摘要：地下商业由于其深埋地下,采光通风等条件较差,不利于消防扑救。而商业功能又带来了大量可燃物,营业厅内人员密度及人员的构成也较一般民用建筑不同。所以相比之下地下商业的火灾危险性较大。本项目总建筑面积约11000㎡,其中地下建筑面积约44100㎡，地下一层主要为商业功能,建筑面积约14000㎡。项目位于上海市长宁区华阳28街坊地块,基地西临海粟绿地(海粟绿地西侧为轨道交通延安西路站),南侧与刘海粟美术馆相邻,东临种德桥路,北向单行道昭化路。地段优势明显,前期分析进入地下商业的大量人流将来自西侧海粟绿地、延安西路轨交站及刘海粟美术馆参观人群。本文主要对本工程地下营业厅的平面设计、地下地上连通防火分区的设计以及下沉广场的设计等几方面进行了研究和探讨。
关键词：地下商业；地下地上连通；防火分区；下沉广场；缓冲空间
1、地下商业的平面设计
（1）平面布局的设计
国内外相关文献研究，当人处在一个相对陌生及复杂的环境中时，在遇到紧急情况下会更容易放大恐惧情绪，这样势必给消防疏散带来不利影响。由于地下建筑相对于地上建筑更密闭，因此地下营业厅的平面布局应尽可能采用辨识度较高，通视性较好的线状、定向辐射状等平面布局。如采用环线放射状，网点组合状等这种本身设计辨识度不高的平面布局，容易使人员在疏散过程中迷失方向感，最终导致人员在应急状态下惊慌失措而延误宝贵的疏散时间。本工程在设计时根据项目实际情况，将营业厅区域平面布局设计为定向辐射状平面。
定向辐射状平面主要是通过将地下营业厅的布局设计成两侧商铺中间为公共通道的“商铺式营业厅”模式。这样有利于将整个营业区疏散主动线与公共通道的走向趋于一致。
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图1：商业区平面主通道示意图
（2）公共通道的设计
现行《商店建筑设计规范》4.2.10条规定对连续商铺间的公共通道最小净宽度作了如下要求:通道两侧设置商铺时,主要通道最小净宽度≥4M,且不小于通道长度的1/10;通道一侧设置商铺时,主要通道最小净宽度≥3M,且不小于通道长度的1/15;(主要通道长度按其两端安全出口间距离计算)。地下营业厅2000㎡的防火分区,主通道长度一般为40~60M,主通道的净宽度为4~6M。在实际工程中,笔者认为对"公共通道"应考虑其两方面的作用,一是"公共通道"作为营业厅内主要疏散通道,应能满足消防疏散宽度。根据《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)对商店营业厅内的人员密度取值地下一层为0.6人/㎡,可知一个2000㎡的商店营业厅防火分区内理论极限人数可达到1200人。将"公共通道"作为主要疏散通道,按最不利情况安全出口设置在公共通道的两端,考虑两个方向疏散的原则,每个方向理论值各疏散600人,按《建规》5.5.21条规定地下营业厅的每百人取值为1.00M,得到连接安全出口的"公共通道"疏散宽度理论值为6M。二是从预防地下营业厅火灾蔓延的目标出发,将"公共通道"作为两侧商铺的"防火隔离带",隔离带的宽度最小值可根据《建规》5.2.2条条文解释:当两个防火分区相对外墙间距满足6M时,可以防止火灾蔓延的数据。6M的"公共通道"(通道内不含可燃物)宽度可以有效的阻止因公共通道一侧店铺起火后热辐射引燃通道对面店铺的隐患发生。综上所述地下商铺式营业厅内"公共通道"的最小净宽度应尽可能大于6M。本工程根据实际情况对"公共通道"的取值范围为控制在6~9 M。
2、地下地上连通防火分区的设计
