性能化防火设计在万达商业综合体中的应用

摘要：本文分析万达模式商业综合体的功能组合特点及其防火设计面临的难点与挑战，并结合工程实例介绍性能化防火设计在万达商业综合体工程中的应用。

关键词：万达商业综合体；防火设计的挑战；性能化防火设计

前言

近年来，商业综合体建筑的快速发展导致其防火设计面临很大的挑战。在商业综合体设计实践中，常会遇到一些现行规范适用范围无法包络或规范条文无法解释的建筑设计形式，一旦发生火灾，很可能陷入人员伤亡数量多、经济损失大的惨况。因此，针对此类建筑的火灾危险性，结合我国商业综合体建筑发展所面临的现实问题，研究安全、合理、可持续发展的防火设计方式，具有十分重要的战略意义。目前，我国尚无专门针对此类建筑的规范，设计中只能依据《建筑设计防火规范》（以下简称《建规》）、《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）、《商店建筑设计规范》，并遵循相应建筑使用功能涉及的规范，但是拘泥于现有规范不能满足商业综合体建筑设计的需要，探索和解决合理的建筑布局与科技支持是当前面临的主要课题。性能化设计为商业综合体建筑的防火设计带来希望和选择。

1万达模式商业综合体的功能空间组成分析

万达广场是中国商业地产品牌，历经十余年发展，已从第一代的单店、第二代的组合店，发展到第三代的城市商业综合体模式。万达商业综合体是以大型购物中心、商务办公、酒店等为主体的综合体，购物中心的基本形态由主力店向外成环式扩张，形成内环室内步行街加内铺、外环室外步行街加外铺的格局，主要节点有广场、中庭。基本商业业态根据项目所在城市的级别、地块条件、所在地消费市场情况等的差异有不同的组合方式（图1，图2）。

图1

图2

1.1平面功能组合

通过室外步行街，室内步行街和中庭加上科学合理的动线设计，将不同功能和规模的商业体有机联系在一起，促进主力店与步行街形成更丰富的交流，使得主力店既有相对独立、便于自身经营管理的特点，又与整个万达商业综合体有着紧密的联系，消费者可以很方便地出入各种商业业态。

1.2竖向功能组合

商业业态的经营特点、经营产品的范围、营业时间的差别、消费人群的特点等因素在万达商业综合体竖向功能的组合中都得到综合的考虑和推敲，并进行了科学的组合。有着相近服务人群的业态被尽可能集中化，方便吸引有相近需求的客流，加大凝聚效应。例如：将建筑材料、家具家居、家纺用品等经营范围相关的业态安排在同一区域的不同楼层，将影城，电玩，KTV娱乐广场，网吧等营业时间差别不大的业态安排在同一区域的不同楼层。

2万达模式商业综合体的业态组成分析

万达商业综合体的基本业态构成模式是“主力店+次主力店+商业步行街+开放式的公共空间”。万达集团多年的商业地产开发、经营使万达商业综合体中的商业业态己经涵盖十几个大的类别，包括百货、精品百货、超市、建材家居、数码广场、美食广场、餐饮酒楼、影城、书城、KTV娱乐广场、电子游艺广场、网吧、运动精品、国际健身、国际连锁快餐店及精品商业步行街等。

3由万达模式商业综合体面临的防火设计难点

3.1室内商业步行街超大的防火分区超出现有规范包含的范围

防火分区划分是建筑防火设计的关键环节，其面积大小主要根据建筑性质、类型以及建筑耐火等级来确定。大型商业综合体的耐火等级为一或二级，其防火分区最大面积及防火分隔构造要求在规范中有明确规定。但作为万达商业综合体重要组成部分的室内步行街通常2～3层，长度达300～400m，宽度25～30m，两侧布置有各类商业精品店铺、餐饮店，因应功能使用和内部空间效果的需要形成特大防火分区，例如金融街万达室内步行街形成逾4.5万m2的防火分区（图3），远远超出《建规》、《高规》对于防火分区的面积限制。如何在营造优质购物环境的同时，保障消防安全是万达商业综合体建筑面对的防火设计难点之一。

一层平面示意图

二层平面示意图

三层平面示意图

3.2室内商业步行街和购物中心部分区域的疏散距离无法满足现有规范的要求

合理的疏散距离是保障人员安全疏散的主要条件，主要涉及房间内最远一点到门口、门口到楼梯口、楼梯到室外地面这三段距离。《建规》、《高规》对民用建筑的安全疏散距离有明确规定，但对营业厅等大空间的行走距离未作要求。考虑到营业厅内柜台布置等对疏散距离的影响，部分地方性规范规定行走距离不应大于45m；当疏散距离超长时，可在防火墙开设通向相邻防火分区的甲级防火门作为辅助出口，缩短疏散距离。

万达商业综合体中的室内步行街往往长达300～400m，超出现有规范的距离限定，例如金融街室内步行街长360m，中间有设至通向外街的通道，但距离远超过规范。如何保障火灾发生时人员能快速有效地到达安全地点，是万达模式商业综合体建筑面对的防火设计难点之二。

