前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的防火设计要求主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:油气集输;防雷防火;技术要求;设计要求
油气集输过程中需要完成的主要任务都包括“三脱”以及“三回收”,其中,“三回收”工作指的是在油田进行开发的过程中对轻质油、废弃污水以及天然气采取合理的回收;“三脱”工作则指的是在油气收集以及输送的过程中的燃气脱轻质油、原油脱水以及原油脱天然气。在油气集输站场,尤其是原油脱水这一工作环节,水需要和原油同时加热,从而产生大气压力,很可能导致发生爆炸事故。在油气集输的过程中,防雷以及防火是安全技术的关键也是难点,本文通过分析防雷防火需要面对的技术问题,对技术要求进行论述,希望可以得到行业借鉴。
一、油气集输站场防雷以及防火设计中的问题
(一)消防的安全技术问题。油气集输防火消防工作特别关键,就当前来说,油气集输站场的水罐容量还不能应对一次消防和火灾的需求。设计消防水网的过程中存在不完善以及不合理的情况,消火栓的数量不够,泡沫灭火器以及其他消防设备还存在很多不足,不同方位的灭火设备安置位置不合理,这在一定程度上削弱了灭火装置的有效发挥,在恶劣天气下,容易导致严重的事故发生。
(二)消防工作中的隐患。虽然油气集输技术不断突破创新,但是因为挖掘效果差导致自身产能水平不高,致使成本提高。更主要的是,消防水罐的数量不能达到防火的要求,消防系统安装以及配置的不合理,油罐采用单管线,消火栓的数量不能满足需求,灭火器存在的技术盲点以及摆放的场地以及方位,这些都是消防系统中存在的隐患问题。
二、油气集输站场防雷以及防火的设计要点
(一)防火的设计要点。在埋设电缆时,需要采用绝缘铜芯电缆作为动力线,室外采用就地铺设或者用电缆沟,室内应该采用深埋地表的方式,消防任务重和易爆场所,应该在电缆沟中填满砂石,室外要采用绝缘铜芯的电缆,通常情况下,电缆采用塑胶护套可以进行直接埋设,绝缘电线以及电缆横截面要符合相关要求。电气照明方面,要对可能发生故障以及危险的区域进行评估,比如变电站、变配电间以及发电机房等应急场所以及事故照明。事故照明通常要安装在拐弯处或者逃离通道中,在生活以及生产中,一定要采用荧光灯,特殊场所要使用高压钠灯。
(二)防雷的设计要点。第一,防止产生静电,一般情况下,要安装防感应雷达,并且还需要注意管线的长度。在容易发生爆炸的场所,凡是有概率出现器械以及金属导体的一定要防止静电接地。输气管道阀门连接点,应该使用金属线完成跨接;第二,变电所周围一定要设置接地网络,管辖的全部装置,一定要保证装置的金属外壳充分接近地面;第三,应该采用TN-S系统,油气集输站场的电气设备必须接地,防静电雷达、维护接地等设备要采用同样的接地装置。
需要特别强调的是,在接地和防雷的过程中,对电子系统进行防雷保护要严格按照设计要求去进行。变电所一定要直接安装在建筑物上,用以避免雷电的影响以及侵袭,电缆进线在高压一侧时,变压器需要安装避雷装置,如果是架空进线,要防止雷电波。还要按照油气集输站场的生产装置、建构筑物、雷雨天气以及自然条件,进行类别划分,具体等级如下:工艺装置区、压缩机房以及压气站为二类建筑物;综合用房、综合楼以及消防泵房为三类建筑物。
三、油气集输站场的防雷以及防火设计管理方法
(一)防雷以及防火的设计要以技术和安全为基本原则。油气集输站场的防雷以及防火设计要体现出技术和安全,设计时,不可避免的会出现漏洞,这要求设计人员要及时掌握操作规范以及技术要领,将安全置于第一位置,做到防患未然。在建设过程中,要对潜在或者可能发生事故的隐患采取措施补救,实现技术和安全一同过关。项目竣工以后,技术和安全问题依然不能松懈,如果发现问题,要第一时间找到根源,保证工程建设良好发展。
(二)要对岗位操作人员进行专业培训。岗位操作人员的专业知识以及能力水平决定了工程质量的优劣,要注重提高人员的技能水平,尤其是按照当前油气集输场所防雷以及防火的现状,要做好对特种装备、油田专用设备以及原油储罐的检验,特别注意对火的管控,组织广大员工认真学习油气集输的防雷以及防火的理论知识,并且转化为实际行动,按照操作规程来完成工作任务,杜绝一切事故的产生和出现,将有可能对工程项目造成巨大威胁的安全漏洞以及技术盲点消灭在萌芽中。
(三)要健全和完善防雷以及防火项目的评估机制。在对油气集输站场进行防雷防火设计时,要充分提高各位员工以及各部门的忧患意识和责任意识,构建科学合理的评估体制,在工程完工以后,一定要进行专业的技术和安全性能检测,确保及时发现和查明技术以及设施上的不足,技术管理人员要和施工人员以及安全监督人员对项目的硬件进行科学的论证,提出合理化意见,采取预防措施,提升整个建设项目的安全水平,保证油气集输站场规范正常的运营。
(四)组织演习活动,提前做出救援预案。油气集输站场本身就具备大量的技术缺陷和安全风险,一定要在发生事故前,就对可能发生的事故做好预案,并且制定出完善的救援方案,组织开展演习活动,结合演习中发现的问题,进行持续完善以及加强改进,对预案进行必备的改善和修订,使其具备指导意义。
四、结语
油气集输站场的防雷以及防火设计一定要遵循行业的技术原则,对可能遇到的危险事故以及潜在的隐患威胁,要做到提前预测,并且采取措施进行有效处理,降低工程项目的成本,提高经济效益以及社会效益。
参考文献
关键词:建筑工程;防火设计;规范;探析
当前,国内在建筑行业消防设计方面主要采用的是“处方式”防火设计方案,它是严格按照国内关于建筑行业防火设计规范进行防火设计处理的。处方式防火设计方法主要采用针对建筑过程中的每个环节进行防火设计,在技术指标和规范上都有比较详实的操作程序,在具体的实施上也是按照建筑行业防火设计规范进行的。采用这种设计方案的建筑从设计到施工都有着合理的安全操作程序和规定,在保护建筑物免受火灾侵袭方面有着很好的功效,同时在保护社会财产和人身安全等方面也发挥着积极作用
1.目前国内建筑防火设计方案存在的缺陷
