中庭建筑的防火安全设计探讨

随着现代建筑的发展，设有中庭的多层民用建筑如商场、会展中心等建筑大量涌现。这类建筑的中庭建筑高度大多超过12m，屋面采用大跨度轻型钢结构、玻璃采光顶。它具有内部空间大、使用功能复杂、人员密度大、可燃物较多、火灾强度大等特点。一旦发生火灾，人员的疏散、火灾的救援难度较大。鉴于以上特点，这类建筑的中庭的确有设置防排烟设施的必要。成都人民商场、上海友谊商城、上海心族商厦和上海名品商厦等均为此类建筑，其中庭均设置有防排烟设施。而在现行的《建筑设计防火规范》GBJ 16-87（2001年版）（以下简称《建规》）中无此类建筑防排烟设计的相关规范条文。本文仅就笔者以前设计的××商场（多层建筑），结合切身经验，从具体操作上谈谈多层建筑中庭的排烟系统设计。

中庭建筑的防火安全设计探讨

根据上条内容之规定，该商场在房间、过厅与中庭相通的开口部位等处，设置乙级防火 门或防火窗，一、二层每层一个防火分区，三层设两个防火分区，中庭单独作为一个防火分 区(见图 1)。同时，中庭每层回廊还必须设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统；中 庭封闭屋盖设置自动排烟设施。 图 1 一层平面图 3 中庭排烟设施的方式选择 建筑物的排烟设施分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。 机械排烟是设置专 用的排烟口、排烟管道及排烟风机等，把火灾时产生的烟气和热量排至室外。自然排烟是利 用火灾时产生的热压，通过可开启的外窗或排烟窗(包括在火灾时破碎玻璃以打开外窗)把 烟气排至室外。 多层建筑中庭的自动排烟设施究竟该选用哪种方式， 《建规》 尚无明文规定。 虽然《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2001 年版)(以下简称《高规》)不适 用于多层建筑，但在具体设计中，消防从严，不妨予以参照借鉴，用以确定此类中庭的排烟 方式和排烟量。 参照《高规》第 8.4.1.3 条： “不具备自然排烟条件或净空高度超过 12m 的中庭应设置 机械排烟设施。”也就是说，净空高度小于 12m、且具备自然排烟条件的中庭，可采用自然 排烟设施；其可开启外窗的面积也可参照《高规》第 8.2.2.5 条：“净空高度小于 12m 的中 庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的 5%”的规定执行。不具备自然排 烟条件或净空高度超过 12m 的中庭，必须采用机械排烟设施。 该商场中庭的净空高度为 14.4m,因此设计采用机械排烟设施。 4 中庭机械排烟设施的设置 多层建筑的中庭， 屋面一般采用大跨度轻型钢结构、 玻璃采光顶， 因此， 中庭顶部通风、 排烟管道的设置，无论从建筑自然采光、美观的角度还是从结构安全性的角度上来看，都是 不太现实和经济的。文献[3] [4]则系统地介绍了高层建筑中庭常见的三种类型和相应的防 烟、排烟设计方法，但对于多层民用建筑，仍具有较高的参考价值。在具体工程设计中，为 简化排烟系统， 节省投资， 同时又能保证系统的排烟效果和火灾自动报警系统的集中控制的 可靠性，笔者认为，有条件时

应尽可能采用设置多台屋顶风机来进行集中排烟的方式。 另外，中庭排烟设施采用此种设置方式，主要还基于其具有如下优点：①排烟系统与通风系 统合用，节约投资；②对排烟风机经常使用可保持其良好的工作状态；③系统无风管，不影 响建筑美观和采光； ④风机分散布置， 有效的降低屋面荷载； ⑤火灾自动报警系统控制量少， 系统更可靠。

中庭建筑的防火安全设计探讨

在该商场中庭的排烟系统设计中，设计选用4台高温双速屋顶排烟风机，均分设置于屋面上（见图2）。由于该商场（包括中庭）设置有集中空调系统，空调时，屋顶风机可关闭。为了防止玻璃屋顶部的热滞留现象，也可开启风机低速运转；并根据室内空气品质状况，确定屋顶风机的开启台数，进行全面通风换气，排除集聚在屋顶下的热空气。中庭发生火灾时，由火灾自动报警系统自动将屋顶风机转入火灾运行模式，电机高速运转，及时排除高温烟气和热量。

图2 中庭排烟风机布置平面图

5 中庭排烟量的确定

《建规》同样也缺乏建筑中庭排烟量的计算标准。在设计过程中，也可参照《高规》第

8.4.2.3条之规定“中庭体积小于17000 m3时，其排烟量按其体积的6次/h换气计算；中庭体积大于17000 m3时，其排烟量按其体积的4次/h换气计算；但最小排烟量不应小于102000 m3/h。”来确定中庭的排烟量和排烟风机的风量。

该中庭筒体直径37.0m，建筑面积1080㎡，体积15552 m3，计算排烟量为93400 m3/h；排烟风机计算风量为102000 m3/h。设计选用4台高温双速屋顶排烟风机（高速时：1450rpm，风量31421~26012m3/h，全压600~723Pa），平时需要时可低速排风，火灾时高速排烟。 6 其他相关消防设施的设置

为了早期发现和通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，在现代重要公共建筑中，火灾自动报警系统已成为必不可少的消防设施。

该建筑分类：二类；耐火等级：二级，属重要公共建筑；同时，根据《建规》第5.1.2条之规定，该建筑中庭每层回廊设有火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统。在设计中，整个建筑物火灾自动报警系统采用集中报警控制器，中庭单独设置1个区域报警控制器，每层回廊设置有感温探测器、感烟探测器、手动火灾报警按钮等设施（见图1）。

7 结论

由于建筑技术的进步（结构、建筑设计等），随着新型建材的大量使用，设有多功能中庭的多层建筑的规模日趋庞大，此类建筑中庭应当设置防排烟设施。而对于其设置依据、方法、排烟量计算等诸多问题，尚无统一规定，目前问题显得日益突出；而现行《建规》在此方面也是一个空白。因此，有必要加紧对这一系列问题进行深入的研究和讨论，制订出相应的规范条文。