大型服装批发市场消防设计.docx

浅谈大型服装批发市场消防设计

株洲市公安消防支队 贺海军

摘要 大型服装批发市场消防设计一直是设计的难点。随着此类市场的建设必须对此类市场消防设计有更合理的设计思路。本文通过对此类市场特点的分析，对市场的防火分区、防排烟设计、安全疏散设计、自动喷水灭火系统设计等方面提出要求和意见。希望对此类市场设计引起重视，确保市场消防安全
关键词 消防设计 服装市场

近年来随着市场经济的快速发展，各地相继建起了大批大型服装批发市场。株洲作为我省最先建设大型服装批发市场的城市。近两年随着旧城改造，招商引资项目的开发。株洲又将建设一批大型服装批发市场。然而在执行现行消防技术规范的过程中暴露出规范的不够完善性，按照现行国家消防技术规范，建设单位、设计单位、公安消防机关在执行规范上有较大分歧。在此笔者结合实际工作经验，依据相关技术规范对此类市场消防设计提出个人意见供各位参考。希望为此类市场消防设计起到抛砖引玉的作用。
一、该类市场的特点：
1、建筑面积大。该类市场一般建筑面积都有上万平方米。现在株洲将建的几个市场建筑面积均在3万m2以上，其中汇亚商业广场总建筑面积就达20万m2。
2、火灾荷载大。该类市场一般为分隔摊位，每个摊位面积一般在10至80 m2间。摊位前部为吊架垂挂样品展示，后部水平堆积待批发的服装。从天津消防科研所的实验结果可以知道70kg混质服装平放堆放在1m2面积上的燃烧热释放率峰值为960.00kW，而此类市场每个摊位均堆积有数百公斤的服装。燃烧时产生的燃烧热将是非常惊人的。
3、人员集中，火灾危险性大，发生火灾后易造成群死群伤，经济损失惨重；
4、多设有空调系统，可开启外窗面积小，自然排烟能力差。此类市场为布置摊位内、营造商业气氛，外开窗户均被封闭、或设固定窗户。无法利用外开窗户进行自然排烟。
二、消防设计要求：
（一）防火分区防排烟设计：
1、防火分区设计要求
依据《建筑设计防火规范》第5.1.1条要求：多层市场每层防火分区面积最大允许为2500 m2，在设有自动喷水灭火设施时可以达5000 m2 。依据《高层民用建筑设计防火规范》第5.1.2条要求，高层市场地上每层防火分区面积最大允许为1000-1500 m2，在设有火灾报警系统和自动灭火系统时可以达4000 m2。地下市场每层防火分区面积最大允许为500 m2，在设有火灾报警系统和自动灭火系统时可以达2000 m2。进行防火分区一般采用用防火卷帘和防火墙进行分隔。 
 防火卷帘一般分为两类：第一类是普通防火卷帘，由于无隔热保护措施，检测时只测其背火面一定距离的辐射热和帘片是否穿火来判断其耐火极限，故达不到防火分区分隔的要求。在使用中应在卷帘两侧设置独立的闭式自动喷水系统或水幕保护，其延续时间应不低于防火卷帘所代替的防火墙的耐火极限。在实际工作中因规范要求自动喷水冷却系统或水幕系统为独立系统，加之冷却用水量惊人，建设单位基本难以采用。株洲以建和将建市场中无一个采用此方式进行防火分隔。第二类为特级防火卷帘，由于采用了特殊材质和用水冷却，检测时是将背火面温升作为其耐火极限的判定条件，故能达到防火分区分隔的要求，目前市场上出现的汽雾钢质防火卷帘、双轨双帘无机复合防火卷帘、蒸发式汽雾防火卷帘等均属此类。此类市场因是分搁的摊位，在进行防火分区时可以将摊位的隔墙改为防火墙。这样一来就只须在走道上设置防火卷帘进行分隔了，大大降低成本。在汇亚商业广场防火分区设计中原设计全部采用特级防火卷帘进行防火分隔，结果关此项造价就达千万元。建设单位无法接受笔者提出此方案后，设计人员进行了相应修改后此项造价降低70%左右。
