朱卓妮
同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 200092
摘 要:随着我国经济的快速发展,越来越多的综合交通项目拔地而起。综合交通枢纽项目中不仅包含了多种交通设施,如:地铁、市域公交、长途客运及高铁等,还囊括了多种公共功能,如:商业、办公、酒店等,从而形成城市综合交通枢纽集群。在众多不同使用功能汇集的建筑内,做好内部及外部的消防设计,不仅是保证建筑本身的功能安全,更是确保人民生命安全及财产的前提条件。笔者立足于多次作为设计骨干及项目经理参与的综合交通枢纽项目,对如何在涵盖多种功能的综合交通枢纽项目中,合理、有效的处理好消防安全问题,尤其是人员的安全疏散领域。本文论述了综合交通枢纽安全疏散模式的设计应用要点,分别从采用下沉式广场、室内疏散楼梯间、避难走道的“多重组合的安全疏散”模式,以及利用场地地形条件、敞开式外廊立与建筑一层创造“双首层”的“立体化安全疏散”模式这两大方面进行研究及分析,并做出笔者的见解,研究成果可为相关应用与研究提供参考。
关键词:综合交通枢纽;安全疏散模式;设计;多重组合;立体化
引言
安全疏散是建筑消防最根本、最关键的技术,也是建筑消防安全的核心内容。作为建筑专业,依据不同的建筑功能,计算人员数量及疏散宽度,如何运用不同的疏散模式以设计合理疏散路径,保证建筑内人员在有效时间内疏散完毕。同时,巧妙的运用不同的疏散模式,将建筑内部空间最大化的满足本身功能需求,是设计中需不断研究和思考的问题。合理、有效的安全疏散,就是在满足规范及使用的前提下,结合不同内部功能需求,尤其对于综合交通枢纽这类人员密度,常常需要较大空间用于各种交通流线组织的建筑来说,巧妙、灵活的运用多种疏散模式,可以解决多方面的消防安全问题。
1、贵阳综合交通枢纽-公交枢纽及换乘中心项目概况
笔者作为设计骨干及项目经理于2020年3月完成的贵阳综合交通枢纽-公交枢纽及换乘中心项目(下简称“换乘中心”),是地下二层、地上五层、建筑高度约45.4米(至钢结构网架金属外表皮)的一类高层公共建筑。项目地下二层与贵阳市地铁S2线站厅层连通,地上二层与环城铁路、长途客运及市域公交衔接,地上三至五层为酒店。总建筑面积约13.9万平方米,其中地下约6.9万平方米,地上约7万平方米。笔者通过对相关规范的解读,研究不同建筑功能对应的不同消防安全要求,最终采取如下几种疏散模式,以满足集市域公交、地铁、环城铁路、长途客运、商业、酒店等多种功能于一体的综合交通枢纽的安全疏散要求。
2、采用多重组合的安全疏散模式设计应用
开发地下空间,留出地面空间作为集散广场或为市民提供休闲公共场所,是目前城市综合性项目发展的导向。对于综合交通枢纽项目,尤其对于地下轨道交通在此设站点的区域,开发其附属的地下空间,不仅能串联地面的交通设施,地下交通输送的人流还能带动城市地下综合性服务的开发,丰富地下空间业态。但,由此形成的地下人员密集空间,在发生火情的紧急状态下,如何将集中的人流有效的疏散至安全区域?
