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摘要：本文从实际工作中遇到的高大办公空间的中庭出发，引发对中庭防火安全的思考，分析了中庭防火安全设计的重要性，并针对其安全设计问题给出了一些的防火设计的解决方案。
关键词：中庭安全 消防 排烟
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：
工程案例概况及其消防设计
徐州泉山行政服务中心，钢筋混凝土框架结构，总建筑面积3.9万平方米，建筑高度37.7m，二类高层，地上八层，地下一层，主要包括地下车库、市民服务、阅览、行政、会议以及职工食堂，地上设计较多中庭，如图中阴影部分所示，一二层、二三层、四五层、六七层、七八层局部通高中庭，《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）第5.1.1条规定：二类高层建筑每个防火分区最大建筑面积不应超过1500㎡，当设置自动灭火系统时，可增加一倍，即3000㎡，对本建筑而言，右侧两层中庭也不超过1000㎡，即可按照规范在开口部分设置防火卷帘或者防火墙。这种属于符合设计规范的处理。
《高规》5.1.5高层建筑中庭防火分区面积应按上、下层连通的面积叠加计算，当超过一个防火分区面积时，应符合下列规定：5.1.5.1 房间与中庭回廊相通的门、窗，应设自行关闭的乙级防火门、窗。5.1.5.2 与中庭相通的过厅、通道等，应设乙级防火门或耐火极限大于3.00h的防火卷帘分隔。5.1.5.3 中庭每层回廊应设有自动喷水灭火系统。5.1.5.4 中庭每层回廊应设火灾自动报警系统。
对于自然排烟的处理，《高规》8.2.2.5规定净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5%。
从规范的规定可以看出，中庭的防火安全设计很重要，那中庭的防火设计为什么如此重要呢？ 以及对于超出规范的有些设计在具体工作当中如何处理呢？
中庭防火设计的重要性
随着经济的高速发展以及新技术、新材料在建筑领域的运用，使现代建筑趋向于多样化、智能化和多功能。中庭以建筑内部空间为核心综合多种功能的重要建筑形式被广泛采用，在高层建筑等应用较多，如上海的金茂大厦、深圳报业大厦，都设有贯穿若干层或全楼的中庭，由于其高度的延伸、空间通透视觉效果、大面积自然采光等给使用者创造了一个引人注目的、舒适共享环境，但同时由于其特殊的火灾危险性，也给建筑消防设计带来了新的挑战。
“中庭”能使建筑的内部空间达到最大范围连接性，并形成整体的内部空间视觉效果以及大面积自然采光，庄重美观、内部采光性能好、环境舒适，但同时也带来了一系列新的问题。例如：1967年比利时布鲁塞尔伊若巴施格百货商店二楼起火，共造成325人死亡，其中260人死于四楼食堂，损失约70亿丹。此次火灾是由于建筑中中庭部分未设防火分区，中庭设置的感烟探测器未动作，由于中庭的烟囱效应，使烟气迅速扩散，火势扩大，起火45分钟后，玻璃屋顶很快遭到破坏，一部分钢结构被烧而倒塌，楼内人员无法安全、迅速的疏散，从而造成了此次悲惨事件。
三、中庭建筑的防火安全设计
由于中庭建筑存在上述的火灾危险性，尤其以烟气的火灾危险性最大，火灾统计资料说明，火灾死亡的人数中，由于烟熏死亡的占一半以上，在被火烧死的人当中多数也是因为先中毒、窒息晕倒后被火烧死的。日本“千日”百货大楼火灾，死亡的人118人当中就有93人是被烟熏死的。因此，中庭设计在满足防止火势蔓延，设有必须的防火卷帘的情况下，在中庭设计一种合理的烟气控制系统以阻止着火空间的热气流和有毒烟气通过中庭向公共空间扩散是极其重要的。那么中庭的防排烟设计则成了中庭防火安全设计的重点。
1.防排烟设计
中庭的防排烟设计是一个比较复杂的问题，检验防排烟系统能否及时、有效的防排烟，必须满足以下的目的：
（1）在人员撤离所需时间内，利用排烟设施保持大容量空间建筑出口的有序环境；