3.3部分主力店和步行街的疏散楼梯缺少直接对外出口

疏散楼梯间首层对外出口是直接关系到人员安全的“关口”。现行的《建规》、《高规》对商业综合体等人员密集场所疏散楼梯的首层出口都有明确的规定。《建规》规定“楼梯间的首层应设置直通室外的安全出口或在首层采用扩大封闭楼梯间。当层数不超过4层时，可将直通室外的安全出口设置在离楼梯间小于15m处”。《高规》规定“除通向避难层错位的楼梯外，疏散楼梯间在各层的位置不应改变，首层应有直通室外的出口”。万达商业综合体建筑中部分疏散楼梯首层出口设在室内步行街内，人员需通过步行街公共区域到达室外，是防火设计面对的难点之三。

3.4各层疏散宽度小于按照规范要求计算所得数值

疏散宽度是直接影响人员疏散时间的因素之一，而疏散时间又直接关系疏散人员的生命安全。参照《建规》规定计算可得商业建筑的疏散宽度，其中：商场的疏散宽度=疏散人数/百人×疏散宽度指标；疏散人数=每层营业厅建筑面积×面积折算值×疏散人员换算系数。部分万达商业综合体设计存在楼层疏散宽度小于规范要求所需宽度的情况，是防火设计面对的难点之四。

4性能化防火设计在万达商业综合体工程中解决的实际问题

万达定义的消防性能化设计是以性能目标、工程分析和定量评价为基础，针对特定的建筑用途、火灾荷载和火灾场景，利用可接受的工程分析工具、方法和性能判据所进行的消防设计。

性能化防火设计根据不同万达商业综合体的所处地理位置、结构形式、功能组合及人员构成等方面的特点和消防设施的情况，确定项目的研究目标；运用调查类比、理论分析和数值模拟相结合的手段，依据国内外建筑防火规范、火灾科学与消防工程研究成果和业主、设计单位提供的资料数据，针对每个万达广场商业中心的建筑特点，结合当前的防火设计方案，设置多个火灾场景；通过分析各火灾场景下可燃物情况及火灾特性，确定各火灾场景的火灾荷载和增长速率；针对人员与人群特点，利用Pathfinder软件进行人员疏散模拟，得到各场景的人员疏散时间；运用场模拟软件FDS对各火灾场景进行烟气蔓延模拟计算，得到危险来临时间（图6）。

通过性能化设计引入“亚安全区”用于解决消防问题。“亚安全区”是在建筑内部划出一定的空间区域，在此范围内通过对内部可燃物进行控制，并与周围邻近区域进行严格的防火分隔，防止火灾和烟气侵入，由此为人员疏散逃生提供暂时的过渡空间，并为消防火情侦察和扑救提供暂时的安全场所。如北方某万达商业广场，购物中心主要由百货楼、综合楼、娱乐楼、步行街及一环商铺组成，其中贯通地上3层的室内步行街总长度达440m，建筑面积55217 m，为一个独立的防火分区，使用功能为精品店及餐饮商铺；室内步行街宽11～16m，两侧店铺进深10～30m。经分析，存在上文提及的防火分区超大、疏散距离超长、部分楼梯首层无直接对外出口等3个问题。

为了解决这些超越现有规范规定的问题，针对该万达商业综合体建筑特点、商业布局，设计方案拟将室内步行街首层及环廊设计为“亚安全区”，并从防火分隔、防烟排烟、人员疏散、自动灭火系统等方面提出消防设计建议方案：将中庭两侧的每个商铺设置为独立的防火单元，并且每个防火单元建筑面积均小于300m；商铺之间用防火墙相隔；商铺与室内步行街间用加密喷淋保护的钢化玻璃分隔；室内步行街与娱乐、百货及综合楼通过连通口相连；室内步行街屋顶设采光天窗。性能化设计对该万达广场商业中心内的火灾危险源特性以及可能发生的火灾场景进行研究，并对其危险性进行评估，在所得到典型火灾场景的热释放速率的基础上，运用场模拟软件FDS和人员疏散模拟软件Pathfinder进行模拟、计算和分析，论证“亚安全区”的安全可行性。

5结语

利用消防安全工程分析方法，设定了火灾场景及相应的人员疏散场景，通过数值模拟计算，分析研究火灾及烟气的蔓延情况和人员疏散情况，以确保在采取一定措施的条件下能达到性能化防火设计方案所设定的消防安全目标，保障人员生命安全和限制火灾大规模蔓延。为突破性的防火设计提供有针对性的解决方案，是性能化防火设计在万达模式商业综合体中合理运用的结果，也为今后其他大型商业综合体的防火设计提供了新的选择。

参考文献：

[1]吴艳.现代商业空间设计中的可持续发展理念[J].门窗，2012（08）

[2]巩玉斌，仝艳时.某商业综合体工程消防设计简析[J].武警学院学报，2012（08）

[3]刘珠峰，刘静.某商业综合体消防性能化设计探析[J].消防科学与技术，2012（07）