随着社会的不断进步和发展,人民大众的生活质量不断提高,同样的对于居所建筑的安全性能也提出了更高的要求。近些年来,国内频繁出现比较恶性的建筑火灾事故,而这些事故也主要集中在商用的高层建筑和民用的中低层建筑,这些事故都显示出这些建筑在防火设计上都出现了比较大的漏洞,这为以后的安全使用埋下了巨大的风险。为此,加强建筑行业的防火安全设计就显得特别突出和重要了,为了解决目前建筑防火设计中出现的问题,就需要对整个建筑设计都存在一个比较清楚的认识,了解防火设计中的关键点,并针对问题加以解决和完善,确保建筑防火设计方案能够保障建筑的防火安全。目前国内的建筑设计过程中,个别建筑在施工过程中,才进行必要的建筑设计,甚至出现边施工边设计的状况,这些施工单位在进行比较困难的防火工程时,对于设计方案进行盲目的修改,致使建筑在完工时存在着巨大防火安全隐患。同时建筑内部的防火系统设置也不完善,出现火情时,防火设施不能得到及时的救援,进而耽误了火情的抢救。还有一个比较突出的问题就是在室内设计中,过多的采用了易燃物,而室内设计的空间也比较狭小和密集,缺乏必要的灭火装置和器材。以上这些问题,都暴露出了目前国内建筑防火设计方案存在的缺陷,如何解决问题,就需要加强建筑防火设计的实用性能,根据建筑内部火灾发生的情况和规律,结合消防设计理念进行必要规划和调整,同时加强对室内防火设计的处理,设计完成后,必须对防火设计方案进行有效评估,检测方案是否能够达到防火设计的目的,尽可能的为以后出现的火情设计必要的合理设施,以降低因火灾造成的伤亡事故以及经济损失[1]。
2.建筑防火设计的关键点分析
随着城市规模的不断扩大,城市对于住房建筑的需求越来越大,同样新的建筑技术的不断出现,也为建筑业防火设计提出了很多新的要求。采用新型性能化防火设计技术已作为现代建筑防火设计领域的重要因素来考虑[2]。
2.1保障人员安全疏散方面
人员安全疏散方面在防火设计中占有很重要的地位,在人员安全疏散方面要进行必要合理的疏散设备配置,同样要根据国内的消防法律法规严格执行防火设计,并且要依据火灾发展导致环境条件达到人体耐受极限的时间,也就是可用安全疏散时间和人员疏散所需的时间来进行疏散设计,保证人员能够安全顺利的疏散到安全地点,同时要根据建筑的内部设计和防火设计要求,保证疏散通道的硬件设施和设计能够达到安全要求,保障人员有效的疏散逃离。
2.2 加强和完善建筑结构内部的防火设计
在进行建筑设计过程时,要设计建筑物的格局时,就要求要时刻考虑一旦发生火灾,当前的建筑格局设计是否能够方便火灾救援以及方便人员逃离。而建筑物的结构稳定性也直接影响着灾难发生时是否会出现坍塌伤及人员等情况。在进行建筑物内部设计时,一定要将自动喷水灭火系统和排烟系统等必要的安全设施考虑进行,保障建筑物内部的合理设计能够有效的保障逃生人员以及救援人员的安全以及延长营救时间[3]
2.3强化防火隔离带的安全
设置足够的防火隔离带,能够在遇到火灾时,为人员逃离和救援提供很大的帮助和支持。因此合理的防火隔离带位置以及数量就显得尤为重要。另外合理安全的具备防范作用的防火隔离带是否安全,需要进行必要的检测来判断。在进行建筑施工设计时,一定要注意对防火隔离带进行必要的安全检测。
2.4 关注钢结构受热等安全影响
在进行建筑防火设计时,要考虑一旦发生火灾,建筑物内部的钢结构受火灾影响,发生受热影响,而钢结构根据其受热状况的不同特点而发生不同的结构变形。所以在进行建筑设计时,要重点考虑对钢结构的保护,在发生火灾时,避免其发生受热现象。因为钢结构在吸收一定量的热量后,温度会急剧上升,而钢的硬度和支撑度都会发生变化,导致钢结构失去作用,其最后发生的灾难性结果是不可想象的,因此,在进行建筑防火设计时,一定要重要考虑钢结构受热这个问题[4]。
3.结语
综上所述,做好国内的现代化建筑防火设计,促进现代建筑防火设计发展,不但是社会发展的需求,更是人民大众对建筑防火设计行业的迫切希望。作为现代建筑设计行业的工作人员,必须要时刻将先进的防火设计与现代化的信息技术综合运用与建筑防火设计中,为确保人民大众的生命财产安全而努力。
参考文献
[1]明艳玲.小议建筑防火性能化设计的特点和步骤[J].中国建筑金属结构,2013(8):201-202.
[2]李佳珊.现代建筑防火设计发展动态的思考[J].科协论坛(下半月),2012(9):127-128.
【关键词】煤矿 地面工业建筑 防火设计
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914x(2014)02-01-01
0 前言
随着我国经济的发展,工业建筑设计的水准在不断提高,煤矿地面工业建筑作为矿区重要的基础设施,其建筑的设计也备受人们关注。长期以来,设计者在设计建筑过程中往往重视建筑的结构,建筑的外观,而忽视建筑防火方面的设计或者说对防火设计不加以重视。煤矿作为一个特殊的生产场所,其对安全的要求是很高的,如果做不好煤矿地面工业建筑的防火设计工作,有可能在建筑发生火灾时火势会进一步向矿井蔓延,严重威胁井下作业人员的安全。所以,做好煤矿地面工业建筑的防火设计是极其重要的。
煤矿地面工业建筑在设计过程中,将防火功能融入到建筑整个体系的设计中有利于保障建筑使用者的生命与财产安全,也有利于煤矿矿区的安全生产。做好煤矿地面工业建筑的防火设计工作,应成为建筑设计的一种重要的工作内容。
1 煤矿地面工业建筑防火设计目标
煤矿地面工业建筑的防火设计目标应该是保障使用者的生命安全,保护建筑物年的财产安全,确保建筑能够在火灾发生后还能依旧延续使用。具体地实现这些目标可以从以下几个方面入手:(1)在建筑内设置自动或手动灭火系统,以便于在火灾发生初期有效地扼杀火情于摇篮之中;(2)设置必要的机械排烟系统,防止火灾产生的烟气进一步向建筑物四周扩散;(3)在建筑设计时,应该考虑设计有利于防火的建筑结构,使用耐火等级符合标准的建筑装饰材料;(4)在建筑内部设置合理的安全疏散通道与避难区,以便于人员逃生;(5)对于建筑内部火灾高发区或比较危险的区域应该配置相应的防火隔墙和喷水设备进行有效隔绝;(6)为建筑设置火灾报警系统,以便于及时发现火情,指导人员疏散。
2 煤矿地面工业建筑防火设计
煤矿地面工业建筑的防火设计其实包括两个方面的内容:一、火灾前的预防设计;二、火灾发生后的应对设计。建筑火灾前预防设计主要指的是建筑火灾报警系统、火灾防排烟系统以及疏散措施的设计等方面。根据以往的经验,建筑防火设计的重要应该放在建筑平面布局、防火分区、消防通道以及消防楼梯等部分的设计上,这是整个防火设计能否取得良好效果的关键。下文将从这几个方面论述煤矿地面工业建筑的防火设计。
2.1 煤矿地面工业建筑防火构造设计
建筑防火构造设计主要是指建筑总平面布置、结构防火等耐火构造的设计。针对煤矿地面工业建筑而言,一个良好的总平面布置设计能够保障矿区周边建筑物的安全,并为灭火工作创造有利条件。在进行总平面布置设计中主要考虑以下几个因素:一、防火间距,要留有足够的防火间距,距离选定要考虑火灾热辐射,要能够满足火灾扑救工作的要求,另外还得考虑节约用地的原则,具体要求参看《建筑设计防火规范》;二、煤矿地面工业建筑主体结构的四周要有不相互连接的附属建筑以便于灭火人员能够快速到达建筑着火层;三、建筑周围有留有足够宽度的消防车道以便于消防车辆靠近建筑救火;四、建筑防火分区设计要合理。