对于在市场内上下层相连通的走廊、敞开楼梯、自动扶梯等的开口部位进行竖向防火分区时规范要求也和水平防火分区一样。笔者认为竖向防火分区主要应是考虑火灾的热对流蔓延，热辐射、热传导两种火灾蔓延方式因有楼板的分隔而难以达到火灾蔓延。而水平防火分区还要考虑火灾的热辐射、热传导蔓延。因此水平防火分区和竖向防火分区要求不应同等对待。对于竖向防火分区应放宽，只要能达到防止火灾竖向热对流蔓延的结果就可以。在汇亚商业广场经和相关专家讨论觉得采用普通防火卷帘再用市场设置的自动喷水灭火系统的加密喷头（喷头间距为2.00m）保护可以达到防止火灾竖向蔓延的结果。
2、防排烟设计要求
因在《建筑设计防火规范》中对在地上的市场没有要求进行防排烟设计的要求。因此设计人员在设计中将此项设计不于设计。在株洲已建多层市场尚无一设置。在高层建筑中的市场在《高层民用建筑设计防火规范》中虽有规定，但是在建设初期设计人员一般考虑利用外窗自然排烟，未设置机械排烟设施。然而在工程建设中或建成后均因市场摊位设置需要将外窗封堵，无法进行自然排烟。因此类市场中主要为堆积的服装，服装一般为棉、麻、丝和高分子化合物为原材料，燃烧时将产生大量的烟气。加之市场自然通风、排烟条件差，火灾发生后因不充分燃烧产生大量的烟雾在市场弥漫，严重影响人员疏散和火灾扑救。同时因高温的烟蔓延造成火场温度迅速上升，缩短轰燃发生的时间，加快火灾发展速度，增加火灾扑救难度。设计防排烟工程的目的就是要防止火灾产生的大量的烟气，阻止烟气的迅速蔓延，确保人员的安全疏散和改善扑救条件。因此我认为此类市场均有必要设计机械防排烟设施。
市场的机械防排烟方式有多种，具体有如下几种：（一）、自然送风，机械排烟。开始排烟烟后烟气在很短时间内排出，走道内能见度较理想，气流组织好，排烟时间短，对于安全疏散很有利，也利于火灾扑救，减少火灾损失。排烟量规范要求为60 m3/(m2.h)。
（二）、机械送风、机械排烟。在不具备自然送风条件的情况下，可以采用机械送风、机械排烟。排烟系统的排烟量按其所负担防烟分区建筑面积排烟量为60m3/(m2.h)的防烟量计算，送风量按负担防烟分区建筑面积送风量为24m3/( m2.h)的送风量计算。
按火灾模拟模型CFAST与人员疏散模型Fegress模拟，在自动喷水灭火系统与机械排烟系统的联合作用下，排烟系统的排烟量按其所负担防烟分区建筑面积排烟量为36m3/(m2.h)就可以始终将烟的界面保持在2 m以上，可以保证人员能够有充足的时间疏散到安全地点。因此笔者认为在自动喷水灭火系统与机械排烟系统的联合作用下，排烟系统的排烟量按其所负担防烟分区建筑面积排烟量为36m3/(m2.h)就可以了。
因该类市场均设置了空气调节系统，将通风、空气调节系统和机械排烟系统合用在规范中也是允许的。因此在设计机械排烟系统时可以将通风、空气调节系统和机械排烟系统合用。通过对市场的调查用通风、空气调节系统的新风风管为排烟管比较合理。不过风管应采用不燃材料并设不燃材料的隔热层保护。按常规设计是在送风风机前设置70℃防烟防火阀切换至排烟风机。因双速消防排烟轴流风机有耐高温、强度高、大于等于280℃时可以连续工作30分钟以上，满足消防规范对排烟风机的要求。笔者想将双速消防排烟轴流风机在通风及排烟合用系统的应用。这样可以省去一台风机，节省风机房面积。同时因风机经常运行，火灾时能保证正常运行。
