在矛盾中求解

1、在矛盾中求解        摘 要：配合“上海光源工程”主體建筑的工藝要求，結(jié)合我國的國情，本文就如何確定特殊建筑的特殊消防疏散方案展開了論述，并分析、介紹了該項目消防設(shè)計實施方案的相關(guān)內(nèi)容。 關(guān)鍵詞：上海光源工程；同步輻射裝置；消防設(shè)計；性能化設(shè)計；疏散設(shè)計 上海光源(上海同步輻射裝置，縮寫為SSRF)工程是由院與上海市人民政府共同向國家申請建造的國家重大科學(xué)工程，現(xiàn)建于上海浦東張江高科技園的西南角，總用地面積約200000m2。一期已建成約53393m2，其中包括主體建筑(約39000m2，建筑高度約17m)、

2、綜合實驗樓、綜合辦公樓、用戶招待所，以及相關(guān)工藝設(shè)備所需的動力設(shè)備用房等。(見圖1) 同步輻射是由真空中以接近光速運動的在其運動改變方向時所產(chǎn)生的電磁輻射。同步輻射光源具有一系列其它人工光源無可比擬的優(yōu)異特性，是繼電光源、×光源和激光光源之后又一種嶄新的人工光源。上海光源是世界上運行或在建的性能指標(biāo)最先進的第三代中能同步輻射光源之一，在科學(xué)界和界有著廣泛的應(yīng)用價值，是眾多學(xué)科前沿研究和高新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用的一種最先進又不可替代的綜合實驗平臺，也將是新世紀國家綜合科技實力的象征之一。 上海光源工程的主體建筑占地35500m2，是一個內(nèi)徑約58m，外徑約106m的環(huán)形建筑。主體建筑的平面設(shè)計

3、必須解決好工藝裝置的安裝、維護所要求的工藝流線，從平面功能來說，主體建筑主要由100MeV電子直線加速器隧道、3.5Gev增強器隧道、3.5Gev電子儲存環(huán)隧道以及實驗大廳和外圍實驗輔助用房(外圍實驗輔助用房共設(shè)有兩層)、輔助設(shè)備用房組成。電子束的運行軌跡是從直線加速器隧道內(nèi)出發(fā)，在橢圓形的增強器隧道中積聚能量，最終在環(huán)形的儲存環(huán)隧道內(nèi)運行，所產(chǎn)生的同步輻射光通過鋸齒墻送達實驗大廳中的各個實驗棚屋。由于儲存環(huán)隧道為周長432m，近似直徑137m的圓形封閉環(huán)，其將主體建筑劃分為位于環(huán)內(nèi)的中心區(qū)建筑(包括電子直線加速器隧道、增強器隧道、輔助設(shè)備用房等)和位于儲存環(huán)隧道外圍的同步輻射光實驗應(yīng)用區(qū)域(

4、包括實驗大廳、實驗輔助用房等)。在環(huán)形大屋面覆蓋下的主要是儲存環(huán)隧道、實驗大廳，以及外圍輔助用房，其中前兩項均有較高的基礎(chǔ)及溫度穩(wěn)定性控制要求。由于環(huán)中心區(qū)主要是供工作人員活動的室外區(qū)域，工作人員對疏散路線比較熟悉，且人員數(shù)量較少，因此不設(shè)置供消防車輛穿越的地下車道，僅設(shè)置兩處供人員疏散用的地下人行通道。這樣地下通道的截面可以做到最小，對地基整體性的破壞也相對較少。兩處地下通道的一端均設(shè)在環(huán)中心區(qū)，另一端與外圍實驗輔助用房的疏散樓梯間直接連通，使得環(huán)中心區(qū)域的人員可以通過外圍樓梯間到達室外，同時，考慮到讓消防車輛能盡可能接近主體建筑，在環(huán)形建筑的外圍設(shè)置了4m寬的環(huán)通消防車道，并沿外圍實驗輔助

5、用房的外邊設(shè)置了8個均勻分布的安全疏散口，使得相鄰兩個疏散口的間距控制在80m以內(nèi)，滿足現(xiàn)行消防規(guī)范的要求。(見圖2、圖3) 主體建筑環(huán)形屋面下所包含的建筑面積約3萬m2，其中實驗大廳區(qū)域的面積將近1.5萬m2，包含了內(nèi)技術(shù)走廊區(qū)域、儲存環(huán)隧道，以及供搭建實驗棚屋用的大廳區(qū)域。大廳區(qū)域與外圍用房區(qū)直接連通，主要是考慮滿足設(shè)備管線的連接敷設(shè)和今后少數(shù)束線延長建站的需要。根據(jù)工藝要求，主體建筑實驗大廳內(nèi)必須設(shè)置兩臺環(huán)向運行的行車，每臺行車的運行范圍均為360°全覆蓋，用以滿足儲存環(huán)隧道內(nèi)設(shè)備安裝維護等使用要求。由此就形成了一個約3萬m2的無法作防火分區(qū)劃分的室內(nèi)空間。因為如果在這樣一個環(huán)

6、形空間內(nèi)作徑向的防火分區(qū)劃分，必將阻斷全覆蓋的環(huán)向行車的運行，使得工藝裝置無法正常使用；如果采用環(huán)向的防火分區(qū)方式，那么在確保實驗大廳使用的前提下，唯一可能劃分的部位就是實驗大廳與外圍建筑相交接處，然而這樣的劃分方案，不僅會使外技術(shù)走廊與實驗大廳之間的大量設(shè)備關(guān)系連接困難，也會讓所有通向室外的疏散口全部劃入外圍用房區(qū)域，使得實驗大廳區(qū)成為一個封閉的圍合空間；而且僅實驗大廳區(qū)域的面積也已經(jīng)遠遠超過了規(guī)范限定的面積控制值。這是一個兩難的矛盾局面，劃分防火分區(qū)將無法滿足工藝上的使用要求，不劃分防火分區(qū)則顯然與我國現(xiàn)行的防火規(guī)范相抵觸。 1      