煤矿地面工业建筑结构的防火设计主要是指建筑具体构件的防火设计、建筑耐火等级的设计以及建筑结构对火灾蔓延的影响等。煤矿地面工业建筑在矿区的重要地位决定了其建筑耐火等级,高耐火等级有利于建筑在火灾中保持整体结构的稳定性。
2.2 煤矿地面工业建筑安全疏散与消防楼梯设计
煤矿地面工业建筑防火构造设计的目的在于将火灾控制在一定范围内,而安全疏散与消防电梯设计的意义在于帮助火场人员快速撤离火灾现场,保障灭火人员快速到达火场。 煤矿地面工业建筑安全疏散设计主要包括安全出口数目、宽度以及安全疏散距离的设计等内容,参照相关设计规范这些内容都有非常具体的规定,这里就不再一一赘述。这里必须提到我国建筑安全出口的一个现状,大多数的安全出口标识不清,在火灾发生时无法及时疏散人员撤离。同样消防电梯的设计要满足强度标准、耐火标准,保障在火灾环境下能够正常进行。
2.3 煤矿地面工业建筑其他防火设计
煤矿地面工业建筑防火设计中,上述几个方面是必须要予以考虑的,此外还应重视建筑固定灭火装置、消防给水以及建筑内部电器防火等方面的设计。建筑防火设计过程中,一些细节的设计如防火门窗的耐火等级的确定、穿越管道的防火处理等也要关注。总之,煤矿地面工业建筑防火设计应该综合考虑到方方面面的因素,运用多方面的专业知识,保障建筑整体的防火性能。
3 结语
煤矿地面工业建筑防火设计是一项复杂的系统工程,需要相关人员认真负责地考虑到防止火灾发生的各类因素,确保在火灾发生或火灾发生时能够及时发现,及时扑灭,确保建筑整体的安全,保障建筑使用者的生命与财产的安全。
参考文献
[1] 张秋萍.建筑防火设计存在的问题及改进措施[J].科技与生活,2012,17(2):52-53.
关键词:房屋建筑;防火;设计
1防火设计的重要性概述
在整个房屋建筑设计当中,防火设计是十分重要的环节,它是建筑物安全性的基础保障。在城市快速发展的背景下,房屋建筑群密度愈来愈大,特别是住宅小区域商业街较为集中,并且聚集了大量人口。在这种情况下,房屋建筑用电量、燃气使用量必然会不断上升,这显然会在一定程度上增加火灾风险。如果防火设计不合理,会进一步加大房屋建筑安全隐患,一旦出现火灾,后果不堪设想。在建筑火灾当中,建筑材料由于高温影响会逐渐分解,并且产生大量毒气烟雾,建筑结构受到影响时就可能出现楼层坍塌,导致建筑物受到严重破坏。因此,在防火设计过程中要围绕这些危险因素进行针对性设计,这样才能保证防火设计的有效性,让房屋建筑维持相对安全的状态。
2影响人员安全疏散的相关因素
防火设计的主要目标在于预防火灾以及出现火灾时尽最大可能保证人员安全。因此,在防火设计当中要对影响人员安全疏散的相关因素进分析。通常情况下,当房屋建筑出现火灾后,内部人员能否安全疏散主要取决于所需安全疏散时间及安全疏散时间的相对值。若所需安全疏散时间低于安全疏散时间,即认为安全疏散设计是合格的;若所需安全疏散时间高于安全疏散时间,则认为安全疏散设计不合格。在建筑火灾发生过程中,多数情况下燃烧是不完全的,会产生大量有毒烟雾。相对于明火,烟气才是建筑火灾当中对人们生命安全最大的威胁因素。出现火灾后,烟气与火灾会从起火区向非起火区逐步蔓延,并且烟气会蔓延较长距离。一定时间内,与起火区相连接的通道、房间等会成为烟气蔓延的通道,也会对火灾险情抢救产生严重阻碍。在烟气当中存在大量有害气体,如CO、CO2等。其中CO浓度超过0.2%时,便可能造成人体中毒;CO2达到一定浓度后会引发视觉障碍,甚至导致意识丧失,最终致死。除此之外,热辐射也会对人员疏散产生严重影响。当烟气临界温度达到180℃时,烟气所产生的热辐射会对人体产生直接伤害,进而阻碍人员正常活动,严重威胁其生命安全。
3房屋建筑防火设计的主要内容分析
3.1耐火等级
房屋建筑防火设计过程中,耐火等级是十分重要的基础参数。通常情况下,民用建筑物的耐火等级主要分为四级。
3.2防火、防烟分区
在房屋建筑当中,可利用耐火性能较优的分隔构件将建筑物划分为若干个区域。即便某一区域出现火险时,由于分隔构件的作用,也能够将其控制在局部区域内,避免火灾蔓延。防火分隔构件主要包括防火墙、防火卷帘门等。其中防火卷帘门设计时必须达到《钢制防火卷帘通用技术条件》相关标准。防烟分区主要是指将烟尘集中隔离的区域。通过合理设计分区能够促进烟尘从建筑物内部排除,有利于人群疏散。通常情况下,防烟分区要以屋顶向下不低于500mm的梁为界,其主要构件包括挡烟梁、隔墙、挡烟垂帘等。
3.3总平面防火
总平面防火是房屋建筑防火设计当中的重要内容之一。在进行总平面规划设计时,需结合建筑功能、性质及高度等属性对建筑之间的距离进行合理设计,以满足防火间距要求。若实际间距无法满足防火间距要求,则需要构建防火墙。在进行消防车道设计时,尽可能将车道设计为环形车道,尽头车道要设置回车场或回车道,保证车道面积满足相应规范。同时要求消防车道净宽、高不得低于4m,且转弯半径要满足消防车的转弯要求。另外,总平面设计过程中,还要充分考虑防火扑救面位置及场地超度及宽度与建筑物间的距离,保证防火救援工作不会受到限制。
3.4消防给水系统
消防给水系统主要分为分区给水与不分区给水。通常情况下,当消火栓栓口静水压力超过0.80MPa时,则采取分区给水形式;若消火栓栓口静水压力低于0.8MPa时,则采取不分区给水。分区给水方式当中,并联分区由于各分区相互独立存在,自成体系,因此具有更高的安全性,但建设成本相对较高,后续维护管理较为困难。目前,减压阀分区给水是最为常见的分区给水方式。该方式系统构造较为简单,建设成本低,且管理较为方便,可同时满足安全要求及经济要求,但需要保证减压阀的质量。
3.5电气防火
电气防火设计过程中,需要结合建筑物功能性质,确认消防供电级别。同时,要做好电源、配电线路、电气设备防火设计,确保消防用电不能中断;在出现火险后,能够主动切除起火部位的非消防用电,遏制火灾蔓延。另外,可在建筑内部设置智能火灾报警、控制系统,系统由烟感器、温感器、反馈系统等构成,保证在第一时间做出火灾信息反馈。
4结语
房屋建筑防火设计是一个综合性的过程。在具体设计当中,要充分把握建筑本身功能属性及周边环境情况,合理设计,控制细节,尽最大可能降低火灾风险,保证建筑防火的有效性,为人员安全提供保障。
参考文献
[1]张永琴.浅谈房屋建筑的防火设计经验[J].中华民居(下旬刊),2013(02):33-34.
