宋玉华 王珺

摘 要：大型儿童游乐场是近年来兴起的业态，游乐单体数量多且功能复杂，且各类室内游乐场馆规模庞大，经营业态多样，人员密集，这些因素极大增加了人员安全疏散和火灾扑救难度。基于此，本文针对消防设计中的疑点提出相应解决方案，并对设计方案进行消防安全分析和研究，验证其消防安全功能是否达到规范要求水平。

关键词：大型儿童游乐场;主城堡;防火分区;分隔措施;控火效果

中图分类号：TU998.1    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）07-0000-00

0 引言

随着人民物质生活水平的提高，大型儿童游乐场所应运而生，围绕儿童游玩集成商业、餐饮、住宿、旅游、休闲等功能。此类场所人流密集，尤其是节假日客流较大，本文针对山东某一大型室内游乐场主城堡落客区为研究对象，在落客区设置火源位置，根据灭火系统和机械排烟系统的不同工况，设置不同的火灾场景，通过模拟计算得出不同火灾场景的控火效果，从而为落客区的防火分区面积的划分、防火分隔措施的选取、建筑消防设施的设置等提供依据。

1 工程概况

山东某大型儿童游乐场主城堡用地面积为84731㎡，总建筑面积为163352㎡，建筑层数地上3层，地下2层。地上总建筑面积35735㎡，其中一层16830㎡，二层13478㎡，三层5427㎡;地下建筑面积127617㎡，其中地下一层63785㎡，地下二层63832㎡。建筑地上主要包含商铺、特色餐饮等功能，另设有一个通高大中庭，地下主要包含为地下机动车库，另设一些附属配套设备用房。主城堡是整个儿童游乐场人流动线进出的枢纽，主城堡布置情况如图1所示。

该儿童游乐场属于大型游乐场项目，运营期间，尤其是节假日客流量较大，为此项目在设计上专门设置了诸如出租车、大巴车、私家车落客区域，该区域位于主城堡地下一层，面积为10491㎡主要用于与售票厅、安检区等游乐场出入口部位接驳功能。如图2所示。建筑消防设施按照规范配备齐全。

2研究内容

地下一层落客区域主要用于与售票厅、安检区等游乐场出入口部位接驳;高峰期人流量较大，作为人流集散的区域，对空间通透性、美观度均有一定要求。但现有国家规范对地下落客区部分防火分区面积划分、与其他区域防火分隔措施等暂无明确规定，成为该区域消防设计难点。本论文通过研究建筑使用功能和建筑布局、以及建筑火灾危害特点等，在保证建筑消防安全达到规范要求的同时，兼顾建筑的美观性和实用性，使项目的消防水平、建筑设计、项目实用性同时得到相应的保证。

3研究方案

3.1模型建立

本模拟采用由美国国家标准技术研究院（NIST）开发的火灾动力学模拟软件 FDS（Fire Dynamics Simulator），FDS通过数值方法求解湍流方程来分析燃烧过程中的烟气扩散和热传导，建立模型进行数值模拟。在综合考虑经济性与保证满足工程计算精度的前提下，分析网格獨立性和延展区域影响之后，采用复合网格划分方法，网格尺寸均为：0.2m×0.2m×0.2m。

3.2火源设置

火源位置设计在该儿童游乐场主城堡地下一层落客区所在防火分区，该区域与主城堡售票厅、安检区、地上活动场馆等相连通，一旦发生火灾，火灾和高温烟气的热辐射可能引燃相邻区域内的可燃物，导致火灾的蔓延。如图3所示。

本研究参考《建筑防烟排烟系统技术标准》、《Guide for Smoke Management Systems in Malls， Atria， and Large Areas》（NFPA92B）等现行相关规范及标准，从最不利安全角度出发，结合前人类似研究，考虑一定安全冗余：取火灾场景A1-A4火源为 t2 快速增长火，火灾发展速率为0.0469kW/s，灭火系统有效时，火灾最大规模为 1.5MW;灭火系统失效时，火灾最大规模为 3.0MW。

3.3火灾场景

同一火源位置根据灭火系统、机械排烟系统不同工况，共确定4种火灾场景，详见表1：

3.4 判定标准

本文根据火场环境中人员不可耐受的极限来确定人员生命安全标准。根据国际上普遍采用的判定条件，本文同时考虑热烟层的辐射、对流热、人员在烟气中的能见度、二氧化碳浓度等临界特性，采用的人员生命安全标准见表2：

4 计算结果与分析

4.1火灾场景A1

整个模拟过程（900s），上层烟气与下层烟气温度分别在40℃与27℃左右，地面上方2m处的CO2浓度最高达到0.06%左右，地面上方2m处的CO浓度最高达到20ppm左右，地面上方2m处的能见度未沉降到10m，地下一层落客区域火灾时人员能及时逃离建筑。

4.2火灾场景A2

整个模拟过程（900s），上层烟气与下层烟气温度分别在50℃与33℃左右，地面上方2m处的CO2浓度最高达到0.12%左右，地面上方2m处的CO浓度最高达到65ppm左右，地面上方2m处的能见度未沉降到10m，地下一层落客区域火灾时人员能及时逃离建筑。

4.3火灾场景A3

整个模拟过程（900s），上层烟气与下层烟气温度分别在57℃与28℃左右，地面上方2m处的CO2浓度最高达到0.05%左右，地面上方2m处的CO浓度最高达到40ppm左右，地面上方2m处的能见度未沉降到10m，地下一层落客区域火灾时人员能及时逃离建筑。

