萧山机场T3性能化

杭州萧山国际机场二期扩建项目T3航站楼性能化防火设计研究报告中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室北京中科思孚公共安全科技发展有限公司二零一零年二月1.项目概述2.评估综述3.火灾场景设计4.疏散设计分析5.烟气危害性分析6.结论与建议主要内容明确研究对象项目概述萧山机场T3航站楼工程简介•杭州萧山机场是目前我国重要的国内干线机场、华东地区中型枢纽机场、国际定期航班机场。•萧山机场航站楼属空港建筑，建筑等级一级，耐火等级一级。航站楼分为地上4层，地下1层。地上建筑面积为13.1万m2，地下3.5万m2，总建筑面积为16.6万m2。总高度32.94m，室内主楼层标高主楼为6.5m，长廊为8.2m，最高室内楼板标高为12.8m。萧山机场T3航站楼工程简介萧山机场T3航站楼效果图性能化防火设计方法简介•建筑设计防火规范是长期与火灾作斗争的经验教训和大量的科学实验总结而成的，是进行建筑防火设计的基本依据。•现代大型复杂建筑物与传统建筑有很大的不同，处方式建筑防火规范不能全部满足要求。•现代特殊建筑的火灾防治应当以火灾安全工程学为理论依据，采用以火灾性能为基础的防火设计方法，并逐步制定相应的性能化防火规范。主要消防问题•萧山机场T3航站楼建筑规模大，建筑功能复杂，既有繁华的商业中心，又有受限空间类公共场所的建筑特点，现行建筑防火设计规范不能完全适用于这类新颖建筑，存在一些消防安全问题，主要体现在：（1）部分防火分区面积过大（2）大空间内部分区域疏散距离过长（3）屋顶钢结构承重构件的耐火极限是否需要达到规范要求（4）对航站楼内商业区域的燃料岛、开放舱、封闭舱评估消防问题及解决办法（1）•出发层包括出发大厅和候机区，到达层主要行李提取房和行李提取区。经初步分析，在这些区域中主要的火灾危险源包括内部的商店、餐饮区、旅客行李、座椅等。•商店餐饮部分应加强消防设施，确保其内部发生火灾时火灾不会发展到商店外部，火灾烟气也不会蔓延至外部空间，这样对外部的大空间影响很小。消防问题及解决办法（1）•旅客的行李一般火灾热释放速率比较小，并且不连续，因此火灾的规模不大。•座椅应采用阻燃材料，以抵制火灾发生、发展过程。•上述三类主要危险源都需要进行危险源辨识，根据分析的结果确定防火分区的设置方式，如果现有的分区方式可以保证人员和财产的安全，则可以保留。消防问题及解决办法（2）•疏散距离的问题：大空间内部分区域的疏散距离不足。通过分析大空间内的火灾危险性,设定最具有代表性的火灾场景。通过对加强消防措施下的建筑的火灾危险性进行评估，即判断人员是否能安全疏散，从而判断建筑在消防措施加强的情况下能否保证人员安全疏散。如果不能保证，则需要调整现有的设计。消防问题及解决办法（3）•针对屋顶钢结构承重构件耐火极限能否符合《建筑设计防火规范》表2.0.1的要求问题，将对钢结构下部空间进行危险源分析和火灾计算，根据分析结果确定钢结构的保护方式及耐火极限。如果分析结果达到安全指标，则可不做进一步的保护。消防问题及解决办法（4）•设定具有针对性的火灾场景，性能化评估时对各种火灾场景进行计算，从而分析建筑在现有消防措施下能控制的最大火灾荷载。针对燃料岛、开放舱以及封闭舱的特点，对火灾荷载进行分析，从而得出实行燃料岛、开放舱以及封闭舱时保证人员安全疏散所需的消防措施。研究方法、手段、依据评估综述性能化防火设计流程1.分析现场状况防火分区，疏散设计防排烟系统2.设定安全目标人员安全，财产安全3.选择分析方法定性，定量，计算机模拟4.分析影响因素建筑结构，自救系统，使用情况5.给出分析报告建筑火灾人员安全判据火灾到达危险状态时间tH人员疏散完毕的时间tEtHtE，安全•保障人员安全，在发生设定火灾时应当确保所有人员能够安全疏散；•保证财产安全，防止火灾蔓延，降低火灾的直接和间接损失。