本工程地下营业厅与地上建筑之间设置了自动扶梯作为垂直交通。在计算防火分区面积时按《建规》5.3.2条需叠加上、下层相连通的建筑面积。地上建筑与地下建筑在防火分区面积的确定、人员密度的确定及疏散宽度的计算都不同。本工程因地上部分使用要求无法设置防火墙及防火卷帘等分隔措施,因此只能将分隔措施设置在地下部分。由此带来一个问题,叠加后的防火分区限值是按地上防火分区面积(即5000㎡)还是按地下防火分区面积(即2000㎡)确定,现行规范没有明确对此问题做出规定。按从严的角度出发,上下叠加面积应该按2000㎡防火分区面积控制。本工程上下叠加部分已超过2000㎡,《建规》总则1.0.5条提到:根据建筑特征不但要考虑安全实用还要兼顾经济合理。因此笔者认为从兼顾经济合理角度作为出发点去研究,是否当满足限定条件,可以将地上地下叠加面积按地上防火分区面积控制。从火灾的基本情况出发,将火灾发生的区域限定在一个比较小的范围内,可以将人员迅速从火灾区域内撤离,以达到保护人身安全。是消防设计的重点。查阅《建规》相关条文,其中对地下一些特定房间厅、室等都做了控制面积来满足防火要求,如《建规》5.4.9条对布置在地下室的歌舞娱乐场所的厅、室限定面积为200㎡。由此可见,限定地下叠加区域的面积是必要的措施。如何确定地下叠加区域的建筑面积取值大小?考虑到本工程地下叠加区域必须借用相邻的地下防火分区进行疏散,根据《建规》5.5.9条规定:防火分区A通向防火分区B的疏散宽度不得超过防火分区A疏散宽度的30%。因疏散宽度是依据防火分区面积推导得来,即防火分区A能借用相邻防火分区疏散的面积是防火分区A面积的30%。因此地下叠加区域的面积不得超过"防火分区A"面积的30%。理论上"防火分区A"应该是地下地上叠加的面积之和,但根据《建规》5.5.9条条文解释:防火分区主要是针对"某一楼层内"的防火分区,因此按规范限定的同一楼层内一个防火分区开向相邻防火分区的疏散宽度不超该分区的30%这一规定。从限定"地下叠加区域"面积的出发点,我们将"防火分区A"设定为一个地下防火分区来推算"地下叠加区域"的面积限值是合理的,此限值即为地下防火分区的(有自动喷水灭火系统)最大面积的30%,地下防火分区最大面积分别可按普通地下室、地下餐饮类取值1000㎡及地下商业营业厅2000㎡这两个取值。此时从限定地下叠加区域面积的角度考虑,笔者认为按防火分区最大1000㎡取值是较为合适的。因此地下叠加区域的面积最大值为"防火分区A"面积的30%,即1000x30%=300㎡。本工程地下叠加部分实际面积仅为120㎡没有超过推导的限值。地下叠加区域面积的百人疏散指标应按照地下营业厅相关规定设置。百人疏散指标越大疏散时间越短。需要强调的是根据《建规》5.5.9条的规定,当相邻两个防火分区之间需借用安全出口时，两个防火分区之间的分隔墙体要严格采用防火墙分隔,不得采用防火卷帘进行分隔。因此地下叠加区域与借用疏散的相邻地下防火分区之间设置了防火墙进行分隔,并设置了甲级防火门进行疏散。这也是充分考虑了地下分区与地上分区的安全需要。
3、下沉广场的设计
3.1 下沉广场的定义
下沉广场在《建规》中的定义主要作用"分隔"、"连通"、"疏散"。"分隔"主要是考虑地下商业面积较大时火灾无法控制的不利因素，将建筑面积大于20000㎡的地下营业厅分隔成若干个面积小于20000㎡的区域。"连通"是将上述被分隔区域能通过下沉广场。"疏散"功能在《建规》6.4.12条条文解释中对多个防火分区开向同一下沉广场进行疏散做了数据限定,其中分别要求下沉广场的长度及宽度最小值不能小于13m,且能满足该区域用于疏散人员行走停留并直接通向地面的面积不小于169㎡(下限)。
3.2 下沉广场的实际使用
查阅国内相关文献内容发现火灾发生时人员的心理及行为有以下典型特征a.奔向经常使用的出入口，很少寻求其他疏散口b.奔向有光亮的部位（包括自然光和灯光）c.奔向与烟火相反的方向或部位d.不知所措，随大量人流奔跑e.奔往走道端头，无出口时再回原路 f.往下层撤离，受阻后往上一层奔逃。
在设计下沉广场时,根据项目实际情况结合上述人员行为特点,将下沉广场作为主要疏散节点进行了特殊的设定,一、将西侧下沉广场作为西侧地铁及海粟绿地的地面主要人流进入地下商业一个起点,将中间下沉广场作为南侧刘海粟美术馆地面人流进入地下商业的另一个起点,由此根据火灾发生时人员的心理及行为特征的表现,"起点"作为"经常使用的出入口"在火灾发生时势必将引导由"起点"进入地下商业的人员疏散至下沉广场。二、在地下营业厅三个防火分区交汇处布置了中心下沉广场,中心下沉广场的设置形成三个防火分区的尽端疏散口,不但满足人员奔向走道端头的行为特征,也成了几个防火分区的天然隔离带,起到了很好的防止火灾蔓延的作用。