（2）控制并减少烟在着火区向附近空间扩散；
（3）在着火区外提供有利条件，使之有助于消防人员进行搜索和救援行动，及探明和控制火势；
（4）保护生命和财产的损失；
（5）火灾发生后使烟散去。
基于上述目的，对于那些通过中庭连接的楼层，最重要的一点是确保人们从各层之间向有保护的疏散通道（前室、楼梯间）疏散时烟和热控制在人们所能忍受的范围内，中庭建筑火灾时烟的生成和流出分为几个阶段，着火房间发生的火灾，经开口向中庭等相邻空间流动，或在中庭底层发生火灾，烟气向上部流动；烟气在流动过程中卷吸周围空气在火焰上方升起，形成烟柱。根据烟气的流动特征，我们可以对中庭的控制采取以下几种方法:
（1）利用中庭顶部的排烟设施，将烟层保持在与中庭相通的最高居住面上部，称之为对流贯穿式排烟法；
对流贯穿式排烟法由于其对中庭建筑的辅助要求最少，因此是比较理想的方法。但对其使用却有条件上的限制，根据国外资料表明，第一、当烟气质量流量达到150—200Kg/s时，烟气控制系统将不再具有实用价值；第二、如果烟气卷吸冷空气使热量损失较大，烟层会出现比预想的高度低很多的情况，实验数据显示当烟气比周围环境温度仅15—20℃时，利用自然和机械排烟系统排烟都将是无效的，因此理想的烟层应保持较高温。
（2）利用挡烟垂壁等辅助设施形成贮烟仓，将起火层产生的烟气就地排除，阻止烟气进入中庭，称之为起火间排烟法；
由于对流贯穿式排烟对于三层以上的中庭已经受到限制，因此一些层数多，沿中庭四周布置的大型商業厅可以采用起火间排烟法，将烟气控制在起火间内，防止向其它区域扩散，可采用设于火灾区域内的专用排烟设备，也可以与通风和空调系统兼用。向中庭敞开部分应设置固定挡烟垂壁或由火灾自动报警系统联动的活动式挡烟垂壁，挡烟垂壁的设置应使烟层的底部不低于垂壁的底部。
（3）将烟气引入中庭四周的回廊（或阳台），回廊与中庭之间设置挡烟垂壁，将回廊作为贮烟仓，利用回廊内的排烟系统，将烟气排除，称之为回廊排烟法；
对于中庭建筑中常见购物中心，这类中庭四周布置许多单元商店，每个店的面积较小，如果每个商店均要设置排烟设备是非常困难的，而且绝对是不经济的，因为排烟系统要运用于每一个店，甚至是小店铺，才能保护整个建筑，况且排烟系统的控制又很复杂。如果火灾在着火间形成，烟气将经过房间开口流入回廊，再向中庭扩散。为了防止烟气涌入中庭，应该在回廊将烟气排除，因此回廊边缘设置挡烟垂壁，利用回廊作为“贮烟仓”，回廊内的排烟设备将烟气排除。
（4）对于高度较高，或层数较多的中庭，下面几层中采用对流贯穿式排烟，使烟层的高度符合这几层的疏散要求，上面几层中庭采用挡烟垂壁，使烟气不侵入上面几层的中庭，称之为混合排烟法。
对于结构较为复杂，用途广泛的中庭建筑，可以采用混合排烟法。如常见的一些中庭建筑下面几层为公共场所，上面几层为办公场所，对于此类型的建筑，火灾时为确保下面公共层人员疏散的安全，可采用混合排烟法，即下部采用对流贯穿式排烟法，使烟层底部的高度维持在人员的居住面之上，而其它的楼层则与中庭封闭起来，封闭的方式可以采用设置卷帘等防火分隔方法。
（5）对于高度较低或层数较少的中庭，可以借助室内外气体温度差引起的热压作用和室外风力造成的风压作用而形成的室内烟气和室外空气的对流运动进行排烟，称之为自然排烟法
在有些情况下，中庭的排烟方式可能是以上某两种或者多种方式的结合，应该具体情况具体对待.这方面更多需要跟其他专业尤其是暖通专业配合来更好地解决工程问题。
对超大中庭空间处理的抛砖引玉
对超越规范之外的中庭处理，比如中庭面积超过1万㎡，或者说中庭的高度超过12m，等等，则要采取特殊的防火处理，提高设备的配备要求，另外需要用专门的模拟软件进行安全性论证，进行火灾场景设计以及人员疏散场景设计，并对模拟结果进行分析，论证设计的性能化防火方案的安全性是否可行。
经过以上分析，可以看出中庭防火安全设计的重要性，在实际工作中会遇到不同情况的各种中庭，则更需要慎重对待。
参考文献：
