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应急照明系统的消防设计
  
    近年来，国内应急照照灯具的开发有了较大的发展，灯具的型式及各种技术指标均有了很大的改进，但相应的技术规范、标准并没有很好地与此相适应，造成设计、使用管理的混乱。本文现结合实际，就典型的几种应急照明灯具的设计施工进行探讨。
    一、应急照明灯具的种类

    应急照明灯具按其供电方式分为以下几种：

    1．采用双电源双回路供电方式

    即应急照明灯具本身一般采用普通灯具，而其供电电源为双路高压电源经变压后取得，并在最末段配电箱实现自动互投。采用此种供电方式，其优点是便于管理、布置灵活，不影响建筑物总体效果；缺点是由于采用双电源双回路供电方式，在双电源双回路设置方面，投资较高，所以在中小型建筑物中一般刁不广泛采用，而多应用于高层、大型建筑以及大空间场所。而且，如果线路敷设、灯具选用不当，有可能火灾状态下因喷淋系统工作，大量喷水，因某处线路短路从而影响整个系统的正常适用。而且220V电源有可能会对疏散人员及消防人员生命构成威胁。

    为保障应急照明系统的用电可靠性，在设计施工中应注意以下问题：

   (1)为保证用电可靠性，对于疏散走道、楼梯等公共场所设置的应急照明灯具宜设置单独供电回路，并与日常照明严格区分开；

    (2)应急照明灯具最末一级配电设施应采用双回路供电方式，并满足自动互投。其配电设施应设置在专用房间内，并采取有效的防火措施；

    (3)应急照明专用回路上的开关，应有保证火灾状态下不影响应急回路正常使用的可靠措施。

    (4)对于应急照明灯具的配电线路，暗敷时，应敷设在不燃烧体结构内，且保护厚度不小于30mm，明敷时，应采用金属管或金属线槽上涂防火涂料保护；引入灯具的软管，接线盒、接线头，及其灯具应进行防火处理；

    (5)、对于大空间场所，应急照明灯具宜按防火分区设置供电回路，以避免火灾状态下造成不必要的惊慌。

    2．独立电源供电式系统

即每个应急灯上自带备用电源，正常电源切断时，备用电源自动投入。此类灯具根据其接线方式又分为两线制及三线制。两线制，即应急灯直接接入零线、火线，一旦系统停电，灯具根据自身内部检测线路自动点亮灯具；三线制，即应急灯除上述零线、火线外，另外在灯具外单独设置一条检测回路，此回路直接接入供电回路的配电设施前端线路，通过判断配电设备的供电情况来实现切换功能。

以上两种方式，因其供电可靠性高、布置灵活、线路故障无影响且施工简单方便而被广泛采用，但要达到美观、适用要求，使用中的维护和管理工作是非常繁重的，而且，由于受电池寿命的影响，二次维护管理要求较高。所以，此种设计，多存在于中小型建筑物。采用此种方式，应注意采用此种方式的应急照明灯具，其供电回路应为专用供电回路，而不能与日常照明回路合用。《民用建筑电气设计规范》第11.8.9条规定：“疏散照明采用带有蓄电池的应急照明灯时，正常供电电源可接自本层(或本区)的分配电盘的专用回路上，或者直接引自本层(或本区)的防灾专用配电盘。”但这并不是说，可以直接接入日常照明回路中。因为如果接入正常照明回路(两线制方式)，尽管火灾状态下可以满足切换的目的，但给日常管理工作带来很多麻烦。因为通常情况下，多数建筑物(尤其大空间场所)其日常照明灯具由一个或多个总开关进行控制，而此时如果合用回路，应急照明灯具在切断正常照明电源开关时会自动点亮，久而久之，对电池的寿命会有较大的影响。

《民用建筑电气设计规范》相应的条文解释为：“疏散照明采用带有蓄电池的应急照明灯时，其正常电源的供电一般宜接自本层域本区)的防灾专用配电盘，只有不具备条件时可降低要求而接自本层(或本区)的分总配电盘上，但应是专用回路。”所以，不能因为应急照明疏散指示标志滞有蓄电池而不加以区分地接引在本层(或本区)的正常照明电源上。

    在实际工程中，应注意以下问题：

    (1)应设置专用回路，并满足火灾状态下由报警系统进行联动控制切换。

    (2)专用回路上除设置与火灾报警系统联动控制系统有关的线路外，不得设置其它开关，保证充电线路有效可靠；

    (3)应急输出至灯具的线路上不允许用户自行加开关控制，以保障火灾状态下的应急使用。

    (4)线路敷设要求与电源双回路供电方式时的第(4)要求相同；

    3、集中电源供电方式

即应急照明灯具由设置在一定位置的集中应急电源箱(或电池组)通过专用回路进行供电。此种方式，兼有以上两种供电方式的特点。投资较小，且便于集中管理，缺点是有可能应为局部短路而造成整个系统无法正常使用。在实际工程中，应注意：

    (1)集中电源箱(电池组)应设置独立房间中，并采取相应的防火措施，保证火灾状态下正常使用；

    (2)集中电源箱应与报警系统实现联动控制，保证火灾状态下的切换；

    (3)专用回路中不得设置其它开关；

    (4)线路敷设要求与电源双回路供电方式时的第(4)要求相同；

    二、应急照明灯具的技术要求

应急照明(疏散指示标志)的选用标准。《建筑设计防火规范》第10 .2.9条规定：“事故照明灯和疏散指示标志，应设玻璃和其他非燃烧体材料制作的保护罩。”因而，无论采用何种供电方式的应急照明系铳，对于应急照明及疏散指示标志灯具而言，其产品都应注意不得采用普通照明灯具，应选用带有玻璃及其它非燃烧体材料制作的保护罩。而目前，在大多数工程项目中，尤其在大型超市、市场中，多以普通日光灯或格栅灯来代替，而此种灯具，灯管一般直接暴露在外，无任何防火保护措施，容易在火灾状态下损坏。   

    三，应急照明(疏散指示标志)灯具的控制   

应急照明(疏散指示标志)设计的基本要求是满足在火灾事故状态下，相关区域的的应急照明(疏散指示标志位能够在消防中心控制下，在切断正常照明后立即启动，并不得受开关的控制，以利于人员的直接疏散。在工程设计中，应注意以下几点：   

    1．当应急照明系统采用双电源双回路供电方式时，发生火灾时，仅需切断着火层(分区)的非消防用电设备即可。这种控制方式的优点是动作可靠性高，适用于各种场合的各类应急照明灯具。缺点是灭火时灯具及配电线路仍带有220V电压，有可能危及救火人员的

人身安全。

    2．当应急照明系统采用独立供电式或集中电源供电方式时，在发生火灾时，可从消防控制室手动切断或通过报警系统联动切断着火层份区)专用应急照明供电回路配电箱电源，使该回路的应急照明灯具自动点燃。这种控制方式的优点是，无论灯具处于何种状态均能可靠点燃，且用电相对比较安全。

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我国建筑防火性能化设计的若干看法

    如果说20世纪的建筑设计主要竞争于造型和功能要求的话，则21世纪建筑设计行业的核心竞争力将体现在预防灾害发生上。因此，包括防火在内的防灾设计是判定建筑设计方案好、坏的重要条件之一。

    建筑防火的安全水准和目标应该是明确的和高水平的，即发生火灾的概率十分小。但确保安全水准实现的方法则是多种多样的，人们可以运用所有的现代科技手段进行有机的和创造性的组合。

    性能设计是一种新型的防火系统设计思路，是建立在更加理性条件上的一种新的设计方法。它不是根据确定的、一成不变的模式进行设计，而是运用消防安全工程学的原理和方法，首先制定整个防火系统应该达到的性能目标，并针对各类建筑物的实际状态，应用所有可能的方法对建筑的火灾危险和将导致的后果进行定性、定量地预测与评估，以期得到最佳的防火设计方案和最好的防火保护。性能设计是一个非常复杂的体系，它的实现需要各种社会环境和技术条件的支撑。

    应该指出的是，由指令性规范向性能规范的转型不是一蹴而就的。目前国际上所谓性能规范都只是包含部分性能规定，并没有百分之百的性能规范。指令性规定与性能规定不是简单的替代，而是在相当长的时期内并存或互补，这样既不妨碍新技术的应用，又能够保持当前的安全程度。笔者就我国性能化研究与实践工作，谈几点看法。

