體育場館是一種特殊的具有高大內(nèi)敞空間的公共建筑。由于這類建筑要在特定時(shí)間段內(nèi)大量聚集幾千以至十萬以上的公眾，所以其消防安全性是建筑設(shè)計(jì)關(guān)注的最重要問題之一。

　　1、現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)對體育場館的防火要求

　　我國現(xiàn)行的涉及體育館防火要求的規(guī)范有三本，即《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》。而專門用于體育場設(shè)計(jì)的防火要求，在上述國家規(guī)范中尚無體現(xiàn)。現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)體育館的防火要求包含如下內(nèi)容。

　　（1）耐火等級(jí)�！督ㄖ�設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定體育館的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。但其觀眾廳的長度和面積可以根據(jù)需要確定，而不受相應(yīng)級(jí)別防火分區(qū)限值的控制。

　　（2）安全疏散。體育館觀眾廳安全出口的數(shù)目不應(yīng)少于兩個(gè)，且每個(gè)安全出口的平均疏散人數(shù)不宜超過400人～700人。體育館觀眾廳內(nèi)的疏散走道寬度應(yīng)按其通過人數(shù)每100人不小于0.6m計(jì)算，但最小凈寬度不應(yīng)小于1.0m，邊走道不宜小于0.8m；體育館觀眾廳的疏散門以及疏散外門，樓梯和走道各自寬度，均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定；體育館疏散走道和疏散門均宜設(shè)置燈光疏散指示標(biāo)志。

　�。�3）消防車道。超過3000個(gè)座位的體育館，宜設(shè)環(huán)形消防車道，這是基于這類建筑體型大，占地面積多，人員密集等因素確定的。

　�。�4）裝修要求。建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范中專用針對體育館建筑提出了具體的裝修材料燃燒性能等級(jí)要求。

　　（5）自動(dòng)滅火系統(tǒng)和室內(nèi)消防給水。超過3000個(gè)座位的體育館、觀眾廳的吊頂上部，貴賓室、器材間、運(yùn)動(dòng)員休息室等部位應(yīng)設(shè)置閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。超過1200個(gè)座位的體育館應(yīng)設(shè)室內(nèi)消防給水。

　�。�6）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。超過3000個(gè)座位的體育館觀眾廳、有可燃物的吊頂內(nèi)及其電信設(shè)備室，應(yīng)設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置。

　　2、國外的相關(guān)做法和要求

　　由于各國的國情不一樣，防火設(shè)計(jì)規(guī)范的表現(xiàn)形式和具體要求也有很大的不同。就目前所掌握的資料，介紹一下有關(guān)幾個(gè)國家在體育館建設(shè)時(shí)防火設(shè)計(jì)的要求。

　　（1）加拿大。加拿大在對體育場館防火設(shè)計(jì)中沒有具體的設(shè)計(jì)規(guī)范。在北美的防火設(shè)計(jì)中都是參照美國的NFPA101LifeSafetyCode（生命安全規(guī)范）進(jìn)行設(shè)計(jì)或者是參照ICC（InternationalCodeCouncil）編寫的InternationalBuildingCode（國際建筑規(guī)范）中的有關(guān)防火設(shè)計(jì)條款。對一些簡單的建筑，設(shè)計(jì)者依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范即可完成相關(guān)的防火設(shè)計(jì)，對于復(fù)雜建筑或重點(diǎn)建筑，按性能化設(shè)計(jì)的方法來進(jìn)行評(píng)價(jià)（采用一些計(jì)算機(jī)軟件），加拿大的設(shè)計(jì)理念是以性能設(shè)計(jì)為本。

　�。�2）美國。美國有兩個(gè)主要的建筑規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)組織，它們是制定國際建筑規(guī)范（InternationalBuildingCode）的國際規(guī)范機(jī)構(gòu)（ICC）以及擁有新版“NFPA5000BuildingCode”的國家防火協(xié)會(huì)（NFPA）。另外，NFPA已經(jīng)更新的“生命安全規(guī)范”，涵蓋了所有火災(zāi)及生命安全的問題。這兩個(gè)建筑法規(guī)組織提供了一般性的對于火災(zāi)及生命安全的要求，這些要求包括結(jié)構(gòu)的抗火性能，建筑面積的限制，消防通道等。防火安全的要求涉及建筑物使用的危險(xiǎn)性、人員安全疏散出口、建筑物內(nèi)的消防設(shè)施及限制火的內(nèi)部傳播等。

