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[摘要]我国各地新建的航站楼日益增多、规模越来越大，国内并无专门针对航站楼建筑的消防规范，现有的规范又不能完全满足航站楼在使用功能方面的要求，为保证航站楼的消防安全性，通常采用性能化设计方法。该方法设定一些安全评定标准，根据一系列定性和定量分析，判断航站楼是否达到安全标准，而火灾规模设计是定量分析中最重要也最基础的一环。本文讨论了航站楼内典型的火灾规模。
[关键词]航站楼消防设计火灾规模设计
中图分类号：U273.93 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）28―0556―01
1、引言
随着我国经济社会的发展，各地新建了较多的航站楼，规模也越来越大。这些航站楼普遍具有屋面为流线型、内部多高大空间、贯通口较多且上下错位、同一功能的区域面积很大、人员密度通常比商场内要低、幕墙和屋顶多采用复杂的钢结构支撑体系等特点，导致航站楼内难以通过实体分隔有效地控制火灾和烟气蔓延，按现有规范设计疏散设施、对复杂的钢结构进行防火保护条件都将造成很大的浪费。
目前主要采用性能化设计方法进行航站楼的消防设计，在满足功能的同时达到《建筑设计防火规范 GB50016-2006》、《高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2005年版）》等国家规范要求的消防安全水平。
性能化设计通过设定一定的安全判定标准，经过一系列的定量和定性分析，判断现有设计是否达到设定标准。火灾设计是定量分析中的重要环节，主要包括设定起火位置、火灾发展过程、火灾规模等，而确定火灾规模是其中最重要的内容。
2、火灾规模设计
航站楼内常见的可燃物包括行李（手提、大件和堆放几种）、垃圾桶、座椅、商品、液晶电视、安检和售票柜台的办公用品等，有些有喷淋系统或水炮系统保护，有些暴露在大空间内无自动灭火系统保护。根据对航站楼内可燃物荷载、类型和分布等的分析，结合火灾发展过程和消防系统设计综合考虑，最终确定火灾规模。
2.1、火灾发展过程
真实情况下，火灾发展会依次经历阴燃、增长、充分发展、衰退直至最终熄灭等阶段，通常忽略对整个分析影响不大的阴燃和衰退阶段，而主要考虑增长阶段及其所能达到的最高火灾热释放速率。
性能化设计一般采用两种设计火灾，分别为稳态火和发展火灾。常见的发展火为时间平方火，有四种发展速度，即慢速、中速、快速和超快速。其中，超快速发展火灾通常适用于塑料薄板制成的物品、燃烧迅速的软垫家具以及油池火灾等（例如石油和其它易燃液体）。快速发展火灾适用于木材火灾及办公区域等火灾。
2.2 火灾规模确定
对于有喷淋系统保护的可燃物，可以保守认为喷淋启动后火灾规模不再变化，即成为稳态火，火灾规模为喷淋启动时的热释放速率。结合层高等参素，采用Fpetools计算喷淋启动时的火灾规模，考虑到特定的系统延迟，通常增加0.2~0.5的安全系数后得到其火灾规模。
对于有“水炮”系统保护的可燃物，根据NFPA 92B，1.0MW下的木材火焰高度可达2.3m，此时“水炮”系统所配置的火焰探测器早已探测到火灾并启动，因此“水炮”系统保护区域内的火灾规模保守取为1MW。
没有自动灭火系统保护的可燃物的火灾规模分别如下。
2.2.1 垃圾筒
美国消防工程师手册中给出了若干废物袋的释热速率曲线，其中一袋稻草、杂草、落叶等共4.1kg的废物袋及三袋3.5kg的废纸袋的最大热释放速率均为400kW左右，因此普通垃圾筒的最大火灾规模可取为400kW。
2.2.2 行李
英国建筑研究所的相关研究指出，两个手提行李同时燃烧可以达到最高0.5MW的火灾规模，载满行李小型手推车的火灾规模为1.1MW。因此，设计中保守估计手提行李火灾规模为0.5MW，一辆载满行李小型手推车的火灾规模为1.5MW。
2.2.3 候机区座椅
