摘要：以上海虹橋綜合交通樞紐為實(shí)例，對大型綜合性交通樞紐建筑的防火設計思路、方法進(jìn)行了思考。以大跨度、高空間、長(cháng)距離以及通透性為特點(diǎn)的此類(lèi)建筑尋求建筑特點(diǎn)、功能要求與防火安全需求的協(xié)調統一。就建筑中存在的防火區劃、安全疏散、鋼結構防火保護、煙氣控制等問(wèn)題提出了以“斷、空、通、暢”四字設計方法作為防火設計的策略。

　　關(guān)鍵詞：綜合性交通樞紐；防火設計；安全疏散

　　目前，國際上的一些交通建筑已經(jīng)形成了綜合性、集成化的設計趨勢，特別是大型的交通建筑，如法國戴高樂(lè )機場(chǎng)是軌道交通、鐵路與航空的樞紐，德國的漢堡中央火車(chē)站是鐵路、公路的換乘站，其“交通樞紐”、“零換乘”、“綜合性”等設計概念得到了充分的展現。上海虹橋綜合交通樞紐（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“虹橋樞紐”）是面向全國，以服務(wù)“長(cháng)三角”為目標的超大型、世界級交通樞紐，其規模之大在國內尚屬首座，在國際上也屬罕見(jiàn)。虹橋樞紐是典型的交通樞紐建筑，具有兩大特點(diǎn)：一是綜合性，集“軌、路、空”三位一體的交通綜合體。軌- - 高鐵、城際鐵、磁懸浮列車(chē)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“磁浮”）、地鐵等各種軌道類(lèi)交通；路-- 公交、長(cháng)途、出租車(chē)、私家車(chē)等各種路面交通；空- - 虹橋國際機場(chǎng)，航空運輸。二是樞紐性：體現為不同交通方式之間大量的中轉換乘。如：機場(chǎng)~ “磁浮”,機場(chǎng)一鐵路，“磁浮”一鐵路，以及所有各類(lèi)交通方式之間的連接與換乘。

　　大型的綜合性交通樞紐由于自身交通功能的多樣性，人流量巨大，對商業(yè)、餐飲、信息、服務(wù)、機電設備等配套設施的全面性需求也自然較高。這類(lèi)建筑主要運用大空間的設計手法來(lái)實(shí)現功能需求。建筑僅滿(mǎn)足交通功能需求就必須要有巨大的體量，還有為之配套的設施或因之產(chǎn)生次生功能，如商業(yè)、商務(wù)等，使得功能變得更加復雜，建筑設計師也就必然最大程度地讓建筑“向上借天、向下借地”以盡可能地挖掘用地范圍內的建筑空間。此時(shí)的綜合性的交通樞紐建筑早巳不是普通的多層建筑，而變成了一座有地下空間的高層建筑，而且建筑體量巨大。虹橋樞紐就是充分展現了這樣的特點(diǎn)，其功能多、體量大、人員密集為建筑的防火設計也帶來(lái)了許多的新課題、新挑戰。

　　虹橋樞紐基本概況。虹橋樞紐的建筑情況虹橋樞紐建設在上海虹橋機場(chǎng)以西，自虹橋機場(chǎng)二期跑道始由東至西依次為虹橋機場(chǎng)西航站樓、東交通中心、“磁浮”車(chē)站、高速鐵路站屋和西交通中心，地下有軌道交通站點(diǎn)兩座。西航站樓設有75個(gè)機位，京滬高速鐵路站設有I5個(gè)站臺，軌道交通線(xiàn)5條，交通中心內設有汽車(chē)長(cháng)短途客運站。虹橋樞紐長(cháng)約1 000 1TI,寬約160 m,地下4層、地上2層、局部8層，航站樓上部還設有商業(yè)建筑，總建筑高度達45 m。1.2 虹橋樞紐防火設計主要面臨的挑戰。 安全疏散建筑內人員高度密集，人流量大，人員對環(huán)境熟悉度低，要確保人員安全疏散難度大。虹橋機場(chǎng)西航站樓規劃的目標是在一期滿(mǎn)足旅客吞吐量5.7萬(wàn)人次/日，并預留未來(lái)發(fā)展到8.2萬(wàn)人次/日的能力；地鐵東站設在東廣場(chǎng)內，有2號線(xiàn)與10號線(xiàn)兩條線(xiàn)路經(jīng)過(guò)，服務(wù)于機場(chǎng)和“磁浮”站，日客運量為6.4萬(wàn)人次；“磁浮”虹橋站是我國首個(gè)大型“磁浮”客運站，定位為始發(fā)終到高速站，日旅客量2~6萬(wàn)人次；鐵路旅客日流量5.2萬(wàn)人次，整座建筑的日人流量在23.3萬(wàn)人左右。

