建材发展导向２０１１年１１月 园林、建筑、规划与结构设计 论大型商业建筑营业厅的安全疏散设计 魏宏清 （江西同济建筑咨询有限公司） 摘 要：本文大型商场的建筑设计火灾危险性以及防火疏散设计方法等进行了分析和阐述，其防火疏散设计内容包括：疏散人数的计算、楼梯间的防火 设计、安全出口及疏散楼梯梯段总宽度的计算，提出了大型商场建筑防火疏散设计避难通道的设计理念。 关键词：大型商场；建筑设计；防火；疏散设计 １问题的提出 根据现行《建筑设计防火规范》ＧＢ５００１６—２００６（以下简称“建规’，）及 《商店建筑设计规范》ＪＧＪ４８—８８（以下简称“商规’ 的规定，商业建筑中营 业厅的疏散通道（如：门、楼梯、走道，下同）宽度的计算，首先根据“商规” 第４．２．５条中的换算系数来确定疏散人数，再根据“建规”第５－３．１７条中 的疏散宽度百人指标计算疏散总宽度。计算公式为： Ｂ＝Ｓ×ａ×ｂ／１００ （１） 由售货员传递售货。而现在，大多数商场是开架售货，购物者可自选商 品，商场内的柜台尺度增大，所占用的空间及面积增加。仓储式商场中购 物者推车购物，客人所需交通面积增大。所以，现代商场仍按ＪＧＪ４８—８８ 规定的换算系数计算疏散宽度，即一、二层Ｏ．８５ｍ／百人或１．１７６ｍ２／人计 算，疏散总宽度过大，楼梯数量过多，楼梯间占用面积过大，占营业面积 的１０％以上，经济性差，商家难以接受，给设计人员带来困扰，所以有必 要对大型商场人流密度状况进行调查研究。 式中：Ｂ——商场营业厅的疏散总宽度，ｍ； Ｓ——商场营业厅面积，ｍ２； ａ——换算系数，根据“商规”第４－２．５条规定，第一、二层为 ０．８５，第三层为０．７７，第四层以上各层为０．６； ｂ——疏散宽度百人指标。当商业建筑为多层建筑时，根据“建 规”第５＿３．１７条之规定：耐火等级为一、二级时，一、二层为０．６５ｍ／百人， 三层为０．７５ｍ／百人，四层以上为１．００ｍ／百人：当商业建筑为高层建筑时， 根据“高规’’第６．１．９条规定为１．００ｍ／百人。 由式（１）可见，疏散人数换算系数决定着疏散通道总的宽度和数量。 然而，“商规’，ＪＧＪ４８—８８制定于２０世纪８Ｏ年代，所依据的是５０～８０ 年代中期商业建筑的建设与营业的实际状况，所确定的疏散人数换算系 数是符合当时国情的，即商业建筑少，规模较小，购物环境差，客流密度 大，功能单一，且营业、仓储、辅助设施分别设置，一般不设集中空调、自 动扶梯、客用电梯等设备。而２０世纪９０年代以来，商业建筑的建设与商 家的经营发生了巨大变化。商业建筑增多，商业竞争激烈，商场环境高档 化，规模大型化，功能综合化，集购物、餐饮、休闲和娱乐为一体的商业综 合体增多。购物客人分流于不同的商场中，商场营业厅内的人员密度已 大大降低。就经营方式而言，８０年代是封闭式售货，购物者与货物分离， ２工程概况 某大型购物广场地块面积１３９５０．５ｍ２，容积率２．９７，总建筑面积 ５４１３２．１ｍ２，规定建筑面积４１５００ｍｚ，（包括地库ｌ１４９７．４４ｍｚ商业 ３２８８７．２２ｍ 、综合市场３０５０．６８ｍｚ、文化中心３０４５．２２ｍ２、电影院 １０１６．８５ｍｚ、公共车站１５００ｍ２）。