地下16层的深坑酒店的消防设计，拓风科技

作者：刘菲 上海市消防总队

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1、项目基本情况

深坑酒店位于上海市松江区辰花路二号地块的天马深坑内, 故此得名。该天马深坑在佘山国家旅游度假山横山东侧, 是经过人工、机械采石50多年后遗留下的海拔-89余米、周长1,000多米的采石坑。

酒店由Atkins公司设计方案, 华东建筑设计研究院有限公司进行深化设计。经过地形地貌勘察，沿东边崖壁建造, 建成后有望成为世界上人工坑内海拔最低的五星级酒店。酒店主体建筑分为坑外地上部分、地下部分;坑内水面以上部分、水下部分，且整个天马坑底将注水, 营造一个水上酒店的奇景。坑上建筑为地上2层，高出地面15m，主要功能为宴会厅、餐厅、会议厅等配套用房;地下1层，主要为酒店的设备用房；坑内共16层，坑底建设深度61m，其中水面以上14层均为酒店客房;水面以下2层主要为水下景观客房、餐厅和水功能处理用房；从坑底算起，建筑总建设高度71.9m，总建筑面积55,059㎡ 。

2、消防设计难点

建筑选址的特殊性, 造成消防设计审核存在几大难点, 主要包括建筑定性、消防扑救、钢结构保护等方面。

2 .1 建筑定性

该酒店最大的特点是建造在坑内，建筑主体部分位于±0.00m标高的下部，属于传统意义上的地下建筑，但其特殊性为：坑内最大直径近200m，建筑物坐落在坑内水面平台以上的主体客房部分能够自然通风和采光。即该建筑火灾发生的危害没有传统地下建筑那么严重，因为建筑主体部分不存在封闭的围护结构，具有自然采光、通风排烟、疏散阳台等有利因素。

经专家评审，从综合因素考虑，将建筑主体定性为一类高层公共建筑，设计标准按照GB 50045-95(2005年版)《高层民用建筑设计防火规范》执行，其中坑内水面下的2层用房和坑上地面部分的地下1层设备用房定性为地下建筑。

2 .2 消防扑救

建筑所在的天马深坑现状为：崖壁北侧有开采初期供人员步行上下的崖壁台阶；深坑直径与深度相比，做环形下坑的车道几乎不可能，现有的坑内条件导致消防车辆根本无法进入坑内作业。作为从坑底算起的一类高层公共建筑，从坑底实现登高作业和外攻灭火救援几乎不可能。这些因素对火灾扑救造成了很大的难度和挑战。

2 .3 钢结构保护

建筑坑内主体结构下部通过分块箱形基础固接在坑底弱风化基岩上，采用带支撑钢框架-钢筋混凝土剪力墙结构体系。在坑顶采用钢桁架作为跨越结构支托上部2层裙房的部分结构，钢桁架一端和坑内酒店主体结构相连，而另一端在下弦部位采用水平滑动支座支撑在坑口的基础梁上，上弦处采用竖向滑动支座和裙房地下室顶板相连，并且在上弦设置200mm厚钢筋混凝土楼板和坑顶地下室顶板连成整体，在±0.00m标高处形成水平铰接支座，为酒店主体结构提供水平方向约束。因此，其建筑结构在水平地震作用下的变形形态不是普通结构的悬臂梁特征，而是较为特殊的一端固接、一端简支梁的形态。

由于水平方向提供约束的钢桁架下侧为酒店公共走道外墙侧，该外墙侧靠近采石坑壁，采用玻璃幕墙体系围护。建筑南北两侧与采石坑壁大约各有10cm左右的缝隙，一旦发生火灾，烟气穿透外幕墙后容易形成“烟囱效应” ，对钢桁架耐火性能造成较大影响。为此专家建议，应对该处钢桁架的耐火性能做进一步分析。

3、工程消防设计

由于建筑特殊的地理位置，整个消防设计坚持“立足自救，安全防范”的原则。

3 .1 消防扑救场地设置

（1）设置室外消防楼梯

在建筑南侧近崖壁部分设置一个消防专用室外楼梯，作为消防队员灭火救援时，从坑顶地面进入坑底的专用竖向通道，并在坑顶地面近楼梯入口处设置室外消火栓、水泵接合器等设施。

（2）设置水面疏散平台

在坑内水面层上设置室外疏散平台，既作为人员逃生的集聚地，又作为消防员灭火扑救的场地。

（3）加强消防电梯配置

建筑内设有4部消防电梯，分别位于建筑的南、北两侧和中间部位，确保建筑内任一部位着火，都有两部消防电梯能够正常使用。

（4）强化消防供水设施

鉴于消防车辆无法进入坑内，在建筑南、北两侧各设置一个DN200消防专用灭火竖管，竖管上部与坑顶地面的室外消防供水环网连通，下部在水面疏散平台形成环路；水面疏散平台布置消防供水环路，并设置快速接口消火栓，旁边设置水带箱，直接接水带供水灭火。

3 .2 平面功能布置

建筑使用性质定性为高级酒店，其内部辅助用房性质复杂，包括各类机电用房、餐厅、厨房、洗衣房、仓储房等。考虑酒店地理位置的特殊性和灭火救援的局限性，进行功能用房布局时，将一些功能复杂、火灾重点部位集中布置在坑上地面或地下等部位，便于出现应急情况时，消防部门能够快速到达、快速处置。主要功能分布为：