　　這樣巨大人流量，如何在緊急狀態(tài)下進(jìn)行分區域疏散，如何保證疏散人員獲得暢通的疏散路徑并避免煙氣、火焰等威脅都是防火設計中需要解決的。

　　防火區劃建筑內部防火分區劃分困難，大體量建筑內部空間的防火區劃是限制火災蔓延的有效手段，同時(shí)還為分段疏散提供必備的建筑空間條件，建筑采用大空間的設計手法，在設置防火分隔設施時(shí)就存在難度。同時(shí)交通換乘的連貫性、通暢性也對防火分區的理念提出了很高的要求，傳統意義上的防火墻、甲級防火門(mén)甚至是防火卷簾都會(huì )或多或少地影響到建筑功能的實(shí)現。

　　鋼結構保護鋼結構防火保護如何實(shí)現“經(jīng)濟、安全、美觀(guān)”.傳統的鋼結構防火保護形式產(chǎn)生了次生問(wèn)題，建筑內部空間以鋼結構的構造美來(lái)代替傳統的室內裝修，減少很多的裝修材料，但是鋼結構的防火保護與展現鋼結構的結構美產(chǎn)生了矛盾。鋼結構的防火涂料具有一定有效期，過(guò)期之后的清除再?lài)娡渴且豁椘D巨的工程。

　　煙氣控制大空間、大體量建筑中煙氣的控制和排放的設計是很具挑戰性的，對于大空間建筑內煙氣的產(chǎn)生和運動(dòng)規律的研究、分析，具有以下的特點(diǎn)：

　　燃料控制火災，大空間建筑內供氧充足，火源會(huì )穩定燃燒，煙氣產(chǎn)生量主要由可燃物特點(diǎn)決定，但不會(huì )發(fā)生轟燃。

　　煙氣控制難，容易層化。目前性能化設計中對著(zhù)火點(diǎn)的火災規模都取值較大，但實(shí)際也會(huì )出現火災規模較小、煙氣在較低的高度層化的現象，直接影響人員安全疏散所需的清晰高度，增大了人員疏散的危險性。

　　建筑空間高大，煙氣容易擴散彌漫，著(zhù)火點(diǎn)所在區域的空調系統聯(lián)動(dòng)關(guān)閉，但相鄰區域的空調系統仍在運行，造成層化后的煙氣加速水平向擴散。2 防火設計的策略虹橋樞紐的特殊性決定了必須要打破“處方式規范”

　　具體條文限制的思維方式，從確保安全疏散、盡可能降低建筑的火災危險性和火災荷載，控制火災（煙氣）對建筑安全、財產(chǎn)危害程度，高效探測火災、撲滅火災的思路上確立防火設計原則。“以人為本”是建筑設計的出發(fā)點(diǎn)也是落腳點(diǎn)，防火設計是建筑設計的一個(gè)組成部分也同樣遵循這樣的規律，同時(shí)保障虹橋樞紐中大量人員的安全，也是防火設計的首要重點(diǎn)。因此，筆者對于虹橋樞紐的防火設計，提出了“斷、空、通、暢”的四字方法。

　　“斷”虹橋樞紐長(cháng)l 000余米，寬160余米，地下4層，地上層，對于如此大體量的建筑，結合建筑內部主要交通功能區域的設置，防火設計中引入了“斷”的理念，也就是分段防火，互免干擾，分段防火，互為保障。

