體育場(chǎng)館是一種特殊的具有高大內敞空間的公共建筑。由于這類(lèi)建筑要在特定時(shí)間段內大量聚集幾千以至十萬(wàn)以上的公眾，所以其消防安全性是建筑設計關(guān)注的最重要問(wèn)題之一。

　　1、現行國家標準對體育場(chǎng)館的防火要求

　　我國現行的涉及體育館防火要求的規范有三本，即《建筑設計防火規范》、《建筑內部裝修設計防火規范》和《火災自動(dòng)報警系統設計規范》。而專(zhuān)門(mén)用于體育場(chǎng)設計的防火要求，在上述國家規范中尚無(wú)體現�，F行國家標準有關(guān)體育館的防火要求包含如下內容。

　�。�1）耐火等級�！督ㄖ�設計防火規范》規定體育館的耐火等級不應低于二級。但其觀(guān)眾廳的長(cháng)度和面積可以根據需要確定，而不受相應級別防火分區限值的控制。

　�。�2）安全疏散。體育館觀(guān)眾廳安全出口的數目不應少于兩個(gè)，且每個(gè)安全出口的平均疏散人數不宜超過(guò)400人～700人。體育館觀(guān)眾廳內的疏散走道寬度應按其通過(guò)人數每100人不小于0.6m計算，但最小凈寬度不應小于1.0m，邊走道不宜小于0.8m；體育館觀(guān)眾廳的疏散門(mén)以及疏散外門(mén)，樓梯和走道各自寬度，均應符合有關(guān)規范的規定；體育館疏散走道和疏散門(mén)均宜設置燈光疏散指示標志。

　�。�3）消防車(chē)道。超過(guò)3000個(gè)座位的體育館，宜設環(huán)形消防車(chē)道，這是基于這類(lèi)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。建筑內部裝修設計防火規范中專(zhuān)用針對體育館建筑提出了具體的裝修材料燃燒性能等級要求。

　�。�5）自動(dòng)滅火系統和室內消防給水。超過(guò)3000個(gè)座位的體育館、觀(guān)眾廳的吊頂上部，貴賓室、器材間、運動(dòng)員休息室等部位應設置閉式自動(dòng)噴水滅火系統。超過(guò)1200個(gè)座位的體育館應設室內消防給水。

　�。�6）火災自動(dòng)報警系統。超過(guò)3000個(gè)座位的體育館觀(guān)眾廳、有可燃物的吊頂內及其電信設備室，應設火災自動(dòng)報警裝置。

　　2、國外的相關(guān)做法和要求

　　由于各國的國情不一樣，防火設計規范的表現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)國家在體育館建設時(shí)防火設計的要求。

　�。�1）加拿大。加拿大在對體育場(chǎng)館防火設計中沒(méi)有具體的設計規范。在北美的防火設計中都是參照美國的NFPA101LifeSafetyCode（生命安全規范）進(jìn)行設計或者是參照ICC（InternationalCodeCouncil）編寫(xiě)的InternationalBuildingCode（國際建筑規范）中的有關(guān)防火設計條款。對一些簡(jiǎn)單的建筑，設計者依據上述標準或規范即可完成相關(guān)的防火設計，對于復雜建筑或重點(diǎn)建筑，按性能化設計的方法來(lái)進(jìn)行評價(jià)（采用一些計算機軟件），加拿大的設計理念是以性能設計為本。

　�。�2）美國。美國有兩個(gè)主要的建筑規范及標準組織，它們是制定國際建筑規范（InternationalBuildingCode）的國際規范機構（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“生命安全規范”，涵蓋了所有火災及生命安全的問(wèn)題。這兩個(gè)建筑法規組織提供了一般性的對于火災及生命安全的要求，這些要求包括結構的抗火性能，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性、人員安全疏散出口、建筑物內的消防設施及限制火的內部傳播等。

　　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(zhuān)門(mén)為奧林匹克比賽設計的。盡管一些特定的運動(dòng)項目在體育館的建設上是相類(lèi)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(mǎn)足要求，防火和生命安全設計必須精心考慮以滿(mǎn)足奧林匹克體育場(chǎng)館的空間性和紀念性在建筑設計上得以自由展現。

　　事實(shí)上，美國的現行條文式規范無(wú)法適用體育館，尤其是大型奧林匹克體育館的防火設計。而在美國，法律上允許用性能化設計去解決條文式規范無(wú)法解決的一些專(zhuān)門(mén)問(wèn)題。亞特蘭大奧運會(huì )體育場(chǎng)館的防火設計就是通過(guò)性能化設計的方法解決的。

　�。�3）澳大利亞。進(jìn)入20世紀90年代，澳大利亞開(kāi)始用現代化的概念改革當時(shí)的建筑規范。1996年出臺的澳大利亞建筑規范（BuildingCodeofAustralia）就在傳統的規范體系中加人性能化設計的新思想，形成了條文式規范與性能化規定并行的設計規范體系。