7、    在與消防主管部門人員多次探討后，我們最終確定采用“消防性能化設(shè)計”這一方式進行主體建筑的消防疏散等設(shè)計。因為防火規(guī)范作為國家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，強調(diào)的是通用性，是針對常規(guī)項目采用的處方式設(shè)計方案，所以對一些特殊的建筑，就會有其不可避免的局限性。上海光源工程主體建筑由于受到特殊工藝要求的限制，無法象常規(guī)建筑項目那樣采用“處方式”的規(guī)范方案。現(xiàn)在，我們將從建筑設(shè)計師的角度，結(jié)合主體建筑消防性能化設(shè)計的過程，回顧在性能化設(shè)計中的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 找出矛盾點首先是要找出設(shè)計中無法與規(guī)范要求相符合的內(nèi)容及其原因。這一點在前文中已經(jīng)作了分析與解釋，對光源工程的主體建筑

8、而言，其實驗大廳室內(nèi)空間的任何一種防火分區(qū)方案都將對工藝裝置的使用、維護，設(shè)備管線的安裝敷設(shè)產(chǎn)生極大的影響，并將最終造成建筑功能的無法正常使用。 解讀矛盾點其次是要與消防主管部門共同定義出與規(guī)范相對應(yīng)的性能要求，也就是解讀條文背后的意義，確定所要達到的安全目標(biāo)。在消防性能化設(shè)計中，安全目標(biāo)是我們必須關(guān)注的內(nèi)容，只有在安全目標(biāo)確定后，才能選擇相對應(yīng)的各種防火措施，并將其有機地結(jié)合起來，構(gòu)成建筑物的總體防火設(shè)計方案?？梢赃@樣理解，規(guī)范要求將大空間劃分成若干個面積適宜的防火分區(qū)，其主要目的不外乎兩個，一是做到合理的防火分隔，限制火災(zāi)的范圍；二是確保人員在安全時效內(nèi)完成安全疏散。上海光源作為一臺大裝置

9、，在其建成后，將對全國乃至全世界的各學(xué)科研究人員開放。因此，主體建筑實驗大廳及外圍輔助用房的使用者大多會是一些外來的科研工作者，如何確保外來人員在如此大空間內(nèi)的安全疏散，也是主體建筑疏散設(shè)計必須解決的問題。通過多次反復(fù)的論證、討論，以及與業(yè)主方的多次溝通，我們將主體建筑疏散設(shè)計的安全目標(biāo)確定為：保證人員疏散安全，較少財產(chǎn)損失，減少對實驗的影響。同時，按大空間的疏散時間要求，實驗大廳區(qū)域的疏散時間要小于15分鐘。 確定解決方案安全目標(biāo)確定后，就要與專門的消防性能化設(shè)計方一起，根據(jù)業(yè)主的實際情況，充分考慮建筑的工藝要求、資金、造價等方面的因素，共同確定解決的設(shè)計方案。經(jīng)過深入細致的分析，以及對類似

10、方案的比較分析，我們對主體建筑各部位的疏散方案作了全面系統(tǒng)的梳理：近3萬平方米的室內(nèi)區(qū)域以封閉的儲存環(huán)隧道為界，可以分成兩個部分，一是位于隧道圓心側(cè)的內(nèi)技術(shù)走廊，考慮到內(nèi)技術(shù)走廊也是工作人員活動區(qū)域，其功能特點及使用對象均與環(huán)中心區(qū)類似，因此分設(shè)4個通向環(huán)中心區(qū)的出口，將人員就近疏散至環(huán)中心區(qū)，再經(jīng)地下通道到達外圍室外；二是位于儲存環(huán)隧道外側(cè)的實驗大廳區(qū)、外圍一層實驗輔助用房區(qū)，這兩個區(qū)域內(nèi)的使用人員以外來實驗人員為主，考慮通過外圍的8個出入口直接疏散至室外，為避免人員在環(huán)形大空間內(nèi)因迷失方向而錯過最近的疏散口，在大廳區(qū)域內(nèi)的所有外側(cè)立柱上標(biāo)識出明顯的疏散口編號(見圖4)，以利于人員在最短時間

11、內(nèi)疏散。(見圖5) 外圍二層的實驗用房區(qū)則通過與8個出入口相對應(yīng)的樓梯間，實現(xiàn)最短時間和距離的疏散。為了使表達更加直觀，我們根據(jù)不同區(qū)域及使用者的不同，整理羅列了主體建筑的疏散路徑情況(見表1)。 確定實施方案最后，由專門的消防性能化評估方根據(jù)擬定的解決方案，運用專門的軟件加以模擬分析，計算確定方案的可靠性，并對各相關(guān)設(shè)計內(nèi)容提供明確的指導(dǎo)性意見，最終形成消防性能化設(shè)計評估報告，報主管部門評審。獲得評審?fù)ㄟ^的方案方可正式實施，并在施工圖設(shè)計中予以落實。光源工程主體建筑的消防性能化設(shè)計方案經(jīng)過專門的場景模擬等論證手段，在建筑、暖通、給排水、電氣等各專業(yè)消防措施的保障下，主體建筑內(nèi)所采用的疏散途徑基本符合安全目標(biāo)的要求，能夠使室內(nèi)人員在安全疏散的間內(nèi)完成從各區(qū)域到達外圍室外的安全疏散。因此該方案順利通過評審，成為最終的實施方案。 目前上海光源工程的建設(shè)已經(jīng)全部