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摘要：本文针对防火规范中非商业类型公共建筑的下沉庭院的消防设计提出了问题及解决办法，通过工程实践总结了经验和要点，以供设计人员借鉴和参考。
关键词：下沉庭院；消防设计
下沉庭院能够为公共建筑地下空间有效的改善室内光环境、缓解使用者闭塞压抑的心理，是建筑师常用的地下建筑处理手法。在2014年推出新防火规范GB50016-2014《建筑设计防火规范》（下文简称《建规》）后，规范对下沉庭院的防火措施提出了一定要求（参见表1-1），其中6.4.12对下沉庭院的使用功能、尺寸、面积都做了规定，但是参考该条文的条文说明，这些规定都是为进一步解释条文5.3.5而提出的，即当下沉庭院用于地下商业20000平米区域的分隔时必须满足此要求；而20000平米区域内的下沉广场，其防火分区安全出口最近距离则参考6.1.3、6.1.4要求，对面积大小未提出要求。
同样，条文6.4.12也并未明确说明其是否适用于：除商业类型外的其它公共建筑的下沉庭院，或者说非商业建筑，其下沉庭院的设计应该以何为标准？规范未做明确说明。但是笔者认为，不可否认很多地下项目存在着食堂、会议室等人员密集型功能，其疏散压力不亚于商业，过于狭小的下沉空间，对于疏散确实存在的诸多不利因素。例如：
1、总面积过小不利于自然排烟中烟气的扩散。
2、形状过于狭长，存在对向墙体过近的情况。
3、尺寸、面积过小不满足不同防火分区之间外墙的门窗洞口距离要求。
4、外墙防火性能过低。例如玻璃幕墙。
故对于分散设置的多个小型下沉庭院的建筑设计，其对建筑的消防设计增加了很多难点。本文以中冶建筑研究总院科研实验用房改造项目（以下简称中冶科研实验用房）为例，总结了小型下沉庭院消防设计中遇到的若干问题和解决方法。
1.小型下沉庭院对消防设计的作用
1.1 中冶科研实验用房防火设计简介
中冶科研实验用房地下一层建筑面积约1.2万㎡，主要用房功能为科研配套、食堂和设备用房，为二类高层，构件耐火等级二级，地下一层平面上分散设置了5个长条形和2个L形的下沉庭院。下沉庭院的净宽最小4.4m，最大6.8m，外墙立面形式有陶板幕墙和玻璃幕墙两种。防火分区按《建筑设计防火规范》GB 50016-2014的规定，在设置自动灭火系统的条件下，每个防火分区最大1000㎡，各设1部消防电梯，至少设置1个直通室外的安全出口。如图1，地下一层总共设置了13个防火分区。
1.2 小型下沉庭院对消防设计的功能定位
下沉庭院作为室外空间，不计入防火分区的面积范围。对于小型下沉庭院，可作为不计入建筑面积的疏散走道，人们可以先疏散至下沉庭院内，再通过下沉庭院的疏散楼梯和自动扶梯（疏散宽度折算90%）或者临近下沉庭院的室内疏散楼梯间疏散至地上安全区域。出于景观、视线和采光的需求，不同于普通室内走道的实体隔墙，下沉庭院的立面往往采用幕墙的形式，因此小型下沉庭院的宽度尺寸不应过小，不同防火分区交界处的外墙需进行防火设计。
此外，下沉庭院的耐火等级、疏散宽度、距离、安全出口形式、个数、建筑构造、均应给予充分的考虑，下面本文将就此展开论述。
图1 地下一层防火分区示意图
2.小型下沉庭院对消防设计的影响
2.1小型下沉庭院的耐火等级影响：
由于功能定义为疏散走道，根据规范5.1.2，室内疏散走道两侧的隔墙为不燃性，耐火极限1.0h。本项目下沉庭院立面由玻璃幕墙与实体墙，其中玻璃耐火极限为0.5h，因此作为下沉庭院的外墙，其耐火极限是低于室内疏散走道隔墙的。虽然是室外，下沉庭院的相邻或相对墙体，特别是对向的墙体，其距离也不能过近。