　　對體育場(chǎng)館這類(lèi)大型、特殊的公共建筑，澳大利亞是通過(guò)性能設計的方法去實(shí)現規范設定的基本目標。悉尼2000年奧林匹克的體育場(chǎng)館全部采用了性能化的防火設計。其中主體育場(chǎng)占地16hm2，地上高度為58m，七層。奧運會(huì )期間觀(guān)眾席為12萬(wàn)個(gè)，結束后，臨時(shí)看臺被撤去，觀(guān)眾席減至現在的8萬(wàn)個(gè)。通過(guò)性能化的設計，該體育中心實(shí)現了安全、適用、經(jīng)濟、美觀(guān)的目標。

　�。�4）日本。日本在體育場(chǎng)館建設時(shí)，規范中也有一些相應的防火要求。但在設計時(shí)，這些條文一般均無(wú)法適應工程實(shí)際的需求。因此也是通過(guò)類(lèi)似性能化設計的方法，提出綜合性的防火對策來(lái)解決問(wèn)題。

　　3、奧運場(chǎng)館設計采用現行防火規范面臨的問(wèn)題

　　我國現行的建筑防火設計方法及規范與國外發(fā)達國家有許多共同點(diǎn)，但也有不少相異之處。比如在設計理念和方法上都有較大的差別。

　　建筑的平面構圖和設備為防止災害提供了一個(gè)基本條件，但是我國傳統的設計理念沒(méi)有或極少考慮人與這些設施互動(dòng)所導致的防災效果。國外新的設計理念則首先考慮人是否會(huì )受益或實(shí)現這些防災設計的目標，以及災害發(fā)生時(shí)，人對各種防災設施的作用、利用的可靠程度。當然也要估計人員錯誤操作行為會(huì )對建筑防災體系帶來(lái)的嚴重后果。

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

　　就我國現行防火規范中針對體育場(chǎng)館的條文而言，我國奧運場(chǎng)館設計將面臨如下一些具體問(wèn)題。

　　3.1規范要求過(guò)于滯后和原則

　　從總體看，我國現行防火規范有關(guān)體育館的要求過(guò)于原則，線(xiàn)條也太粗。其所依據的數據均出自20世紀80年代以前的工程實(shí)踐，因此它所表現的只是20世紀80年代的設計水平。所以說(shuō)規范在此方面已滯后社會(huì )技術(shù)的發(fā)展。

　�。�1）規范中將體育館定為一、二級建筑，而什么規模的是一級，什么規模的是二級卻沒(méi)有說(shuō)明，設計中如何掌握？

　�。�2）規范只談到體育館的防火規定，而未涉及體育場(chǎng)的問(wèn)題。那么體育場(chǎng)設計遵循什么？另外現代體育建筑常常采用活動(dòng)屋頂，可開(kāi)可閉，此類(lèi)建筑形式如何定性？

　�。�3）現行規范針對20世紀80年代中國體育館建設的現狀將體育館容納人數的上限值定為2萬(wàn)人。而現代奧運場(chǎng)館勢必要大大超過(guò)此限值，人們將如何處理？

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

　　3.2結構防火問(wèn)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�，F行規范規定一級耐火等級的屋頂承重構件的耐火極限為1.5h，而二級耐火等級時(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)，又決定了對其保護的材料必須兼有美觀(guān)性和耐久性的特征。

　　現代體育場(chǎng)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(wú)相應的標準規范要求。

　　3.3安全疏散問(wèn)題

　　現行規范安全疏散距離和出口的規定是以3.5min內疏散完畢的人群條件確定的。而且所面對的體育館總容納人數不超過(guò)2萬(wàn)人。奧運場(chǎng)館的體型、規模以及內含人數都會(huì )比以往的情況有很大的不同。因此現行規范的安全出口數量、寬度以及疏散時(shí)間指標等要求都會(huì )不適應奧運場(chǎng)館的設計。

　　3.4防排煙問(wèn)題

　　當發(fā)生火災時(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，在建筑中設置防排煙系統是必要的。但體育館因其內敞空間高大，所以在防排煙設計上，與其它標準層高的建筑有很大的不同。大空間的觀(guān)眾廳類(lèi)似一個(gè)巨大的貯煙區，它在火災的初期可以容納很多的煙氣而不致影響人們的疏散視線(xiàn)。

　　我國現行規范對體育館的防排煙問(wèn)題未作任何的規定。因此體育場(chǎng)館的防排煙設計將面臨全新的問(wèn)題。

　　3.5火災探測監控

　　規范規定超過(guò)3000個(gè)座位的體育館觀(guān)眾廳等部位應設自動(dòng)報警裝置。但對于體育館而言，消防監控的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于大空間部分（比賽場(chǎng)地及看臺）的火災監控。

