机场航站楼消防设计对策与安全走廊的设计工程实践

  工程概况      北京机场航站楼旅客吞吐量设计目标为每年4300万人次,建筑规模近90万m2,是目前世界上一次建成的最大单项工程,其巨大的规模和复杂的空间工艺要求,无法直接采用现行的消防设计规范指导设计,为此新航站楼工程的地上部分和地下的行李处理系统 、旅客捷运系统,经消防主管部门批准,采用消防性能化设计方法,进行建筑消防安全设计。而新航站楼工程中有条件执行现行规范的部分,主要是地下室的机房、库房和货运通道等。本文就非消防性能化设计部分阐述机场航站楼消防设计对策,尤其是安全走廊的设计理念。      消防设计对策      由于机场航站楼中各类用房的规模较大,且有较高的工艺要求,在执行现行消防规范时存在较大困难,为满足每个防火分区有直接对外安全出口的条件,在设计中提出了消防安全走廊的概念,即将垂直疏散系统通过安全走廊的方式,使其在水平方向绢以延伸,从而满足所有防火分区有直接安全出口的条件。安全走廊的概念借鉴了人防地下室消防设计规范的避难走道的概念,设计采用正压送风的措施,确保走廊的防烟性能。安全走廊见图1-1~2,位于安全走廊的墙、门均按耐火极限3小时和甲级防火门标准设计。考虑到机场航站楼地下区域主要是站内的工作人员,进出路径熟悉,人员数量较少,一般旅客是不允许进入此类区域的。这一点为灾害发生时进行疏散是有利的。

  工程概况
  
  北京机场航站楼旅客吞吐量设计目标为每年4300万人次,建筑规模近90万m2,是目前世界上一次建成的最大单项工程,其巨大的规模和复杂的空间工艺要求,无法直接采用现行的消防设计规范指导设计,为此新航站楼工程的地上部分和地下的行李处理系统、旅客捷运系统,经消防主管部门批准,采用消防性能化设计方法,进行建筑消防安全设计。而新航站楼工程中有条件执行现行规范的部分,主要是地下室的机房、库房和货运通道等。本文就非消防性能化设计部分阐述机场航站楼消防设计对策,尤其是安全走廊的设计理念。
  
  消防设计对策
  
  由于机场航站楼中各类用房的规模较大,且有较高的工艺要求,在执行现行消防规范时存在较大困难,为满足每个防火分区有直接对外安全出口的条件,在设计中提出了消防安全走廊的概念,即将垂直疏散系统通过安全走廊的方式,使其在水平方向绢以延伸,从而满足所有防火分区有直接安全出口的条件。安全走廊的概念借鉴了人防地下室消防设计规范的避难走道的概念,设计采用正压送风的措施,确保走廊的防烟性能。安全走廊见图1-1~2,位于安全走廊的墙、门均按耐火极限3小时和甲级防火门标准设计。考虑到机场航站楼地下区域主要是站内的工作人员,进出路径熟悉,人员数量较少,一般旅客是不允许进入此类区域的。这一点为灾害发生时进行疏散是有利的。

机场航站楼消防设计对策与安全走廊的设计工程实践

机场航站楼消防设计对策与安全走廊的设计工程实践

  防火分区
  
  非消防性能化设计部分的分区按照《高层民用建筑设计防火规范》进行设计,即有喷淋灭火系统的地下室按每区1000m2进行控制。鉴于机房工艺限制、人员稀少且均为内部工作人员,部分防火分区略大于1000m2,极端的分区面积是1940m2。分析表明适当扩大防火分区不会影响消防疏散。
  
  另外,在B1层设有一条7740m2的货运通道,由于该通道具备直接通向室外的疏散条件,为了便于使用,设计中没有将其再行分割,而是做为独立的防火单元来考虑。相邻防火单元都有甲级防火门与其分隔。
  
  设计成果在T3A的B1层设有17个防火分区,B2层设有24个防火分区;在T3B的B1层设有2个防火分区,B2层设有30个防火分区。
  
  安全疏散
  
  地下室非消防性能化设计部分主要功能为机房,库房等,根据现有资料和业主方面提供的航站楼运行人员情况,测算T3A的B1、B2层分别为190人和200人,T3B的B1、B2层分别为180人和70人。详见表1,2。
  