[2]玉素普江•吾木尔江.建筑防火设计应注意的安全问题[J].建筑工人,2013(03):16-17.
我国的建筑钢结构虽然在一定的程度上得到了提升,其整体控制质量及建设效益显著提高,但是在实际操作的过程中,防火设计仍存在诸多问题。(1)疏散宽度是当前建筑钢结构防火设计的突出问题。该类型问题主要是集中在建筑钢结构的展厅内容中,很容易造成火灾灾害上升。在对上述内容进行性能优化的过程中,设计人员要对展厅结构进行分析,在展厅楼梯间设置疏散通道,提高疏散出口的疏散质量。疏散楼梯间设置完成后,设计人员要对展厅的安全性进行验证,当安全系数不符合性能要求时要合理拓展疏散宽度。(2)主体建筑大楼中庭高度不符合标准设计要求也是造成防火设计问题多发的常见原因。在对主体建筑大楼进行设计的过程中,设计人员要针对建筑大楼中庭高度,依照GB50045-95(2005年版)《高层民用建筑设计防火规范》要求,对防火机械排烟、防火设施安置合理控制。设计人员可以参照国外同类先进的工程经验,采取先进防火设施及防火设计操作,建立完善防火安全操作控制内容。(3)建筑结构主体建筑效益较差,主体防火结构复杂已经成为阻碍防火设计的重要部分。建筑结构主体部分防火设计的过程中,相关人员要对防火设计及空间设计的特殊性进行处理,根据防火要求及防火措施对火灾烟雾进行模拟计算,保证及时完成补风量控制及排烟量控制。要依照人员安全要求及人员管理要求,对补风量进行控制。
2性能化评估及控制的深化
2.1性能化评估目标的深化当前建筑钢结构防火及性能优化目标主要为:①控制火灾过程中人员的安全位置,最大限度降低火灾造成的伤害;②将火灾控制在起火区域,对火灾蔓延状态、火灾持续扩大现象进行监控;③火灾发生后第一时间疏散火灾现场人员,在消防人员抵达现场前疏散群众,减少火灾控制时间;④对火灾现场人员进行搜救、救援;⑤控制火灾现场,及时扑救,减少火灾及消防措施对周围环境的影响。
2.2依托于火灾场景的性能化评估设计性能化评估的过程是建立在模型基础上的动态评估,通过选取合适火灾场景,对影响建筑安全、消防安全的因素进行全面控制,才能从根本上改善火灾控制力度,降低建筑钢结构可能出现的火灾问题。火灾场景设定的过程中要对火灾荷载、火灾发展进行控制,对火灾主体内容进行设定。(1)火灾荷载:火灾荷载设定的过程中首先要对性能化消防安全进行设置。完成上述内容后,设计人员要对火灾现场进行模拟,依照房间火灾时间、温度曲线对火灾的影响进行分析,提高性能化评估的质量和效果。设计人员要选取合适的火灾场景,对火灾区间进行合理划分,依照建筑物内可燃物构成、火灾不确定因素、建筑易起火位置、火灾荷载进行全方位分析,并制订相应控制策略。(2)火灾发展:火灾发展控制主要经过三个阶段,早期生长、完全燃烧、后期衰减。当前消防安全建设的过程中主要依照t2火灾控制方法,对性能化防火设计进行动态监控,提高火灾早期发展速率的控制效果和控制质量。火灾发展过程中设计人员要对当前可能出现的大型建筑钢结构火灾问题进行资料分析,收集、处理、计算梁体火灾状况下承受温度、建筑构件耐火性、主体结构耐火性数据。
3结束语
【关键词】超高层建筑;防火设计
前言
随着社会经济的发展,各地相继建设了不少高层建筑,由于导致高层建筑发生火灾的因素较多,扑救难度大,因此高层建筑应立足于自防自救,采取可靠的防火措施,达到预防火灾的目的。现行《高层民用建筑设计防火规范》对高层民用建筑防火设施作了严格规定,对建筑高度超过100M的高层建筑,即所谓超高层建筑,在遵守一般高层建筑的通用防火规定外,增加了合理的防火技术要求。建筑高度超过250M的民用建筑采取的特殊防火要求,要提交国家消防主管部门组织专题研究论证。超高层建筑发生火灾,扑救难度更大,成灾后果严重。在超高层建筑防火设计过程中,随时会出现一些新的问题。所以正确运用规范,采用先进的防火技术,保证超高层建筑的防火安全至关重要。
一、超高层建筑火灾的危害性分析研究
1、火势蔓延快。高建筑物的排气道、电缆井、楼梯间等竖向井道中,若忽略防火分隔,或方法处理不当,产生火灾时,灾情短时间内会迅速扩大。据测定,火灾刚发生时,因空气对流在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s,火势猛烈后,由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.5~0.8m/s,烟气沿楼梯间或其他竖向管井扩散速度为3~4m/s。如一座高度为 100m的高层建筑 ,如无阻挡,只要半分钟即可将火势引至顶层,造成严重影响。风对高层建筑火灾有较大的影响,测定显示,当建筑物10m高处的风速为5m/s时,在30m高处为8.7m/s,60m高处为12.3m/s,90m高处为15m/s,由于风速增长,导致火势的蔓延,因此更加难以控制和扑灭。
2、疏散困难。高层建筑的特点:一是层数多,疏散到地面时间长;二是人员较多,不易疏散;三是高层建筑火势蔓延极快,增加了疏散困难,甚至威胁到生命安全,火灾案例分析表明,在火灾中有一半人数以上是被烟熏死的。
3、扑救难度大。高层建筑起火时,受到多种因素的影响,扑救十分困难。例如:热辐射强、烟雾浓、火势向上蔓延的速度快,消防队员难以堵截;消防队使用的灭火及救护设施高度有限,因此室内消防给水设施是扑救高层建筑火灾的主要设施。当火势扩大,形成大面积火宅时,室内消防水量不足,需要利用消防车向高楼供水,但消防水带耐压能力常常不能适应需要,此外,建筑物如果没有安装消防电梯,消防队员因攀登高楼体力不够,不能及时达到火层进行扑救,消防器材也不能随时补充,均会影响扑救。
4、火险隐患多。高层建筑通常功能多元化,易燃物多,若管理不当,发生火灾可能性很大。特别是一些面积大、超高层建筑,情况更为复杂,一旦发生火宅,后果不堪设想。
二、超高层防火疏散设计的策略分析研究
