。位置編號(hào)場(chǎng)景編號(hào)區(qū)域ASET（s）RSET（s）是否滿足疏散條件AA11首層休息大廳>1800488是三層連廊>1800276是A01首層休息大廳>1800488是三層連廊>1800276是A00首層休息大廳>1800488是三層連廊540276是BB11禮堂內(nèi)420300是禮堂首層休息廳>1800386是禮堂二層休息廳>1800252是B01禮堂內(nèi)302300是禮堂首層休息廳633386是禮堂二層休息廳900252是B00禮堂內(nèi)292200是禮堂首層休息廳525386是禮堂二層休息廳715252是CC11電影院205136是影院休息廳>1800344是C01電影院200136是影院休息廳>1800344是C00電影院194136是影院休息廳435344是DD11兒童科技館>1800419是D01兒童科技館370419是D00兒童科