图2：下沉广场总平面区位图
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图3：下沉广场地下室区位图
3.3 下沉广场缓冲面积确定
按《建规》6.4.12条文说明考虑到下沉广场可用于停留面积较大，且缓冲条件较好，故规定下沉广场内疏散楼梯的总净宽度不小于开向该区域疏散的最大防火分区的疏散宽度。因此，下沉广场内的“缓冲空间”是一个重要因素不得忽视。缓冲空间的定义可参考《建规》6.4.3条条文解释对防烟楼梯间“前室”的定义：前室（包括开敞式的阳台或凹廊）不仅起防烟作用，而且可作为疏散人员进入楼梯间的缓冲空间。且条文解释明确设计时要注意前室的大小与楼层内疏散人数适应。因此笔者认为可以参考防烟楼梯间“前室”作为“缓冲空间”的定位来明确下沉广场内的“缓冲空间”。下沉广场内的缓冲空间应该除楼梯（包括梯段下低于2.2M的空间）以外的可供人停留的区域。因规范条文将“直接通向地面的面积”计入下沉广场开敞面积内，因此室外楼梯所占开敞区域的面积较大将直接影响“缓冲空间”，从而对疏散产生不利影响。如何确定缓冲面积，笔者通过对本工程的思考觉得可以试着从满足疏散时间的角度来判定需要的缓冲面积大小。本工程同时开向下沉广场的有三个防火分区，因场地限制在设计时只有一个通向地面的疏散楼梯（此疏散宽度满足最大防火分区的疏散宽度），因此疏散过程必然经历从集聚到滞留然后输出这个过程。消防疏散的关键就是控制疏散时间，因三个防火分区的人数同时聚集过来，而同一时间内通过下沉广场内室外楼梯的输出的宽度只等同其中一个防火分区开向下沉广场的最大的疏散宽度,因此滞留区作为"缓冲空间"的面积大小,将最终影响整个从室内疏散至下沉广场的疏散时间。
《建规》中疏散相关公式：
＝安全疏散允许时间
根据《建规》中每分钟每股人流通过数，平坡地面为43人/min,阶梯地面为37人/min,考虑地下营业厅的复杂环境取下值为37人/min。本工程通过下沉广场疏散的最大防火分区的疏散人数为400人，按每百人1m指标需要疏散宽度为4m,按每股人流0.55m取值，约需要7.3股人流（考虑到疏散的合理性实际按8股人流设计疏散宽度），理论需要的疏散时间为400/（7.3 x37）=1.48min。《消防安全疏散时间计算原理》中提到国内对地下商场安全疏散允许的时间为3min，约大于我们计算一个最大防火分区疏散时间的2倍。可见允许时间内完全可以疏散两个防火分区的人数。据此可推断，当三个防火分区同时聚集的时候，3min内能疏散走两个防火分区的人数，因此我们需要在下沉广场内（室外安全区）考虑缓冲的面积为剩余的防火分区疏散人数的面积。本工程3min内通过下沉广场楼梯能疏散走两个防火分区的人员数量而剩余一个防火分区的疏散人员数量需要滞留在缓冲空间，按照最不利条件剩余人数取值按最大的一个防火分区即400人。人数面积计算可参照《建规》5.5.23条避难层（间）的要求，按5.0人/㎡计算。本工程通向下沉广场的最大防火分区疏散宽度为4.0m（400人）、缓冲空间应至少能容纳400人即80㎡。实际本工程缓冲区域面积为110㎡左右。
4、结束语
通过对本工程地下商业的设计，对部分消防设计困惑之处进行了思考。在解决相关问题的过程中，调研了几处实际工程并查阅相关文献，从中汲取到一些解决问题的思路，总结了部分经验为今后的实际工程项目起到一个积极作用。
参考文献：
[1]《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018版)
[2]《商店建筑设计规范》JGJ48-2014
[3]甄诚.消防安全疏散时间计算原理[J].建筑与预算，2015(10):20~22
[4]黄丽丽,朱国庆,张国维,张娟.地下商业建筑人员疏散时间理论计算与软件模拟分析[J].中国安全生产科学技术，2012（2）69~73
[5]孙清军，李伟，陆诗亮.创造优质地下商业心理环境-地下商业空间方位感的建立[J].哈尔滨建筑大学学报，2000（4）83~88
[6]李嘉华，王月明，雷劲松.火灾时人的避难心理行为及建筑疏散设计[J]性能化设计与实践，2004（1）39~41