摘要：以上海虹橋綜合交通樞紐為實例，對大型綜合性交通樞紐建筑的防火設(shè)計思路、方法進行了思考。以大跨度、高空間、長距離以及通透性為特點的此類建筑尋求建筑特點、功能要求與防火安全需求的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。就建筑中存在的防火區(qū)劃、安全疏散、鋼結(jié)構(gòu)防火保護、煙氣控制等問題提出了以“斷、空、通、暢”四字設(shè)計方法作為防火設(shè)計的策略。

　　關(guān)鍵詞：綜合性交通樞紐；防火設(shè)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(shè)計趨勢，特別是大型的交通建筑，如法國戴高樂機場是軌道交通、鐵路與航空的樞紐，德國的漢堡中央火車站是鐵路、公路的換乘站，其“交通樞紐”、“零換乘”、“綜合性”等設(shè)計概念得到了充分的展現(xiàn)。上海虹橋綜合交通樞紐（以下簡稱“虹橋樞紐”）是面向全國，以服務(wù)“長三角”為目標的超大型、世界級交通樞紐，其規(guī)模之大在國內(nèi)尚屬首座，在國際上也屬罕見。虹橋樞紐是典型的交通樞紐建筑，具有兩大特點：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（以下簡稱“磁浮”）、地鐵等各種軌道類交通；路-- 公交、長途、出租車、私家車等各種路面交通；空- - 虹橋國際機場，航空運輸。二是樞紐性：體現(xiàn)為不同交通方式之間大量的中轉(zhuǎn)換乘。如：機場~ “磁浮”,機場一鐵路，“磁浮”一鐵路，以及所有各類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(shè)備等配套設(shè)施的全面性需求也自然較高。這類建筑主要運用大空間的設(shè)計手法來實現(xiàn)功能需求。建筑僅滿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(shè)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(fù)雜，建筑設(shè)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(nèi)的建筑空間。此時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(xiàn)了這樣的特點，其功能多、體量大、人員密集為建筑的防火設(shè)計也帶來了許多的新課題、新挑戰(zhàn)。

　　虹橋樞紐基本概況。虹橋樞紐的建筑情況虹橋樞紐建設(shè)在上海虹橋機場以西，自虹橋機場二期跑道始由東至西依次為虹橋機場西航站樓、東交通中心、“磁浮”車站、高速鐵路站屋和西交通中心，地下有軌道交通站點兩座。西航站樓設(shè)有75個機位，京滬高速鐵路站設(shè)有I5個站臺，軌道交通線5條，交通中心內(nèi)設(shè)有汽車長短途客運站。虹橋樞紐長約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(shè)有商業(yè)建筑，總建筑高度達45 m。1.2 虹橋樞紐防火設(shè)計主要面臨的挑戰(zhàn)。 安全疏散建筑內(nèi)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。虹橋機場西航站樓規(guī)劃的目標是在一期滿足旅客吞吐量5.7萬人次/日，并預(yù)留未來發(fā)展到8.2萬人次/日的能力；地鐵東站設(shè)在東廣場內(nèi)，有2號線與10號線兩條線路經(jīng)過，服務(wù)于機場和“磁浮”站，日客運量為6.4萬人次；“磁浮”虹橋站是我國首個大型“磁浮”客運站，定位為始發(fā)終到高速站，日旅客量2~6萬人次；鐵路旅客日流量5.2萬人次，整座建筑的日人流量在23.3萬人左右。

　　這樣巨大人流量，如何在緊急狀態(tài)下進行分區(qū)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(shè)計中需要解決的。

　　防火區(qū)劃建筑內(nèi)部防火分區(qū)劃分困難，大體量建筑內(nèi)部空間的防火區(qū)劃是限制火災(zāi)蔓延的有效手段，同時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(shè)計手法，在設(shè)置防火分隔設(shè)施時就存在難度。同時交通換乘的連貫性、通暢性也對防火分區(qū)的理念提出了很高的要求，傳統(tǒng)意義上的防火墻、甲級防火門甚至是防火卷簾都會或多或少地影響到建筑功能的實現(xiàn)。