高层建筑在设计时必须结合各类建筑的功能要求,考虑防火安全。我国在1982年底,经国家经委和公安部联合颁发的《高层民用建筑设计防火规范》GBJ45-82(施行)属于国家标准,设计人员应按照《规范》要求进行防火设计,设计单位应对工程项目的防火设计负责,凡不符合设计防火规范的工程,不能上报审批或交付施工。在设计超高层建筑的防火时,重点应考虑以下几个方面。一是总体布局要保证安全畅通。保持与其它各类建筑的防火间距,对广场、空地和绿化做好合理规划,保证消防车可以顺利接近高层建筑。二是合理进行划分防火区。采取每层做水平的区分(以防火墙划分)和垂直的分区(以耐火的楼板划分),将火势控制在起火单元内加以扑灭,防止向上层和相邻单元扩散。同时,对各种管道及线路的设计要尽力消除取火及蔓延的可能性。三是构造设计要使建筑物的基本构件(墙、柱、防火门等)具有足够的耐火极限,以保证火灾时结构的耐火支持能力和分区的隔火能力。四是安全疏散路线要简明直接。在靠近防火单元的两端布置疏散楼梯,控制最远房间到安全疏散出口的距离,做好疏散楼梯的防火封闭和排烟措施,以保证人员安全迅速地撤离。五是尽量做到建筑物内部装修、隔断、家具的不燃化或难燃化,以减少火照的发生和降低蔓延速度。六是做好建筑物的室内、外消防给水系统的设计,保证足够的消防用水量和最不利点的灭火设备所需的水压。七是采用先进可靠的自动报警和灭火系统并正确地处理安装位置及联动控制功能,控制和智慧报警、灭火、排烟、疏散等。总之,高层建筑的设计必须严格执行国家颁布的设计防火规范,包括各种正在制定,即将公布的有关专业规范。必须从整体考虑,包括各种正在制订,即将公布的有关专业规范。必须从整体考虑,加强建筑与结构、给排水、暖通、电气等工种的配合,使防火设计成为一个完整的体系。在加强防火设计的同时,还必须健全高层建筑的防火设计审核工作,保证《规范》的贯彻执行。防火设计审核工作应从两方面着手,一是设计单位内部,从设计组到设计室以及院管理室都应建立防火设计审核制度,明确防火负责人。二是根据《中华人民共和国消防条例》规定,县级以上公安机关设立消防监督机构,负责消防监督工作,各地公安消防监督机关根据此制订相应的管理规定,把高层建筑列为重点审查项目,从方案设计到最后的施工图,都须报审,未经公安消防监督机关审核批准的工程设计,不得交付施工。设计部分内部和公安消防监督机关的审核工作,都应该结合实际情况,保证防火规范得到正确、前面的贯彻。防止由于建筑单位和设计人员不重视或不理解,使《规范》不能得到很好的贯彻,留下隐患和造成难以解决的后果。
防火设计中还有一件不容忽视的问题,就是设计中的一些关键设备,如防火门、防火阀、防火卷帘、事故照明、消防电梯、自动报警和灭火设备的生产制作,要得到落实。防止施工中由于没有产品而甩项,或采用不合格的代用品,造成日后使用中的不安全。因为建筑防火产品的生产还没有引起社会的重视,长期来普遍存在这种现象。这需要设计、消防以及生产部分共同努力来解决,但首先是设计部门。完整的防火设计中药提供一切必要的图纸和明确产品的型号、规格,才能使设计计划得以实现。没有定性产品的时候,应组织研或从国外引进,使问题得到解决。对工程中多采用的由外国引进的建筑装饰材料和消防器材设备等,均需经公安消防监督机关检验测定,凡达不到我国国家标准的,不得安装使用。
三、结语
为了预防建筑火灾,人们研究制定了多种防治对策,例如建立各种形式的消防队伍和机构、设计制造不同的防火灭火设施、制订与各种防火用火规范条例等,其中搞好建筑物的防火设计室防止火灾发生、减少火灾损失的关键环节。随着科学技术和世界经济的迅猛发展,超高层建筑的出现已逐渐成为普遍,这些巨人在防火疏散设计方面是一个复杂的系统工程,因此,为超高层建筑防火设计寻找新思路,增加建筑防火设计的灵活性和多样性显得越来越重要。
参考文献:
关键词:电气配线 耐火耐热 防火性能 明敷 暗敷
随着高层建筑蓬勃兴起,对高层民用建筑消防用电设备电气系统设计提出了较明确的规定和要求。但是《高层民用建筑防火设计规范》、《民用建筑电气设计规范》、《低压配电设计规范》等国家规范中对高层民用建筑消防用电设备电气配线的防火设计规定和要求较少,因此本文结合高层建筑防火要求和电线电缆的应用,对高层民用建筑消防设备配电线路的选型、敷设、防火设计与性能要求等进行了分析探讨。
1、我国高层民用建筑防火设计原则
我国高层民用建筑防火设计要求采用可靠的防火措施,做到安全适用、技术先进、经济合理,并能够自防自救。因此,高层民用建筑中消防供电系统是按《工业与民用供电系统设计规范》规定进行设计的,而消防用电设备配电线路的具体要求由其供电系统的要求决定,并应达到可靠性、耐火性、安全性、有效性和科学性等方面的要求,这其中主要是消防设备供电线路可靠性和火灾时供电的持续性即电气线路的耐火性。
2、消防设备的耐火耐热配线要求
(1)消防设备配电线路进行暗敷时一般是采用普通电线电缆,并将其穿金属管或阻燃塑料管后,埋设在不燃烧体结构内,且穿管暗敷保护层的厚度>3cm。根据四川消防科研究所提供的钢筋混凝土构件内钢筋温度与保护层的关系(如图2所示),这种敷设方法可达到耐火配线要求,经济安全可靠;
(2)当消防设备配电线路只能采用明敷方式时,对穿电线的金属管或金属线槽可采用涂防火涂料方法提高线路的耐燃性能,或是直接采用具有合适阻燃性能的阻燃型电线电缆、耐火型电线电缆和矿物质绝缘防火电缆等;
(3)当消防设备配电线路采用绝缘层和护套为不延燃的电缆并敷设在电缆竖井中时,因电缆本身具有耐火耐热性能,可不用金属管保护。但是,当与延燃电缆敷设在同一个电缆井时,两者中间必须用耐火材料隔开。
3、高层民用建筑各类消防配电线路防火设计分析
3.1 火灾自动报警系统电气配线
火灾自动报警系统是预报火灾的重要设施,对于早期发现火灾以及火灾初期的及时扑救起着十分重要的作用。由于其作用主要表现在非火灾时期和火灾初期,因此,火灾自动报警系统电气线路的支线部分最好采用阻燃型电线穿保护管敷设在不燃结构层内(保护层厚度>3cm),或按第2部分第1条措施处理。对于当前普遍采用的总线制火灾报警系统中的干线,由于一股回路干线线路较长,时常要穿越不同的防火分区,并且多为明敷,一旦干线出现故障将造成干线回路内的所有监测点处于无监测状态。因此需提出更高的要求,如采用耐火电缆敷设在耐火电缆桥架内,有条件的可采用钢皮保护矿物质绝缘防火电缆。
