現(xiàn)代大型商業(yè)建筑正朝著大型化、多功能化、整體化的方向發(fā)展，集商業(yè)、餐飲、娛樂、文化、休閑等功能于一體，形成了業(yè)態(tài)豐富的建筑綜合體。現(xiàn)代大型商業(yè)建筑，尤其是大型地上商業(yè)建筑，由于建筑規(guī)模大、功能復(fù)雜、追求建筑的整體性和商業(yè)業(yè)態(tài)的連續(xù)性，往往超過(guò)2萬(wàn)ITI。為了控制大型地下商業(yè)的連接，防火墻、防火隔間、下沉廣場(chǎng)等。經(jīng)常用于防火分隔。為了保證商業(yè)的整體性，營(yíng)造空調(diào)環(huán)境，許多下沉廣場(chǎng)通常是封閉的。火災(zāi)時(shí)，屋頂?shù)淖匀慌艧煷氨淮蜷_排煙，以創(chuàng)造半室外效果。這種特殊的設(shè)計(jì)也給建筑的整體排煙帶來(lái)了新的問(wèn)題。下沉廣場(chǎng)采用自然排煙，與下沉廣場(chǎng)相鄰的地上半封閉商業(yè)街采用機(jī)械排煙。由于商業(yè)街直接通向下沉廣場(chǎng)，相鄰地區(qū)的兩種不同排煙系統(tǒng)必然會(huì)相互影響。如何有效設(shè)計(jì)排煙模式，優(yōu)化排煙口位置，提高火災(zāi)時(shí)排煙效率，營(yíng)造人員疏散安全環(huán)境，需要深入論證分析。筆者將分析一些具體案例。

1提出建筑概況和問(wèn)題

一個(gè)城市副中心項(xiàng)目是由4個(gè)大型綜合性商業(yè)地塊共同開發(fā)的，地下共3層，其中一、二層為商業(yè)，總面積近17萬(wàn)m，三層為汽車庫(kù)，各地塊相互貫通，商業(yè)規(guī)模大，功能多，人員密度大，正常運(yùn)行時(shí)內(nèi)部交通流線復(fù)雜，而建筑設(shè)計(jì)則需要將緊急情況下的人員疏散安全，功能使用方便合理，建筑美觀環(huán)保作為基本設(shè)計(jì)要求。共有13個(gè)下沉廣場(chǎng)設(shè)置在地下商業(yè)區(qū)，結(jié)合防火墻、商業(yè)步行街等分隔措施，將地下商業(yè)區(qū)分成9個(gè)面積小于2000Tn的防火區(qū)塊。該項(xiàng)目的巨大規(guī)模形成了人口密集的地下商業(yè)街區(qū)，可以類比地下商業(yè)城的概念。以某個(gè)下沉廣場(chǎng)的地下二層為例，下沉廣場(chǎng)采用屋頂和高側(cè)窗自然排煙，地下二層商業(yè)步行街采用機(jī)械排煙，擬在下沉廣場(chǎng)之間采用擋煙垂壁進(jìn)行防煙分隔，剖面如圖i所示。本項(xiàng)目防排煙設(shè)計(jì)難點(diǎn)：當(dāng)?shù)叵律虡I(yè)街機(jī)械排煙啟動(dòng)時(shí)，下沉廣場(chǎng)下部向地下商業(yè)街補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)氣流將降低下沉廣場(chǎng)內(nèi)的自然排煙效果。所以，如何有效地進(jìn)行兩者之間的防煙分隔，優(yōu)化布置地下商業(yè)街內(nèi)的機(jī)械排煙口，減少其對(duì)下沉廣場(chǎng)自然排煙效果的影響，以及兩者啟動(dòng)時(shí)需要論證分析。

2地下商業(yè)街火災(zāi)排煙模擬與優(yōu)化

2.1火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)計(jì)

在下沉廣場(chǎng)區(qū)域，大多數(shù)下沉廣場(chǎng)的底層或下層在每層都有一定面積的樓板覆蓋區(qū)域，樓板覆蓋區(qū)域也是下沉廣場(chǎng)的一部分，在這里被稱為下沉廣場(chǎng)環(huán)廊區(qū)。以下沉廣場(chǎng)為例，為了考察環(huán)廊區(qū)的排煙策略，研究了環(huán)廊區(qū)設(shè)置機(jī)械排煙和利用下沉廣場(chǎng)上部自然排煙窗排煙對(duì)下沉廣場(chǎng)的排煙效果，設(shè)置了兩種工況l.2。為了考察地下商業(yè)街最近的排煙口與地下商業(yè)街和下沉廣場(chǎng)之間的隔煙垂壁距離對(duì)下沉廣場(chǎng)自然排煙的影響，設(shè)置了工況3~5，如表1所示。表1下沉廣場(chǎng)環(huán)廊區(qū)排煙策略研究工況表下沉廣場(chǎng)地下商業(yè)街最近的排煙口與商業(yè)街火災(zāi)規(guī)模和下沉廣場(chǎng)之間的隔煙環(huán)廊區(qū)排煙垂壁距離/m下沉廣場(chǎng)相機(jī)械排煙，洞口火災(zāi)時(shí)l鄰餐廳火災(zāi)，與環(huán)廊區(qū)邊緣8MW設(shè)置隔煙垂壁不開啟下沉廣場(chǎng)相鄰的餐廳火災(zāi)。自然排煙窗排火時(shí)，邊緣無(wú)阻不開啟8MW煙垂壁。

