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多层民用建筑敞开式外廊防火设计中若干问题的研究

时间:2024-07-28

江 涌

(杭州千城建筑设计集团股份有限公司,浙江杭州310053)

外廊式建筑广泛地存在于人们的日常生活中,例如各类街区式商业综合体、步行街,中小学、幼儿园建筑,公寓、办公类建筑等。相较于北方建筑对保暖防冷风要求较高,南方地区气候温和,对通风散热要求更高,地域性影响也导致具有敞开外廊特征的建筑在南方出现更多。敞开外廊作为建筑的水平枢纽,又可以遮风避雨,连接单体之间的室外构件连廊。尤其是在各类多层民用建筑和裙房设计中,廊道空间不仅承载了穿行疏散的功能,更多也是设计师打造交流互动,感受彼此的室外“灰空间”。见图1。因此,敞开外廊的研究,对多层民用建筑的防火设计有着特别意义。

1 敞开式外廊的建筑特征

“敞开外廊”——没有封闭的室外通廊或连廊。

1.1 “敞开性”即为不封闭,隶属于室外空间

图1 设计师打造的敞开外廊空间

敞开面一般都是侧面墙体,单侧为外廊、檐廊、骑楼,双侧为敞开连廊,无顶为天桥。“敞开”的定量认定在“建规”[1]上没有给出准确的说明,笔者认为可参考《汽车库、修车库、停车场设计防火规范(GB 50067—2014)》术语中对敞开汽车库的定义[2]。通过综合分析敞开立面的面积以及长度来认定敞开与否,而局部特殊位置更应该精细化分析对待。

1.2 “通廊或连廊”即描述“功能性”

在实际工程中也会出现只联通却不起疏散作用的外廊空间。但不论是否作为疏散功能,主体构件的不燃性在“建规”中均有要求,为防止火灾蔓延,均不能堆放可燃物品。

1.3 与类似空间的比较

同为室外空间,敞开外廊相较于阳台或露台增加了疏散或通行功能,同时防雨水也需要处理,通常是隔10 m左右做一个下水口(地漏),并且设置排水沟。相较于内廊道,外廊空间又增加了开敞性。

综上,空间是否属于“敞开外廊”范畴是相关防火分析的根本前提,应综合分析谨慎判断。经过认定的敞开外廊兼顾“敞开性”与“疏散性”,是内廊与阳台的两大特性的融合整理。

2 防火间距

2.1 间距计算方式

当建筑外构件为不燃材料时,间距可从外墙开始计算。但通常考虑到外廊的疏散功能,一侧建筑起火时影响另一侧疏散,所以常规的设计及审查口径均从严,按外廊边缘计算。相反,当外廊可不作为疏散用时,即理解其为主体建筑外的“凸阳台”。此时笔者认为防火间距应计算至外墙表面。当然,控制防火间距的目的是防止火灾蔓延以及为消防救援提供有利空间,建筑之间的不燃构件如果妨碍消防救援的展开或者不利于烟气排放也是不可取的。

2.2 一种特殊情况

当外廊空间为一层时,情况又比较特殊,因为此时已是室外地面,再分析其疏散性意义不大。排除连续较长的围护设施妨碍疏散外,1层外廊的形态完全类似于宽雨棚或架空空间,应视为室外安全区域对待处理(图2)。

综上所述,防火间距分析的主体为多个建筑,当外廊空间不承担疏散功能时即属于附属在主体建筑上的室外不燃构件,无须考虑其防火间距的计算;反之应考虑。同时,外廊疏散功能的“效力”在1层地面时变得轻微模糊,特别是1层围护设施较少的情况下,建议外廊仍按安全区考虑。

图2 1层外廊作为安全区的特殊情况

3 防火分区与构造

3.1 防火分区面积

敞开外廊是否计入防火分区面积,在“建规”中没有给予明确的说明,此问题一直存在争议。首先,防火分区面积本应与建筑面积相呼应,可按国家标准《建筑工程建筑面积计算规范(GB/T 50353—2013)》[3]中规则计算得到,但是目前各地的建筑面积计算受到相应政策的调控影响,部分建筑空间会因为自身性质,使用功能及社会效益的关系而得到“解放”,导致产权面积计算存在地方性差异。

笔者认为可从“自身室外特性”以及“外廊一般不设喷淋”的角度分析,判定外廊计算分区面积时将其等同于室内空间是不合理的,所以出现了更多地方规定考虑外廊以半面积计入或直接不计入分区面积的情况。例如武宁联盟快乐城A区,作为无顶步行街综合体,敞开外环廊以1/2面积计入防火分区,敞开连廊视为室外构件不计入防火分区。