3.2 消火栓泵、喷淋泵等配电线路
固定式水灭火设施中消火栓系统加压泵、水喷淋系统加压泵、水幕系统加压泵等消防水泵是实施灭火工作的主要设备。消防水泵运行正常与否,直接关系到火灾扑救的效果,其配电线路的防火设计应该特别予以重视。根据消防工程现行做法,消防水泵一般集中设置在水泵房,其配电线路包括双电源或双回路电源干线和各个水泵电动机配电支线两部分。通常,水泵电动机配电线路的敷设方法可采用穿管埋地暗敷,如选用阻燃型电线穿保护管并埋设在不燃结构层内,或者采用电缆桥架架空明敷,如选用耐火电缆则最好配以耐火型电缆桥架,以提高电气线路的耐火耐热性能。
3.3防排烟装置配电线路
防排烟装置是高层民用建筑中重要的防火设施,它包括送风机、排烟机、各类阀门、防火阀等,这些设备运行正常与否,直接关系到人员疏散效果和能否有效防止火灾蔓延。由于防排烟装置的布置一般比较分散,因此其电气线路防火设计既要考虑供电主回路线路,也要考虑联动控制线路。鉴于阻燃型电缆在遇到明火时,其电气绝缘性能会迅速降低,防排烟装置配电线路明敷时应采用耐火型交联低压电缆或铜皮防火型电缆,而暗敷时可采用一般耐火电缆,联动和控制线路也应该采用耐火电缆。此外,防排烟装置配电线路和联动控制线路在敷设时应尽可能缩短线路长度,并避免穿越不同的防火分区。
3.4防火卷帘门配电线路
在高层建筑中,大堂或中庭往往面积很大,许多高层宾馆还具有内置高空间和回廊,因而按照《高层民用建筑防火设计规范》要求,应采用防火卷帘门将不同的防火分区加以隔离,阻断火灾蔓延。防火卷帘门的隔离火势作用是建立在通过配电线路可靠供电以使防火卷帘门有效动作基础上的。一般,防火卷帘门的电源可引自高层建筑中各楼层带双电源切换的配电箱,经防火卷帘门专用配电箱向防火卷帘门控制箱供电,供电方式多采用放射式或环式。通常为了便于配电线路敷设、维护及使其具有耐火耐热性能,当防火卷帘门水平配电线路较长时,宜采用耐火电缆并在吊顶内使用耐火型电缆桥架明敷,以确保火灾发生并造成室内温升较高时仍能可靠供电并使防火卷帘门有效降落,阻止火势蔓延。
综合以上分析,高层民用建筑消防设备电气配线是整个消防系统的重要配套内容,必须结合工程实际考虑耐火耐热要求和选择电气配线,以提高消防设备供电的可靠性和耐火性。从高层建筑抵御灾害的能力来看,消防设备电气配线防火设计应具有一定的超前意识,逐步向国际标准靠拢,如:在配线方面较多地采用钢皮防火型电缆等产品。在我国规范中应结合现状制订电线电缆耐火耐热技术要求,对不同建筑中各类消防设备电气配线作出比较具体的规定,以利于提高工程设计质量和消防设备电气配线的防火性能。&
参考文献
关键词:混凝土建筑;结构防火设计;分析
中图分类号:TU37文献标识码: A
引言
火灾是自然界的主要灾害之一,总要不可避免地发生。随着社会经济的发展,火灾防治水平不断提高,致使火灾的防治难度也在不断加大,因此火灾风险也随之逐渐增大。目前,对火灾的防御和研究主要集中在建筑防火和结构防火两个方面。在建筑防火方面,《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)已为我们提出了合理、实用的设计准则、设计方法。但在结构防火设计方面,现行的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)仅初步解决了环境温度作用时混凝土结构的计算问题,因此为保证混凝土结构在火灾中和火灾后的安全性,进行结构防火设计势在必行。
一、火灾对混凝土建筑的破坏
随着国内城市化建设进步的加快,钢筋混凝土结构的建筑物变成主流,从建筑材料的燃烧性能来看,混凝土属于不燃烧体,建筑物的燃烧性能是由其中的建筑材料的燃烧性能决定,即使在遇到明火也不易起火燃烧,与老式的木结构和新型的钢结构相比,在防火方面相应的安全等级更高。
钢筋混凝土结构受到高温加热后,其抗压强度会大幅度降低,失去原有的承载力。预应力混凝土结构对高温更加敏感,受到高温后会失去预应力,耐火性能比普通钢筋混凝土结构更差。
混凝土结构中含有粗骨料、细骨料、水、水泥等多种组成成分,由于每种组成成分热膨胀系数不同,当钢筋混凝土结构构件受到高温和火灾的时候,尤其是温度超过500℃以后,混凝土中的水泥石脱水收缩,热胀冷缩作用使骨料受热膨胀,这样就使钢筋混凝土中不同成分发生膨胀收缩变化不同,而且膨胀收缩的程度也不同,这种情况使得钢筋混凝土中不同成分之间产生很大的应力,不仅破坏各骨料之间的粘结应力,还会导致钢筋和混凝土之间剥离,失去共同作用,从而彻底使结构构件丧失承载能力。
我国的建筑物耐火设计起步较晚,且研究不够全面,有些建筑物甚至根本没有相应的防火设计,即使进行了防火设计,也大多是根据经验,而没有详细的标准,我国规范中防火设计的方法主要是:
(1)首先是确定建筑结构的耐火等级,它是结构整个防火设计的基础,防火设计中的所有重要参数都是由它确定的。
(2)在确定了建筑物的耐火极限,根据规范中的要求,参照对应的等级和不同的标准,设计结构中各个构件以及分部结构的具体的防火设计和措施。
(3)通过试验,与标准耐火试验构件进行对比,得出相对准确的试验数据,根据这一数据进行详细准确的耐火设计。
这样的方法相对简单,但仍然有许多不足之处,对全部建筑结构进行防火设计来说不够全面,尤其是对于加固工程中而言,不同的加固方法因为加固材料的不同有很大的差异,所以针对每一种加固方法需要特定的防火设计。
二、混凝土结构的防火设计方法
1、混凝土建筑结构中一般的防火设计
混凝土建筑工程中的防火方法可参照钢结构中的防火设计,其原理是在结构构件外部设置一层耐火性绝热性好、导热系数低且热容较大的材料组成的保护层,阻断和隔绝火灾中的热能量向结构构件传导,减缓结构构件受热升温,避免其在火灾中遭到严重破坏。其主要方法有喷涂法和包封法。