坑上部分：地下1层为酒店后勤用房、设备用房

坑上部分：地上2层为酒店大堂、餐厅、会议中心等

坑内部分：1~13层（水面以上）为酒店客房

坑内部分：14层（水面层）为游泳池、客房、SPA

坑内部分：15层（水面以下）为餐厅和客房

坑内部分：16层（水面以下）为游泳池的设备用房

餐厅和客房均处于水面下，根据其特殊性，明确要求水下餐厅层设置的厨房不得使用明火，如必须使用明火，则应设置在14层的靠外墙部位。

3 .3 防火分区划分

根据建筑定性，防火分区的划分很难按照传统建筑进行。考虑建筑整体自然采光、通风条件良好，且建筑内设置自动火灾报警系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统等消防设施，采用根据不同部位区别划分防火分区的方案，即坑上地上部分建筑与坑内主体建筑之间采取有效的防火分隔措施，其作为：

• 裙房按照每个防火分区面积不大于5,000㎡划分
• 地下部分按照每个防火分区面积不大于1,000㎡划分
• 坑内水面层以上楼层按照每个防火分区面积不大于2,000㎡划分
• 水面层及以下楼层按照每个防火分区面积不大于1,000㎡划分
  

为确保火灾的可控性，建筑物内装修材料的燃烧性能应从严控制，按照超高层的标准进行内装修防火设计，且所有的客房门均采用乙级防火门。

3 .4 安全疏散设计

（1）双向出口的疏散楼梯间

由于特殊的地理环境，建筑内部疏散体系比较特殊，疏散楼梯间有上下两个不同方向的出口，向上可以直接通到坑上的地面，向下可以疏散至水面层的室外疏散平台，并通过崖壁楼梯疏散至坑上。虽然理论上多了一个方向的疏散出口，但实际应用中，如果没有很好的规划和指引，反而容易造成疏散楼梯间不同疏散方向人流的对冲，造成疏散混乱，因此要求采用智能型疏散指示系统，通过完备的应急疏散预案，指引人员就近疏散，避免出现人流对冲的情况。

（2）坑内的水面疏散平台

酒店面向坑内的外立面采用凹凸变化的玻璃幕墙组合体系，下部坑内水面层上设平台、连廊等，原有设计的平台最窄处仅为2.5m。考虑酒店水面室外疏散平台既作为人员疏散使用，又是消防扑救平台，经过与建设单位和设计单位沟通，在满足整体外立面效果不受大的影响的前提下，水面层疏散平台室外走廊的宽度增加至4.5~5.5m，且与坑壁的疏散楼梯相连，避免因主体建筑受山体或火灾烟气影响发生爆裂脱落时，伤及坑内人员。

（3）建筑内部的疏散设计

坚持以人为本、安全自救的设计原则，强化疏散的安全性。整个客房标准层面积虽然为2,000㎡，但每个层面均设置有4部防烟楼梯间作为疏散使用。坑上地上部分与地下室合用的疏散楼梯在首层与地下室入口处采用耐火极限不低于2h的隔墙和乙级防火门分隔，并设明显标志。坑内水面层以下与水面层合用的疏散楼梯水面层采用耐火极限不低于2h的隔墙和乙级防火门分隔。

考虑酒店消防扑救上的先天不足，一旦客房门因为某种原因无法逃生时，躲避到客房阳台的客人无法通过传统的登高作业车进行营救，为提高客房人员疏散的安全性，在整体设计风格不变的前提下，把所有客房阳台之间的分户隔断改为单片易击碎钢化玻璃。一旦某客房发生火灾，在无法从房门逃生的情况下，客人可以击碎阳台隔断玻璃，直接通过阳台从临近未着火客房疏散。

3 .5 消防给水系统设置

该地区的市政供水管网分别由两个水厂供给，消防给水从两条市政管网各引入一路DN300的市政给水管网，在基地内形成环路，供建筑室内外消防用水。整个坑上地面部位按照规范要求设置室外消火栓系统进行保护， 并设置水泵接合器，其中在建筑南侧消防专用室外楼梯处以及DN200消防专用灭火竖管地面附近部位增设水泵接合器。

坑内室外疏散平台上设置室外消防环网，供水由设在建筑南、北两侧的DN200消防专用灭火竖管提供，室外消火栓在消防环网上均匀布置，并在三个重点区域集中布置：

• 距建筑外墙5m范围内，主要用于扑救建筑低区火灾
• 距建筑外墙20m处，主要用于扑救建筑较高部位火灾
• 距建筑外墙40m的观景平台处，主要用于保护临近消火栓及掩护撤离使用

3 .6 钢结构防火保护措施

根据上海科进咨询有限公司提供的《CFD 模拟报告—建筑和崖壁之间的烟气分析》，酒店走道发生火灾后，烟气穿过建筑外墙进入建筑与崖壁之间的空间，烟气虽然不能直接从上方排走，但酒店楼层两边末端的开口能够有效稀释热烟气，不会对建筑造成影响。根据性能化分析报告，建筑钢结构的柱、梁、支撑等构件采用符合耐火极限要求的非膨胀型防火涂料保护，水平方向提供约束的钢桁架不再做特殊防火保护。

3 .7 建筑内的消防设施

消火栓系统、火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统等按照现行消防技术标准从严执行。柴油发电机房、锅炉房等设备用房采用水喷雾灭火系统, 厨房排油烟管道和灶台处设置专用的厨房灭火系统。

4、结束语

特殊的地形地貌，造就了这座奇特的建筑，在设计时如果完全搬套国家规范将无从下手。对于这类特殊建筑, 坚持“立足自救，安全防范”的消防设计原则和“专家论证, 博采众长”的工作方法是十分重要的。在正确理解和掌握规范的基础上，结合具体情况认真分析、积极探索、灵活应用，通过强化内部消防设施，弥补外围扑救面不足的缺陷，达到最佳水准的消防安全设计。

发布于 2019-07-11