中庭建筑的防火安全设计

中庭防火设计探析

摘要：本文作者介绍了中庭的火灾危险性，提出了中庭的消防设计方法，供同行参考。

关键词：中庭；防火设计；探析

随着商业的发展，中庭建筑如雨后春笋般不断涌现，有些成为了城市的地标建筑。比较著名的有上海的金贸大厦，它的中庭高达152m。随着建筑物的大规模化和综合化的发展趋势，中庭的高度越来越高、使用功能越来越复杂、火灾荷载越来越大。由于功能的需要，中庭很难进行防烟、防火分隔，一旦中庭内部或与中庭相通的结构起火，烟气就会在整个建筑内部蔓延，严重影响人员和物资的安全。做好中庭建筑的消防设计对于减小火灾发生的概率，快速发现和控制火灾具有非常重要的意义。

一般来说, 建筑物的中庭高度比较大, 并且屋顶常采用大跨度轻型钢结构、玻璃采光顶。目前, 中庭在建筑界中尚无明确的定义,《高层民用建筑设计防火规范》 第 5.1.5 条条文说明解释到: 中庭是由露天庭院( 天井) 发展而来, 是在天井上加盖屋顶, 形成的内部空间受限的区域。根据火灾烟气运动相关理论,发生火灾时, 高温烟气在竖直方向的运动速度为 3～4m/s, 中庭作为上下连通的空间,

能够产生明显的“烟囱效应”, 是对当前建 筑 防火分区的严峻挑战。另外,《建 筑

设 计 防 火 规 范( GB50016- 2006) 》将有关中庭的条文从原“87 版本”的附注修改为强制性条文。由此可见, 中庭防火已受到社会各界的高度重视。

1 中庭的火灾危险性

中庭最早起源于罗马时期，又称为“四季厅”或者“共享空间”，是设置在建筑内，四面围合且设有顶棚的空间。中庭使人们有了整体的视觉效果，特别适合于商业、休闲、办公一体化的大型综合建筑。大多数中庭的屋顶或者外墙的一部分采用钢结构或者玻璃，这样就可以使阳光充满整个内部空间。大多数中庭中采用空调系统并且布置有生态绿化，使中庭内形成一个如同室外自然环境一般的美妙环境，带给居住者愉悦的心情。

1.1 火灾易扩大

浅谈中庭建筑的防火安全设计探讨

摘 要:文章阐述了中庭建筑的概念特点及设置防排烟系统的重要性 , 通过分析火灾烟气的特性 , 探讨了中庭建筑防排烟系统的设计。

关键词：中庭建筑；防火安全；设计探讨

0引 言

随着建筑业的发展，一种以建筑内部空间为核心综合多种功能的空间结构形式——中庭，在我国的高层建筑中使用的越来越为频繁和成熟。如上海的金茂大厦、港汇商厦、连卡佛等许多高层建筑，都设有贯穿若干层或全楼的中庭。中庭的出现，在创造了一个引人注目的共享环境的同时，也带来了特殊的火灾危险性。中庭的高度（通常在20米以上）会大大降低自动喷水灭火系统的有效性，而贯穿全楼或多层的封闭大空间与楼层间的不完全隔离，无法有效延缓火、烟由着火层向其他楼层的蔓延，随着火场温度的升高，如无完善的送风、排烟系统设计，中庭还可能产生明显的烟囱效应，造成火势迅速上窜蔓延，甚至将导致大量人员伤亡，带来不可估计的损失。以下我们对中庭的一些情况及对中庭建筑的防火安全设计进行探讨。

1 概况

1.1、中庭的概念

短边长度不小于6m（或半径不小于6m），横截面积不小于100㎡，且其共享层数不少于三层的带有顶盖的室内庭院。设有中庭的建筑称之为中庭建筑。

1.2、防火设计中中庭的分类

根据防火分隔设计所配备的消防设施，中庭一般可分为以下三类：

1.2.1、天井式中庭

它是指用耐热的防火玻璃从建筑中分隔出来的高大空间，除了用于交通目的之外无其它使用功能。这类中庭由于采用了防火玻璃分隔，一般不会出现太大的问题，火灾时利用机械排烟可达到控制火灾蔓延的目的。

1.2.2、开敞式中庭

它是指除部分房间装有玻璃分隔之外，多数层间与中庭完全相通。这类中庭在火灾时的主要威胁来自与中庭直接相通的疏散通道及回廊，因此，需设计烟气控制系统防止烟气进入疏散通道。