1  工作的基本方向

    性能规范属于柔性的法规，它适用于(1)规范规章没有规定的情况；(2)规范规章虽有标准规定，但不能或不足以应对现实情况时；(3)让设计者能在安全无虞又合乎经济利益的情形下，自由地设计合乎需求的使用空间。从国外现行情况看，目前的性能设计规范并不复杂，但支撑这类规范的性能设计体系却是一项非常庞大的系统工程，它需要方方面面的共同努力。从理论上讲，性能设计应体现如下一些原则：

    (1)性能规范的各项规定和目标应能保证不同类型建筑物的整体安全水平。

    (2)性能规范应具有长期的适用性，新技术、新方法的出现和使用不会导致与规范的冲突。

    (3)可以使用可变式的计算模式去内插计算结果。采用模拟的办法去检验计算结果的正确与否。

    (4)所有的性能设计计算均可在微机上实现，并且要保证一般的设计人员都可以非常容易地操作这些人工智能计算系统。

    一个成功的性能化设计不仅可以更符合建筑物本身的要求，而且在同样符合安全的要求下，可以为业主节省不必要的消防设备费用，这是性能化设计所应体现的优点以及发展的动力。

    在我国实现上述目标还需要走相当长的一段路。目前，无论是在人们的观念上，理论水平上，历史资料的存储上，以及经济支撑条件上，都是十分薄弱的。但从发展看，开展此项工作又是一种必然，并且越早开始越主动。

2  火灾发展模式及预期损害度的分析评估

    性能设计的核心就是运用大量的定量分析去解决工程安全的评估。定量分析包含两类程序：

    (1)决定性程序(Deterministic Procedure)：将火灾成长、扩展、烟移动及对人员影响予以定量化(从理论分析、经验关系推论、使用方程式及火灾模拟方法)。

    (2)概率性程序(Probabilistic Procedure)：估算发生某种不预期火灾情景(Fire Scenario)的可能性(利用火灾发生频率的统计数据、系统可靠度、建筑背景资料及决定性程序所获得资料)。火灾模式的影响因子应考虑模式的输出量(例如：温度、速度、热通量)及合格标准(例如：侦测所需时间、达到人类无法承受的时间)。火灾模式也为概率模式，主要进行火灾风险评估，分析事件树(Event Tree)与概率，而使人们因火灾丧的风险降低。

    火灾场景的设定对消防安全性能设计十分重要，即在消防安全设计之前，需先输入火灾场景的参数资料，再依假想场景去执行消防安全设计。

    为能达到上述目标，火灾场景的设计应予以合理的量化分析。如今火灾发展模式不论是在工程计算、计算机评估或是概率统计等方面，已具有较合理的推算与评估，使得火灾燃烧的成长速度、热释放率、衰退期等较复杂的状态均能被较接近真实的模拟，因而可以较正确的推算出危险状况发生的时间，以寻求确保人员生命安全的避难对策。火灾场景的假想，应以实际工程为基础，即针对实际使用空间的避难路径、出口设置、楼梯设置、建筑物装修材料及内含物的发热量、避难人员数、避难人员属性等实际状况设定。

    我国在今后的若干年中，要实现对火灾的定量评估，至少要建立下述6个分析子系统：

    (1)起火空间内火灾发生与发展的过程模拟；

    (2)烟及有毒气体蔓延规律的模拟；

    (3)火势沿起火间之外空间的蔓延；

    (4)火灾报警、灭火及防排烟系统综合工况的模拟；

    (5)消防救援行为介入状况的模拟；

    (6)人员安全疏散的路径与行为的模拟。

    为了正确地给定性能规范的安全原则，最基础的一项工作是建立科学系统的火灾发生及损失的概率统计方法，包括：

    (1)对建筑物进行合理的类别划分，并统计各类建筑物实际存在的平方米数量和火灾发生时损失的数量。

    (2)确定火灾损失率的概率分布模型，并确定火灾损失率的数学期望和方差值。

    (3)从概率的角度，对“同型”和“非同型”的火灾事件进行计算处理，并最终给出各类建筑火灾危险性的概率度。

3  建立各类建筑物的火灾荷载数据库

    在从事性能化设计时，最重要的一步是确立火灾载荷的大小与位置，一个错误的火源设计可能导致整个性能设计的失败。

    火灾载荷密度与设计火灾发展过程密切相关，而后者正是防火设计中最基本的输人参数之一，因而火灾载荷数据的确定对防火系统的性能设计具有至关重要的影响。我国目前基本上没有火灾载荷的相关统计方法和确定的数值。因此，应通过试验和统计的方法尽快建立适合中国国情的火灾荷载密度的数据库。同时，应考虑国际通用的方式和计算单位，以便信息的交流和共享。具体工作包括：

    (1)通过实际调查和实验确定各类建筑材料和设施的燃烧热值。

    (2)用概率统计的方法处理火灾荷载的分布型式。统计表明火灾荷载的分布不服从正态分布，而表现为极值I型分布。因此将楼层火灾荷载作为随机现象，将其概型化、抽象化为统计数学模型，并根据调查数据寻其统计规律，应该是可行的途径之一。

    (3)鉴于建筑结构的可变荷载与火灾荷载的统计分布均服从极值I型分布，因此可以探讨在这两者之间建立某种逻辑联系，进而确定两者间的比值关系。这将会使规范编制和设计选用工作大大简化。

4  性能计算方式的选择

    在以往，所谓的性能化设计似乎只是空谈，要真正的落实几乎是一项不可能的任务。但近年来世界许多发达国家实现这个梦想实现，并应用在现实社会当中。我国也感受到性能化设计的发展确实有其必要性。

    性能设计的关键是如何建立计算模型和采用适合的计算方法。目前流行的做法有两类，一是以日本为主的简算预测法，二是以欧美为主的电算模拟法。

    在日本，目前性能化防火设计尚未单独立法，而且其偏好使用火灾预测简单公式进行计算，所以在个别火灾项目中有大量的简单公式完整的介绍，其中当然也还有可以加强之处，主要是关于火灾进程、闪燃现象的发生以及火灾探测与抑制方面的预测公式尚未出现，当此部分也完成的时候，日本简算公式将会成为相当好的整体火灾预测模式。而且，其简算公式中每一个参数的选择都是非常严谨的。

    而在英、美、澳三国(澳洲的法规源自于英国)，计算体系中的同质性相当高，目前已经有完整详细的规范提供给防火设计人员参考。欧美国家普遍习惯采用计算机模拟软件进行火灾预测与火场重建的工作，因此对于火灾预测公式的发展不像日本那样完善。但是对于计算机模拟软件的开发不遗余力，模式也发展得越来越成熟，同时由于目前计算机的效能越来越高，进行火灾模拟的时间与精确度都大幅的提升，因此采用计算机进行模拟也是性能法规验证的方法之一。

    鉴于我国目前的实际情况，笔者认为可以采取简算预测与计算机模拟相结合的方法。

5  安全疏散模拟

消防安全系统的目的不外乎是确保人身安全和减少财产损失两个方面。而人身安全则有赖于安全疏散系统的可靠，因此各国的性能法规中，安全疏散设计都占有重要的地位。

避难安全设计的最终要求为验证实际所需的避难时间应低于避难容许时间。所以避难安全设计时，需先分析建筑物特性(楼板面积、走道、步行距离、出口宽度、楼梯宽度、数量及分布、建筑物高度、排烟设备等)及人员特性(人数、步行速度、反应能力、分布情形、环境熟悉度等)资料后，设计火源及火灾场景，推算避难所需时间和避难容许时间，验算合理后，完成设计。

避难安全性能设计主要目的为确保人身安全，然而人的属性却是非常复杂的，如年龄、身高、体重、反应能力、敏捷度、耐心、行动能力等个人的特质因人而异，因此对于人口密度高、人数多的场所，在避难评估时若针对每一个人去评估避难结果，则相当费时费力，非人力采用公式验算所能及。因此，许多国家纷纷建立计算机模拟模式，以验算公式及相关观察实验结果为基础，评估分析各种建筑的模拟结果，以验证设计结果是否可以确保人的生命安全。

随着性能法规发展，英国、美国、日本、澳洲、新西兰等发达国家已提出许多计算机模式、验算模式、概率模式等避难安全检验方法。这些验算模式是以长时间的观察、实验结果为基础，再结合工程方法，进而编写成复杂的计算机软件，其花费是巨大的。在我国，目前为止尚未自行研发相关避难验算模式，因此建立避难安全设计法时，建议采用现有已成熟、开发的评估模式，分析评估各项检验模式理论框架，探讨其输入、输出的诸多使用参数，分析其假设条件及使用特性，判断其对我国国情特色(建筑物空间规划、使用特性、人员活动)是否适用可行等，并进而以引用国外技术为主，而不需再重复花费庞大的人力、物力重新建立避难安全检验模式。