  在T3A、T3B分别设有1.5m宽的疏散楼梯6部和8部,按每100人每1.00m宽的疏散能力,疏散楼梯可满足地下室人员的安全疏散。
  
  防排烟系统设计原则
  
  1) B2层:空调机房设排烟系统,安全走廊设正压送风,前室(合用前室)和楼梯间设正压送风;
  
  2) B1层:防火分区内的走道(非安全走廊)及≥50m2的房间设排烟口,对于<50m2(总面积大于200m2)的部位,按其中最大面积房间计入走道排烟量,该房间内不设排烟口;
  
  3) 安全走廊设正压送风,前室(合用前室)和楼梯间设正压送风,每个区域的正压值,要求如下:
  
  楼梯间正压值:50Pa
  
  前室(合用前室)正压值:25Pa
  
  安全走廊正压值:25Pa
  
  4) 安全走廊加压送风量的计算:
  
  按火灾时安全走廊内共四扇门开启,采用压差法、流速法,并参照封闭避难层加压送风量计算方法计算加压送风量,取上述三种计算结果的最大值为最终确定的加压送风量。
  
  安全走廊正压送风量计算方法
  
  方法一:压差法
  
  门缝泄漏风量
  
  L1=0.827*A*ΔP1/n*1.25
  
  其中:
  
  L1-正压送风量(m3/s)
  
  A-总有效漏风面积(m2
  
  ΔP-压力差(Pa)
  
  n-指数n=2
  
  方法二:速度法
  
  疏散泄漏风量
  
  L2=n*F*v*(1+b)/a
  
  其中:
  
  L2-正压送风量(m3/s)
  
  n-同时开启门数量(取四扇门)
  
  F-每档开启门的断面积(m2
  
  V-门洞断面风速(m/s)
  
  b-漏风附加率b=0.1-0.2
  
  a-背压系数a=0.6-1.0
  
  方法三:面积法
  
  按照封闭避难层(间)的正压送风量计算,避难层净面积每m2的送风量不小于30m3/h:L3=30*S/3600
  
  其中:
  
  L3-正压送风量(m3/s)
  
  S-避难层(间)净面积(m2
  
  安全走廊的消防设计
  
  1)安全走廊与疏散楼梯一样,在安全走廊内应确保不存在发生火灾的可能性;
  
  2)走廊的下部是人员安全疏散走廊,上部是设备管线布置空间,中间采用耐火极限1.5小时的防火板进行分隔;
  
  3)正压送风系统采用风道沿安全走廊有组织送风;
  
  4)正压送风机前后采用带电动风阀的旁通风道,由走廊内的压力传感器控制电动风阀的开度;
  
  5)穿越走廊上部的风道设置防火阀;
  
  6)走廊上部布置强弱电电缆,电缆为阻燃型,并设火灾报警探测装置。
  
  消防扑救与报警
  
  1)整个地下部分均设消火栓给水系统,并保证两股水柱同时到达;
  
  2)在公共走道、管理用房、零售库房等区域设普通喷头的自动喷水灭火系统;
  
  3)在行李处理区、行李隧道、空调机房等区域设快速响应喷头的自动喷水灭火系统;
  
  4)在与室外空间连通的货运通道及车道等区域设预作用的自动喷水灭火系统;
  
  5)在重要的电气房间:如变配电间、主通讯机房等区域设惰性气体IG-541灭火系统;
  
  6)地下部分设区域报警控制器,所有疏散楼梯间前室设复式显示屏;
  
  7)大面积机房在出口设置疏散指示标志;
  
  8)采用火灾控制区的方法,避免一旦发生火灾,导致近90万m2完全进入火灾报警状态。
  
  结论
  
  1)机场航站楼消防设计涉及防火分区、安全疏散、结构安全、防烟排烟、灭火扑救、火灾报警等方面,是一个十分复杂的综合系统,应统筹规划、科学论证。
  
  2)安全走廊的做法在现行消防规范和消防性能化设计报告中均没有涉及,是借鉴人防地下室消防设计规范的避难走道以及国外设计实践的一次有益尝试。
  
  3)当建筑设计难以增加疏散楼梯来缩短疏散距离,可以运用安全走廊的概念。
  
  4)防烟楼梯间是竖向疏散手段,安全走廊是横向疏散手段。安全走廊是防烟楼梯间前室的扩大与延续。
  
  5)安全走廊采用正压送风系统,而不是排烟系统。
  
  6)采用火灾控制区的方法,使火灾时人员疏散限于若干相关区域内,提高人员疏散的可靠性和安全性。

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