1.2.3、封闭式中庭

它是指用普通玻璃分隔出来的空间，具备使用功能，通常可作为娱乐场所或餐厅。封闭式中庭在火灾中即使整个空间充满烟气，危险性也不太大，考虑周围的回廊，房间全渗进烟气，通常要设置机械排烟装置防止烟气扩散。

162施工技术

0　前言随着我国经济不断发展，大型公共建筑越来越多，已经成为城市一道美丽的风景线。在这些大型公共建筑中，中庭是比较重要的空间节点，正在逐渐成为人们聚集的场所。在高层建筑内部的中庭，垂直高度变得越来越高，因此其安全性应该引起人们高度重视。1　中庭概述及存在弊端中庭主要指的是短边长度大于6米，横截面积大于100平方米，且共享层数大于3层的存在顶盖的室内庭院。在高层建筑中，中庭的使用功能是非常多的，并且对自然要素进行引入，对便捷的垂直交通进行设置，正在逐渐成为高层建筑的交通枢纽。在中庭，人们还可以进行休息、观赏等活动。对于中庭而言，可以看作城市高层建筑的公共中心。虽然中庭的优点非常多，但是依然存在着一些不足，主要的弊端可以概括成以下几点。1.1　中庭空间难以进行防火防烟分割中庭可以很好地对高层建筑的内部空间进行丰富，但同时也对消防带来了一定的影响。当只是从安全系数考虑而对中庭进行防火防烟分隔，这对中庭的空间感会造成一定的影响。但是如果中庭的上下空间是连接在一起的，当火灾发生时，会使得烟气短时间内变得非常大，进而对人身安全及高层建筑造成严重威胁。1.2　中庭的功能比较复杂，起火因素也比较多中庭能够将不同功能区域的人们进行很好地连接，而且也是人们经常休闲娱乐的地区，一旦火灾发生，需要对大量人员进行疏散。在比较大的建筑中，中庭的主要作用是进行导向以及识别，这使得人们大多在中庭区域活动，如需疏散会出现非常严重的拥堵，严重的还可能出现踩踏等事故，对人员逃生产生非常消极的影响。1.3　非常容易形成“烟囱效应”对于建筑中的中庭而言，与烟囱是比较相似的，当火灾出现时，随着温度变得越来越高，就会形成比较严重的“烟囱效应”。这时候烟气会顺着中庭以垂直方向扩散，火势会变得越来越大，对人们的生命安全及财产安全带来非常严重的威胁。2　高层建筑中庭的防火设计2.1　中庭的防火与分割设计当中庭的类型不一样时，其防火措施以及处理方法也存在一定的差异。在现代建筑物中，由于对功能的不同需要，使得出现比较多的封闭式中庭空间以及回廊式中庭空间。下面针对不同类型的中庭空间进行防火设计分析。1）封闭式中庭对于封闭式中庭而言，可以在建筑主体内部对自动喷淋灭火装置进行设置，并且在中庭内部对排烟设施进行布置，其目的就是要确保火焰不会进入中庭内部，确保中庭内部不出现烟气的积存或者扩散，进而对整个建筑产生影响，采用这种方式，对于封闭式中庭防火区面积，是不用进行叠加计算的。2）回廊式中庭首先，在回廊中应该对喷淋灭火装置进行设置。但是为了确保不会由于烟气竖向速度太快对系统有效性造成影响，可以对反应速度比较快的喷头进行应用，这样可以确保烟气不会短时间内出现快速蔓延。其次，在回廊走道，可以对隔墙进行设置，并且对于回廊走道隔墙而言，其耐火极限应该大于高层建筑公共走道墙体的耐火极限，并且应将回廊走道隔墙砌到楼板的地层位置，而且走道上面所设置门窗的耐火极限应大于1h。除此之外，在这些开口位置，还应对洒水喷头进行设置。再次，在回廊的外沿，应对不燃烧体裙墙进行设置，其高度应大于80公分，其目的是确保火势不会出现竖向蔓延。最后，在中庭四周房间以及回廊四周房间，应对排烟设施进行设置，并且在房间内部还应对自动喷淋灭火系统高层建筑中庭的防火及防排烟设计分析Analysis of fire prevention and smoke exhaust design for high-rise building atrium周美伶（桂林市建筑设计研究院，广西 桂林 541001）摘要：高层建筑的安全性越来越受到关注，尤其是防火和防排烟设计。中庭是高层建筑设计的一个趋势，其主要强调美观性，但从消防角度来说容易导致火灾的蔓延。本文就高层建筑中庭的防火及防排烟设计进行阐述。关键词：高层建筑；中庭；防火；防排烟；设计Abstract: Now people pay more and more attention to the safety of high-rise buildings, especially in terms of fire prevention and smoke prevention design. Atrium building is a trend of high-rise building design. Its main emphasis is on beauty, but it is easier to cause the spread of fire. Therefore, this paper expounds the fire prevention and smoke prevention design of the atrium of high-rise buildings.Keywords: high-rise buildings; atrium; fire protection; anti-smoke; design中图分类号：TU998.1　文献标识码：B　文章编号：1003-8965（2019）06-0162-02