　　在美國建造了很多的體育館，但是其中只有很少的一些是專門為奧林匹克比賽設(shè)計(jì)的。盡管一些特定的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目在體育館的建設(shè)上是相類似的，但是顯然奧林匹克體育館有更高的防火和生命安全要求。為了滿足要求，防火和生命安全設(shè)計(jì)必須精心考慮以滿足奧林匹克體育場館的空間性和紀(jì)念性在建筑設(shè)計(jì)上得以自由展現(xiàn)。

　　事實(shí)上，美國的現(xiàn)行條文式規(guī)范無法適用體育館，尤其是大型奧林匹克體育館的防火設(shè)計(jì)。而在美國，法律上允許用性能化設(shè)計(jì)去解決條文式規(guī)范無法解決的一些專門問題。亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)體育場館的防火設(shè)計(jì)就是通過性能化設(shè)計(jì)的方法解決的。

　　（3）澳大利亞。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，澳大利亞開始用現(xiàn)代化的概念改革當(dāng)時(shí)的建筑規(guī)范。1996年出臺(tái)的澳大利亞建筑規(guī)范（BuildingCodeofAustralia）就在傳統(tǒng)的規(guī)范體系中加人性能化設(shè)計(jì)的新思想，形成了條文式規(guī)范與性能化規(guī)定并行的設(shè)計(jì)規(guī)范體系。

　　對體育場館這類大型、特殊的公共建筑，澳大利亞是通過性能設(shè)計(jì)的方法去實(shí)現(xiàn)規(guī)范設(shè)定的基本目標(biāo)。悉尼2000年奧林匹克的體育場館全部采用了性能化的防火設(shè)計(jì)。其中主體育場占地16hm2，地上高度為58m，七層。奧運(yùn)會(huì)期間觀眾席為12萬個(gè)，結(jié)束后，臨時(shí)看臺(tái)被撤去，觀眾席減至現(xiàn)在的8萬個(gè)。通過性能化的設(shè)計(jì)，該體育中心實(shí)現(xiàn)了安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的目標(biāo)。

　�。�4）日本。日本在體育場館建設(shè)時(shí)，規(guī)范中也有一些相應(yīng)的防火要求。但在設(shè)計(jì)時(shí)，這些條文一般均無法適應(yīng)工程實(shí)際的需求。因此也是通過類似性能化設(shè)計(jì)的方法，提出綜合性的防火對策來解決問題。

　　3、奧運(yùn)場館設(shè)計(jì)采用現(xiàn)行防火規(guī)范面臨的問題

　　我國現(xiàn)行的建筑防火設(shè)計(jì)方法及規(guī)范與國外發(fā)達(dá)國家有許多共同點(diǎn)，但也有不少相異之處。比如在設(shè)計(jì)理念和方法上都有較大的差別。

　　建筑的平面構(gòu)圖和設(shè)備為防止災(zāi)害提供了一個(gè)基本條件，但是我國傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念沒有或極少考慮人與這些設(shè)施互動(dòng)所導(dǎo)致的防災(zāi)效果。國外新的設(shè)計(jì)理念則首先考慮人是否會(huì)受益或?qū)崿F(xiàn)這些防災(zāi)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，以及災(zāi)害發(fā)生時(shí)，人對各種防災(zāi)設(shè)施的作用、利用的可靠程度。當(dāng)然也要估計(jì)人員錯(cuò)誤操作行為會(huì)對建筑防災(zāi)體系帶來的嚴(yán)重后果。

　　我國現(xiàn)行的建筑防火規(guī)范體系是單一的條文式體系。條文式規(guī)范因其自身所固有的滯后性、通用性而常常無法適用新的建筑型式，制約了技術(shù)的發(fā)展。