　　點(diǎn)型感煙探測器因其適用場(chǎng)所比較廣泛，以及便于安裝、調試和維修等優(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(wú)論安裝工作還是日后的維修工作，都是很困難的，并且規范規定點(diǎn)型感煙探測器的安裝高度不允許超過(guò)12m.所以在體育館中究竟采用什么樣的報警系統，還是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。

　　3.6火災自動(dòng)滅火系統

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

　　以上分析表明，在奧運場(chǎng)館防火設計中，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，這些設施包括為運動(dòng)員和旅游者提供的公共交通及住房、訓練場(chǎng)地、廣播中心、行政部門(mén)、救護中心等。這些部位的每一處，都應有其獨特的防火保護特性，而將這些用途集于一體，情況就更為復雜了。

　　4、建議和設想

　　4.1體育場(chǎng)館的設計應引人性能化設計的思想

　　國外已開(kāi)始實(shí)行性能化設計與條文式設計并行的規范體系。即常規的防火問(wèn)題遵循條文規范的要求，特殊建筑的防火設計則通過(guò)性能化評估計算的方法解決。

　　奧運體育場(chǎng)館的設計就屬于現行條文式規范無(wú)法全面涵蓋的特殊類(lèi)建筑，對其只有采用性能化的評估計算方法，才可以實(shí)現整體安全的目標。

　　4.2用模擬的方法設定人員安全疏散的路線(xiàn)和出口

　　避難安全設計的最終要求為，驗證實(shí)際所需的避難時(shí)間應低于避難容許時(shí)間。所以避難安全設計時(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、數量及分布、建筑物高度、排煙設備等）及人員特性（人數、步行速度、反應能力、分布情形、環(huán)境熟悉度等）資料后，設計火源及火災場(chǎng)景，推算避難所需時(shí)間和避難容許時(shí)間，驗算合理后，完成設計。

　　奧運場(chǎng)館體型大、容納人多，緊急疏散設計是個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題，因此采用計算機模擬設計是最佳選擇。

　　4.3火災煙氣蔓延評估與控制系統的設計

　　對煙氣蔓延過(guò)程評估時(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。對煙氣蔓延規律模擬的目的在于從設計上提高煙層的流動(dòng)高度，稀釋煙團的濃度，降低煙流的溫度和阻止煙氣進(jìn)入特定的區域空間。煙氣模擬要設定火源模式，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，還要確定排煙系統的工作時(shí)機（同時(shí)考慮風(fēng)機、通風(fēng)口、閥門(mén)等），以及綜合考慮自動(dòng)滅火系統開(kāi)始工作后對煙氣過(guò)程的影。向等。國外在煙氣模擬計算程序開(kāi)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用。

　　體育場(chǎng)館的獨特空間構成，決定了火災煙氣蔓延評估的必要性。因此建議選用適當的成熟的煙氣模擬程序對不同的場(chǎng)館進(jìn)行計算分析評估，并以此確定防排煙的設計方案。

　　4.4結構防火

　　奧運場(chǎng)館結構防火的重點(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，這樣可以適當地提高網(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(guān)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采用火災早期探測技術(shù)

　　近年來(lái)，國外在計算機房、通訊設施和大空間等場(chǎng)所廣泛地采用一種高靈敏度吸氣式感煙火災探測器，以提高早期報警能力。

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

　　4.6自動(dòng)滅火裝置

　　由于現有的固定自動(dòng)噴水系統不適用于過(guò)高的空間，所以在奧運場(chǎng)館中只應對那些高度小于8m的空間和屋蓋吊頂內空間加設固定水噴淋系統。而對觀(guān)眾大廳，建議采用智能遙控的遠距離噴射的固定水炮系統。

　　國外近年在體育場(chǎng)館防火設計中獲得的最新成果表明：通過(guò)使用自動(dòng)噴淋系統可以降低或者取消結構的耐火等級要求。這種做法可以通過(guò)性能化分析和系統可靠性來(lái)證明。具體分析包括判斷預期發(fā)生暴露在火災中的結構的火災模型，改進(jìn)噴淋設施提高工作速度，以及增大噴淋頭密度提高火災控制能力等。

　　通過(guò)火災模型的分析，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假定情況下，顯示出實(shí)際有效的安全出口數量。通過(guò)對煙氣層的控制或者其他積極的防火安全系統，疏散允許時(shí)間可以增加。

　　通過(guò)模擬正常的空氣流動(dòng)模式和火災影響下的變化，煙氣控制設計可以精心設計各種設施的細節。在減少原始成本和日常維護費用的簡(jiǎn)化設計中，模擬可以在增加煙氣控制系統可靠性的同時(shí)，簡(jiǎn)化設計工作過(guò)程。

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