建筑中庭常见的几种防火设计方法　梁芝松铜陵市消防支队２４４０００　随着现代建筑的发展，设有中庭的　多层民用建筑大量涌现。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。“中庭”　在建筑界至今尚无明确的定义，《高层　民用建筑设计防火规范》条文说明第５．１．　５条解释到：中庭是由露天庭院（天井）　发展而来，是在天井上加盖屋顶，形成　的内部空间受限的区域。根据火灾烟气　运动相关理论，发生火灾时，高温烟气　在竖直方向的运动速度为３～４ｍ／ｓ。中庭　作为上下连通的空间，能够产生明显的　“烟囱效应”，是对当前建筑防火分区的严　峻挑战。“建筑设计防火规范》“２００６版”将　有关中庭的条文从原先“８７版本的附注”　修改为“正式条文”。由此可见，中庭防火　已受到越来越多的人的重视。本文从一工　程实例人手，浅谈中庭防火设计的几种常　见方法，请各位专家　行指正。　１工程概述　一国家重点工程，由于该工程的任　务重、工期紧，在施工前期未办理消防　相关审批手续，到工程竣工后，国家相　关部门要进行工程竣工验收，建设单位　申请补办消防审核验收手续。该工程是　矿山型工程，无高层建筑，属干丁、戊　类生产，但有一栋单体建筑引起笔者注　意，该建筑名称为生产管理调度中心，　是整个工程项目顺利运转的中枢，关系　到矿井下几千矿工的生命安全。该建筑　性质为四层综合性办公楼，总建筑面积约　为４０５６平方米，其中一层建筑面积１２００平　方米（包括中庭面积２５６平方米），其它三　层面积均为９５０平方米，层高４、２米，走道　吊顶高度为２．８米，设有中央空调系统，属　于高级办公楼。该建筑为３４．７ｍ×３４．７ｍ的　正方形，中庭位于中心，为１５ｍ×１５ｍ的　方形，贯通四层，中庭顶部采用通透性高　级玻璃覆盖，轻钢屋架承重。二至四层设　有２．６ｍ的外挑式走道，直通中庭。标准层　布置如下图所示。　２问题的提出　考虑到该工程的重要性，原初设计　时内部设有火灾自动报警系统和自动喷水　灭火系统，但在现场检查发现，该建筑　内的自动喷水灭火系统被取消，据建设　单位解释，担心系统误动作，影响调度　中心计算机系统的安全。但按“建筑设　计防火规范》ＧＢ５００１６—２００６第５．１．１０条　的要求：建筑物内设置中庭时，其防火　分区面积应按上下层相连通的面积叠加计　算，四层总建筑面积为４０５６平方米，超　过一个防火分区最大允许面积２５００平方米　的要求。其实，该问题的出现，是由建　设单位想当然的取消自动喷水灭火系统造　成的，若设置自动灭火系统，其防火分　区面积可增加一倍，达到５０００平方米。　为此，笔者要求建设单位按设计图纸要　求，重新增补自动喷水灭火系统，若担　心系统误动作，完全可采用预作用自　动喷水灭火系统代替设计的闭式自动喷　水灭火系统。但建设单位表示，由于　该项目进入试生产，生产调度中心已　投入使用，内部增设会影响生产的正　常进行，并且向笔者咨询，是否有更　好的解决办法，既不影响生产又能达　到相关规范的要求，只要整改不严重　影响正常的办公即可。综上所述，其　实造成该消防设计不符合规范的要求的　原因是该建筑内设置有中庭，使得防　火分区面积叠加，为此解决该问题应　围绕如何对中庭进行防火处理，使得　防火分区面积不叠加计算。笔者经过　查找相关规范，提出了三种整改方