　　各功能有聯(lián)系，流線(xiàn)設計上是無(wú)法斷開(kāi)的，即航站樓、軌道交通站、高速鐵路站、“磁浮”站等各功能區域既是相對獨立又是相互聯(lián)系的。平面布置時(shí)從功能上加以集成，交通功能為核心、輔助配套功能為外圍形成功能區塊，區塊之間設計聯(lián)系通道，自然形成了既斷又連建筑平面。聯(lián)系通道就可以作為防火的隔離帶，由于防火隔離帶從功能上確定了其僅作為交通聯(lián)系通道，因此增大了其不被占用的可能性，交通功能區塊關(guān)系見(jiàn)圖4所示。虹橋樞紐除聯(lián)系通道外，還通過(guò)采用下沉式廣場(chǎng)、市政道路、室外連廊等方法對建筑體按功能進(jìn)行分塊、分段。如地下9.5 m的聯(lián)系通道貫穿三大功能塊應通過(guò)下沉式廣場(chǎng)進(jìn)行隔斷；通過(guò)設計純粹的交通連廊，將航站樓、“磁浮”站、鐵路站屋以及汽車(chē)客運站等主要交通功能區域分段；對于地鐵站的布局，由于其設置在地面標高以下，垂直向分隔是其與其他交通功能區分隔的主要問(wèn)題，設計中利用了首層穿越建筑的市政道路、鐵路站臺等室外設施進(jìn)行分隔。這樣既保證了虹橋樞紐各個(gè)交通功能區之間相互獨立，又能確保了換乘人流設計連續、高效。

　　在各功能區塊內部建筑空間中，通過(guò)防火隔離帶的方式來(lái)實(shí)現“斷”.防火隔離帶作為建筑內部的防火分隔措施，經(jīng)過(guò)相關(guān)熱輻射驗算和計算機模擬分析后，得出科學(xué)的隔離帶帶寬，能夠有效地防止火災經(jīng)熱對流、熱輻射的途徑蔓延擴大。防火隔離帶的設計除了在空間上確保物理間距外，還可通過(guò)采取一些加強措施來(lái)進(jìn)一步提高安全系數，如隔離帶內的自動(dòng)噴水滅火系統可以獨立設置噴淋泵組或濕式報警閥、劃分獨立的防煙分區和設置獨立的排煙設施等，如果隔離帶上設置了吊頂，則需要考慮到吊頂內部要做好防火分隔。這些方法可以根據建筑的實(shí)際情況按需選用。

　　“斷”的設計思路基本解決了建筑內部火災蔓延的問(wèn)題，以隔離帶的形式進(jìn)行防火區劃，同時(shí)實(shí)現“斷”的一些空間區域作為準安全區域，為“分階段疏散策略”提供了有利的條件。

　　“空”的主要含義：一是形成高大的室內空間，降低火災產(chǎn)生煙氣對人員安全疏散的影響；二是減少建筑物內部的用房數量，使建筑內部空間空蕩，如售貨亭、倉庫、儲藏間以及交通站所必需的辦票、問(wèn)詢(xún)等功能用房數量應嚴格控制；三是減少功能用房?jì)炔康目扇己奢d。

　　如此大型交通樞紐，問(wèn)詢(xún)、商業(yè)及工作人員用房中尤其以商業(yè)用房火災危險性高。因此，商業(yè)用房應盡量定位在小型化和分散布置，遵循化整為零、控制火災荷載的原則。這些用房按照“防火艙”的模式進(jìn)行設計是比較可行的。虹橋樞紐中的一些商店、辦票島、貴賓休息室及餐飲等房間，一般都設有頂棚，可供設置火災自動(dòng)報警系統探測器、自動(dòng)噴水滅火系統的管網(wǎng)和噴頭以及機械排煙的排煙口，通過(guò)把火災控制在這個(gè)范圍內達到防控火災、減低危險的作用。如果不設頂棚而僅有側維護構建的用房，則應盡可能減少可燃物，以減少火災規模和發(fā)煙量，有利于火災撲救、人員疏散和鋼結構保護。防火艙防火措施示意及實(shí)例見(jiàn)圖5、圖6所示。