2.1 下沉式广场+室内疏散楼梯间组合模式
2.1.1 常规设计易引发的问题思考
在“换乘中心”项目中,地下二层主要功能为汽车库、地下换乘大厅及附属商业。此外,地下二层还与贵阳市S2线地铁站厅层连通。地下二层用于换乘大厅功能的建筑面积约5100平方米,划分3个防火分区。另设建筑面积约3700平方米的附属商业,划分2个防火分区。依据前期可行性研究关于换乘人流的分析及商业人员密度统计,换乘大厅需疏散约2500人,疏散宽度约25米。附属商业需疏散约2000人,疏散宽度约20米。若按常规设计设置疏散楼梯间,按每个楼梯间疏散宽度1.5计,则地下二层扣除车库,需设置约30部楼梯间,这对于建筑内部空间来说,是件令人十分惊恐的事情。再扣除必要的设备用房及其他辅助空间,一个约2000平方米的换乘大厅或附属商业,真正可用于建筑本源功能的空间,所剩无几。
2.1.2 采用“下沉式广场+室内疏散楼梯间”组合设计带来的效果
在该项目中,摒弃上述“喧宾夺主”的处理手法,运用规范规定的“当连接下沉式广场的防火分区需利用下沉广场疏散时,疏散楼梯的总净宽度不应小于任一防火分区通向开敞空间的设计疏散总净宽”的要求,通过设置下沉式广场+疏散楼梯间的双重组合疏散模式,在地下室对应上述功能区域的外围设置3个下沉式广场,并采用“两两对一”的方式,即至少两个防火分区对应至少一个下沉式广场疏散的模式,则该下沉式广场通向一层地面的楼梯净宽仅满足任一防火分区利用其疏散的净宽即可。最终,三组下沉式广场分别设置宽度为8.1米、8.2米及6.3米通向地面的直跑楼梯,解决了上述5个防火分区约90%的疏散宽度,从而大大减少了在建筑内部设置疏散楼梯间的数量,保证建筑空间的完整性,匹配地下换乘空间大客流的空间需求。
2.2 避难走道+室内疏散楼梯组合模式
2.2.1 地下换乘大厅易引发疏散距离过长的问题思考
综合交通枢纽内的换乘大厅,往往需要承担多种交通设施的换乘。在“换乘中心”项目,地下二层的换乘大厅需承担2500人的换乘客流。考虑换乘动线、商业动线及人员聚集等多种因素,将两处商业防火分区设置于地下二层的北部与东部,直接与下沉式广场衔接。将三处换乘大厅防火分区布置于靠近换乘地铁通道处,由此带来的问题是,位于平面核心区的一处防火分区未与任何一处下沉式广场衔接。若在该核心区增设疏散楼梯间,不仅对至建筑首层疏散流线难以组织,还因设置较多的疏散楼梯间,换乘大厅平面空间及换乘动线也变得十分糟糕。所以,需通过一些处理方式将该处的换乘大厅与地下室下沉式广场连通。
2.2.2 采用“避难走道+室内疏散楼梯间”组合设计带来的效果
因此,笔者提出在换乘大厅次要功能区域,采用设置避难走道的方式,与一处下沉式广场衔接。该区域因避开换乘大厅主要换乘流线,故可将避难走道宽度设计与下沉式广场直通地面疏散楼梯等宽。由此解决该换乘大厅较大部分的疏散宽度,此外,位于次要功能区的设备用房,还能为避难走道提供必要的消防措施。加上原有的室内疏散楼梯间,最终位于中部核心区的换乘大厅所在的防火分区在不增设疏散楼梯间的情况下,安全疏散问题也得以有效解决,将换乘大厅空间最大化的服务于换乘乘客。
图1:地下二层换乘大厅区域平面图(图片来源于笔者绘制)
经过上述设计处理手法,运用下沉式广场、室内疏散楼梯间、避免走道的多重组合疏散模式,最终每个防火分区在内部仅需设置一部疏散楼梯间,便能解决共计约45米的疏散宽度,大大减少了疏散楼梯间的数量,将室内空间最大化还原于换乘大厅功能及附属商业功能。
3、采用立体化安全疏散模式设计应用
常规的安全疏散设计中,通常将首层作为直通室外的安全出口,此处理手法,对于建筑内部功能比较单一的项目来说,疏散口的数量或许不足以影响建筑内部空间,但对于带有综合开发的交通枢纽来说,尤其是上部功能为办公或商业这类疏散需单独设置的项目来说,仍沿用传统的单一首层疏散模式设计,无疑将增加较多的竖向疏散交通空间,从而占用大量内部空间面积。
3.1 “换乘中心”疏散设计要求引发的问题思考