6  烟气控制系统

在火场中，由于能见度低所引起的人们心理恐慌会加大安全疏散的难度，而烟气中所包含的烟粒子、刺激物及毒性物质可以快速地窒息人的生命。因此，防排烟系统的设计与评估是性能设计的另一支柱。对烟气蔓延过程评估时，常常综合考虑烟气固有的浮力特性、体积变化、夹带作用及天花板喷流等效应。对烟气蔓延规律模拟的目的在于从设计上提高烟层的流动高度，稀释烟团的浓度，降低烟流的温度和阻止烟气进入特定的区域空间。烟气模拟要设定火源模式，即考虑燃烧的状态与火势的发展、质量容积的流速等，继而要估算烟流量值、温度值、烟层沉降速度等，要确定排烟系统的工作时机(同时考虑风机、通风口、阀门等)，以及综合考虑自动灭火系统开始工作后对烟气过程的影响等。国外在烟气模拟计算程序开发方面进展的最快、最成熟。一些商业软件已可在特定的工程中应用。

目前流行的模拟计算有区域模拟和场模拟两种，二者都出发于连续介质流动、传热传质和化学反应动力学的基本方程。场模拟能够以足够的空间分辨率揭示物理过程的细节，但计算量大，对火焰区的湍流和化学反应的处理较为困难，主要用于咨询和评估过程的计算模拟；区域模拟注重整体效果，以适当的工程近似描述各个物理过程，简化了方程组，大幅度地减小了计算的复杂程度和计算时间，是工程设计主要采用的计算方法。

我国目前已具备深人开展用区域模拟计算方法进行设计计算的设计方法研究的基础。建立一个好的评估方法体系才能保证性能设计的安全性，并给人们一个比较完整的系统安全概念，因此这是一项非常重要的基础性工作。

上述为建立性能规范所必须的最基本的条件，除此以外还有许多工作要做。只要我们有一个好的开端，打实基础，就一定会开创出“性能设计”的全新时代。

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火灾监控系统在智能建筑中的应用分析

1 前言
　　为了创造安全舒适便利的生活工作环境，实现设备监控和节能，智能建筑采用了大跨度框架式建筑结构，并以综合布线系统为联系纽带，配置建筑设备自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统。一般认为，火灾监控系统是智能建筑中设备自动化系统的一个子系统，是智能建筑防火安全体系的核心与消防系统集成的关键。据此，本文分析探讨当前火灾监控系统的基本结构和应用形式，结合智能建筑特点及其防火安全要求，说明火灾监控系统在智能建筑中的应用现状和发展趋势。

2 火灾监控系统的基本结构与性能特点


图1 火灾监控系统基本构成原理

　　国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）规定，火灾监控系统一般由火灾探测器、输入输出模块、各类火灾报警控制器和消防联动控制设备等共同构成，其基本构成原理如图1示。

　　由于火灾信息探测与数据处理方式、火灾探测器与火灾报警控制器之间的配合等，决定着火灾监控系统的功能与结构形式，因此，火灾监控系统根据火灾探测器与控制器之间连接方式、火灾报警控制器中火灾信息处理方式和网络通信能力、系统设计所基于的技术特征等，可分为下列几种基本结构形式：

2.1 多线制系统结构
　　多线制系统是基于工业生产过程点对点控制方式开发的传统型系统，其结构特点是火灾报警控制器采用直流信号巡检各个火灾探测器，火灾探测器和火灾报警控制器之间采用硬线对应连接关系，一般系统线制为an+b（n是探测器数；a=1,2；b=1,2,4）。随着微电子技术发展，先进的多线制系统采用数字编码技术，最少线制为n+1。多线制系统由于工程设计、施工布线和系统维护复杂，已逐步淘汰。

2.2 总线制系统结构
　　总线制系统结构的核心是采用数字脉冲信号巡检和数据压缩传输，通过收发码电路和微处理机实现火灾探测器与火灾报警控制器的协议通信和整个系统的监测控制。总线制系统的结构特点是系统线制为an+b（n是探测器数；但a=0；b=2,3,4等），一般是二总线或三总线制，体现了智能建筑中系统集成、综合布线的技术特点；当火灾探测器与火灾报警控制器之间、各种功能模块与火灾报警控制器之间都采用总线连接时，称为全总线制系统，其工程布线灵活，可通过模块联动或硬线联动消防设备，系统抗干扰能力强，误报率低，总功耗小。

2.3 集中智能系统结构
　　集中智能系统结构一般采用总线制和大容量通用火灾报警控制器，其特点是火灾探测器主要完成火灾参数的采集和传输，火灾报警控制器采用计算机技术实现火灾信号识别、数据集中处理储存、系统巡检、报警灵敏度调整、火灾判定和消防设备联动等功能，并配以区域显示器完成分区声光报警。显然，建立在总线制基础上的集中智能系统能满足智能建筑中系统集成的基本要求。但是，系统中火灾报警控制器要及时处理每个探测器送回的数据并完成一系列设定功能，当建筑规模庞大、探测器及消防设备较多时，单一主机可能出现系统应用软件复杂庞大、火灾探测器巡检周期过长、系统可靠性降低和使用维护不便等不足。

2.4 分布智能系统结构
　　分布智能系统结构是在集中智能系统优势基础上形成的，它将火灾探测信息的基本处理、环境补偿、探头污染监测和故障判断等功能由火灾报警控制器返还给现场火灾探测器，免去控制器大量的信号处理负担，使之能从容实现火灾模式识别、系统巡检、设备监控、数据通信等功能，提高了系统巡检速度、稳定性和可靠性。显然，分布智能系统结构强调总线上有效数据传输，对火灾探测器设计提出了及时性和可靠性方面的更高要求，通常是采用专用集成电路设计（ASIC）技术来降低分布智能系统中高性能探测器成本，提高性能价格比。显然，分布智能系统结构符合智能建筑系统集成思想和综合布线的性能要求。

2.5 网络通信系统结构
　　网络通信系统结构可在集中智能或分布智能系统基础上形成，特殊之处是将计算机数据通信技术应用于火灾报警控制器，使控制器之间能够通过Ethernet及Token Ring、Token Bus等通信协议，以及专用通信线或总线(RS232、422总线、485总线)交换数据信息，实现火灾监控系统层次功能设定、远程数据调用管理和网络通信服务等功能。显然，网络通信系统结构既可专用通信网络实现，也可基于开放式的现场总线技术实现，再配以分布智能数据处理方式，能适应高性能火灾监控系统的发展需要，为城市消防数据信息网络系统建设奠定基础并满足未来发展需要。

3 火灾监控系统的设计应用要求
　　国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）中规定，火灾监控系统有三种基本设计形式：区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。火灾监控系统应根据被保护对象的特点和要求，综合考虑建筑物的规模性质、火灾载荷、火灾危险性、疏散和扑救的难易程度、火灾事故的可能后果等因素，确定相应的系统设计形式并完成设备配套。围绕智能建筑，国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）强调系统集成及其实现，要求按照智能建筑甲、乙、丙三级设计标准合理配置火灾监控系统。因此，综合考虑智能建筑特点和防火安全要求，其火灾监控系统一般采用控制中心报警系统设计形式，并需具备下列性能要求：
（1）具有模拟量或智能化火灾信息探测处理方式，实现数据连续采集和有效传输；
（2）具有总线制系统结构，便于实现系统集成思想和增强系统工程适应性
（3）具有及时可靠的火灾探测报警能力，系统误报率低、稳定性和兼容性强；
（4）具有火灾探测器环境补偿、灵敏度分时自动调整和基本火灾模式识别功能；
（5）具有数据共享、电源及设备监测、网络化数据通信和消防设备优化管理功能；
（6）具有良好的人机界面和服务于系统的综合管理软件。

　　必须指出，智能建筑一般用于高可靠性、高安全性、舒适性强、反映要求灵敏的对象，或是能源消耗高且有很大节约潜力的对象。所以，智能建筑并不强调是否具有最先进的火灾监控系统，而是强调在满足智能建筑提出的火灾信息探测处理、系统结构和火灾识别三项基本要求前提下，火灾监控系统能与智能建筑中各子系统有机地联系在一起并发挥作用。

4 智能建筑中火灾监控系统的应用形式
　　根据智能建筑结构形式、保护等级、物业管理方式等的不同，火灾监控系统作为智能建筑消防系统及设备的集成中心，呈现下列应用形式：