1)喷涂法:将防火涂料通过工具喷涂于构件外部,以提高结构的耐火性能。喷涂法的成本低,适合于各种复杂的结构构件,施工简单,对构件外观没有太大的改变,便于装饰装修。这些使其成为目前被应用最多的防火方法。但它不利于养护维修,厚度不好掌握,容易出现滑落和剥落等质量问题,这些都是它需要改进的方面。
2)包封法:用耐火材料做成保护层把结构构件维护起来。包封材料有轻质预制板材、现浇混凝土或砖、砂浆或灰胶泥和矿物纤维。以上材料既具有不可燃的特性,形成的保护层还有很大的热容量,以减缓构件升温。由于混凝土的外层在火灾中容易剥落,所以经常配合金属网一起使用。但是由于受到结构外形等因素的影响,且占用较大的建筑空间,因此其应用范围受到很大限制。
2、具体的防火设计
1)现浇混凝土层防火
在过去的设计中,经常使用现浇混凝土层将内部的结构构件包裹起来,形成保护层,起到防火作用,不同的混凝土层厚度有不同的耐火极限,当混凝土层厚度为50mm时,耐火极限能够达到3小时。
2)使用防火保护板
防火板保护法一般用于耐火等级较高的建筑物的承重结构,它的主要优点在于施工简单、成本低、无湿作业和易于管理等。近年来研制的防火板的耐火温度已经达到1000℃以上,耐火极限达到4小时。
3)非反应性防火保护材料的应用
这种方法的原理是将无机纤维材料布置在结构构件的外部,利用其不燃性、低导热率和低吸热性等特点,以延缓构件升温速度,起到保护作用。
4)确定防火涂层的厚度
建筑物防火设计中经常使用的方法有防火涂料保护法、防火板保护法、防火喷漆保护法等,其中使用频率最大的方法为防火涂料法,防火涂料法施工工艺简单、强度高、阻燃性好、装饰性好以及成本较低,这些优势使其应用范围更广,尤其是在建筑领域。
在建筑工程实践过程中,各种结构构件的尺寸多样,外形非常复杂,为了验证试验中关于防火涂料厚度的结果,就得引入钢结构中确定防火涂料厚度的公式,并用已经得出的结论对公式进行修正,以研究混凝土防火设计中防火涂料厚度的选择。
影响防火涂层厚度的因素有很多,其中最主要的还是耐火极限时间决定,而由于混凝土结构的组成材料较多,且各个材料的热传导性能也不同,所以不能像钢结构一样利用其热传导性推算出防火涂层厚度,只能根据钢结构防火规范中的试验对比公式的规定,利用试验中得到的结论,以涂刷30mm厚防火涂料的加固试块为标准试块,得出混凝土加固工程中梁柱防火涂层厚度的经验公式为下式:
式中H1―需要确定的防火涂层厚度(mm);
H2―通过试验测出的标准试块外表面的保护涂层厚度(mm);
M1―需要涂抹防火涂料的混凝土构件单位长度的重量(kg/m);
M2―标准试块单位长度的重量(kg/m);
A1―需要确定防火涂层厚度试块的受火接触面的周长(mm);
A2―标准试块的受火面周长(mm);
K―修正系数。对于大体积且防火要求较高的结构构件K的取值在1~1.5之间,其它的结构构件取1。
对于混凝土中的墙板构件的防火涂料厚度主要应由其面积和火灾所产生的能量决定,利用燃烧炉的温度与火灾产生的温度对比,给出经验公式:
式中H1―需要确定的防火涂层厚度(mm);
H2―通过试验测出的标准试块外表面的保护涂层厚度(mm);
S1―需要确定防火涂层厚度的墙板的面积(mm);
S2―试验中标准试块受火面的面积(mm);
T1―火灾中的温度,由规范中的标准升温曲线确定(℃);
T2―试验中燃烧炉炉温(℃);
K―修正系数。对于大体积且防火要求较高的结构构件K的取值在1~1.5之间,其它的结构构件取1。
此公式针对的是钢结构厚型防火涂料,其厚度应在8~50mm之间,而根据规范中的规定其耐火极限应大于2.5小时。
以上两个公式都相对简单,不够准确,但在工程实践中可以作为参照标准。
结束语
总而言之,目前国内外混凝土结构防火研究已取得了很大进展,并且己经广泛应用于各种工程技术领域,但其防火设计方面还是存在着一些不足。虽然混凝土为热惰性材料,但火灾对其结构的破坏不容忽视。而从火灾下结构的反应分析可知,火灾的高温作用会导致混凝土结构的承载能力、耐火及隔热能力下降,严重时甚至引起结构的局部或整体倒塌,因此,在混凝土结构防火设计方面还需进一步研究,加强其混凝土结构的抗火设计,以此来推动我国混凝土防火设计发展。
参考文献
[1]石孟星.浅析建筑工程性能化防火设计[J].化学工程与装备.2012年
关键词:消防设计;性能化设计;处方式设计
中图分类号:TU972
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2009)04-0139-02
随着世界建筑业的飞速发展和火灾科学研究的不断深入,性能化消防设计正在一些国家迅速兴起,我国也陆续在传统设计中引进了一些性能化设计的思想,且此设计思想正越来越广泛地被人们所接受和采用。21世纪,随着我国现代化进程的不断深入,一些大规模、超大规模结构的建设项目越来越多,其功能也更趋复杂,现行的“规格化”规范逐渐暴露出其不适应性。因此,本文通过详细比较。得出了性能化设计在消防设计应用中的优越性,为使其合理应用后更有效地保证建筑物的消防安全,为现代化建设创造良好的消防安全环境,及促进我国建筑防火水平提高提供了理论依据。
一、两种设计思想的概念
(一)处方式设计
处方式设计是指通过对建规、高规、石油库设计、汽车库设计、喷淋、报警等40余部消防技术规范及标准的运用,在对建筑物进行分类的基础上,按照有关防火安全的要求,对每项设计都详细规定具体参数和指标的设计方法。设计人员需根据所设计的建筑物的形式,结合本人的实践经验,从规范中直接选定与该建筑物相应的设计参数和指标,整个设计方法像医生开单抓药,所以被形象地称为“处方式”设计方法。
(二)性能化设计
性能化设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法。它运用消防安全工程学的原理和方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物质等方面的具体情况,设计者根据建筑物的各个不同空间条件、功能条件及其相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方向,继之用已开发的工程学办法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案。