“换乘中心”项目中,地下室二层为换乘大厅、附属商业及车库,地上一层及二层为公交乘降区及换乘大厅,地上三层至五层为酒店。首先,地下室设有17部楼梯需连通至地面疏散,扣除可直出至室外场地的楼梯,需由地上一层作为直通室外安全出口的楼梯就有10部。其次,地上三层至五层的酒店区域,共设220间标准客房及一间可容纳350人的宴会厅,为满足酒店功能的疏散要求,在此基础上还需增设三部楼梯至地上一层疏散,不算二层的换乘大厅及其附属商业,建筑首层就有13部楼梯。最后,建筑二层作为换乘大厅及附属商业功能,设有3个约4000平方米的防火分区,依据前期可行性研究关于换乘人流的分析及商业人员密度统计,每个防火分区平均需疏散约1800人,疏散宽度约18米,若按常规设计设置疏散楼梯间,按每个楼梯间疏散宽度1.5计,则每个平均每个防火分区需设置约12部楼梯间,3个防火分区共计约36部楼梯,算上已有的13部楼梯,还需增设23部楼梯。若按上述设计,其建筑内部空间可想而知。
3.2 提出“双首层”概念
为避免过多的疏散楼梯间集中于地面一层,本项目中提出“双首层”的概念,即通过利用场地地形条件及设置开敞式外廊的处理手法,使建筑二层也可直通室外作为安全出口,形成立体化的安全疏散模式。
3.2.1 利用场地地形条件
本项目地处贵阳市,自然地形高差大。“换乘中心”项目与东侧长途客运地形相差约6至7米,刚好满足综合交通枢纽一个楼层面的层高。本项目一层正负0相对于绝对标高为1271,二层绝对标高为1277,恰好与东侧长途客运室外地坪绝对标高一致。由此,位于二层南侧的防火分区,有近一半的疏散宽度可通过1277标高的室外地坪解决,解决有效宽度约9.6米。通过充分利用相邻场地地形,可为该防火分区内部较少约6部疏散楼梯间的竖向交通数量。
3.2.2 设置开敞式外廊及室外换乘平台
因地上二层的疏散需求庞大,故在二层的外围采用退进的设计手法,形成两条宽度约6米的外廊。因建筑外立面造型采用曲面金属网架包裹,故外廊的侧边及上部均为见天部分,可认定为安全区,也就可作为安全出口用于疏散。作为综合交通枢纽中的换乘功能,二层平面北侧设置室外换乘平台与位于换乘中心西侧的环城高铁、东侧的长途客运地面落客区进行换乘。两侧的开敞式外廊直接与该室外换乘平台连接,外廊连接至换乘平台路径中,与其对应的室内空间,均可经由此开敞式外廊疏散。此外,为满足开敞式外廊的疏散距离要求,在两侧外廊的中部增设至建筑首层室外的开敞式楼梯。
经过上述设计,位于北侧的防火分区,可直接疏散至室外换乘平台,有效解决了约14米的疏散宽度。位于中部的防火分区,利用两侧的开敞式外廊,解决约12米的疏散宽度。两组防火分区,可减少约17部疏散楼梯间。
图2:地上二层平面图(图片来源于笔者绘制)
3.3 立体化安全疏散模式效果
经过上述利用场地地形条件、设置开敞式外廊及室外换成平台,与建筑一层形成“双首层”的立体化疏散模式,将总建筑面积接近于14万平方米的“换乘中心”项目,最终锁定仅需设置13部疏散楼梯间经建筑一层疏散,大幅度减少了室内竖向交通设施面积的占比,将更多的内部空间归还给换乘大厅及其他重要空间区域,为与之衔接的周边交通设施的换乘乘客提供舒适、宽敞的换乘空间。
4、结论与建议
综上所述,消防安全是保障乘客出行安全的最基本保障。良好的安全疏散设计是为建筑发生火灾危险的紧急情况下,将乘客快速、有效疏散至安全区域,确保人民的生命安全。针对多种交通设施汇集的综合交通枢纽,安全疏散设计不能局限于单一、片面的处理手法,在满足规范及使用功能的前提下,巧妙地运用多种疏散模式,与建筑内部空间相得益彰,为乘客提供便捷、舒适、安全的出行环境。
参考文献:
[1] GB50016-2014.建筑设计防火规范(2018版)
[2] GB51251-2017.建筑防烟排烟系统技术标准
[3] 王强.消防工程设计与施工.化学工业出版社.2016
[3] 班云霄.建筑消防科学与技术.中国铁道出版社.2015