天津文化中心博物馆防火设计难点分析

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1、天津文化中心博物馆防火设计难点分析122薛奕肖鹏让，王宗存（1天津市公安消防总队，天津，300070，2公安部天津消防研究所，天津，300381）摘要：天津文化中心博物馆因使用功能的需要，其文物库区防火分区难以按照现行防火技术规范的规定进行设计。本文提出了文物库区的防火分隔要求，并采用数值计算模拟的方法进行了安全疏散分析。关键词：博物馆、防火分区、安全疏散1工程概况天津博物馆位于天津文化中心南侧，建筑东侧临近天津美术馆，西侧临近天津自然博物馆。天津博物馆南侧为7m宽的文化中心内部道路，西侧为32m宽的越秀

2、路，北侧为7m宽的景观步行道，东侧为7m宽的步行道。天津博物馆由主体和裙房两部分组成，主体长、宽均为115.7m，总建筑面积63883m2，地上5层，地下1层，建筑高度30.0m。建筑主体西侧和北侧直接落地，在东侧和南侧裙房凸出主体15m，高8.5m。该博物馆按现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》GB50045进行防火设计，耐火等级为一级。2防火设计难点博物馆地下一层，主要为博物馆文物库区、库区前区及设备用房区，建筑面2222积14031m，其中文物库区总面积7927m，各个库房在100m～200m之

3、间。现行行业标准《博物馆建筑设计规范》JGJ66第5.1.1条规定，藏品库区的防火分22区面积，单层建筑不得大于1500m，多层建筑不得大于1000m，同一防火分2区内的隔间面积不得大于500m。现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016第3.3.2条表3.3.2规定，地下仓库火灾危险性为丙类时，防火分区面积不应大于2300m。因文物库区平时无人，需要进入时人员很少，均为熟悉环境的工作人员，且有严格的保安管理需要，博物馆地下室设置为单一防火分区，设5个独立安全出口直通室外，编号为LT0-1~LT0-5

4、如图1所示。甲级防火门甲级防火门LT0‐1LT0‐2LT0‐3LT0‐5LT0‐4图1地下一层平面布局示意图22文物库房面积大都为100m～200m，每个库房只设1个疏散门，此外文物库区内未设置直通室外的安全出口，其最远点至库门距离86m超出了现行规范的规定。针对博物馆文物库区的使用功能需要，结合该建筑的空间特点，对地下一层的防火分隔提出如下要求：1、博物馆文物库区、库区前区及设备用房区内部通过防火墙和甲级防火门划分为相对独立的4个防火分区。2、在文物库区，按储存文物火灾危险性的不同如织物、书籍、字画、陶

5、瓷、金属制品等分区存放，并设置相应的自动灭火系统。3、各个文物库房作为一个独立的防火单元，采用防火墙与其他库房进行防火分隔，库房的门采用甲级防火门。在文物库区内的走道上设置2道甲级防火门，将库区分成2个防火分区，如图1所示。4、现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016第3.8.2条规定，当库房2防火分区的建筑面积小于等于100m时，可设置一个通向疏散走道的出口。当文物库房因平面布置等原因只能设置一个门时，建议该库房仅存放丁、戊类的火灾危险性物品。5、虽然文物库房的使用人数较少，但考虑到疏散距离较长，

6、建议在文物库区内设置保持视觉连续的疏散指示标志，并提高应急照明的照度。3安全疏散分析3.1火源位置在设计火灾场景时，应设定火源在建筑物内的位置，考虑建筑的空间几何特征。为对博物馆内文物库区的安全疏散进行分析和评估，将火源设置在地下一层书画库房内，如图2所示，为储存的书画发生火灾，考虑库房灭火系统失效且防火门未正常关闭的情况，走道机械排烟系统正常开启，走道防火门正常关闭，以计算走道烟气影响到人员疏散的时间以及人员逃离受烟气影响的走道的时间。火源位置A图2地下一层火源位置示意3.2火灾热释放速率火灾增长速率是

7、衡量火灾危险性的重要指标。同样的火灾荷载可能支持较小的火燃烧较长时间，如得到消防人员及时扑救则所造成的损失较小，或可能支持较大的火燃烧较短时间，则这种情况的危险性更高，造成的损失更大。火灾的增长速度与可燃物的燃烧特性、储存状态、空间摆放形式、是否有自动灭火系统、火场通风排烟条件等因素密切相关。地下文物库房内的主要可燃物为木制家具、字画和图书，由于火源所在的库22房面积较小，库房面积大都为100m～200m，在消防人员开始灭火战斗前火灾可能已经达到轰燃状态，此时火灾的最大热释放速率为轰燃时的热释放速率，其值

8、由房间表面积和通风状况决定。文物库房发生轰燃时的热释放速率可以利用托马斯轰燃公式进行计算，该公式是在室内火灾轰燃试验的基础上得到的经验公式，如公式1所示：Q=7.8A+378AHtww（公式1）其中：Q—发生轰燃时的热释放速率（kW）；At—房间的内表面积（m2）；Aw—通风口面积（m2）；Hw—通风口高度（m）。根据火源所在库房具体几何参数，得出：Q＝7.8×127＋378×4×2＝4014（kW）到达最大热释放速率时间为2