　　就我國現(xiàn)行防火規(guī)范中針對體育場館的條文而言，我國奧運(yùn)場館設(shè)計(jì)將面臨如下一些具體問題。

　　3.1規(guī)范要求過于滯后和原則

　　從總體看，我國現(xiàn)行防火規(guī)范有關(guān)體育館的要求過于原則，線條也太粗。其所依據(jù)的數(shù)據(jù)均出自20世紀(jì)80年代以前的工程實(shí)踐，因此它所表現(xiàn)的只是20世紀(jì)80年代的設(shè)計(jì)水平。所以說規(guī)范在此方面已滯后社會(huì)技術(shù)的發(fā)展。

　　（1）規(guī)范中將體育館定為一、二級(jí)建筑，而什么規(guī)模的是一級(jí)，什么規(guī)模的是二級(jí)卻沒有說明，設(shè)計(jì)中如何掌握？

　�。�2）規(guī)范只談到體育館的防火規(guī)定，而未涉及體育場的問題。那么體育場設(shè)計(jì)遵循什么？另外現(xiàn)代體育建筑常常采用活動(dòng)屋頂，可開可閉，此類建筑形式如何定性？

　　（3）現(xiàn)行規(guī)范針對20世紀(jì)80年代中國體育館建設(shè)的現(xiàn)狀將體育館容納人數(shù)的上限值定為2萬人。而現(xiàn)代奧運(yùn)場館勢必要大大超過此限值，人們將如何處理？

　�。�4）體育場館所特有的大空間性質(zhì)，決定了防火分區(qū)劃分的困難�，F(xiàn)行規(guī)范對體育館如何劃分防火分區(qū)，在事實(shí)上并未做具體的規(guī)定。

　　3.2結(jié)構(gòu)防火問題

　　體育館建筑的屋頂承重一般采用鋼網(wǎng)架體系。而從防火角度看，必須考慮對鋼網(wǎng)架實(shí)行防火保護(hù)。現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定一級(jí)耐火等級(jí)的屋頂承重構(gòu)件的耐火極限為1.5h，而二級(jí)耐火等級(jí)時(shí)為0.5h.這中間的差值是很大的，而如何定性體育館的耐火級(jí)別就顯得很重要了。

　　另外，由于體育館屋頂網(wǎng)架的裸露特點(diǎn)，又決定了對其保護(hù)的材料必須兼有美觀性和耐久性的特征。

　　現(xiàn)代體育場館已采用了膜材料作為屋架的覆蓋物，而如何要求膜材料的防火性，目前并無相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

　　3.3安全疏散問題

　　現(xiàn)行規(guī)范安全疏散距離和出口的規(guī)定是以3.5min內(nèi)疏散完畢的人群條件確定的。而且所面對的體育館總?cè)菁{人數(shù)不超過2萬人。奧運(yùn)場館的體型、規(guī)模以及內(nèi)含人數(shù)都會(huì)比以往的情況有很大的不同。因此現(xiàn)行規(guī)范的安全出口數(shù)量、寬度以及疏散時(shí)間指標(biāo)等要求都會(huì)不適應(yīng)奧運(yùn)場館的設(shè)計(jì)。

　　3.4防排煙問題

　　當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，有效地控制煙氣流動(dòng)和蔓延，對確保人員疏散安全，改善滅火條件是極為重要的。因此，在建筑中設(shè)置防排煙系統(tǒng)是必要的。但體育館因其內(nèi)敞空間高大，所以在防排煙設(shè)計(jì)上，與其它標(biāo)準(zhǔn)層高的建筑有很大的不同。大空間的觀眾廳類似一個(gè)巨大的貯煙區(qū)，它在火災(zāi)的初期可以容納很多的煙氣而不致影響人們的疏散視線。

　　我國現(xiàn)行規(guī)范對體育館的防排煙問題未作任何的規(guī)定。因此體育場館的防排煙設(shè)計(jì)將面臨全新的問題。

　　3.5火災(zāi)探測監(jiān)控

　　規(guī)范規(guī)定超過3000個(gè)座位的體育館觀眾廳等部位應(yīng)設(shè)自動(dòng)報(bào)警裝置。但對于體育館而言，消防監(jiān)控的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于大空間部分（比賽場地及看臺(tái)）的火災(zāi)監(jiān)控。