图2 中控机系统形式
4.1 中控机系统形式
　　中控机系统应用形式如图2示，它由集中智能式火灾报警通用控制器、楼层显示器、类比式火灾探测器及模块连接的普通探测器构成，总线制，也可支状布线，系统基本容量500编码点左右并可扩展成系列。智能建筑要求这类系统中火灾探测器能够采集现场参数及特征，火灾报警控制器存储火灾特征数据并可对采集数据集中进行多级类比判断处理，能够可靠识别并判定火灾。中控机系统形式的典型产品有Simplex 4100、Nohmi R21Z等。此外，按分布智能系统结构也能构成图2系统形式。

图3 主子机系统形式
4.2 主子机系统形式
　　主子机系统应用形式如图3示，它是由集中火灾报警控制器加区域控制器，或是由通用火灾报警控制器加功能子机（完成楼层显示和区域管理功能，或仅完成区域管理功能），并配以类比式或分布智能式火灾探测器和模块连接的普通探测器构成，总线制，一般采用多机大容量，适于大型工程。在智能建筑中，主子机系统形式一般采用小容量标准化火灾报警控制器多台联网方案，火灾信息处理采用集中智能或分布智能方式，数据通信要求高，系统组态灵活，适应性强，典型产品有Nittan NF-3E、Simplex 2120、FCI 7200等。

4.3 节点机系统形式
　　节点机系统应用形式亦如图3所示，它可基于LonWorks技术实现并采用网络通信及总线制系统结构，特点是火灾探测器一般采用类比式或分布智能式数据处理，火灾探测器中可采用Neuron芯片取代原有的CPU；通用火灾报警控制器借助LonWorks技术的开放性而形成节点机，实现基本功能或基本配置相同，既可作上级管理主机（需扩展功能）也可作区域报警子机使用；通用控制器之间采用以太网（Ethernet）或专用传输网络(如effeff公司GEMAG网络，Johnson Controls公司METASYS网络等)实现数据通信。一般，节点机系统形式中通用火灾报警控制器之间采用支状或环状联接，可与楼层显示器配合分区；通用控制器基本容量多采用99报警地址＋99模块地址的标准化设计方案，互联数量可达32～62台之间，消防设备或由消防中心联动控制台集中联动或是由分散设置的控制器和模块联动。节点机系统形式典型产品有Sentrol 8000（2～31台联网）、Merova M80（2～27台联网）、Edwards EST3（2～64台联网）等。

5 智能建筑中火灾监控系统应用现状与发展趋势
　　综合考虑火灾报警技术现状和智能建筑实际需要，当前智能建筑中火灾监控系统的结构与性能特点可归纳如下：
（1）火灾探测器采用点状超薄结构和总线制，具有火灾参数连续采集、类比或分布智能数据处理、环境自适应等能力，多参数复合探测和采用ASIC技术是当前技术热点；
（2）火灾报警控制器采用微处理机或工控机结构和标准化功能接口，具有火灾参数运算、火灾模式识别和数据信息网络通信能力，可基于微机开发技术或现场总线技术实现功能和容量合理配置，消防设备联动灵活可靠，当前技术热点是节点机形式配以视窗化专用应用软件；
（3）系统整体设计采用总线制和多设备监控方案，多种系统结构形式并存，系统具有多种数据通信方式，系统管理、人员培训、救灾预案制作等软件化，当前技术热点是系统数据通信标准化和设备监控管理规范化，实现智能建筑火灾监控系统的开放式结构。

　　不难看出，智能建筑火灾监控系统技术发展涉及三个方面。在火灾探测器技术方面，以二总线制超薄结构、分布智能和专用集成电路（ASIC）技术为基础，实现探测器环境自适应、多参数探测处理、高可靠性和低误报率。在控制器技术方面，以通用控制器实现集中智能或分布智能技术方案为核心，火灾信息处理采用阈值、趋势、滤波、相关分析和人工神经网络等多种探测算法组合[3]，实现火灾模式识别和数据通信联网。在系统整体技术方面，以现场总线技术为基础实现系统的开放性，重视数据监测分析、工程适应性设计、火灾智能判断、设备优化控制和系统网络化数据通信，形成专用火警计算机系统及视窗化人机交互界面和应用软件。

　　特别强调的是，火灾报警控制器实现开放性设计和数据通信标准化是火灾监控系统与智能建筑数据共享和有机联系的基础。智能建筑火警信息数据共享可改变火灾监控系统自成封闭体系现状，促进相应技术和产品发展，实现火灾监控系统与建筑设备自动化系统等的系统集成。

6 结束语
　　综上所述，智能建筑的不断涌现，使火灾监控系统向专用集成电路技术（ASIC）广泛应用和分布智能及网络通信型结构形式发展，形成灵活多样、符合防火规范基本要求的节点机系统形式。它在产品方面便于实现低成本、标准化和规模化，在工程方面可使系统应用设计组态灵活，在设备监控方面可适应智能建筑中设备直接数字控制发展要求和视窗化应用软件趋势，在信息处理方面能满足智能建筑数据通信要求和城市火警信息系统组网要求。

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智能建筑中火灾自动报警系统的设计

  

   火灾自动报警系统探测火灾隐患，肩负安全防范重任，是智能建筑中建筑设备自动化系统（CBS）的重要组成部分。智能 建筑中的火灾自动报警系统设计首先必须符合GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》的要求，同时也要适应智能建筑的特点， 合理选配产品，做到安全适用、技术先进、经济合理。

　　火灾自动报警系统一般分三种形式设计：区域火灾自动报警系统，集中火灾自动报警系统和控制中心报警系统。就智能建 筑的基本特点，控制中心报警系统是最适用的方式。

　　智能建筑中中火灾自动报警系统的设计要点是：根据被保护对象发生火灾时燃烧的特点确定火灾类型；根据所需防护面积 部位；按照火灾探测器的总数和其他报警装置（如手报）数量确定火灾报警控制器的总容量；按划分的报警区域设置区域报警控制 器；根据消防设备确定联动控制方式；按防火灭火要求确定报警和联动的逻辑关系；最后还要考虑火灾自动报警系统与智能建筑“ 3AS”（建设设备自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统）的适应性。

1　火灾探测器的设计选配

　　火灾探测器是火灾自动报警系统对象分为感烟火灾探测器、感温火灾探测器、感光火灾烟温复合式火灾探测器以及气体 火灾探测器，按其测控范围又可分为点型火灾探测器和线型火灾探测器两大类。点型火灾探测器只能对警戒范围中某一点周围的温 度、烟等参数进行控制，如点型离子感、点型紫光火焰火灾探测器、点型感温火灾探测器等，线型火灾探测器则可以对警戒范围中 某一线路周围烟雾、温度进行探测，如红外光束线型火灾探测器，激光线型火灾探测器，缆式线型感温火灾探测器等，常用火灾探 测器性能特点及适用范围如表1所示。

　　表1　常用火灾探测器分类比较表

　

　　　智能建筑中应以感烟火灾探测器选用为主，个别不宜选用感烟火灾探测器的场所，应该选用感温火灾探测器。

　　1.2　探测区域探测器设置要点

　　标准规定：火灾探测区域一般以独立的房间划分探测区域内的每个房间内至少应设置一只探测器。在敞开或封闭的楼梯 间、消防电梯前室、走道、坡道、管道井、闷顶、夹层等场所都应单独划分的探测区域，设置相应探测器、内部空间开阔且门口有 灯光显示装置的大面积房间可划分一个的探测区域，但其最大面积不能超过1000m2。

　　探测器的设置一般按保护面积确定，每只探测器保护面积和保护半径确定，要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三 个主要因素的影响，但在有梁的顶棚上设置探测器时必须考虑到梁突出顶棚影响，如表2所示:



　　表2　梁突出顶棚高度或净距对探测器设置的影响

    另外，在设置火灾探测器时，还要考虑智能建筑内部走道宽度、至端墙的距离、至墙壁梁边距离、空调通风口距离以及房 间隔情况等的影响。

　　1.3探测器总数确定

　　首先确定一个探测区域所需设置的探测器数量，其计算公式为：

·　　N=S÷ KA

　　式中： N—探测器数量（只），取整数；

　　S—-该探测区域的面积（m2）

　　A—-探测器的保护面积（m2）

　　K—-修正系数
　　　　特级保护对象取 0.7～0.8
　　　　一级保护对象取0.8～0.9
　　　　二级保护对象取0.9～1.0.
　　注：感烟和感温探测器均以此公式计算。