2.2商業(yè)街和下沉廣場(chǎng)之間的煙垂壁設(shè)置

圖4和圖5是工況1和工況2下沉廣場(chǎng)垂直截面的火場(chǎng)能見度對(duì)比和溫度矢量圖對(duì)比。可以看出，下沉廣場(chǎng)環(huán)廊有機(jī)械排煙(環(huán)廊與洞口之間設(shè)置擋煙垂壁)和無(wú)消防科技2012年1月第3l卷第一期機(jī)械排煙(環(huán)廊與洞口之間沒有擋煙壁)時(shí)，下沉廣場(chǎng)的自然排煙可以更好地排出擴(kuò)散到下沉廣場(chǎng)的煙氣；但在工況1下，由于環(huán)廊機(jī)械排煙形成的強(qiáng)迫氣流在一定程度上擾動(dòng)了下沉廣場(chǎng)的自然排煙空氣對(duì)流，導(dǎo)致部分煙氣被拖下來(lái)，減緩了其在下沉廣場(chǎng)的上升排煙速度。當(dāng)下沉廣場(chǎng)環(huán)廊沒有排煙時(shí)，下沉廣場(chǎng)的排煙可以保證下沉廣場(chǎng)下部清晰的空氣層長(zhǎng)期清晰。綜合分析工況1.2，建議下沉廣場(chǎng)環(huán)廊區(qū)不設(shè)置機(jī)械排煙，利用下沉廣場(chǎng)頂部的自然排煙窗排煙，可以實(shí)現(xiàn)有效排煙。

2.3地下商業(yè)街排煙口與擋煙垂壁的距離

圖6和圖7分別是工況3.4.5過(guò)地下商業(yè)街和下沉廣場(chǎng)垂直截面的火場(chǎng)能見度對(duì)比和溫度矢量圖對(duì)比。從圖中可以看出，由于地下商業(yè)街可燃物少，火災(zāi)規(guī)模小，在地下商業(yè)街的機(jī)械排煙作用下，在地下商業(yè)街和下沉廣場(chǎng)之間設(shè)置了2m高的擋煙垂壁。在工況3~5的情況下，煙氣可以在1200S內(nèi)控制在地下商業(yè)街，只有少量煙氣擴(kuò)散到下沉廣場(chǎng)。從圖7可以看出，在地下商業(yè)街排煙系統(tǒng)能夠更好地控制煙氣的前提下，當(dāng)最近排煙口與擋煙垂壁的水平距離為10m和l5FO_時(shí)，機(jī)械排煙形成的強(qiáng)迫對(duì)流使下沉廣場(chǎng)的空氣流向步行街，影響下沉廣場(chǎng)的排煙效率。對(duì)于擴(kuò)散到下沉廣場(chǎng)的少量煙氣，不利于其快速排出；當(dāng)最近排煙口與擋煙垂壁的水平距離增加到20i71時(shí)，地下商業(yè)街機(jī)械排煙系統(tǒng)對(duì)下沉廣場(chǎng)的氣流擾動(dòng)明顯減小，下沉廣場(chǎng)的大部分空氣通過(guò)上部排煙口形成良好的對(duì)流，但當(dāng)少量煙氣擴(kuò)散到下沉廣場(chǎng)時(shí)，也可以通過(guò)頂部排煙窗和高位側(cè)窗快速排出。垂直截面的火場(chǎng)溫度矢量圖綜合分析了工況3.4.5，建議地下商業(yè)街與下沉廣場(chǎng)的最近排煙垂直距離不小于規(guī)范的最近30ITITITI壁的水平距離不小于規(guī)范。

3結(jié)論

對(duì)于一個(gè)超大型地下商業(yè)建筑項(xiàng)目，通過(guò)火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬，論證了下沉廣場(chǎng)走廊區(qū)的排煙方案和與下沉廣場(chǎng)相鄰的地下商業(yè)街機(jī)械排煙口的布置方案。結(jié)果表明:

(1)下沉廣場(chǎng)的底層或下層每層都有一定的下沉廣場(chǎng)走廊區(qū)。如果在走廊區(qū)設(shè)置機(jī)械排煙，機(jī)械排煙形成的強(qiáng)迫氣流會(huì)在一定程度上擾動(dòng)下沉廣場(chǎng)的自然排煙空氣對(duì)流，導(dǎo)致部分煙氣拖下來(lái)。因此，建議下沉廣場(chǎng)走廊區(qū)使用下沉廣場(chǎng)頂部的自然排煙窗，實(shí)現(xiàn)有效排煙。

(2)當(dāng)?shù)叵律虡I(yè)街最近的排煙口與地下商業(yè)街和擋煙垂壁的水平距離為2O~30rrl時(shí)，地下商業(yè)街的機(jī)械排煙系統(tǒng)對(duì)下沉廣場(chǎng)的氣流擾動(dòng)明顯減少，下沉廣場(chǎng)的大部分空氣通過(guò)上排煙口形成良好的對(duì)流。即使少量煙氣擴(kuò)散到下沉廣場(chǎng)，也可以通過(guò)頂部排煙窗和高側(cè)窗快速排出。