3.2 防火构造相关

当控制一个分区内的窗洞间距时,外廊虽然是交通区域,但也不应理解为室内空间。参照“建规”相关内容的字面理解,所有的安全间距都是针对“房间外墙窗洞”,而非“室外空间”与其他窗洞的关系。两者的最大区别:一个是房间起火点就在附近窗口;另一个是室外空间,不存在起火点。

当分析上下层窗洞关系时,外廊之间实体部分也不用达到1.2 m的窗洞间距要求,因为此时外廊可视作上下层之间大于1 m的防火挑檐,而非室内区域。例如嘉定桃李园实验学校的教学楼外廊(图3),这种情况在其他实际案例中也经常出现。

综上所述,分析防火分区即为:分析单个建筑内部控制火灾规模的区域面积关系,敞开外廊属于室外空间,自身无可燃物,也不存烟火,分析时应与室内空间有所区分。这也符合“建规”中“防火分区”术语解释的理念与表达的规范精神。

图3 桃李园实验学校的教学楼外廊[4]

4 安全疏散

4.1 疏散距离与宽度

敞开外廊作为疏散通道时,考虑其敞开易于排烟的特性,在疏散距离上按“建规”可增加5 m。由于外廊临空侧通常会出现防护栏杆或栏板的情况,廊道疏散宽度计算时笔者认为可参考楼梯段的宽度计算,考虑人体上下身的不同摆幅,当外侧采用栏杆时,疏散宽度从一侧外墙完成面计算至栏杆中心线(图4),或按照人体工程学特点增加100 mm左右的上身宽度。当栏杆底部翻边高度大于450 mm时,应计算至翻边内侧完成面(参考可踏面相关定义)。

图4 外廊设栏杆时宽度计算

4.2 特殊组合形式

值得一提的是,在一些实际案例中可见:当敞开外廊结合敞开连廊时,会形成类似前室与连廊疏散的借用疏散形式。笔者认为此时不应太过教条,照本宣科再在联通处增设墙体与防火门扇,反而会使疏散更加困难且不连贯。这也是敞开外廊作为疏散空间,室外联通及交流空间以外的第三个空间形式,即“类前室缓冲空间”(图5)。

图5 敞开外廊与连廊的组合形式

综上所述,敞开外廊虽是室外空间,但本身非安全区域,开向外廊的疏散门也非安全口(1层疏散便捷的外廊除外),连接楼梯间、室外安全区域的敞开外廊应视作疏散通道。同时由于其敞开特性可按照规范依据适当放宽对疏散距离等要求。

5 其他延展

5.1 特征空间的逃生心理

由于一侧敞开,外廊的排烟能力远优于一般开窗内走道或采用机械排烟的走道。而烟火一般都是向上蔓延,当外廊宽度不大时,热流很容易便从侧面飘散到远处室外。

在这种室外连续敞开的空间中,人员易于沿廊逃生、呼救,也容易被外界其他人员发现。而在外廊环境中心理状态也要优于在封闭空间时,不会因为过分慌乱紧张而延误逃生时间,消耗多余体力。

5.2 作为救援口部

相较于高层建筑自救为主的消防理念,多层民用建筑更多依赖于外部消防救援的形式。根据“建规”消防救援口的要求,敞开外廊的设计形式与其相符。类似于阳台等与房间门连通的室外平台,消防人员可以依靠绳索、爬梯或车载云梯等进入建筑主体实施救援。在某些地方规范中也明确了这一特性,此时的敞开外廊,相当于一整条均是救援口部。

6 结 语

针对上文提到的各类多层民用建筑,归纳出敞开外廊和普通内廊的防火设计特性比较,见表1。

从表1可见:敞开外廊空间在多层民用建筑消防设计中起着积极有利的作用。只是在实际各类建筑运用中,由于防雨和保温节能等问题受限,或者后期因业主改建而失去原有功效。

表1 防火设计特性比较

事实上如今很多的外廊式建筑,包括类似的室外阳台、露台空间由于使用方自身的需求都被窗户全方位围合形成了室内空间。“敞开”特性全无,自私的举动导致:1)室内外性质变化;2)建筑与防火分区面积增加;3)新生成的窗洞(火点)间距不足;4)疏散的安全性以及救援的便利性大大降低,最终损人而不利己。

对敞开式外廊空间的探究,首先可以让建筑师自身更好地了解这门职业的本质与特点,了解空间塑造与建筑防火设计的辩证关系,为以后的类似工作铺平道路,并有效规避解决其中的消防安全问题。

同时,作为建筑师,笔者认为有责任也有义务在解决基本问题后,尽可能提升空间的自身“品质”。回归本源,建筑设计始终是一个综合性问题,“美好又实用”的灰空间会更让使用方引起共鸣,辅以一定的监督管理体制,达到控制非法改建,创造和谐社会的最终目的。

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