人员疏散完毕时间tE准备时间疏散运动时间到达危险状态时间tH探测报警时间主要研究依据•《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）•《民用建筑设计防火规范》（2001年修订版）•《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116）•《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）•《建筑防排烟技术规程》（2006版）•《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ140-90）•《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50219-95）•美国消防工程师协会手册，1995•英国CIBSE指南E，1997•澳大利亚消防安全工程指南，2001•美国NFPA92B，商场、中庭和大型场所烟雾管理系统指南，1995•业主提供的杭州萧山机场航站楼的设计图纸和消防设计说明后续计算分析的基础火灾场景设计二层夹层火灾场景火灾场景1二层夹层餐厅•二层夹层餐厅处在机场指廊大空间内，存在疏散距离过长的问题。通过对本场景烟气运动以及人员疏散的模拟计算，从而判断二层夹层餐厅在现有消防措施的条件下能否保证人员的安全疏散。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中无喷淋的公共场所的最大热释放速率为8.0MW的规定，假定火灾以快速火增长到8.0MW，以后持续以8.0MW的热释放率稳定燃烧。火灾场景1二层夹层餐厅热释放速率图二层火灾场景火灾场景2二层候机区•二层候机区处在机场指廊大空间内，同时和二层夹层餐厅之间的水平距离很短。通过对本场景烟气运动以及人员疏散的模拟计算，从而判断二层候机区在现有消防措施的条件下能否保证人员的安全疏散。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中无喷淋的公共场所的最大热释放速率为8.0MW的规定，假定火灾以快速火增长到8.0MW，以后持续以8.0MW的热释放率稳定燃烧。火灾场景3二层等待区•二层等待区处在机场指廊大空间内，和一层夹层之间连通区域很接近。通过对本场景烟气运动以及人员疏散的模拟计算，从而判断二层等待区在现有消防措施的条件下能否保证人员的安全疏散。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中无喷淋的公共场所的最大热释放速率为8.0MW的规定，假定火灾以快速火增长到8.0MW，以后持续以8.0MW的热释放率稳定燃烧。一层夹层火灾场景火灾场景4一层夹层等待区•一层夹层等待区处在机场指廊大空间内，同时和二层夹层餐厅之间的水平距离很短。通过对本场景烟气运动以及人员疏散的模拟计算，从而判断一层夹层等待区在现有消防措施的条件下能否保证人员的安全疏散。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中无喷淋的公共场所的最大热释放速率为8.0MW的规定，假定火灾以快速火增长到8.0MW，以后持续以8.0MW的热释放率稳定燃烧。一层火灾场景56火灾场景5一层行李房•一层行李房在设计中考虑与一层行李提取大厅由防火门连接，同时由于行李较多，火灾危险性较大。通过对本场景烟气运动以及人员疏散的模拟计算，从而判断一层行李房在现有消防措施的条件下能否保证人员的安全疏散。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中有喷淋的超市、仓库的最大热释放速率为4.0MW的规定，假定火灾以快速火增长到4.0MW，以后持续以4.0MW的热释放率稳定燃烧。火灾场景6一层行李提取大厅•一层行李提取大厅在设计中考虑与一层行李房由防火门连接，同时处在航站楼主楼大空间内，行李较多，火灾危险性较大。通过对本场景烟气运动以及人员疏散的模拟计算，从而判断一层行李提取大厅在现有消防措施的条件下能否保证人员的安全疏散。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中有喷淋的超市、仓库的最大热释放速率为4.0MW的规定，假定火灾以快速火增长到4.0MW，以后持续以4.0MW的热释放率稳定燃烧。地下一层火灾场景789火灾场景7地下一层员工餐厅•地下一层员工餐厅由于火灾危险性较大，人员也较多。通过对本场景烟气运动以及人员疏散的模拟计算，从而判断地下一层员工餐厅在现有消防措施的条件下能否保证人员的安全疏散。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中有喷淋的公共场所的最大热释放速率为2.5MW的规定，而且本场景使用快速响应喷头，可减少40％，即1.5MW。