　　智能建筑内全部探测区域所需和即为该建筑需要配置的探测器总数量。

　　2　火灾报警控制器的设计选配

　　火灾报警控制器是火灾自动报警系统的中枢，它接受信号并作出分析判断，一旦发生火灾，它立即发出火警信号并启动 相应消防设备计算机技术的发展使传统的开关量多线制火灾自动报警系统已被模拟量总线制火灾自动报警系统总线制火灾自动报 警系统所替代，目前技术颁式智能火灾自动报警系统也广泛应用。模拟量总线制火灾自动报警系统和颁智能火灾自动报警系统都是 在计算机技术基础上发展起来的，都可以作为智能建筑的选用产品。

　　2.1报警区域的划分

　　报警区域的按照智能建筑的保护等级、耐火等级，合理正确的划分。规范规定“报警区域应根据防火分区或楼层划分。” 也就是说在报警区域，也可以将同层的几个防火分区划为一个报警区域。

　　特别强调，将几个防火分区同一报警区域时，只能在同一楼层而不得跨越楼层。

　　2.2 确定区域火灾报警控制器的容量

　　区域火灾报警控制器一般按防火分区设置，其容量的确定，主要取决于本报警区域内编址探测设备的数量。报警区域编址 探测设备，不单指感烟感温或其它种类火灾探测器的数量，还包括该报警区域内手动报警按钮，消火栓报警按钮以及通过控制模块 转换信号的水流批示器，水压力开关等。例如某型号火灾报警控制器的容量为4回路×128探测点，即每个控制回路可控制128个编 址探测点，智能建筑中某报警区域编址设备总数为400个，则该火灾自动报警控制器正好满足区域报警要求。假设该报警区域内有 600个探测编址点，显然需要二台该型号控制器（一般这种情况下，应选用单台容量满足600个探测编址点要求的产品作区域报警控制器）。

　　一般火灾报警控制器标示容量都是单台控制器的最大容量，为了保证火灾自动报警系统既能高效率又能高可靠性的工作， 实际设计各回路探测点时要考虑一定的信息余量。关于这一点，G50106-98第 5.1.2条有明确规定。综合考虑建筑结构与建筑施工 等因素影响，火灾自动报警系统中区域火灾报警器每回路实际设计容量应为标称容量的80～50%。

　　2.3　确定集中火灾报警控制器

　　在火灾自动报警与联动控制系统中，集中火灾报警控制器的选配，一方面要满足整个火灾自动报警系统工作要求，另一方 面，还应该具备与智能建筑中其它控制系统的通信界面。主要包括以下几点：

　　（1）与各个报警区域内区域火灾报警控制器的通信功能。
　　（2）处理显示整个系统报警信息，故障信息，联动信息的功能；
　　（3）应能根据火警信息，启动消防联动设备并显示其状态；
　　（4）具备与智能建筑中其它控制系统的通信界面。

　　3　消防联动设备控制

　　消防联动设备是火灾自动报警系统的执行部件，消防控制室接收火警信息后应能自动或手动启动相应消防联动设备。

　　3.1智能建筑中应具备的消防联动设备及其功能

　　根据建筑设计防火规范和智能建筑防火灭火要求，智能建筑应具备以下全部或部分消防联动设备：

　　（1）火灾警报装置与应急广播，火灾发生时警示或通知人员安全转移；
　　（2）消防专用电话，火灾报警，查询情况，应急指挥，能与“119”直通；
　　（3）非消防电源控制，火灾应急照明和安全疏散指示灯控制；
　　（4）室内消火栓泵和喷淋水泵，火灾时实施灭火；
　　（5）消防电梯运行控制；
　　（6）管网气体灭火系统，泡沫灭火系统和干粉灭火系统，火灾确认后实施灭火；
　　（7）防火门，防火卷帘，防火阀的控制，火灾时实施防火分隔，防止火灾蔓延；
　　（8）防烟排烟风机，空调通风设备，送风阀，排烟阀乖，防止烟气蔓延提供救生保障。

　　3.2 消防联动设备的联动要求

　　火灾发生时，火灾报警控制器发出警报信息，消防联动控制器根据火灾信息管理部联动关系，输出联动信号，启动有关消 防设备实施防火灭火。

　　消防联动必须在“自动”和“手动”状态下均能实现。在自动情况下，智能建筑中的火灾自动报警系统按照预先编制的 联动逻辑关系，在火灾报警后，输出自动控制指令，启动相关设备动作。手动情况下，应能根据手工操作,实现对应控制。

　　消防设备及其联动要求见表3.


              
                表3　消防设备及其联动要求

　　由于火灾自动报警系统的特殊地位，使得它在布线安装方面有别于智能建筑中其它控制系统。对线缆的选型和布线方式一 要满足自动报警装置自身的技术条件，如其报警传输线大多数要求采用双绞线等；二要满足一定的机械强度，三要采取穿管保护、 暗敷或阻燃措施，四要昼与其它低压系统电缆竖井分开布设，五要使其传输网络不与其它传输网络共用。

　　从智能建筑的概念讲，火灾自动报警系统及其联动控制应当属于建筑设备自动化系统（ABS）范畴,目前火灾自动报警系统 库存特殊的管理要求，其报警线，联动线。通信线基本自成体系，与智能建筑中综合布线系统有相当差异，但就智能建筑的发展 和火灾自动报警系统日趋成熟，二者在应用上的结合将越来越密切。关键在于智能建筑中设计选配火灾自动报警系统时，一定要考 虑二者在连接界面上的适配性。使它们在安装使用、运行以最好的方式结合起来。

　　

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地下商场建筑的火灾危险性分析

1  地下商场火灾危险性大，发烟量大，毒性大，影响人员的安全疏散

       火灾时发烟量与可燃物物理化学特性、燃烧状态及供气充足程度有关。地下商场由于其建筑密封性的特点，火灾条件下空气的补给完全依赖于与外界相通的孔洞及出口的通风能力。由于空气供应量不足，阴燃时间长，易产生大量含CO、H2S等有毒气体，由于地下建筑的密封而无法排至室外直接威胁其内部人员安全。

1．2  地下商场因缺氧会造成人员窒息

       在地下建筑中由于其封闭性，一旦着火，其含氧量急剧下降，当商场中含氧量达10％～14％时，人就会因缺氧失去对方向判断能力，达6％～10％就会晕倒，达5％仅需几分钟即会死亡。

1．3  地下商场全靠人工照明，其正常照明就比地面建筑自然采光差，火灾切断电源时人的疏散完全依赖于事故应急照明及疏散指示标志，而地下商场由于柜台及货架林立，大量悬挂装饰物及广告饰品常常遮挡应急照明及疏散指示，火灾时人员几乎在黑暗情况下疏散，加之对环境不熟悉给人带来的恐惧，使人的自救能力大为下降。

1．4  高温会对建筑造成破坏，影响疏散

       由于地下商场可燃物多，火灾荷载大，火灾时热烟很难排出，内部空间温度上升快，极易产生“轰燃”。而可燃物越多，“轰燃”发生几率越大，发生时间也会越短，其产生的高将对建筑结构及防火分隔产生更大破坏，造成建筑倒塌，引起火灾蔓延从而缩短疏散允许时间。

1．5  扑救难度大，逃生困难

      地下商场由于火灾条件下会产生大量浓烟、高温，火场扑救时无法进行火情侦察，影响指挥员决策。一旦失火地下商店的人员安全疏散就只能借助商场内消防设计中自救设施来进行，依靠人员自身素质来完成安全疏散。

2 地下商场的安全疏散应从以下几方面考虑

2.1  地下商场建筑的设置场所应严格限制

       人员密集的地下商场应限制，人员距室外地面越近，安全疏散越容易实现。日本消防法规规定地下街只能在地下一层，且埋深超过5m时，人员上行须设自动扶梯，埋深超过7m时，须设上、下行自动扶梯。根据我国国情，我国规定地下商场不宜设置在地下三层及以下。为了确保商场的安全疏散，在GB 50098—1998及GBJ 16—87有关条款中，我国根据商场埋地深度不同，对疏散楼梯型式作了规定，在人防平战工程中设置商场，当底层室内地坪与室外出入口地面高差大于10m应设防烟楼梯间；当地下为两层且地下二层地坪与室外出入口地面高差不大于10m时应设置封闭楼梯间；对于非人防平战结合工程的地下商场，当其地下层数为三层及三层以上地下层数为一、二层且室内地面与室外出入口地坪高差大于10m，应设防烟楼梯间。其他的地下商场可设封闭楼梯间。

