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浅析体育馆消防安全设计与施工
冯海 李子祥

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参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

冯海 李子祥,. 浅析体育馆消防安全设计与施工[J]. 中国体育科学,20251. DOI:10.12721/ccn.2025.17077.
摘要: 随着我国经济的繁荣发展,大型体育场举行的活动增加了。各种文化休闲活动、演出和会议组织有力地促进了市场经济的繁荣。然而,这些活动的组织带来了许多方面的不稳定因素,特别是消防。这篇文章只分析了火灾、烟雾控制系统、防火区、安全疏散、钢结构防火、火灾报警、自动灭火等问题,本文章以四川某体育馆的使用为例,探讨消防设计和施工中的具体问题和采取现场解决方案,并提出自己对体育场未来设计和建设的看法。
关键词: 体育馆;消防排烟;钢结构;防火;安全疏散
DOI:10.12721/ccn.2025.17077
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4.png现代城市对体育场馆的要求不仅要满足体育比赛,还要满足演出会、娱乐、购物等大型活动要求。在实际使用过程中,大厅里有很多观众,而体育馆是一个封闭的高层空间。所以体育场防排烟系统、火灾报警系统、安全疏散通道设置、防火分区设置及灭火设施的配置和其他建筑物存在明显不同。

由于体育馆的消防安全问题,许多人提出了各种功能性消防设计和初步解决方案。在现实的火灾中,死于浓烟的人最多。所以可以使用计算机对两个数据ASET(可用疏散时间)和RSET(所需的疏散时间)进行对比,来验证体育场的消防安全性。

2003年,我国颁布了《体育建筑设计规范》。在其他相关标准中,对体育场馆的消防和扑灭提出了很多要求,但总的来说,中国目前对体育场馆的要求过于粗糙,没有详细说明,没有具体的消防规范,实际验收过程缺乏专业性,实际情况仍然滞后。具体如下

( 1 ) 防火分区面积过大。按照现行规范最大允许建筑面积是2500m2,当设置自动灭火系统时,可以建筑面积可增加 1倍。就是可以5000m2,经专家论证后可以适当放大。但是在现行规范中,对体育馆这一特殊建筑怎么划分防火分区,并无具体规定,设置那种自动灭火系统或者几种灭火系统的组合,设置各具体参数,规范规定不详细。

( 2 ) 关于安全疏散间题。体育场一般人员众多,现行各规范整体要求是3到4分钟人员疏散完毕。但是,各个城市为了追求个性化,每个体育馆又都有很大的不同,可以讲,全国范围内没有一个一模一样的体育馆。这给设计和施工带来了困难,许多体育馆使用过程中面临疏散距离长且复杂、人员多等问题。另外,由于体育场的特殊性,可能会增加一些临时设施,比如移动临时座位,或者举行一些展览会,这又对消防安全疏散,提出更大的问题。

( 3 ) 排烟系统设计。无专门的体育场排烟规范,只是针对有无直接对外的开口,分别设置自然排烟和设机械排烟系统。但也仅此而已,但是对于其他有的功能房间,换气量没有具体规范可以依据,比如音控室、光控室、电视转播室等电子设备比较密集的房间。

体育馆比赛大厅内敞空间都比较高大,有的多达20多米。在现行规范中,体育馆是的排烟量是依据类似中庭排烟量的要求进行设计,严格按此计算的排烟量计算会特别大。另外同样也要看到,体育馆的顶部是一个空旷的大空间,顶部在实际上可以当成一个巨大的蓄烟舱,烟气是向上飘的,火灾初期可以容纳许多烟气,从而不致威胁入员的安全,这也是必须要考虑的重要因素,同样这又是矛与盾的问题,这也是让许多设计人员困惑的地方。

( 4 )  结构防火问题。体育建筑由于比赛和其他各种需要,其空间跨度较大,以本范例为例,结构为现浇混凝土框架结构+钢网架屋面,钢网架结构喷涂防火涂料。 现实中,在火灾前期,体育场的高度又决定了一般一开始钢网架不大可能直接受到火的威胁。所以,选择合适的防火措施,已达到实用和经济的合理性,合理避免保护不足或过度保护,要选择一个折中的方式。

( 5) 火灾探测监控。根据 《 火灾自动报警系统设计规范》内容,对于超过12 m的空间,以无法买到合适的点型感温或者感烟探测器。所以对于高于12米空间的火灾探测报警,应该采用什么样的报警方式,这是必须要解决的问题。