建筑物中的排烟系统往往担负一个或一个以上防火分区的排烟任务，一个防烟分区中同时安装多个排烟口。排烟工程中在每个排烟支管，设置自动排烟防火阀具有重要作用。当某个排烟口气体温度超过280℃时可以关闭气体温度超过280℃处的排烟口，整个系统可以继续工作，保证整体的排烟效果。对于合用系统设置防火阀对送风并无影响。
防火防烟分区的面积太大不利于防烟排烟，面积太小防烟排烟效果好了，又不经济，浪费资金。防火防烟分区的面积规范中要求不大于500 m2。据相关实验结果表明防火防烟分区的面积在300-400 m2之间为好。挡烟垂壁的有效垂度以50-80cm为宜，且尽可能更大些。考虑到市场的特点应采用自动挡烟垂壁，平时垂板在吊顶的位置，垂壁与装有感烟探测器或感温探测器相配合，一旦发生火灾，探测器报警，同时驱动自动挡烟垂壁开启下垂90度。
（二）安全疏散设计
1、安全疏散总宽度的确定。
市场安全疏散总宽度的确定一直是设计人员和消防设计审核人员争论的焦点。因此类市场设计一般是按《商店建筑设计规范》（JGJ48-88）进行设计的。在《商店建筑设计规范》（JGJ48-88）第4、2、5 条规定：商店营业部分疏散人数的计算，可按每层营业厅和为顾客服务用房的面积总数乘以换算系数（人/ m2 ）来确定：
第一、二层，每层换算系数为0.85；
第三层，换算系数为0.77；
第四层及以上各层，每层换算系数为0.60。
《人民防空工程设计防火设计规范》（GB50098-98）第5.1.8条规定：地下商店营业部分疏散人数，可按每层营业厅和为顾客服务用房的使用面积之合乘以人员密度指标来计算，其人员密度指标为：
①第一层，人员密度指标为0.85人/ m2，
②地下第二层，人员密度指标为0.80人/ m2，
以上指标因规范制定年代以久，难以适应现行发展要求。常成为设计人员和消防设计审核人员争论的焦点。根据对我市现有的批发市场 的估测（节日前一个月左右）市场营业厅高峰期间人员平均密度为1.6人/ m2左右。笔者通过对国内部分以建市场的分析，依据《商店建筑设计规范》（JGJ48-88）第3、2、2 条和第3、2、7 条规定，建议对于地上部分采用1.5人/ m2为计算密度指标，地下部分仍按《人民防空工程设计防火设计规范》（GB50098-98）第5.1.8条规定。
营业厅的实际面积应按照具体的工程的施工设计图确定营业厅的建筑面积。在设计时为了降低总疏散宽度，不少设计人员用每层的建筑面积乘以34%（《商店建筑设计规范》（JGJ48-88）第3.1.2 条规定，建筑面积大于15000 m2营业面积应大于34%）来确定营业厅面积。在设计株洲南大门市场七区设计时设计人员就采用此法。也有按每个摊位多少人来确定总人数的，在汇亚商业广场开始设计时设计人员为降低总疏散宽度就按每摊位2.5人计算。笔者认为此些计算方法采用依据不合理。因为34%只是商店的营业在营业、仓储、辅助三部分的简直面积的分配比例，每摊位2.5人的来源也没有依据。因此在设计审核中此些计算方法均未于采用。计算面积时应按可供顾客（含商店工作人员）停留和活动的面积确定面积。根据对许多工程实例分析，商定营业厅中可供人员停留与活动的计算面积约为其建筑面积的50%-70%。采用65%作为基数，乘以一定的换算系数计算确定疏散人数。然后将算出的总人数除以疏散宽度指标就可以计算出总疏散宽度。
3、安全疏散距离的确定。
