上海世博会篷房建筑防火设计原则初探

　　
世博会图片

上海世博会是一次历时较长、全球性的重大活动。世博会除建造的展馆和配套用房外，在园区运营中还使用大量的临时搭建的篷房。篷房对搭建场地要求低，结构轻巧，便于拆装，但篷房临时性、简易性、材料和结构耐火性差，在消防技术规范标准中尚无有针对性的条文可以参照，增加了火灾风险，可谓是利弊参半。笔者以篷房为例进行防火设计原则的分析、探讨，希望本文的观点能对篷房的防火设计起到抛砖引玉的作用，并为今后安全使用篷房提供消防技术支撑和保障。

　　篷房的火灾危险性分析

　　篷房即以轻钢、铝合金等轻质的金属构件和膜布搭建而成或充气而成，类似帐篷的临时性建筑，多用于演出活动等。篷房对于搭建场地的要求不高，一块空旷平坦的场地、草地等就能完成搭建任务。由于篷房的结构构件承载力和稳定性有限，自重轻，所以几乎没有基础的要求。同时，篷房对水电等配套设施的要求也很低，在大多数的篷房中只需要满足用电负荷的要求，而无上下水的需要。

　　篷房规模不一。有的仅几十平方米，但有的却是跨度大、面积大，层数上甚至有两三层的结构。世博会的主题演绎秀场，也是设有舞台演出的观演类篷房。

　　篷房里人员密集，难于疏散。观演形式的建筑体内人员密集是一个共性，密集的观众坐观表演，在紧急情况下座位、室内的台阶等都是影响疏散的因素。如新疆克拉玛依电影院火灾、河南洛阳东都歌舞厅等群死群伤的火灾案例，都给我们上了惨痛的一课。

　　材料特殊，耐火性差。篷房是在空地上搭建的临时性简易用房。篷房的轻钢结构、铝合金结构体系耐火极限低。钢结构的耐火时间一般为15分钟,在火灾情况下很快便会失去承载力，造成结构垮塌。铝合金构件的耐火极限比钢结构还要低，且没有防火喷涂材料进行保护。篷的膜布多为可燃或难燃材料。目前使用的膜布主要有高聚酯纤维膜、涤纶网布、防水牛津布等材料构成，经防火处理后其耐火性能可达到B1级。有的膜布还具有燃烧熔滴物、延燃性等火灾危险性，仍易造成火势的扩大蔓延，并影响支撑结构的安全性。篷房的膜布还易受到外来火种的威胁，焰火、烟花的燃放对其安全性也有一定的影响。

　　篷房周边消防设施欠缺。篷房由于适应性、灵活性强，使得其所在的区域可能远离消防车道、消防水源，其所在地块周边消防车道、室外消火栓等消防基础设施也许非常欠缺。篷房一旦发生火灾，消防车辆难以到达，周边消防水源不足，都会极大地影响火灾的扑救。

　　篷房防火设计原则

　　总体布局上要考虑室外的避难疏散场地。篷房大部分是单层，有大量安全出口，篷房外要设有避难场地。避难场地不仅保障了篷房内疏散速度，而且提高了室外人员的安全性。当篷房组团布置时，避难场地的设置还加大了单体之间的间距，形成了防火间距。

　　安全疏散设计要以快速、安全为目的。篷房的耐火性差，可供人员安全疏散的时间很短，因此安全疏散要力求简捷快速，要通过疏散路径的设计、安全出口的布局来实现。考虑到观众有少年儿童，安全疏散的宽度、距离以及台阶的设计要适当考虑儿童的特点，在疏散时提高行走的安全性，防止摔倒和踩踏发生。

　　疏散设施的细节设计。其一，安全出口的设计。由于篷房的结构耐火性差，一旦发生火灾，就会失去稳定性，因此为了提高和保障安全疏散的有效性，在安全出口处应设置不燃烧墙体和顶棚，且墙与顶棚有一定的结构稳定性，并与篷房的结构完全脱离。不燃烧体的墙体和顶棚可以实现以下两种功效：一是可用于安全疏散的时间。其结构具有独立性和一定的稳定性，就可以使安全出口不受篷房局部坍塌的影响，甚至是在安全出口周边的结构失稳时，安全出口依然可供疏散使用。二是提高安全出口的安全性。人员经安全出口疏散时不受篷膜熔滴、坠落物等的威胁，也不受安全出口周旁的辐射热影响。