　　鋼結(jié)構(gòu)保護鋼結(jié)構(gòu)防火保護如何實現(xiàn)“經(jīng)濟、安全、美觀”.傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)防火保護形式產(chǎn)生了次生問題，建筑內(nèi)部空間以鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造美來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的室內(nèi)裝修，減少很多的裝修材料，但是鋼結(jié)構(gòu)的防火保護與展現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)美產(chǎn)生了矛盾。鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料具有一定有效期，過期之后的清除再噴涂是一項艱巨的工程。

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

　　燃料控制火災(zāi)，大空間建筑內(nèi)供氧充足，火源會穩(wěn)定燃燒，煙氣產(chǎn)生量主要由可燃物特點決定，但不會發(fā)生轟燃。

　　煙氣控制難，容易層化。目前性能化設(shè)計中對著火點的火災(zāi)規(guī)模都取值較大，但實際也會出現(xiàn)火災(zāi)規(guī)模較小、煙氣在較低的高度層化的現(xiàn)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，著火點所在區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)動關(guān)閉，但相鄰區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)仍在運行，造成層化后的煙氣加速水平向擴散。2 防火設(shè)計的策略虹橋樞紐的特殊性決定了必須要打破“處方式規(guī)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(zāi)危險性和火災(zāi)荷載，控制火災(zāi)（煙氣）對建筑安全、財產(chǎn)危害程度，高效探測火災(zāi)、撲滅火災(zāi)的思路上確立防火設(shè)計原則。“以人為本”是建筑設(shè)計的出發(fā)點也是落腳點，防火設(shè)計是建筑設(shè)計的一個組成部分也同樣遵循這樣的規(guī)律，同時保障虹橋樞紐中大量人員的安全，也是防火設(shè)計的首要重點。因此，筆者對于虹橋樞紐的防火設(shè)計，提出了“斷、空、通、暢”的四字方法。

　　“斷”虹橋樞紐長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(jié)合建筑內(nèi)部主要交通功能區(qū)域的設(shè)置，防火設(shè)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，流線設(shè)計上是無法斷開的，即航站樓、軌道交通站、高速鐵路站、“磁浮”站等各功能區(qū)域既是相對獨立又是相互聯(lián)系的。平面布置時從功能上加以集成，交通功能為核心、輔助配套功能為外圍形成功能區(qū)塊，區(qū)塊之間設(shè)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(qū)塊關(guān)系見圖4所示。虹橋樞紐除聯(lián)系通道外，還通過采用下沉式廣場、市政道路、室外連廊等方法對建筑體按功能進行分塊、分段。如地下9.5 m的聯(lián)系通道貫穿三大功能塊應(yīng)通過下沉式廣場進行隔斷；通過設(shè)計純粹的交通連廊，將航站樓、“磁浮”站、鐵路站屋以及汽車客運站等主要交通功能區(qū)域分段；對于地鐵站的布局，由于其設(shè)置在地面標高以下，垂直向分隔是其與其他交通功能區(qū)分隔的主要問題，設(shè)計中利用了首層穿越建筑的市政道路、鐵路站臺等室外設(shè)施進行分隔。這樣既保證了虹橋樞紐各個交通功能區(qū)之間相互獨立，又能確保了換乘人流設(shè)計連續(xù)、高效。

　　在各功能區(qū)塊內(nèi)部建筑空間中，通過防火隔離帶的方式來實現(xiàn)“斷”.防火隔離帶作為建筑內(nèi)部的防火分隔措施，經(jīng)過相關(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(zāi)經(jīng)熱對流、熱輻射的途徑蔓延擴大。防火隔離帶的設(shè)計除了在空間上確保物理間距外，還可通過采取一些加強措施來進一步提高安全系數(shù)，如隔離帶內(nèi)的自動噴水滅火系統(tǒng)可以獨立設(shè)置噴淋泵組或濕式報警閥、劃分獨立的防煙分區(qū)和設(shè)置獨立的排煙設(shè)施等，如果隔離帶上設(shè)置了吊頂，則需要考慮到吊頂內(nèi)部要做好防火分隔。這些方法可以根據(jù)建筑的實際情況按需選用。