　　點(diǎn)型感煙探測器因其適用場所比較廣泛，以及便于安裝、調(diào)試和維修等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛采用。但是，如果將點(diǎn)型感煙探測器安裝在大空間的屋頂下，無論安裝工作還是日后的維修工作，都是很困難的，并且規(guī)范規(guī)定點(diǎn)型感煙探測器的安裝高度不允許超過12m.所以在體育館中究竟采用什么樣的報(bào)警系統(tǒng)，還是一個(gè)值得探討的問題。

　　3.6火災(zāi)自動(dòng)滅火系統(tǒng)

　　我國現(xiàn)有的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭的安裝高度，一般為8m，采用快速響應(yīng)早期抑制噴頭，在倉庫應(yīng)用時(shí)的高度為12m.所以對于超過12m以上的大空間體育館尚無法采用固定自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

　　以上分析表明，在奧運(yùn)場館防火設(shè)計(jì)中，會(huì)有許多困難，而奧林匹克中心的建筑將會(huì)是多用途的，這些設(shè)施包括為運(yùn)動(dòng)員和旅游者提供的公共交通及住房、訓(xùn)練場地、廣播中心、行政部門、救護(hù)中心等。這些部位的每一處，都應(yīng)有其獨(dú)特的防火保護(hù)特性，而將這些用途集于一體，情況就更為復(fù)雜了。

　　4、建議和設(shè)想

　　4.1體育場館的設(shè)計(jì)應(yīng)引人性能化設(shè)計(jì)的思想

　　國外已開始實(shí)行性能化設(shè)計(jì)與條文式設(shè)計(jì)并行的規(guī)范體系。即常規(guī)的防火問題遵循條文規(guī)范的要求，特殊建筑的防火設(shè)計(jì)則通過性能化評(píng)估計(jì)算的方法解決。

　　奧運(yùn)體育場館的設(shè)計(jì)就屬于現(xiàn)行條文式規(guī)范無法全面涵蓋的特殊類建筑，對其只有采用性能化的評(píng)估計(jì)算方法，才可以實(shí)現(xiàn)整體安全的目標(biāo)。

　　4.2用模擬的方法設(shè)定人員安全疏散的路線和出口

　　避難安全設(shè)計(jì)的最終要求為，驗(yàn)證實(shí)際所需的避難時(shí)間應(yīng)低于避難容許時(shí)間。所以避難安全設(shè)計(jì)時(shí)，需先分析建筑物特性（樓板面積、走道、步行距離、出口寬度、樓梯寬度、數(shù)量及分布、建筑物高度、排煙設(shè)備等）及人員特性（人數(shù)、步行速度、反應(yīng)能力、分布情形、環(huán)境熟悉度等）資料后，設(shè)計(jì)火源及火災(zāi)場景，推算避難所需時(shí)間和避難容許時(shí)間，驗(yàn)算合理后，完成設(shè)計(jì)。

　　奧運(yùn)場館體型大、容納人多，緊急疏散設(shè)計(jì)是個(gè)很關(guān)鍵的問題，因此采用計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)是最佳選擇。

　　4.3火災(zāi)煙氣蔓延評(píng)估與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　對煙氣蔓延過程評(píng)估時(shí)，常常綜合考慮煙氣固有的浮力特性、體積變化、夾帶作用及天花板噴流等效應(yīng)。對煙氣蔓延規(guī)律模擬的目的在于從設(shè)計(jì)上提高煙層的流動(dòng)高度，稀釋煙團(tuán)的濃度，降低煙流的溫度和阻止煙氣進(jìn)入特定的區(qū)域空間。煙氣模擬要設(shè)定火源模式，即考慮燃燒的狀態(tài)與火勢的發(fā)展、質(zhì)量容積的流速等，繼而要估算煙流量值、溫度值、煙層沉降速度等，還要確定排煙系統(tǒng)的工作時(shí)機(jī)（同時(shí)考慮風(fēng)機(jī)、通風(fēng)口、閥門等），以及綜合考慮自動(dòng)滅火系統(tǒng)開始工作后對煙氣過程的影。向等。國外在煙氣模擬計(jì)算程序開發(fā)方面進(jìn)展的較快，而且成熟，一些商業(yè)軟件已可在特定的工程中應(yīng)用。