业主要求规划方案要高起点、高标准，整 合该区文化、娱乐及商业发展，体现创新超前的城市规划。将地块规划成 独具特色的、高品位的中高档娱乐休闲享受的小区。 ３消防及疏散设计 ３．１防火和防烟分区 地下一层分为四个防火分区：设备机房（含水泵房、空调机房、配电 房等）为两个防火分区，面积分别为９１１．７ｍ２和７４３．３ｍｚ。其余停车库等分 为三个防火分区，第一防火分区面积为２７０７．８ｍ２，共停车８３辆；第二防 火分区面积为３３４５．３ｍ ，共停车６５辆；第三防火分区面积为３６１１．６ｍ２， 共停车１１２辆。防火分区间用防火墙或防火卷帘分隔。 ｌ层商铺，此层共为二个防火分区，其面积分别为３５４５．１０ｍ 和 ４１６９．３０ｍ 。其中有中庭相连的手扶电梯用耐火极限３ｈ的特级防火卷帘 分隔。 立面转角尽可能避免开窗，更不要开转角窗。 ⑦加厚离质心较远处剪力墙的厚度。 ③加大周边剪力墙连梁的高度，一般连梁的高度取楼板距下层门窗 顶的高度。为了增加剪力墙抗扭刚度，可以将楼面以上至窗下边的高度 部分也变成连梁，即除窗洞外，其余部分均为连梁。 （５）裙房部分防止上下层刚度偏心 在高层建筑设计中，通常存在以下情况：当主楼满足《高规》第４、３、５ 条的有关控制结构扭转效应的要求时，裙房部分却不能满足。这主要是 由于结构上下刚度偏心较大，裙房相对于主楼偏心布置。裙房平面不规 则或过于狭长，裙房的刚度相对于主楼来说太弱，刚度中心与质量中心 相差太远，最远处节点位移偏大等原因引起的。 解决以上问题的方法有两种：①增加裙房部分的刚度，在位移最大 节点处相应的最大位移方向布置剪力墙，以减小裙房的最大位移，使裙 房的质量中心与刚度中心尽可能重合。②当楼、裙房都有地下室时，将主 楼与裙房在地下室顶板以上用伸缩缝分开；当主楼有地下室，裙房无地 下室时，如建筑专业允许，可以用沉降缝将主楼与裙房分开，使主楼与裙 房分别形成独立的结构体系，经过这样处理，能解决裙房部分由于上下 层刚度偏心引起的较大扭转效应。 （６）高层建筑防止结构平面过于狭长 现在，十多层左右的小高层住宅较多，建筑专业为了满足使用要求， 往往套用多层砖混结构住宅的户型，大多数小高层住宅的平面布置过于 狭长，其长度比接近或超过《高规》第４、３、３条的要求，有的长度超过了 《混凝土结构设计规范》（ＧＢ５００１０—２００２）规定的钢筋混凝土结构伸缩缝 的最大间距要求。一般来说，平面狭长结构的抗扭刚度是比较弱的，很难 满足《高规》的要求。可以通过以下两个方法解决： ①小高层结构体系采用框架结构，首先尽可能将过于狭长的结构用 伸缩缝脱开。如果建筑专业不允许，可通过加大端部开间的抗侧刚度达 到限制结构扭转效应的目的，具体可将边框架的角魔王断面增大，加大 框架梁的高度，如条件允许，中间增加框架柱，即增加框架的跨 数。这些方法可以增加梁的线刚度，也可显著增加结构的抗扭刚度。 ⑦小高层结构体系采用框架一剪力墙结构，由于房屋高度不高，剪力 墙一般仅布置在楼梯间或电梯间，这些抗侧力结构往往过于集中或设置 不对称，结构的扭转效应很大。在这种情况下，必须削弱中间部分剪力墙 的刚度，在外侧加剪力墙。但此时结构的抗侧刚度太大，没有必要。