2．2  提高建筑耐火等级，严格控制使用室内装修材料

         地下建筑着火后温升快，排烟排热差，扑救困难，火灾延烧时间长。为了保证火灾时建筑不致塌落，影响疏散，火灾后建筑主体不被破坏，应适当提高建筑耐火等级，尤其应注意加强疏散通道中钢筋混凝土保护层耐火能力。这就要求在地下商场设计中严格控制商品种类，尽量少布置易燃可燃物品，尽可能降低商场建筑火灾荷载，同时装修改造时，不用易燃、易发烟材料，不要破坏建筑支撑结构的安全保护层以保证火灾条件下建筑主体完整性，为安全疏散提供一个坚实的基础。

2．3  严格执行防火分区的划分

我国地下商场建筑防火分区面积在设自动喷水等系统并符合有关条件后可达2 000 m2，这是一个较大的划分标准。在日本地下防火分区面积划定在200m2，地下街每个店铺都是独立防火单元，店铺之间墙有耐火极限要求，店铺前都设有防火卷帘加水幕，严格控制火灾蔓延。我国在进行地下商场设计时，往往用大开间来解决地下商场的压抑感。对2 000m2这样一个标准还嫌不够大，常常突破分区面积标准或为满足分区面积要求简单以卷帘进行分隔，只简单从面积的数字上来满足规范要求，没有具体考虑货柜摆放等因素对疏散的影响，未从疏散实际需要来考虑问题。造成从数据上看分区面积够，但对疏散的安全有效上考虑较少。

笔者以为在地下商场防火设计中应倡导以人为本的原则，设计时要首先考虑确保人员安全疏散前提下，减少财物的损失。对于地下商场可结合其商场功能分区来划分防火分区，把营业场与办公区、辅助区、库房等划分开，把相同性质的商品尽量布置在一起，将火灾荷载大的易发烟的特殊商品尽量布置在一起，针对其不同特点划分防火分区，根据每个分区内货场的不同特点进行疏散设计。火灾荷载大、易发烟的商品可将分区划分小一些，并局部采取相关防火、灭火措施，在经济合理的条件下，以达到便于人员疏散，控制火灾损失的目的。

2．4  从严进行疏散设计

    地下商场建筑设计应把握以下原则：

    (1)严格掌握疏散允许时间。该时间是疏散设计的基础。笔者以为疏散允许时间应指从室内最远点到安全出口或安全区域(避难通道等)的时间。火灾条件下，影响人员安全疏散的因素主要有烟气、高温、轰燃、建筑倒塌等因素，这些因素对疏散时间的影响，我国尚无这方面的综合性研究资料，从一些地面建筑模拟火场的测算资料中可看到火灾使人受到伤害的极限时间为2 min～11.5 min，地面建筑设计时，一、二级民用建筑疏散时间一般采用6min，考虑到地下建筑不利疏散的特点，其疏散允许时间应更短。国内少数电影院做过实测，从人员开始疏散到疏散结束需3min～4min。日本资料显示地下建筑疏散时间应在3 min以内。所以对地下商场建筑由于热、烟等的危害考虑人员疏散时，其疏散允许时间应设为3 min，这个时间应严格掌握，这是核算疏散设计的关键。

    (2)控制疏散距离。疏散距离应指火灾时人员从室内最远点到安全出口或安全区域(避难通道等)的距离。根据日本《建筑防火》1972年版介绍的各种不利条件下人员疏散的测算资料，人员步行速度，按其暗中步行(不熟悉环境)条件下，人员疏散速度约为0.3 m／s，按3min疏散允许时间计算，可疏散54m。考虑火灾条件下人员的恐惧心理及热烟影响因素，我国GB50098—1998将地下商场建筑双向疏散最大距离定为40m，袋形走道定为20m，同时为限制单个房间面积过大，规定房间内最远点至房间门口的距离不应超过15m。由于地下商场建筑的多样性，在设计时可达到的疏散距离，由于货柜(架)的摆放，延长了疏散路径，增加了疏散距离，这在疏散设计中要认真对待，严格核算。

    (3)准确计算疏散宽度。首先要确定疏散宽度指标。对于各个防火分区其疏散出口总宽度应按该防火分区设计容纳人数乘以百人宽度指标计算。参照GBJ16—87修订本第5．3．4条文说明，阶梯地面每股人流每分钟通过能力为37人，单股人流疏散宽度为550mm，则每股人流3min可疏散111人，地下商场建筑中疏散按最不利条件考虑，即按阶梯地面计算，其疏散宽度指标为0.55 m／1.11百人＝0.5 m／百人，为确保人员安全疏散，增加50％安全系数，则一般情况下疏散宽度指标应为0.75 m／百人，对室内地坪与室外出入口，地面高差超过10 m的防火分区，安全系数取100％，则百人宽度指标应为l m／百人。

在我国地下工程中，没有火灾情况下疏散的数据，根据一些地区人防工程演习时疏散实测：单股人流按0.6m宽计，阶梯地面一般可达(20～25)人／min，即3min可疏散60人～75人，其百人宽度指标为0.6 m／(0.6～0.75)百人＝(0.8～1)m／百人。该指标不是在火灾条件下得到的，火灾条件下人员疏散会更慢，所以我国在地下建筑疏散设计中采用0.75 m／百人和1 m／百人的指标并非偏安全考虑，是考虑经济条件与人防功能要求等综合因素确定的。上述百人宽度指标可基本满足对人防平战或其他形式地下商场，笔者认为对地下商场均可用该疏散宽度指标，但应严格掌握。对于防火分区内容纳人数的确立，人防平战结合的工程中设立的商店建筑，我国GB50098—1998第5．18规定：“地下商场营业部分疏散人数，可按每层营业厅和为顾客服务用房的使用面积之和乘以人员密度指标应按下列规定确定：①地下一层，人员密度指标为0.85人／m2；②地下二层人员密度指标为0.80人／m2。

    对于非人防平战的其他形式地下商场建筑，疏散人数如何确定。根据《防火手册》等有关资料，在商场中柜区与人员所占公共面积应为1：1．5，小型商场可按1：1，顾客人均占有面积高峰时按0.4 m2／人计，则其每个防火分区中容纳人数相当大。例如在一个设有自动喷水等消防设施且建筑内装修符合国家标准GB50222时，且深度大于10m的大型商场的防火分区中，防火分区面积按2 000 m2计算，则可容纳人数达2 400人左右，疏散宽度约为24m，在一个防火分区中无法达到。根据笔者搜集到的西安市一些大型商场如民生、开元、好又多量贩实地测算资料，由于商场密度增加，商场内客流量有减少趋势，商场中人员密度已达不到《防火手册》中0.4m2／人的指标(西安市现已规定城墙内不允许再建5 000m2以上商店)。目前经统计在西安市的节假日高峰时期人员密度基本为1人／m2(该面积指商店中可供顾客使用面积)。基本与人防标准GB50098—1998容纳人数指标相近，笔者以为在这种地下商场中只要要求该商场耐火等级为一、二级，也可按GB50098—1998中有关条文计算每个防火分区容纳人数。

    (4)合理布置疏散出口。

    1)对于地下设置的商场建筑(包括人防平战结合工程)，首先应尽可能设置直通室外地坪的安全出口，其出口应与地面其他建筑保持一定防火间距，可按GBJl6—87有关规定执行。

    2)对地下商场建筑内每个防火分区安全出口的设置不应少于两个，当有两个或两个以上防火分区，相邻防火分区之间的防火墙上设有防火门时，每个防火分区可只设一个直通室外的安全出口，改建工程的防火分区考虑其客观性，可设置不少于两个通向相邻防火分区的防火门，但应设置在不同方向。符合GB50098—1998中一些特定条件，在面积小、人员少的情况下可设一个安全出口。

    3)对于每个防火分区安全出口之间或安全出口与相邻防火分区之间防火墙上的防火门宜按不同方向分散设置，避免安全出口布置不均匀造成人员疏散不均而拥挤，甚至可能由于出口过近，同时被烟火堵住，造成人员无法疏散。

例如，对一个2 000m2的地下商场建筑防火分区，则其营业厅使用面积约为1 000m2，按GB50098—1998第5．1．8条来计算，则该防火分区内容纳人数地下一层为1 000× 0.85＝850人，地下二层为1 000× 0.8＝800人，则疏散宽度要求分别为8.5m和8m。这个数据若对地下建筑来讲则不易做到，或即使做到则疏散出口不易在防火分区中均匀布置，造成防火分区中疏散人员不均衡，可能有的出口疏散人多，有的出口疏散人少，表面上看满足了规范的疏散指标，但在实际中达不到有效的疏散效果。