对于多层市场，市场内任意点到最近的安全出口的直线距离为40米。设有自动喷水灭火系统时，疏散距离可以增加到50米。而高层市场在《高层民用建筑设计防火规范》中规定为30米。在高层市场发生火灾后，自动喷水灭火系统开启喷水灭火、机械排烟设施启动排烟势必延长疏散时间，在疏散速度一定时，疏散时间增加了，增加疏散距离也不是没有理论依据的。这也是符合性能化设计的指导思想的。在《建筑设计防火规范》第5.3.8条的条文说明中说到对设有自动喷水灭火系统时，疏散距离可以增加到25%，作为加强设防条件情况下，允许适当调整的一种措施，从而给设计以一定的灵活性的可能。因此我认为对于高层市场的疏散距离可以放宽。对于设有自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、机械排烟设施的高层市场疏散距离可以放宽到40米。这样一来给高层市场的设计也带来灵活性。
（三）自动喷水灭火系统的设计
目前在以建和将建的市场中设计的自动喷水灭火系统均为普通自动喷水灭火系统（指采普通型喷头、水力计算按《自动喷水灭火系统设计规范》第5.0.1条的普通自动喷水灭火系统）。然而笔者认为在此类市场设计普通自动喷水灭火系统不符合实际要求，难以成功控制初期火灾。该类市场一般均有吊顶，而在《自动喷水灭火系统设计规范》第6.1.3条条文说明中不推荐使用普通型喷头。原因是在吊顶下安装此种喷头时，洒水严重受阻，喷水强度将下降40%，严重削弱系统的灭火能力。在NPA1999版中也规定，在新工程设计中不再用普通喷头。美国将人员密集的场所全部必须采用快速响应喷头。理由是火灾时火灾主要靠自动喷水灭火系统，火场中的人员必须及早的离开事故现场，快速响应喷头能在火灾初起反映灭火，并实现早期火灾自动报警，使消防队及时接警，早期快速到达火场，初起火灾不至于产生大量的有毒烟雾。有利于人员及早撤离火场。消防队到达火场后能尽早将人员投入扑救初起火灾，而不必将力量放在疏散和拯救人员上，错失扑救处起火灾的时机；火灾初期快速动作的消防系统能有效抑制火灾的蔓延。况且此类市场中的服装均为堆放，普通喷头所喷的水难以达到燃烧物表面，无法有效控制火灾。
在此类市场中的自动喷水灭火系统采用ESFR喷头对于压制初期火灾是有利的。笔者在审核汇亚商业广场初步设计中提出将市场的自动喷水灭火系统设计为ESFR喷头，得到设计人员的认同。ESFR（Early Suppression Fast-Response）喷头，称为早期压制快速反映喷头。它是一种快反应，即响应时起到火灾压制作用的喷头。ESFR喷头的作用是火灾压制，而不是火灾控制（除ESFR喷头以外其它快速反应喷头不能用于火灾压制）。根据NFPA13的定义，火灾压制是直接充分地将水透过火焰喷射到燃烧物表面，明显地减少火焰热量的释放，防止重新增长。ESFR喷头反应速度是目前喷头中最快的，大流量、大水滴、高速率的喷水可以穿透火焰，直接到达燃烧物表面灭火。此喷头灭火系统的设计参数来自“full scale”或“large scale”实物规模的灭火实验。喷头成功灭火的水力参数才能用于ESFR喷头灭火系统的设计参数。
三、结束语
由于大型服装批发市场与一般商店在火灾现象方面存在较大区别，而现行效仿技术规范对此类市场消防设计没有明确要求。因此应对此类市场发生火灾时的特征为出发点，实施科学的消防设计。本文从市场的特点、火灾的特性、消防设施的应用，对市场消防设计提出自己的见解。希望起到抛砖引玉的作用，更多专家对此类市场消防设计进行研究。让此类市场消防设计更合理、更科学。

致谢：本文在撰稿过程中参考了大量的文献资料，在此不一一列举。在此笔者对引用的文献资料的出版社、作者深表感谢。