( 6) 自动灭火系统。使用水来灭火是最经济合理的,本工程屋面采用的是钢网架结构,如果安装常规的喷洒喷头会造成两种后果:一是高度,二是荷载。一般喷头工作高度为8米;如果使用快速响应早期抑制喷头,最大工作高度是12米。所以,在体育馆内消防水炮几乎是唯一的选择。

针对上述问题,本体育馆在设计和施工过程中采取了以下措施

(1 ) 合科学理的划分防火分区区域和面积,划分防火单元,提高装修装修材料耐火等级,设置防火隔离带等。

( 2 )前面已经讲了,火灾中烟雾在对人的危害最大。要根据现场可燃物的类别和堆放,火灾的规模,火灾发展的速度以及烟气层高度等参数,来确定排烟量。本体育场的观众席高度不一,后期可能还因为使用需求的改变增加临时座位,要保证处于最高处的观众从地面2米以上的高度不大有烟雾伤害。现场可以通过火灾模拟软件,模拟排烟效果,对设计进一步优化。

( 3 ) 大型体育馆的观众安全疏散,许多国家体育馆使用露天平台供进出口观众使用,当紧急情况时,可以直接作为疏散通道。因此,大型露天平台的设计应用较多,为了满足这种需求,户外露天平台需要大面积。体育馆的竞赛厅与观众席高度相通,一楼用于比赛,周围是体育活动厅,二楼以上直接利用露天平台疏散观众。案例介绍的体育馆拥有7000多平方米的大型户外平台,户外平台也有单独的户外通道。馆内工作人员等从一楼与二楼的观众分开疏散,避免人流聚集交叉,充分保证疏散距离、疏散规模和疏散时间。

( 4 ) 钢结构耐火计算。本体育馆主体结构是现浇混凝土框架结构+钢网架屋面,钢网架喷涂超薄型防火涂料保护,防火设计为1.5小时,经计算,可以满足实际需求。

( 5 ) 火灾探测报警系统。在高大空间内,市面上常规探头达不到要求,应采用更适合高大空间的火灾探测器。基于能够同时获得两个波段的辐射信息有双波段探测器,可以使用在次场所,这是一种智能型火灾探测设备,同时也可以探测火焰,非常适用于高大空间。可靠性高,定位精度高,可以实现火灾的前期准确探测。

(6)自动消防炮灭火系统。本体育馆采用与自动消防炮,并与火灾自动报警与空间定位联动灭火统一。可以快速发现早期火情并及时扑救,本项目使用的消防水炮采用PSDZ30W-LA862型,具体参数为Q=60L/S,H=130m,N=132KW,系统工作压力为1.56Mpa。消防炮装置集探测与灭火一体,可全天候探测,一旦发生火情,可以半分钟内完成扫描定位,可以同时有两米水炮对体育场任一部位进行保护,持续喷水保护时间为1小时。

此外,本体育场还采用了其他设计,最大的满足消防要求,具体如下

第一,大量采用阻燃性更好的材料,体育场存在大量连续的座位,所以座位材料阻燃性能如果很高,就可以减慢火速蔓延。同时,各装饰装修材料均采用不燃材料;吊顶采用耐火极限不应低于 1.5小时 的不燃烧体吊顶,电缆均采用低烟无卤电缆等。

第二,各设备机房分开布置的同时也加强了消防设计,如采用气体灭火装置、消防应急照明、应急广播和消防专线电话等。

   一点建议,对于今后体育馆的设计和施工,结合许多消防事故,排烟是消防工作的重中之重,现实中许多血淋淋的例子告诉我们,火灾中如何迅速排烟和疏散通道的畅通是关键,可以有效减少损失。如果在今后类似体育馆的设计和施工中,在适当牺牲一些节能考虑的时候,增加体育场顶部或者顶部四周可被控制的自然排烟设施,会大大提高的安全系数。

总之,防火分区面积大小、疏散时间控制和初期火灾的控制。在体育场施工和设计中都是要特别关注的问题。对于这三个,分别采取相应的消防设计措施:对于防火分区过大采取加强消防措施、设置合理安全疏散通道、把观众和运动员分别疏散时间控制在 4分钟内,关键部位采用消防水炮等措施。

消防设计和施工关系人民群众生命及财产安全,本文只是从建筑角度对体育馆的消防专业做一些探讨,但是现实情况还需要水电、暖通、装饰装修、电梯、节能和体育馆专有的体育工艺等专业的互相配合,才能实现满足消防要求。 

作者简介:冯海,1978-,安徽阜阳人,矿业、房建工程师,国家一级注册建造师,一级注册消防工程师

参考文献:

[1]《建筑设计防火规范》GB50016-2014

[2]《体育建筑设计规范》JGJ31-2003

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