4.4火災场景A4

整个模拟过程（900s），上层烟气与下层烟气温度分别在66℃与40℃左右，地面上方2m处的CO2浓度最高达到0.2%左右，地面上方2m处的CO浓度最高达到150ppm左右，地面上方2m处的能见度在820s时沉降到10m，地下一层落客区域火灾时人员能及时逃离建筑。

4.5分析

整个模拟过程（900s），各场景上层烟气温度均未达到180℃，下层烟气温度均未达到60℃;地面上方2m处的CO2浓度未达到1%，地面上方2m处的CO浓度均达到500ppm;地面上方2m处的能见度只有A4场景在820s时沉降到10m，其余场景均未出现沉降到10m的情形。地下一层落客区域火灾时人员能及时逃离建筑。具体模拟结果，详见表3。

5 结语

从以上4个场景的模拟结果来看，本项目地下一层落客区域火灾时人员能及时逃离建筑，在排烟系统及自动灭火系统失效时，人员疏散安全余量将明显下降，但建筑内人员仍能安全疏散，消防设计可行。为了有效控制此区域内火灾的发展，降低人员疏散的危险性和火灾扑救的难度，应做好自动灭火系统与机械排烟系统的维护保养工作，防止火灾时消防设施不动作造成系统失效的情况出现。

通过定性分析及定量模拟计算，本项目地下一层落客区域参照地下车库防火分区面积的限制，控制其面积不大于4000㎡，建筑内交通区域可参照交通建筑按高峰人流量法确定其疏散人数。为进一步确保该区域消防安全，应采取以下措施：

（1）落客区域与其它防火分区之间应采用防火墙+甲级防火门进行分隔，平时确有需要保持连贯通透的部位，如旅游人行集散区与售票厅之间，以及出租车落客区域与车库等其它区域的车行路线处，可采用特级防火卷帘进行分隔;（2）落客区域所在防火分区与其它防火分区之间的卷帘长度及比例等应满足《建筑设计防火规范》6.5.3条的规定。（3）落客区域设计疏散总宽度应满足本分区设计疏散人数安全疏散需要，百人疏散宽度按不小于1m/100人确定;（4）防火分区内任一点至该分区最近安全出口的疏散距离不应大于37.5m。（5）落客区域设置机械排烟系统，排烟量按照规范要求1.2倍设计;（6）落客区域的内辅助功能用房，如设备间等，内应按规范设置灭火系统。辅助功能用房设置自动喷水灭火系统时，喷头应加密布置，布置间距建议在布置间距建议应在1.8m～2.6m之间，且应采用快速响应喷头。（7）落客区域消防用电主干线应采用矿物绝缘型电缆，支线可采用低烟无卤耐火型电缆，其它供电线路应采用低烟无卤阻燃型电缆，并按规范设置电气火灾监控系统;（8）落客区域应设置疏散指示系统及应急照明系统，应急照明备用电源持续供电时间不应小于60min，应急照明最低水平照度不得低于5lx;（9）落客区域应按规范设置火灾自动报警系统等。

参考文献

[1] 苏畅，王新平，李政，等.我国消防安全管理研究的前沿热点和趋势[J].消防科学与技术，2020（7）：1026-1029.

[2] 杨阳.基于Shapley-ICUOWGA算子的高层建筑火灾安全评价[J].消防科学与技术，2019（7）：1019-1022.

[3] 张学智，常力，姜雯，等.基于FDS和STEPS的大型商业综合体IMAX影厅火灾模拟与安全疏散研究[J].南开大学学报（自然科学版），2017（4）：83-87.

[4] 曾婕，胡国治.Logistic回归模型的统计诊断[J].数理统计与管理，2017（4）：620-631.

[5] 宋晓勇.历史文化街区保护整治工程的防火技术问题[J].消防科学与技术，2017（4）：474-476.

[6] GB51251-2017.建筑防烟排烟系统技术标准[S].

[7]王双.某影城消防安全性能分析研究[D].成都：西南交通大学，2011.

[8] 储志利，常力，姜雯，等.大型聚丙烯仓库设定防火分隔条件下的火灾烟气模拟与安全疏散研究[J].南开大学学报（自然科学版），2017（5）：84-89.

[9] 郑锦.某地下人防商业建筑防火设计分析[J].消防科学与技术，2014（10）：1146-1148.

[10] 李守斌.某国际会展中心火灾烟气流动特性数值模拟[J].武警学院学报，2010（10）：9-11.

[11] 赵婷.美国防火研究基金会关注的两项研究[J].消防科学与技术，2009（11）：799.

[12] GB50067-2014.汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].

收稿日期：2021-05-26

基金项目：山东省重点研发计划（软科学项目）（2020RKB01772）。

作者简介：宋玉华（1981—），男，山东文登人，硕士，工程师，研究方向：火灾烟气流动与控制。

Study on the Fire Control Effect of Different Fire Scenes in the Drop-off Area of the Main Castle of a Large Children's playground

SONG Yuhua， WANG Jun

（1.Yantai Fire Rescue Detachment， Yantai Shandong  264000;

2.Ludong University， Yantai Shandong  264000）

Abstract：Large scale children's playground is a new type of business in recent years. There are a large number of amusement units and complex functions， and all kinds of indoor amusement parks are large in scale， there are various business forms， it's crowded， these factors greatly increase the difficulty of evacuation and fire fighting. Based on this， this paper puts forward the corresponding solutions to the problems in the fire protection design， the fire safety of the design scheme is analyzed and studied， verify whether its fire safety function meets the standard requirements.

Keywords： large children's playground; The main castle; Fire compartment; Separation measures; Fire control effect