高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95 （2005年版）
关键词：中庭安全 消防 排烟
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：
工程案例概况及其消防设计
徐州泉山行政服务中心，钢筋混凝土框架结构，总建筑面积3.9万平方米，建筑高度37.7m，二类高层，地上八层，地下一层，主要包括地下车库、市民服务、阅览、行政、会议以及职工食堂，地上设计较多中庭，如图中阴影部分所示，一二层、二三层、四五层、六七层、七八层局部通高中庭，《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）第5.1.1条规定：二类高层建筑每个防火分区最大建筑面积不应超过1500㎡，当设置自动灭火系统时，可增加一倍，即3000㎡，对本建筑而言，右侧两层中庭也不超过1000㎡，即可按照规范在开口部分设置防火卷帘或者防火墙。这种属于符合设计规范的处理。
《高规》5.1.5高层建筑中庭防火分区面积应按上、下层连通的面积叠加计算，当超过一个防火分区面积时，应符合下列规定：5.1.5.1 房间与中庭回廊相通的门、窗，应设自行关闭的乙级防火门、窗。5.1.5.2 与中庭相通的过厅、通道等，应设乙级防火门或耐火极限大于3.00h的防火卷帘分隔。5.1.5.3 中庭每层回廊应设有自动喷水灭火系统。5.1.5.4 中庭每层回廊应设火灾自动报警系统。
对于自然排烟的处理，《高规》8.2.2.5规定净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5%。
从规范的规定可以看出，中庭的防火安全设计很重要，那中庭的防火设计为什么如此重要呢？ 以及对于超出规范的有些设计在具体工作当中如何处理呢？
中庭防火设计的重要性
随着经济的高速发展以及新技术、新材料在建筑领域的运用，使现代建筑趋向于多样化、智能化和多功能。中庭以建筑内部空间为核心综合多种功能的重要建筑形式被广泛采用，在高层建筑等应用较多，如上海的金茂大厦、深圳报业大厦，都设有贯穿若干层或全楼的中庭，由于其高度的延伸、空间通透视觉效果、大面积自然采光等给使用者创造了一个引人注目的、舒适共享环境，但同时由于其特殊的火灾危险性，也给建筑消防设计带来了新的挑战。
“中庭”能使建筑的内部空间达到最大范围连接性，并形成整体的内部空间视觉效果以及大面积自然采光，庄重美观、内部采光性能好、环境舒适，但同时也带来了一系列新的问题。例如：1967年比利时布鲁塞尔伊若巴施格百货商店二楼起火，共造成325人死亡，其中260人死于四楼食堂，损失约70亿丹。此次火灾是由于建筑中中庭部分未设防火分区，中庭设置的感烟探测器未动作，由于中庭的烟囱效应，使烟气迅速扩散，火势扩大，起火45分钟后，玻璃屋顶很快遭到破坏，一部分钢结构被烧而倒塌，楼内人员无法安全、迅速的疏散，从而造成了此次悲惨事件。
三、中庭建筑的防火安全设计
由于中庭建筑存在上述的火灾危险性，尤其以烟气的火灾危险性最大，火灾统计资料说明，火灾死亡的人数中，由于烟熏死亡的占一半以上，在被火烧死的人当中多数也是因为先中毒、窒息晕倒后被火烧死的。日本“千日”百货大楼火灾，死亡的人118人当中就有93人是被烟熏死的。因此，中庭设计在满足防止火势蔓延，设有必须的防火卷帘的情况下，在中庭设计一种合理的烟气控制系统以阻止着火空间的热气流和有毒烟气通过中庭向公共空间扩散是极其重要的。那么中庭的防排烟设计则成了中庭防火安全设计的重点。
1.防排烟设计
中庭的防排烟设计是一个比较复杂的问题，检验防排烟系统能否及时、有效的防排烟，必须满足以下的目的：
（1）在人员撤离所需时间内，利用排烟设施保持大容量空间建筑出口的有序环境；
（2）控制并减少烟在着火区向附近空间扩散；
（3）在着火区外提供有利条件，使之有助于消防人员进行搜索和救援行动，及探明和控制火势；