　　“斷”的設(shè)計思路基本解決了建筑內(nèi)部火災(zāi)蔓延的問題，以隔離帶的形式進行防火區(qū)劃，同時實現(xiàn)“斷”的一些空間區(qū)域作為準安全區(qū)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(nèi)空間，降低火災(zāi)產(chǎn)生煙氣對人員安全疏散的影響；二是減少建筑物內(nèi)部的用房數(shù)量，使建筑內(nèi)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、問詢等功能用房數(shù)量應(yīng)嚴格控制；三是減少功能用房內(nèi)部的可燃荷載。

　　如此大型交通樞紐，問詢、商業(yè)及工作人員用房中尤其以商業(yè)用房火災(zāi)危險性高。因此，商業(yè)用房應(yīng)盡量定位在小型化和分散布置，遵循化整為零、控制火災(zāi)荷載的原則。這些用房按照“防火艙”的模式進行設(shè)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(shè)有頂棚，可供設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)探測器、自動噴水滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)和噴頭以及機械排煙的排煙口，通過把火災(zāi)控制在這個范圍內(nèi)達到防控火災(zāi)、減低危險的作用。如果不設(shè)頂棚而僅有側(cè)維護構(gòu)建的用房，則應(yīng)盡可能減少可燃物，以減少火災(zāi)規(guī)模和發(fā)煙量，有利于火災(zāi)撲救、人員疏散和鋼結(jié)構(gòu)保護。防火艙防火措施示意及實例見圖5、圖6所示。

　　虹橋樞紐中高鐵站、“磁浮”站、航站樓的室內(nèi)空間及其間的聯(lián)絡(luò)通道盡可能減少建筑內(nèi)部可燃物的火災(zāi)荷載、減少人員能過長時間停留的區(qū)域（長時問停留容易形成本區(qū)域和周邊區(qū)域的人流集聚）。建筑以大空間的設(shè)計手法處理內(nèi)部空間，保證內(nèi)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，或直通屋頂、或緊靠外墻，還有一些下沉式廣場、內(nèi)天井等，這些空間能夠借助于自然排煙窗、可開啟天棚等措施簡便地實現(xiàn)室內(nèi)外空間的貫通、，把室外空間引入建筑內(nèi)部空間，有效地化解了建筑大進深、長距離等難以劃分防煙分區(qū)、設(shè)置排煙口以及設(shè)計機械排煙量巨大等工程技術(shù)難點。

　　虹橋樞紐主要采用“通”的設(shè)計方法來實現(xiàn)建筑內(nèi)部氣流組織、煙氣控制。虹橋樞紐的建筑空間結(jié)構(gòu)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(nèi)平面設(shè)計上將功能用房規(guī)律布置，用帶狀的功能用房區(qū)域?qū)⒔ㄖ�平面自然劃分成一條或多條人流主通道，功能用房帶內(nèi)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(shè)計手法就是圍繞建筑內(nèi)部的中庭設(shè)置環(huán)通的通道，避免盡端式的交通通道。

　　建筑內(nèi)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(zāi)風(fēng)險做出判斷后，依據(jù)判斷自主選擇最佳逃生路線，確保自身安全。

　　形成暢通的網(wǎng)絡(luò)狀交通、疏散路徑有利于實現(xiàn)以下三個防火設(shè)計目標：

　　一是保障人員的安全疏散。人流主通道視覺效果上的通透，便于人流快速尋找、確認疏散方向進行疏散；主通道安全疏散路徑和常態(tài)交通流線一致，減少了人流路線的交叉，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(nèi)功滅火。如此龐大體量的建筑火災(zāi)撲救時外圍的滅火進攻無法奏效，必須展開內(nèi)攻滅火。人流主通道作為滅火進攻的展開陣地，功能用房帶、網(wǎng)絡(luò)化的人流通道可以提供一個進攻、防御縱深。同時“把室外空間引入建筑內(nèi)部空間”的自然排煙設(shè)計也為滅火進攻增加了安全性。

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

　　結(jié)束語圖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(zāi)荷載控制，到人員疏散保障是一個系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)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，實現(xiàn)“以人為本”的防火設(shè)計原則。