因此 能采用框架体系时，尽量不采用框架一剪力墙体系，因为在地震烈度不大 的地区采用框架结构反而能满足《高规》控制抗扭效应的要求。 ４结束语 对于高层建筑结构，层数多、重心高，设计时不仅要力求结构布置平 面、沿竖向规则，注意质量和刚度的对称、重合，但由于偶然偏心以及地 震动时转动分量的存在，即便是对称结构，在地面运动转动分量的作用 下也会发生扭转振动，因此，结构的抗侧力构件尽量沿房屋周边布置，以 便能够提供足够大的抗扭转力偶，同时，也可为抵抗倾覆力矩提供更大 的抗力耦。 ・６１・ 园林、建筑、规划与结构设计 ２层、３层每层划分为三个防火分区，其中最大防火分区面积为 ３８８７．７６ｍｚ。其中手扶电梯和中庭部分分别用耐火极限３ｈ的特级防火卷 帘分隔。 ４层划分为三个防火分区，其中最大一个防火分区，面积为 ３３８９．１ｉｍ２，其中电影院每个厅的面积都不大于２００ｍｚ，均设置防烟、排烟 设施。 ５层为一个防火分区，面积为４２５１．９０ｍ２。其中手扶电梯和中庭部分 分别用耐火极限３ｈ的特级防火卷帘分隔，屋顶天窗与防火卷帘交界处 的玻璃为防火玻璃。 建材发展导向２０１１年１１月 三层０－３≤换算系数≤０．５； 四层及四层以上０．２≤换算系数≤０－４。 区间换算系数的引入，给设计人员提供了更多的选择空间，既灵活 实用又科学有据，充分体现了建筑性能化设计的特点，是建筑防火设计 发展的方向。 ４．２影响大型商场疏散人数换算系数选取的因素 （１）就不同的商场而言，经营规模、经营范围、经营方式以及所处商 业区的位置等对客流密度影响较大。如大型自选商场，顾客一般采用推 车购物，购买品种多，以食品、饮料及日常生活用品为主，采购量大，疏散 走道宽度相对要大一些。又如，大型中心城市的大型百货商场，规模大， 商品齐全，除珠宝、首饰、手表等名贵商品外，一般采用开架售货，客人可 以自由的、专注的选购商品，因此，往往忽视或听不到火警等发生的信 息，疏散难度相对较大。 （２）就某一商场而言，根据商场的经营的实际情况，宜将客流密度大 的商品布置在三层及三层以下。由于现代化大型商场一般都设有自动扶 梯，购物不需要登楼梯步行到高层，因此高处楼层的客流与２０世纪８０ 年代相比，也会大幅度提高。但从安全疏散的角度看，女装、化妆品、儿童 用品、鞋帽类等商品需求量大，女性客人购物时间长，儿童购物一边玩 耍、一边购物，因此这类商品尽量布置在低层部分（三层以下）是非常必 要的。因此客流密度大的商品布置在低层部分，疏散距离短，有利于提高 商场整体安全水平。 （３）疏散路线简洁通畅，疏散标识明显易找，结合导购广‘播系统做事 故广播疏散疏导，是提高商场的安全疏散水平的物质因素。商业建筑。～ 般在不同方向设有足够的疏散楼梯，但商业建筑一般只有一面或两面面 临繁华街道，而其他面可能只朝向一些背街小巷，因为客流主要来自繁 华街道，加之现代商场的交通设施主要是自动扶梯，通向背街的楼梯一 般无人知晓，更无人使用。在事故情况下，经常使用的自动扶梯将被封 闭，不能用作疏散，客流将为找不到疏散出口发生拥挤和恐慌，因此，疏 散路线、标识、事故广播将为安全疏散起到很重要的作用。 （４）安全管理水平对安全疏散有着非常重要的影响。商业建筑是建 立在正常的安全管理基础之上的。