　　其二，台阶与坡道的设计。在较大人流量的疏散路径上，坡道的安全性比台阶要高，有利于人员的快速通过，且降低了人员在通过时的踏空、跌倒等风险。但是这里想探讨的是当地面标高差较大时，坡道坡度过大、距离过长所造成的不利影响。坡道坡度大、距离长，在向下疏散时，容易造成行走速度加快，制动难度加大。由于速度快、人体重心前倾等反而容易造成跌倒继而发生踩踏。因此需要在客观地比较和评价后，再确定具体设计方案。

　　其三，电器防火并重。大功率的电器设备发热量大，容易引燃贴邻的可燃物。此类设备设置的位置应远离可燃物或进行有效的防火隔离。大型电器设备、灯具等，也要便于人员的检修和应急处置，可以及时地消除火险隐患。电器线路使用的电线、电缆选型应采用低烟、无卤电线、电缆，消防设备的供电电缆、电线需要为耐火电缆。同时，电器线路的布线、接线等也应规范操作，安全连接。如电线电缆的连接采用压扣方式，电器线路的敷设应采用电缆桥架和设置分隔措施等。

　　其四，火灾探测报警系统要立足于早期报警。篷房内的疏散难度大、安全要求高，加之篷房的火灾危险性较大，火灾探测报警系统就显得尤为重要。吸气式空气采样系统就有早期报警的优势，但是容易受表演时产生的烟、尘影响。红外对射感烟探测系统受到篷房自身形变的影响很大，误报率会大大增加。相比之下，光截面火灾探测报警系统综合适应性较强。

　　篷房防火设计应安全经济并重

　　重视消防水源的设置。结合所在地块水电配套条件和建设资金情况，采取灵活的形式解决消防水源的问题。市政配套的消防水源、室外消火栓等应充分加以利用。当这些配套设施缺乏时，可以通过设置临时的高位水箱或小型的简易水塔来提供消防水源。也可以设置临时的消防水池和加压泵组来提供室内外的消防水源。世博会的防灾规划对园区内的消防水源进行了科学的规划设计，世博园区各地块内设有集中的消防水泵房，给地块内的各类建筑提供稳高压消防水源。

　　加强消防内环境建设。篷房消防安全的内环境指篷房自身的消防安全性，提高篷房的各个构件的耐火性，也就会增强篷房的消防安全内环境。篷房的围护体即膜材料，应尽可能采用难燃材料（B1级），同时还应注重膜材料在受火、受热时的熔融性和滴落性，熔融性好又无滴落物的膜会将不利因素转化为有利因素。在火灾时围护体就像一整张的易熔排烟带，有利于排烟，有利于人员疏散，也有利于降低蓬房内的火场温度，延缓结构破坏的时间。

　　篷房的结构耐火安全性是一个有争议的话题。篷房的结构是否采取防火保护应该从使用重要性、经济性、技术可行性等方面来权衡。世博会由于国际性、长时间性等特点决定了消防安全力求万无一失，因此篷房的安全性要从严和稳考虑。而一般的篷房则可以在保障安全疏散、强化消防管理等方面来弥补结构安全的不足。

　　篷房设计应安全、经济、适度。在篷房的防火设计中要把握安全、经济、适用的原则。安全、经济都有具体的衡量标准，但是适用确实涉及一个“度”的问题。对于这个“度”的把握和控制，不仅要以安全、经济为目的，而且还要看到其他的诸多重要因素。如世博会是举世瞩目的盛会，影响巨大，其安全性非一般活动可比拟，这个“度”要偏向于安全。又如篷房最大的一个特点即临时性，世博会历时184天，而有的活动仅有几天，篷房稍用即拆，此时这个“度”就要偏向于经济。

　　在“度”的把握中除了技术防范外还有一点不可忽视的就是人的因素。管理、保卫人员的能力和水平，也会对安全、经济、适用的把握产生影响。