（4）保护生命和财产的损失；
（5）火灾发生后使烟散去。
基于上述目的，对于那些通过中庭连接的楼层，最重要的一点是确保人们从各层之间向有保护的疏散通道（前室、楼梯间）疏散时烟和热控制在人们所能忍受的范围内，中庭建筑火灾时烟的生成和流出分为几个阶段，着火房间发生的火灾，经开口向中庭等相邻空间流动，或在中庭底层发生火灾，烟气向上部流动；烟气在流动过程中卷吸周围空气在火焰上方升起，形成烟柱。根据烟气的流动特征，我们可以对中庭的控制采取以下几种方法:
（1）利用中庭顶部的排烟设施，将烟层保持在与中庭相通的最高居住面上部，称之为对流贯穿式排烟法；
对流贯穿式排烟法由于其对中庭建筑的辅助要求最少，因此是比较理想的方法。但对其使用却有条件上的限制，根据国外资料表明，第一、当烟气质量流量达到150—200Kg/s时，烟气控制系统将不再具有实用价值；第二、如果烟气卷吸冷空气使热量损失较大，烟层会出现比预想的高度低很多的情况，实验数据显示当烟气比周围环境温度仅15—20℃时，利用自然和机械排烟系统排烟都将是无效的，因此理想的烟层应保持较高温。
（2）利用挡烟垂壁等辅助设施形成贮烟仓，将起火层产生的烟气就地排除，阻止烟气进入中庭，称之为起火间排烟法；
由于对流贯穿式排烟对于三层以上的中庭已经受到限制，因此一些层数多，沿中庭四周布置的大型商業厅可以采用起火间排烟法，将烟气控制在起火间内，防止向其它区域扩散，可采用设于火灾区域内的专用排烟设备，也可以与通风和空调系统兼用。向中庭敞开部分应设置固定挡烟垂壁或由火灾自动报警系统联动的活动式挡烟垂壁，挡烟垂壁的设置应使烟层的底部不低于垂壁的底部。
（3）将烟气引入中庭四周的回廊（或阳台），回廊与中庭之间设置挡烟垂壁，将回廊作为贮烟仓，利用回廊内的排烟系统，将烟气排除，称之为回廊排烟法；
对于中庭建筑中常见购物中心，这类中庭四周布置许多单元商店，每个店的面积较小，如果每个商店均要设置排烟设备是非常困难的，而且绝对是不经济的，因为排烟系统要运用于每一个店，甚至是小店铺，才能保护整个建筑，况且排烟系统的控制又很复杂。如果火灾在着火间形成，烟气将经过房间开口流入回廊，再向中庭扩散。为了防止烟气涌入中庭，应该在回廊将烟气排除，因此回廊边缘设置挡烟垂壁，利用回廊作为“贮烟仓”，回廊内的排烟设备将烟气排除。
（4）对于高度较高，或层数较多的中庭，下面几层中采用对流贯穿式排烟，使烟层的高度符合这几层的疏散要求，上面几层中庭采用挡烟垂壁，使烟气不侵入上面几层的中庭，称之为混合排烟法。
对于结构较为复杂，用途广泛的中庭建筑，可以采用混合排烟法。如常见的一些中庭建筑下面几层为公共场所，上面几层为办公场所，对于此类型的建筑，火灾时为确保下面公共层人员疏散的安全，可采用混合排烟法，即下部采用对流贯穿式排烟法，使烟层底部的高度维持在人员的居住面之上，而其它的楼层则与中庭封闭起来，封闭的方式可以采用设置卷帘等防火分隔方法。
（5）对于高度较低或层数较少的中庭，可以借助室内外气体温度差引起的热压作用和室外风力造成的风压作用而形成的室内烟气和室外空气的对流运动进行排烟，称之为自然排烟法
在有些情况下，中庭的排烟方式可能是以上某两种或者多种方式的结合，应该具体情况具体对待.这方面更多需要跟其他专业尤其是暖通专业配合来更好地解决工程问题。
对超大中庭空间处理的抛砖引玉
对超越规范之外的中庭处理，比如中庭面积超过1万㎡，或者说中庭的高度超过12m，等等，则要采取特殊的防火处理，提高设备的配备要求，另外需要用专门的模拟软件进行安全性论证，进行火灾场景设计以及人员疏散场景设计，并对模拟结果进行分析，论证设计的性能化防火方案的安全性是否可行。
经过以上分析，可以看出中庭防火安全设计的重要性，在实际工作中会遇到不同情况的各种中庭，则更需要慎重对待。
参考文献：
高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95 （2005年版）