2.2小型下沉庭院的宽度尺寸
由于防火分区数量较多，导致每个下沉庭院至少与两个防火分区相连。当下沉庭院两侧为同一个防火分区时，其宽度尺寸在防火设计上没有要求。当下沉庭院两侧分别为两个及以上防火分区时，为防止火灾蔓延至对面，下沉庭院的宽度尺寸则不能过小。《建规》除了对商业地下广场有13米间距要求外，并未对非商业下沉庭院做进一步形状尺寸要求。不过规范5.2.2【注】6的条文说明指出，对于“回”形、U型、L形的建筑，其不同防火分区的相对外墙，距离一般不小于6米。而下沉庭院的扩散排烟条件不及地上，且同一高度的相对建筑外墙容易互相影响，因此下沉庭院的对向墙体，其距离不宜小于地上要求6米。
笔者认为当同一建筑的两个地下防火分区通过下沉庭院隔离时，当庭院的外墙无法达到防火墙性能时，例如本项目使用的是玻璃幕墙，其相对方向墙面的距离，不宜小于6米。
如果宽度实在不满足6米要求，笔者认为，其距离亦不应小于4米，以满足《建规》 条文6.1.4的要求。否者必须设置防火墙、防火窗，满足5.2.2的相关要求。
图2 地下一层防火分区局部示意图
2.3小型下沉庭院的立面形式对消防设计的影响
防火分区交界处下沉庭院的外墙需满足防火构造，即防火墙两侧门、窗、洞口的最近水平距离大于等于2m，转角处的防火墙两侧门、窗、洞口的最近水平距离大于等于4m，或者设置乙级防火窗。如图2，下沉庭院B左侧连接3个防火分区，分区的防火墙分别设在了左上和左下的转角处，由于下沉庭院的立面形式为玻璃幕墙，为了不影响立面效果，在幕墙后设置了防火卷帘。
2.4下沉庭院的疏散口设计
下沉庭院内的楼梯和扶梯作为疏散功能需满足防火规范的规定，即除疏散门外，楼梯周围2m内的墙面上不应设置门、窗、洞口。对于中冶科研实验用房项目来说，下沉庭院内的楼梯大多是景观梯，楼梯周边大多开设了门、窗和洞口。因此，消防设计的主要思路并不是利用下沉庭院内的楼梯疏散，而只把下沉庭院作为疏散通道的功能，最后通过室内安全出口、疏散梯进行疏散，例如本项目的下沉庭院直通消防电梯与疏散梯合用前室，最后经室内疏散楼梯疏散，或利用核心筒内的疏散楼梯上至首层并直通室外。
图3 地下一层防火分区局部示意图
如图3，下沉庭院H内的楼梯4-16并不作为疏散楼梯，而是在庭院右侧消防电梯旁边新增了一部疏散楼梯4-15上至首层并直通室外。
2.5下沉庭院的疏散距离与疏散宽度
由于本项目的下沉庭院最终的疏散口是室内安全出口，因此下沉庭院只是疏散的一个阶段，因此在疏散距离上，笔者将庭院的疏散距离计算到总疏散距离之内，也就是等同于室内疏散通道。疏散宽度上满足人员疏散要求，与规范要求最小宽度。
3、结论
综上所述，利用小型下沉庭院作为疏散走道进行消防设计需要满足以下条件：1.下沉庭院最小宽度的要求：宜不小于6米，不应小于4米；2.下沉庭院立面形式的影响：应根据规范要求设置实体墙，防火门窗、防火卷帘等；3.下沉庭院内疏散楼梯对周边门、窗和洞口的要求。4.满足疏散距离与宽度要求；在满足上述条件后，小型下沉庭院才能作为真正有效的消防设计的辅助手段。
参考文献
[1] 宿海燕.大型地下商业建筑消防分析及对策.[J] 山西建筑，2014（10）.
[2] 尹明明.地下商业空间消防疏散的研究——以天津市文化中心地下交通枢纽工程地下商业空间为例.[J] 中外建筑，2012（8）.
论文作者:赵旭旻1,徐明2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/27
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