对于防火分区疏散出口合理、均匀布置，在大型地下商场建筑中不易实现，尤其是人防平战结合工程中因其开向地面的孔口有严格限制很难做到。上述疏散宽度要求，笔者以为在人防平战结合的商场中或其他形式的地下商场，应提倡采用避难通道设计来解决疏散宽度与疏散出口的问题，以达到合理的有效疏散。

    4)为了确保人员疏散的均匀，笔者认为在地下商场中，应要求每个防火分区安全出口和相邻防火分区之间防火墙上的防火门其疏散人数平均每个不应大于250人，改进工程不大于350人，为实现这一标准，地下商场内货架、柜台布置应根据建筑疏散出口的设置进行布置，尽量在每个防火分区中，将热销柜台分散布置，以便顾客可在各防火分区中均匀分布，供顾客选购商品的主通道不应小于3m，并应尽量正对安全出口，次通道不应小于1.6 m，安全出口、相邻防火分区之间防火墙上防火门和楼梯净宽不应小于1.4m，公共出口内、外1.4 m范围内不应设踏步，必须向疏散方向开启安全门，且不应设门槛。疏散楼梯不宜采用螺旋楼梯。

    5)认真校核疏散设计。设计者在按上述指标进行完疏散设计后，应按地下商场的实际货柜摆放，进行疏散宽度、距离、时间等实地校核，以确保火灾条件下人员可安全疏散。

    6)重视应急照明及疏散指示标志设计。这在设计中往往忽视，这是人员安全疏散的一个重要保障。黑暗条件下有了安装间距不大于20m灯光指示标志，照度不低于51x应急照明对于缓解疏散人员恐慌心理，组织有序疏散有相当大的作用。据日本资料介绍，有序的

疏散可使疏散速度从0.3m／s提高至1 m／s，疏散速度大大加快了。故对于已建成或投入使用的商场我们一定要进行实地应急照明照度的测试。

2．5  加强防排烟设计

地下建筑因其开向地面的孔口少，火灾时，发烟量大、温升快，其高温、毒性对人体的危害，能见度的降低都对人员安全疏散有极大的威胁。因此，在进行疏散设计时应结合防火分区等因素合理划分防烟分区，设置通风、排烟口，重视加强地下商场的防排烟设计，以便火灾条件下有效排烟，尽可能降低烟气对人员的危害。

2．6  保证消防用水、用电，强化消防设施设计，保障通讯畅通

地下商场因其火灾特点，火灾条件下扑救极为困难，主要靠自身的能力进行自救，可靠的供水、供电设置，火灾自动报警系统、自动喷水系统等合理的消防设施设计是控制火灾蔓延，赢得疏散时间的关键。地下建筑由于其屏蔽作用强，应考虑增设加强无线通讯信号的设施，便于人员逃生及消防队员扑救。

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地下商场建筑的火灾危险性分析

1  地下商场火灾危险性大，发烟量大，毒性大，影响人员的安全疏散

       火灾时发烟量与可燃物物理化学特性、燃烧状态及供气充足程度有关。地下商场由于其建筑密封性的特点，火灾条件下空气的补给完全依赖于与外界相通的孔洞及出口的通风能力。由于空气供应量不足，阴燃时间长，易产生大量含CO、H2S等有毒气体，由于地下建筑的密封而无法排至室外直接威胁其内部人员安全。

1．2  地下商场因缺氧会造成人员窒息

       在地下建筑中由于其封闭性，一旦着火，其含氧量急剧下降，当商场中含氧量达10％～14％时，人就会因缺氧失去对方向判断能力，达6％～10％就会晕倒，达5％仅需几分钟即会死亡。

1．3  地下商场全靠人工照明，其正常照明就比地面建筑自然采光差，火灾切断电源时人的疏散完全依赖于事故应急照明及疏散指示标志，而地下商场由于柜台及货架林立，大量悬挂装饰物及广告饰品常常遮挡应急照明及疏散指示，火灾时人员几乎在黑暗情况下疏散，加之对环境不熟悉给人带来的恐惧，使人的自救能力大为下降。

1．4  高温会对建筑造成破坏，影响疏散

       由于地下商场可燃物多，火灾荷载大，火灾时热烟很难排出，内部空间温度上升快，极易产生“轰燃”。而可燃物越多，“轰燃”发生几率越大，发生时间也会越短，其产生的高将对建筑结构及防火分隔产生更大破坏，造成建筑倒塌，引起火灾蔓延从而缩短疏散允许时间。

1．5  扑救难度大，逃生困难

      地下商场由于火灾条件下会产生大量浓烟、高温，火场扑救时无法进行火情侦察，影响指挥员决策。一旦失火地下商店的人员安全疏散就只能借助商场内消防设计中自救设施来进行，依靠人员自身素质来完成安全疏散。

2 地下商场的安全疏散应从以下几方面考虑

2.1  地下商场建筑的设置场所应严格限制

       人员密集的地下商场应限制，人员距室外地面越近，安全疏散越容易实现。日本消防法规规定地下街只能在地下一层，且埋深超过5m时，人员上行须设自动扶梯，埋深超过7m时，须设上、下行自动扶梯。根据我国国情，我国规定地下商场不宜设置在地下三层及以下。为了确保商场的安全疏散，在GB 50098—1998及GBJ 16—87有关条款中，我国根据商场埋地深度不同，对疏散楼梯型式作了规定，在人防平战工程中设置商场，当底层室内地坪与室外出入口地面高差大于10m应设防烟楼梯间；当地下为两层且地下二层地坪与室外出入口地面高差不大于10m时应设置封闭楼梯间；对于非人防平战结合工程的地下商场，当其地下层数为三层及三层以上地下层数为一、二层且室内地面与室外出入口地坪高差大于10m，应设防烟楼梯间。其他的地下商场可设封闭楼梯间。

2．2  提高建筑耐火等级，严格控制使用室内装修材料

         地下建筑着火后温升快，排烟排热差，扑救困难，火灾延烧时间长。为了保证火灾时建筑不致塌落，影响疏散，火灾后建筑主体不被破坏，应适当提高建筑耐火等级，尤其应注意加强疏散通道中钢筋混凝土保护层耐火能力。这就要求在地下商场设计中严格控制商品种类，尽量少布置易燃可燃物品，尽可能降低商场建筑火灾荷载，同时装修改造时，不用易燃、易发烟材料，不要破坏建筑支撑结构的安全保护层以保证火灾条件下建筑主体完整性，为安全疏散提供一个坚实的基础。

2．3  严格执行防火分区的划分

我国地下商场建筑防火分区面积在设自动喷水等系统并符合有关条件后可达2 000 m2，这是一个较大的划分标准。在日本地下防火分区面积划定在200m2，地下街每个店铺都是独立防火单元，店铺之间墙有耐火极限要求，店铺前都设有防火卷帘加水幕，严格控制火灾蔓延。我国在进行地下商场设计时，往往用大开间来解决地下商场的压抑感。对2 000m2这样一个标准还嫌不够大，常常突破分区面积标准或为满足分区面积要求简单以卷帘进行分隔，只简单从面积的数字上来满足规范要求，没有具体考虑货柜摆放等因素对疏散的影响，未从疏散实际需要来考虑问题。造成从数据上看分区面积够，但对疏散的安全有效上考虑较少。

笔者以为在地下商场防火设计中应倡导以人为本的原则，设计时要首先考虑确保人员安全疏散前提下，减少财物的损失。对于地下商场可结合其商场功能分区来划分防火分区，把营业场与办公区、辅助区、库房等划分开，把相同性质的商品尽量布置在一起，将火灾荷载大的易发烟的特殊商品尽量布置在一起，针对其不同特点划分防火分区，根据每个分区内货场的不同特点进行疏散设计。火灾荷载大、易发烟的商品可将分区划分小一些，并局部采取相关防火、灭火措施，在经济合理的条件下，以达到便于人员疏散，控制火灾损失的目的。

2．4  从严进行疏散设计

    地下商场建筑设计应把握以下原则：

    (1)严格掌握疏散允许时间。该时间是疏散设计的基础。笔者以为疏散允许时间应指从室内最远点到安全出口或安全区域(避难通道等)的时间。火灾条件下，影响人员安全疏散的因素主要有烟气、高温、轰燃、建筑倒塌等因素，这些因素对疏散时间的影响，我国尚无这方面的综合性研究资料，从一些地面建筑模拟火场的测算资料中可看到火灾使人受到伤害的极限时间为2 min～11.5 min，地面建筑设计时，一、二级民用建筑疏散时间一般采用6min，考虑到地下建筑不利疏散的特点，其疏散允许时间应更短。国内少数电影院做过实测，从人员开始疏散到疏散结束需3min～4min。日本资料显示地下建筑疏散时间应在3 min以内。所以对地下商场建筑由于热、烟等的危害考虑人员疏散时，其疏散允许时间应设为3 min，这个时间应严格掌握，这是核算疏散设计的关键。