　　虹橋樞紐中高鐵站、“磁浮”站、航站樓的室內空間及其間的聯(lián)絡(luò )通道盡可能減少建筑內部可燃物的火災荷載、減少人員能過(guò)長(cháng)時(shí)間停留的區域（長(cháng)時(shí)問(wèn)停留容易形成本區域和周邊區域的人流集聚）。建筑以大空間的設計手法處理內部空間，保證內部空間的層高，一般均在以上。 2.3 “通”

　　虹橋樞紐建筑中有大量的中庭、挑空空問(wèn)，或直通屋頂、或緊靠外墻，還有一些下沉式廣場(chǎng)、內天井等，這些空間能夠借助于自然排煙窗、可開(kāi)啟天棚等措施簡(jiǎn)便地實(shí)現室內外空間的貫通、，把室外空間引入建筑內部空間，有效地化解了建筑大進(jìn)深、長(cháng)距離等難以劃分防煙分區、設置排煙口以及設計機械排煙量巨大等工程技術(shù)難點(diǎn)。

　　虹橋樞紐主要采用“通”的設計方法來(lái)實(shí)現建筑內部氣流組織、煙氣控制。虹橋樞紐的建筑空間結構形成了“上下貫通”氣流通道，盡可能形成下送（補）上排的煙氣流路徑，提高了自然排煙的效果。

　　“暢”建筑內平面設計上將功能用房規律布置，用帶狀的功能用房區域將建筑平面自然劃分成一條或多條人流主通道，功能用房帶內部通道作為聯(lián)系各條主人流通道的次通道；另一種平面設計手法就是圍繞建筑內部的中庭設置環(huán)通的通道，避免盡端式的交通通道。

　　建筑內部的主人流通道貫穿和通透使空間達到“暢”的效果，人員疏散可以爭取到更好的逃生環(huán)境、逃生時(shí)間，也能更好地發(fā)揮人員逃生的自主性。人員逃生的自主性也就是人員在對所處環(huán)境的火災風(fēng)險做出判斷后，依據判斷自主選擇最佳逃生路線(xiàn)，確保自身安全。

　　形成暢通的網(wǎng)絡(luò )狀交通、疏散路徑有利于實(shí)現以下三個(gè)防火設計目標：

　　一是保障人員的安全疏散。人流主通道視覺(jué)效果上的通透，便于人流快速尋找、確認疏散方向進(jìn)行疏散；主通道安全疏散路徑和常態(tài)交通流線(xiàn)一致，減少了人流路線(xiàn)的交叉，且發(fā)揮了人流對路徑熟悉的有利因素；主通道寬度大，提高了人員疏散的速度和效率。

　　二是保障消防力量的內功滅火。如此龐大體量的建筑火災撲救時(shí)外圍的滅火進(jìn)攻無(wú)法奏效，必須展開(kāi)內攻滅火。人流主通道作為滅火進(jìn)攻的展開(kāi)陣地，功能用房帶、網(wǎng)絡(luò )化的人流通道可以提供一個(gè)進(jìn)攻、防御縱深。同時(shí)“把室外空間引入建筑內部空間”的自然排煙設計也為滅火進(jìn)攻增加了安全性。

　　三是保障了防火隔離帶形成。由于建筑內的功能用房集中布置在特定區域內，形成了僅作交通使用的人流通道，這就在建筑平面內自然形成了防止火災熱輻射的空間，也就是自然形成的防火隔離帶。

　　結束語(yǔ)圖7表明了“斷、空、通、暢”與防火保護關(guān)系。“斷、空、通、暢”四字方法從建筑體量控制、煙氣排放、功能用房和火災荷載控制，到人員疏散保障是一個(gè)系統，在這個(gè)系統中各種方法、措施都是直接或間接地為保障人員安全而發(fā)揮作用，實(shí)現“以人為本”的防火設計原則。