火灾场景8地下一层空调机房•地下一层空调机房防火分区过大，同时存在疏散宽度不足的问题。但由于该机房内人员较少，且熟悉建筑结构和疏散通道。通过对本场景烟气运动以及人员疏散的模拟计算，从而判断地下一层空调机房在现有消防措施的条件下能否保证人员的安全疏散。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中有喷淋的办公室、客房的最大热释放速率为1.5MW的规定，假定火灾以快速火增长到1.5MW，以后持续以1.5MW的热释放率稳定燃烧。火灾场景9地下一层商业•地下一层商业由于火灾危险性较大，人员也较多。通过对本场景烟气运动以及人员疏散的模拟计算，从而判断地下一层商业在现有消防措施的条件下能否保证人员的安全疏散。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中有喷淋的超市、仓库的最大热释放速率为4.0MW的规定，而且本场景使用快速响应喷头，可减少40％，即2.4MW。T1航站楼二层火灾场景10火灾场景10T1二层等待区•由于T1航站楼建成后要与T3航站楼连通，并入机场的大空间内。通过对本场景烟气运动的模拟计算，从而判断T1二层等待区在现有消防措施的条件下能否保证自身人员的安全疏散，不对T3航站楼造成影响。•参考《民用建筑防排烟技术规程》中无喷淋的公共场所的最大热释放速率为8.0MW的规定，假定火灾以快速火增长到8.0MW，以后持续以8.0MW的热释放率稳定燃烧。火灾场景结果汇总序号名称位置火源功率可燃物增长速率1二层夹层餐厅二层夹层8.0座椅、杂物等失效火2二层候机区二层8.0座椅、杂物等失效火3二层等待区二层8.0座椅、杂物等失效火4夹层等待区一层夹层8.0座椅、杂物等失效火5一层行李房一层4.0行李、杂物等快速火6一层行李提取区一层4.0行李、杂物等快速火7地下一层餐厅地下一层1.5座椅、杂物等快速火8地下一层空调机房地下一层1.5设备、线路等快速火9地下一层商业地下一层2.4商品、杂物等快速火10T1二层等待区二层8.0座椅、杂物等失效火获得人员疏散完毕所用的时间tE疏散设计分析人员疏散分析准则根据《建设工程性能化消防设计与评估导则》第6.2.2条：RSET=talarm+tresp+1.5taction探测报警时间人员反应时间疏散行动时间不同报警系统时人员反应时间统计建筑物用途及特性人员反应时间（min）报警系统类型W1W2W3办公楼、商业或工业厂房、学校（居民处于清醒状态，对建筑物、报警系统和疏散措施熟悉）134商店、展览馆、博物馆、休闲中心等（居民处于清醒状态，对建筑物、报警系统和疏散措施不熟悉）236旅馆或寄宿学校（居民可能处于睡眠状态，但对建筑物、报警系统和疏散措施熟悉）245旅馆、公寓（居民可能处于睡眠状态，对建筑物、报警系统和疏散措施不熟悉）246医院、疗养院及其他社会公共机构（有相当数量的人员需要帮助）358航站楼内的乘客处于清醒状态，故tresp设为60s；航站楼内设有完善的火灾探测报警和监控系统，并配备有经过训练的保安人员，所以火灾探测或发现时间较短，talarm设为60s；疏散行动时间由人员疏散软件SIMULEX模拟计算获得。探测报警时间地下一层疏散设施概况楼层疏散设施数量/个设施宽度/m疏散宽度/m总计/m地下一层疏散出口23.012.030.232.0疏散楼梯141.318.2一层疏散设施概况楼层疏散设施数量/个设施宽度/m疏散宽度/m总计/m到达层疏散出口43.635.835.882.031.8一层夹层疏散设施概况楼层疏散设施数量/个设施宽度/m疏散宽度/m总计/m到达层夹层登机桥301.854.070.9疏散楼梯131.316.9二层疏散设施概况楼层疏散设施数量/个设施宽度/m疏散宽度/m总计/m出发层疏散出口23.67.250.8登机桥171.830.6疏散楼梯101.313.0二层夹层疏散设施概况楼层疏散设施数量/个设施宽度/m疏散宽度/m总计/m出发层夹层疏散楼梯81.310.410.4人员荷载确定•杭州萧山机场航站楼合理的人员疏散评估建立在正确的人员荷载统计的基础之上，航站楼主要分为工作区和旅客区，两部分的人员荷载不尽相同，需要分别考虑。•工作区的人员主要为机场工作人员和公