二、性能化设计的优势
建筑物性能化防火设计是伴随建筑创新和新技术、新材料的应用而产生的一种全新的设计理念,主要用于解决一些功能复杂或建筑空间超大或建筑高度超高等特殊建筑的设计,其研究是当前国际消防科学技术研究最为活跃的领域之一。
(一)性能化设计能更大限度地发挥设计者的创造性
传统的设计方法是以条文的形式规定出各种设计参考和技术标准,根据建筑物分类,通过对建筑物的防火等级、防火分区、安全疏散、消防给水、防排烟以及报警系统和喷淋系统等各个方面提出要求,来保障建筑物的消防安全。设计者根据这些消防技术规范和标准,结合个人的实践,制定出设计方案。这样一来,只要按照设计规范去做就被认为是符合防火安全的要求,同时设计者只能根据消防技术规范和标准的具体条文来进行设计,毫无创造空间,于是设计师被形象地称为“药剂师”。
而性能化设计是以建筑在火灾中的性能为基础的防火设计,确定建筑要达到的总体目标或设计性能。规定一系列性能目标和可以量化的性能准则及设计准则,且一般附带一个指导性的技术文件。这可以针对不同的建筑物确定不同的安全水平,而不是单独对建筑物的某一方面进行强制规定,使设计有更大的弹性,也使设计者有更多的创造空间,有利于发挥设计者的主观创造性。于是设计师也被形象地称为“医生”。
(二)性能化设计更易于满足有特殊要求的工程设计
随着科技的发展,采用新材料、新产品和新技术进行修建和装修的建筑越来越多,如纳米材料、超导技术和计算机技术,等等;同时出现了一些国家和本地现行的消防技术规范和标准未能涵盖,按技术标准实施确实有困难或影响建筑物使用功能的建筑工程,如地铁、隧道、大型体育场馆、机场、货流中心,等等。如果按照原来的设计方法就会造成某些方面的疏漏。如我国目前要进行大型体育馆的设计,许多场馆的设计人数要超过10万人,若按照传统的每百人所要求的宽度来进行疏散设计,那么即使体育馆所有的全部开放也未必能满足要求。
性能化设计则可以避免这样的情况出现,它针对建筑的特点,充分考虑每一座建筑物的结构、用途、内部可燃物的数量和分布情况、建筑内人员的情况以及消防灭火组织的特点,不一定按照现行规范给定的参数去设计。这样的设计方案既有利于新产品、新材料的使用。又可以满足特殊工程的防火安全要求。我国在2008年举行的奥运会之主场馆的建设就应用了大量的新材料和新产品,其独特的外形和内部结构也不是以往的标准所能涵盖的。比如五棵松文化体育中心建成后地下是篮球馆,地面上是一座6层的大商场,这种体育场馆与商场相结合的模式不仅在国内是首创,在国际上也没有先例可循,被称之为“鸟巢”的奥运会主场馆其内部结构更是新颖独特。假如参照现有的常规体育场馆消防设计标准来对这些新型建筑进行防火设计,其结果将完全不能适应新型场馆的需要。性能化设计通过电脑模拟,采集各种火灾数据制定出最合理的应对措施。这样设计出来的建筑物才能满足社会的需求的同时满足建筑防火的要求。
(三)性能化设计更容易得到更合理的方案
传统的处方式设计方法是通过满足各种技术规范和标准上的具体条文来确保建筑的总防火安全目的的,各种规范和标准是借鉴了世界各国的相关规定和理念,建立在大量实验分析和实际工作的基础上,是消防工作经验的集成,是火灾事故经验教训的总结,已经比较完备。但是随着社会科技的发展,一些规范和标准条文已经彰显出其与社会的不适应性。如两幢单层面积不超过1000平方米,高度分别为25米和49米的办公楼,它们在建设规模、标准、资金投入上区别将是非常大的。但根据《高规》,这两幢建筑均属二类高层,规范对其内部防火要求几乎一样,这种一致的消防设计方案不可能是最符合各自要求的科学合理方案。同时,通过传统的“处方式”设计方法设计的建筑到底能不能满足要求,在火灾中的消防设施能不能发挥作用,发挥多大的作用,没有评估的手段和模拟火灾的技术。
而性能化防火设计则由七个步骤组成:(1)确定消防安全目标。特指性能化目标和性能化标准两个方面,性能化目标是根据不同建筑本身的社会目标、功能目标和公众对建筑物所能提供的安全水平的社会期望,来制订出相应的性能要求;性能化标准是社会公众或建筑业主针对一些具体的消防设备或消防系统提出的具体技术指标和设计指标;(2)分析建筑物结构及内部人员等的特征及参考火灾科学和材料科学等,确立性能化指标和设计指标,它们是进行具体的建筑物防火设计的前提,多为量化指标;(3)建立火灾场景和设计火灾,这部分涉及建筑物防火设计的一些重要方面如着火源、火灾荷载及可燃物种类等,它是防火设计的技术条件;(4)选择合适的计算分析方法,再根据设定的火灾场景利用火灾工程学成熟的理论,分析或模拟计算火灾可能性或蔓延的程度;(5)借助消防工程参考设计方法或工程经验确定设计方案;(6)开展安全评估,这是对设计者所采用的设计方案进行分析、评估并证明其方法有效性及合理性的环节。从而确定设计方案所达到的安全等级。当发现所提供的消防设计满足不了要求时,则必须返回修改设计;(7)再进行方案的优化选择,以最终确定设计方案。编写报告。通过这七个步骤得到的设计方案就会更科学、更合理、更有效。
(四)性能化设计更利于各项防火技术的优化和发挥
现行的防火设计规范对各项设计都详细的规定了具体的参数和指标,要求建筑物在各个方面都做出较大投资,而未将各自单一的防火灭火措施作用统一考虑,在现实设计中经常出现这样的情况,建筑物结构耐火性能根本不考虑水喷淋系统,水喷淋系统不考虑烟控系统,烟控系统也不考虑建筑材料和装修材料等。这样的设计既达不到有效的防火和灭火效果,又容易造成消防投资的片面和浪费。
性能化防火设计特别注意建筑物的特殊方面、用途以及业主的特殊要求,考虑了那些适当的、更广泛的一致性,运用多种设计工具进行火灾风险分析,使工程设计的精确性和可靠性大大增加,能够导致一种综合的防火战略的形成,在这种战略中所有的消防设施都被有机地组合起来运用,而不是单独地进行设计,这种综合的工程设计方法通过对火灾损失可能性认识的改进,可以提供更节省而有效的防火系统。