　　體育場館的獨(dú)特空間構(gòu)成，決定了火災(zāi)煙氣蔓延評(píng)估的必要性。因此建議選用適當(dāng)?shù)某墒斓臒煔饽�擬程序?qū)Σ煌�的場館進(jìn)行計(jì)算分析評(píng)估，并以此確定防排煙的設(shè)計(jì)方案。

　　4.4結(jié)構(gòu)防火

　　奧運(yùn)場館結(jié)構(gòu)防火的重點(diǎn)是屋蓋承重部分。就目前的技術(shù)水平而言，筆者建議：

　　（1）采用耐高溫的鋼材制作承重網(wǎng)架，這樣可以適當(dāng)?shù)靥岣呔W(wǎng)架的耐火時(shí)間。

　　（2）采用耐火極限值較高的薄型防火涂料施涂于網(wǎng)架之上，這樣可以保持網(wǎng)架外形的美觀和減輕網(wǎng)架的自重。

　�。�3）宜采用薄膜材料覆蓋屋架。膜材料自重輕，有利于網(wǎng)架的耐火時(shí)間，并且損壞后產(chǎn)生的次生危害也較其它材料低。

　　4.5采用火災(zāi)早期探測技術(shù)

　　近年來，國外在計(jì)算機(jī)房、通訊設(shè)施和大空間等場所廣泛地采用一種高靈敏度吸氣式感煙火災(zāi)探測器，以提高早期報(bào)警能力。

　　對奧運(yùn)場館這類大空間建筑建議采用吸氣式與紅外光束感煙探測器相結(jié)合的探測方法。這種方案綜合考慮了早期探測和館內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)空氣流動(dòng)影響等因素。

　　4.6自動(dòng)滅火裝置

　　由于現(xiàn)有的固定自動(dòng)噴水系統(tǒng)不適用于過高的空間，所以在奧運(yùn)場館中只應(yīng)對那些高度小于8m的空間和屋蓋吊頂內(nèi)空間加設(shè)固定水噴淋系統(tǒng)。而對觀眾大廳，建議采用智能遙控的遠(yuǎn)距離噴射的固定水炮系統(tǒng)。

　　國外近年在體育場館防火設(shè)計(jì)中獲得的最新成果表明：通過使用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)可以降低或者取消結(jié)構(gòu)的耐火等級(jí)要求。這種做法可以通過性能化分析和系統(tǒng)可靠性來證明。具體分析包括判斷預(yù)期發(fā)生暴露在火災(zāi)中的結(jié)構(gòu)的火災(zāi)模型，改進(jìn)噴淋設(shè)施提高工作速度，以及增大噴淋頭密度提高火災(zāi)控制能力等。

　　通過火災(zāi)模型的分析，安全疏散距離可能被增加，總的疏散寬度可能被減少。這種分析可以在可靠的火災(zāi)假定情況下，顯示出實(shí)際有效的安全出口數(shù)量。通過對煙氣層的控制或者其他積極的防火安全系統(tǒng)，疏散允許時(shí)間可以增加。

　　通過模擬正常的空氣流動(dòng)模式和火災(zāi)影響下的變化，煙氣控制設(shè)計(jì)可以精心設(shè)計(jì)各種設(shè)施的細(xì)節(jié)。在減少原始成本和日常維護(hù)費(fèi)用的簡化設(shè)計(jì)中，模擬可以在增加煙氣控制系統(tǒng)可靠性的同時(shí)，簡化設(shè)計(jì)工作過程。

　　對于奧林匹克體育館，基于性能化的設(shè)計(jì)是解決所有問題的最好方法，并且具有世界級(jí)防火安全的水準(zhǔn)。