当安全管理水平低下，防火安全设施 不能正常运行时，将会对商业建筑整体安全形成隐患，一旦发生火灾事 故，将导致人员伤亡，财产损失的重大事故。过去，国内有的大型商场消 防设施齐全，投资很大，但火灾时不能发挥作用，结果导致商场烧毁的重 大事故。 ３－２安全疏散和疏散楼梯 本项目各防火分区均有两个或两个以上安全出口。安全疏散楼梯均 为封闭楼梯间和防烟楼梯间，所有封闭楼梯间均有天然采光和自然通 风，且地上部分与地下部分分开。地下室设５座疏散楼梯，地下室车库最 远点至疏散楼梯间的最大距离小于６０ｍ，地下车库停车数２７３辆，设两 条宽度７ｍ的双车道疏散坡道，满足汽车疏散要求。地上部分设１６座疏 散楼梯，商业营业厅和餐厅内最远点至最近的疏散出口的直线距离小于 ３０ｍ，位于两个楼梯间之间房门至疏散楼梯间的间最大距离小于４０ｍ，尽 端的房门至疏散楼梯间的最大距离小于２２ｍ，房间内最远点至房间出口 距离小于１４ｍ，多层商业疏散楼梯总宽满足ｌｍ／ｌＯ０人的疏散要求，折减 后本建筑二层商业疏散人数最多，计算方法如下：二层商业营业面积约 ８７７８ｘ３６％＝３１６０ｍ２，二层商业疏散人数（折减后）３１６０ｘ８５％＝２６８６人，则 要求疏散楼梯总宽度为２６．８６ｍ，设计中１７座楼梯总宽度为２．３ｍｘＯ＋ １．７ｍ￣４＋２．５５ｍ￣２＋１．６５＝３６．５５ｍ，满足疏散要求。本建筑四层为１０００ｍ２的 电影院和７５５８ｍ 的商业，电影院所需疏散宽度为１０００ｍ２／１ｍ２／人／１００人／ ｍ＝１０ｍ。四层商业顾客疏散人数（折减后）７５５８￣３６％ｘ６０％＝１６３２人，则要 求疏散楼梯总宽度为１６．３２ｍ，则四层所需总疏散宽度为２６．３２ｍ，设计中 的１６座楼梯总宽为３４．９ｍ也满足疏散要求。本建筑五层商业顾客疏散 人数（折减后）４２４４ｘ３６％￣６０％＝９１７人，则要求疏散楼梯总宽度为９．１７ｍ， 设计中的五层有四部疏散楼梯总宽为９．４５ｍ，满足疏散要求。（如图１＾，２） ５结论 图１ 现行《商规》ＪＧｌｌ４８—８８所规定的疏散人流换算系数简单易行，但指标 值过大，已不能指导现代化大型商场的建筑疏散设计。大型商场的安全 性与广大人民的生活息息相关，应从性能化建筑防火设计要求出发，对 国内现有商场及火灾案例进行调查研究，以建立大型商场建筑防火设计 的性能化指标体系。 参考文献 ［Ｉ］ＪＧＪ４８—８８商店建筑设计规范【Ｓ］． 【￣ＧＢ５００１６—２００６．建筑设计防火规范【ｓ】． 图２ ４大型商场营业厅疏散人数换算 ４．１大型商场内疏散人数及其换算系数的讨论 我们可以把双休日的商场内人流作为普通人流，把黄金周的人流作 为尖峰人流进行讨论，并且取均值Ｌ的置信区间（以９５％计算）的上限为 讨论值，以此来计算商场内疏散人流的换算系数，计算公式为：普通人流 时 的上限／层面积≤换算系数≤尖峰人流时 的上限，层面积。 从实际统计计算所得的换算系数与现行规范规定值比较来看，现行 规范的换算系数比实际统计所得的峰值换算系数超出了３０％，已失去合 理性，不能正确的指导大型商场的疏散设计。合理的换算系数应以区间 的形式表示，对统计所得的换算系数调整后，建议大型商场营业厅疏散 人数的换算系数为： 层、二层０－４≤换算系数≤０．６； ・６２・