在候机区内有大量成组布置的座椅，结合座椅的布置特点和材质建议，参考瑞典Lund大学技术学院对多种类型座椅火灾的实验数据结果，保守考虑一张座椅着火后在同组座椅内蔓延开来，采用辐射引燃模型即可计算出座椅区的火灾规模。每组座椅间保持足够大的间距，不考虑不同组座椅之间的火蔓延。
2.2.4 没有顶棚的零售亭
航站楼内通常布置有没有顶棚的零售亭，在没有自动灭火系统保护的情况下，需要限制其面积和间距。根据零售亭的面积和单位面积的火灾载荷可以确定其火灾规模。参考澳洲消防规范改革中心的消防工程指南建议，零售类别的火灾载荷密度为500kW/m2，假设零售亭的面积为9m2，则其火灾规模为4.5MW。
2.2.5办票柜台、安检柜台
航站樓内每个办票岛有多个办票柜台，主要为旅客提供办票服务，一个办票柜台通常由一张办公桌椅和一台计算机组成。安检柜台的可燃物和办票柜台几乎一样。
美国标准与技术研究所的办公家具组合单元（包括隔断、办公桌椅以及大量办公用品等）火灾实验结果表明，单个办公家具组合单元的热释放速率峰值为1.7MW，一个办票柜台内的可燃物种类和数量要远远少于上述办公单元，因此，设定一个办票柜台和安检柜台的最大火灾规模均为1.5MW，是保守而且合理的。
2.2.6 电气火灾及其它
航站楼屋盖下主要有照明设备及接线，该区域火灾荷载较小，火灾通过电线才能发生蔓延，发生火蔓延的可能性较小，火灾规模很小；航站楼内布置有一些广告牌、展板、电子显示屏等，由于广告牌和展板可燃物较少，此处不再考虑；通常情况下，单个显示屏的可燃物数量和分布范围比一个办公家具组合单元要少，因此，其火灾规模小于1.7MW。
3、总结
在充分分析航站楼内可燃物类型和分布的基础上，结合可燃物受自动灭火系统的保护情况以及层高等条件，参考国内外同类型可燃物的实验数据，采用Fpetools等软件和辐射引燃模型等公式，经过分析计算就可以确定合理可信有适当安全余量的火灾规模。
参考文献
[1] NFPA 415，Standard for Airport Terminal Buildings，Fueling Ramp Drainage，and Loading Walkways，USA，2002
[2] CIBSE Guide E，Fire Engineering，The Chartered Institution of Building Services Engineers，UK，2003
[关键词]航站楼消防设计火灾规模设计
中图分类号：U273.93 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）28―0556―01
1、引言
随着我国经济社会的发展，各地新建了较多的航站楼，规模也越来越大。这些航站楼普遍具有屋面为流线型、内部多高大空间、贯通口较多且上下错位、同一功能的区域面积很大、人员密度通常比商场内要低、幕墙和屋顶多采用复杂的钢结构支撑体系等特点，导致航站楼内难以通过实体分隔有效地控制火灾和烟气蔓延，按现有规范设计疏散设施、对复杂的钢结构进行防火保护条件都将造成很大的浪费。
目前主要采用性能化设计方法进行航站楼的消防设计，在满足功能的同时达到《建筑设计防火规范 GB50016-2006》、《高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2005年版）》等国家规范要求的消防安全水平。
性能化设计通过设定一定的安全判定标准，经过一系列的定量和定性分析，判断现有设计是否达到设定标准。火灾设计是定量分析中的重要环节，主要包括设定起火位置、火灾发展过程、火灾规模等，而确定火灾规模是其中最重要的内容。
2、火灾规模设计
航站楼内常见的可燃物包括行李（手提、大件和堆放几种）、垃圾桶、座椅、商品、液晶电视、安检和售票柜台的办公用品等，有些有喷淋系统或水炮系统保护，有些暴露在大空间内无自动灭火系统保护。根据对航站楼内可燃物荷载、类型和分布等的分析，结合火灾发展过程和消防系统设计综合考虑，最终确定火灾规模。
2.1、火灾发展过程
真实情况下，火灾发展会依次经历阴燃、增长、充分发展、衰退直至最终熄灭等阶段，通常忽略对整个分析影响不大的阴燃和衰退阶段，而主要考虑增长阶段及其所能达到的最高火灾热释放速率。