    (2)控制疏散距离。疏散距离应指火灾时人员从室内最远点到安全出口或安全区域(避难通道等)的距离。根据日本《建筑防火》1972年版介绍的各种不利条件下人员疏散的测算资料，人员步行速度，按其暗中步行(不熟悉环境)条件下，人员疏散速度约为0.3 m／s，按3min疏散允许时间计算，可疏散54m。考虑火灾条件下人员的恐惧心理及热烟影响因素，我国GB50098—1998将地下商场建筑双向疏散最大距离定为40m，袋形走道定为20m，同时为限制单个房间面积过大，规定房间内最远点至房间门口的距离不应超过15m。由于地下商场建筑的多样性，在设计时可达到的疏散距离，由于货柜(架)的摆放，延长了疏散路径，增加了疏散距离，这在疏散设计中要认真对待，严格核算。

    (3)准确计算疏散宽度。首先要确定疏散宽度指标。对于各个防火分区其疏散出口总宽度应按该防火分区设计容纳人数乘以百人宽度指标计算。参照GBJ16—87修订本第5．3．4条文说明，阶梯地面每股人流每分钟通过能力为37人，单股人流疏散宽度为550mm，则每股人流3min可疏散111人，地下商场建筑中疏散按最不利条件考虑，即按阶梯地面计算，其疏散宽度指标为0.55 m／1.11百人＝0.5 m／百人，为确保人员安全疏散，增加50％安全系数，则一般情况下疏散宽度指标应为0.75 m／百人，对室内地坪与室外出入口，地面高差超过10 m的防火分区，安全系数取100％，则百人宽度指标应为l m／百人。

在我国地下工程中，没有火灾情况下疏散的数据，根据一些地区人防工程演习时疏散实测：单股人流按0.6m宽计，阶梯地面一般可达(20～25)人／min，即3min可疏散60人～75人，其百人宽度指标为0.6 m／(0.6～0.75)百人＝(0.8～1)m／百人。该指标不是在火灾条件下得到的，火灾条件下人员疏散会更慢，所以我国在地下建筑疏散设计中采用0.75 m／百人和1 m／百人的指标并非偏安全考虑，是考虑经济条件与人防功能要求等综合因素确定的。上述百人宽度指标可基本满足对人防平战或其他形式地下商场，笔者认为对地下商场均可用该疏散宽度指标，但应严格掌握。对于防火分区内容纳人数的确立，人防平战结合的工程中设立的商店建筑，我国GB50098—1998第5．18规定：“地下商场营业部分疏散人数，可按每层营业厅和为顾客服务用房的使用面积之和乘以人员密度指标应按下列规定确定：①地下一层，人员密度指标为0.85人／m2；②地下二层人员密度指标为0.80人／m2。

    对于非人防平战的其他形式地下商场建筑，疏散人数如何确定。根据《防火手册》等有关资料，在商场中柜区与人员所占公共面积应为1：1．5，小型商场可按1：1，顾客人均占有面积高峰时按0.4 m2／人计，则其每个防火分区中容纳人数相当大。例如在一个设有自动喷水等消防设施且建筑内装修符合国家标准GB50222时，且深度大于10m的大型商场的防火分区中，防火分区面积按2 000 m2计算，则可容纳人数达2 400人左右，疏散宽度约为24m，在一个防火分区中无法达到。根据笔者搜集到的西安市一些大型商场如民生、开元、好又多量贩实地测算资料，由于商场密度增加，商场内客流量有减少趋势，商场中人员密度已达不到《防火手册》中0.4m2／人的指标(西安市现已规定城墙内不允许再建5 000m2以上商店)。目前经统计在西安市的节假日高峰时期人员密度基本为1人／m2(该面积指商店中可供顾客使用面积)。基本与人防标准GB50098—1998容纳人数指标相近，笔者以为在这种地下商场中只要要求该商场耐火等级为一、二级，也可按GB50098—1998中有关条文计算每个防火分区容纳人数。

    (4)合理布置疏散出口。

    1)对于地下设置的商场建筑(包括人防平战结合工程)，首先应尽可能设置直通室外地坪的安全出口，其出口应与地面其他建筑保持一定防火间距，可按GBJl6—87有关规定执行。

    2)对地下商场建筑内每个防火分区安全出口的设置不应少于两个，当有两个或两个以上防火分区，相邻防火分区之间的防火墙上设有防火门时，每个防火分区可只设一个直通室外的安全出口，改建工程的防火分区考虑其客观性，可设置不少于两个通向相邻防火分区的防火门，但应设置在不同方向。符合GB50098—1998中一些特定条件，在面积小、人员少的情况下可设一个安全出口。

    3)对于每个防火分区安全出口之间或安全出口与相邻防火分区之间防火墙上的防火门宜按不同方向分散设置，避免安全出口布置不均匀造成人员疏散不均而拥挤，甚至可能由于出口过近，同时被烟火堵住，造成人员无法疏散。

例如，对一个2 000m2的地下商场建筑防火分区，则其营业厅使用面积约为1 000m2，按GB50098—1998第5．1．8条来计算，则该防火分区内容纳人数地下一层为1 000× 0.85＝850人，地下二层为1 000× 0.8＝800人，则疏散宽度要求分别为8.5m和8m。这个数据若对地下建筑来讲则不易做到，或即使做到则疏散出口不易在防火分区中均匀布置，造成防火分区中疏散人员不均衡，可能有的出口疏散人多，有的出口疏散人少，表面上看满足了规范的疏散指标，但在实际中达不到有效的疏散效果。

对于防火分区疏散出口合理、均匀布置，在大型地下商场建筑中不易实现，尤其是人防平战结合工程中因其开向地面的孔口有严格限制很难做到。上述疏散宽度要求，笔者以为在人防平战结合的商场中或其他形式的地下商场，应提倡采用避难通道设计来解决疏散宽度与疏散出口的问题，以达到合理的有效疏散。

    4)为了确保人员疏散的均匀，笔者认为在地下商场中，应要求每个防火分区安全出口和相邻防火分区之间防火墙上的防火门其疏散人数平均每个不应大于250人，改进工程不大于350人，为实现这一标准，地下商场内货架、柜台布置应根据建筑疏散出口的设置进行布置，尽量在每个防火分区中，将热销柜台分散布置，以便顾客可在各防火分区中均匀分布，供顾客选购商品的主通道不应小于3m，并应尽量正对安全出口，次通道不应小于1.6 m，安全出口、相邻防火分区之间防火墙上防火门和楼梯净宽不应小于1.4m，公共出口内、外1.4 m范围内不应设踏步，必须向疏散方向开启安全门，且不应设门槛。疏散楼梯不宜采用螺旋楼梯。

    5)认真校核疏散设计。设计者在按上述指标进行完疏散设计后，应按地下商场的实际货柜摆放，进行疏散宽度、距离、时间等实地校核，以确保火灾条件下人员可安全疏散。

    6)重视应急照明及疏散指示标志设计。这在设计中往往忽视，这是人员安全疏散的一个重要保障。黑暗条件下有了安装间距不大于20m灯光指示标志，照度不低于51x应急照明对于缓解疏散人员恐慌心理，组织有序疏散有相当大的作用。据日本资料介绍，有序的

疏散可使疏散速度从0.3m／s提高至1 m／s，疏散速度大大加快了。故对于已建成或投入使用的商场我们一定要进行实地应急照明照度的测试。

2．5  加强防排烟设计

地下建筑因其开向地面的孔口少，火灾时，发烟量大、温升快，其高温、毒性对人体的危害，能见度的降低都对人员安全疏散有极大的威胁。因此，在进行疏散设计时应结合防火分区等因素合理划分防烟分区，设置通风、排烟口，重视加强地下商场的防排烟设计，以便火灾条件下有效排烟，尽可能降低烟气对人员的危害。

2．6  保证消防用水、用电，强化消防设施设计，保障通讯畅通

地下商场因其火灾特点，火灾条件下扑救极为困难，主要靠自身的能力进行自救，可靠的供水、供电设置，火灾自动报警系统、自动喷水系统等合理的消防设施设计是控制火灾蔓延，赢得疏散时间的关键。地下建筑由于其屏蔽作用强，应考虑增设加强无线通讯信号的设施，便于人员逃生及消防队员扑救。