性能化设计一般采用两种设计火灾，分别为稳态火和发展火灾。常见的发展火为时间平方火，有四种发展速度，即慢速、中速、快速和超快速。其中，超快速发展火灾通常适用于塑料薄板制成的物品、燃烧迅速的软垫家具以及油池火灾等（例如石油和其它易燃液体）。快速发展火灾适用于木材火灾及办公区域等火灾。
2.2 火灾规模确定
对于有喷淋系统保护的可燃物，可以保守认为喷淋启动后火灾规模不再变化，即成为稳态火，火灾规模为喷淋启动时的热释放速率。结合层高等参素，采用Fpetools计算喷淋启动时的火灾规模，考虑到特定的系统延迟，通常增加0.2~0.5的安全系数后得到其火灾规模。
对于有“水炮”系统保护的可燃物，根据NFPA 92B，1.0MW下的木材火焰高度可达2.3m，此时“水炮”系统所配置的火焰探测器早已探测到火灾并启动，因此“水炮”系统保护区域内的火灾规模保守取为1MW。
没有自动灭火系统保护的可燃物的火灾规模分别如下。
2.2.1 垃圾筒
美国消防工程师手册中给出了若干废物袋的释热速率曲线，其中一袋稻草、杂草、落叶等共4.1kg的废物袋及三袋3.5kg的废纸袋的最大热释放速率均为400kW左右，因此普通垃圾筒的最大火灾规模可取为400kW。
2.2.2 行李
英国建筑研究所的相关研究指出，两个手提行李同时燃烧可以达到最高0.5MW的火灾规模，载满行李小型手推车的火灾规模为1.1MW。因此，设计中保守估计手提行李火灾规模为0.5MW，一辆载满行李小型手推车的火灾规模为1.5MW。
2.2.3 候机区座椅
在候机区内有大量成组布置的座椅，结合座椅的布置特点和材质建议，参考瑞典Lund大学技术学院对多种类型座椅火灾的实验数据结果，保守考虑一张座椅着火后在同组座椅内蔓延开来，采用辐射引燃模型即可计算出座椅区的火灾规模。每组座椅间保持足够大的间距，不考虑不同组座椅之间的火蔓延。
2.2.4 没有顶棚的零售亭
航站楼内通常布置有没有顶棚的零售亭，在没有自动灭火系统保护的情况下，需要限制其面积和间距。根据零售亭的面积和单位面积的火灾载荷可以确定其火灾规模。参考澳洲消防规范改革中心的消防工程指南建议，零售类别的火灾载荷密度为500kW/m2，假设零售亭的面积为9m2，则其火灾规模为4.5MW。
2.2.5办票柜台、安检柜台
航站樓内每个办票岛有多个办票柜台，主要为旅客提供办票服务，一个办票柜台通常由一张办公桌椅和一台计算机组成。安检柜台的可燃物和办票柜台几乎一样。
美国标准与技术研究所的办公家具组合单元（包括隔断、办公桌椅以及大量办公用品等）火灾实验结果表明，单个办公家具组合单元的热释放速率峰值为1.7MW，一个办票柜台内的可燃物种类和数量要远远少于上述办公单元，因此，设定一个办票柜台和安检柜台的最大火灾规模均为1.5MW，是保守而且合理的。
2.2.6 电气火灾及其它
航站楼屋盖下主要有照明设备及接线，该区域火灾荷载较小，火灾通过电线才能发生蔓延，发生火蔓延的可能性较小，火灾规模很小；航站楼内布置有一些广告牌、展板、电子显示屏等，由于广告牌和展板可燃物较少，此处不再考虑；通常情况下，单个显示屏的可燃物数量和分布范围比一个办公家具组合单元要少，因此，其火灾规模小于1.7MW。
3、总结
在充分分析航站楼内可燃物类型和分布的基础上，结合可燃物受自动灭火系统的保护情况以及层高等条件，参考国内外同类型可燃物的实验数据，采用Fpetools等软件和辐射引燃模型等公式，经过分析计算就可以确定合理可信有适当安全余量的火灾规模。
参考文献
[1] NFPA 415，Standard for Airport Terminal Buildings，Fueling Ramp Drainage，and Loading Walkways，USA，2002
[2] CIBSE Guide E，Fire Engineering，The Chartered Institution of Building Services Engineers，UK，2003