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当高层建筑的层数达到了40层以上时,发生火灾之后的人员疏散工作就会变得尤为困难。这主要是由于在如此高的建筑中垂直逃生通道的距离会大大加长,人员要想从顶层到底层的逃生距离所花费的时间会很长,使得最终的逃生希望渺茫。
2竖向管井较多,易形成烟囱效应
在高层建筑的内部装饰之中所使用到的很多材料都是易燃材料,因此一旦有火源引起,很容易使其点燃,最后火灾会顺延楼梯间、管道井、电梯井、排气道、电缆井、垃圾道等高层建筑中的各种管道向外蔓延。一旦发生火灾,这些存在于高层建筑中的竖向管道就会变成一个个高大的烟囱,最终会形成烟囱效应使得烟和火流动的速率急剧加快,从而最终导致火灾的恶化,使得高层建筑受到更大的伤害。
3施工周期长,施工期间火灾隐患大
由于高层建筑本身的特点导致其整个施工的过程会比较长,而在施工过程中正是火灾隐患比较多的时候,这个时候的用电量很大、临时的火源比较多、现场摆放的易燃物品也很多,因此在高层建筑施工过程中一旦发生火灾则会导致火势蔓延比较迅速,由于施工中基础设备都不完善,也会造成发生火灾之后的救援和扑灭工作难度加大。
4装备要求高,灭火救援难度大
相比于普通建筑的着火扑救,高层建筑的火灾扑救难度要大一些。先今很多的高层建筑外墙都是使用的玻璃材质,当发生火灾之后玻璃受热破碎之后一方面会使得救援设备和车辆等受到很大的阻碍,另外一方面也会使高层建筑内的人员受到一定的伤害。当高层建筑外墙为玻璃幕墙时,如果其实采用的固定窗的话,就会导致消防救援人员很难靠近起火位置,也就无法从根源上彻底的扑灭火灾。受限于现在消防设备的高度一般都在一百米一下,所以当高层建筑的高度超过一百米时,救援消防登高车和供水设备都无法有效发挥作用,这也会使得救援的难度大大增加。
5高层建筑防火设计
在高层建筑的设计之中,防火设计一直都是其中比较重要的一个环节。笔者针对高层建筑火灾发生的相关特点,对高层建筑的防火设计提出了相应的改善措施
5.1防火分隔方面
当高层建筑发生火灾时,要尽可能将火源控制的起火点位置,防止其向其它楼层和房间蔓延,因此在防火设计中要考虑到住宅的单元墙和防火墙在阻止火灾蔓延起到的作用。
5.2防火设计方面
对于高层建筑而言,每一个建筑本身由于其建筑规模、功能设计、地理位置等不同使得每一栋高层建筑都有不同的防火设计要求,针对这些不同的防火设计要求显然不能通过一个防火设计规范来实现。因此在设计高层建筑的防火设计时必须要在防火设计规范的基础之上发挥主观的能动性,加强防火隔断,避免使用可燃材料,增加灭火手段,加强防排烟措施,增加建筑构件的耐火性,采用不同的解决办法,以求最终能够实现防火的要求。
5.3室内装修陈设方面
消除建筑物室内的火源几乎是不可能的,但是换一个角度,室内采用难燃、不燃陈设或装饰却是能够实现的,因此在高层建筑的装饰、装修中尽可能采用难燃甚至不燃的材料。
5.4安全疏散方面
关键词:高层建筑,防火设计,火灾
中图分类号:TU973 文献标识码:A DOI:10.13719/14-1279/tu.2016.01.010
目前我国的经济正处于快速发展之中,正因为这个机遇的存在,我国的建筑行业在这些年也正是发展的好形势,城市化发展进程稳步提升,这也在很大程度上使得在城市中的土地资源越来越稀缺,所以高层建筑在这一点上正好满足了这个需求,在城市化的进程中扮演着越来越重要的角色。同时,人们对高层建筑的防火要求也日益提高了,因此,加强高层建筑的防火设计变得尤为重要。
1高层建筑起火特点
1.1高层建筑起火因素多
现代高层建筑的功能较多,面积也较大,能容下的人口也比较多,内部装修的材料大部分都是易燃材料,这些因素都是造成火灾的隐患。
1.2高层建筑火灾蔓延快
在高层建筑的内部装饰之中所使用到的很多材料都是易燃材料,因此一旦有火源引起,很容易使其点燃,最后火灾会顺着楼梯间、管道井、电梯井、排气道、电缆井、垃圾道等高层建筑中的各种管道向外蔓延。一旦发生火灾,这些存在于高层建筑中的竖向管道就会变成一个个高大的烟囱,最终会形成烟囱效应使得烟和火流动的速率急剧加快,从而最终导致火灾的恶化,使得高层建筑受到更大的伤害。在高层建筑室内管道井、电梯井、排气道以及楼梯间都比较多,如果没有做好防火设计,那么在发生火灾时就会使火灾蔓延速度加快。尤其是在图书馆、科研楼、酒店、综合办公楼以及档案楼这些建筑中,一旦发生了火灾,火势就会迅速蔓延。
1.3高层建筑人员疏散比较困难
高层建筑的垂直距离比较高,楼层比较多,当建筑物室内发生火灾时,要将楼层的人疏散出来所花费的时间就会比较长。在高层建筑物中,电梯在发生火灾时是不能使用的,人员的疏散只能依靠楼梯,高层建筑人口较多,当建筑物内发生火灾,楼梯间就会窜入大量的烟雾,烟雾的窜入就会严重影响人员的疏散。
1.4高层建筑灭火救援难度大
高层建筑由于自身的结构特点,在高层建筑发生火灾时,救援难度比较大。根据我国目前情况来看,我国大部分高层建筑外墙采用的是玻璃幕墙,当火灾发生时,玻璃幕墙很容易发生破碎,一旦破碎就会对楼下的人产生伤害,碎片甚至还可能对供水器或消防车产生影响。高层建筑较高,消防设备的喷射程度无法满足建筑物高度要求,这就给救援造成很大困难。
2高层建筑防火设计要点
2.1高层建筑的防火分区和防火间距要设计合理
在对高层建筑进行防火设计时,需要将其防火分区和防火间距考虑进去。所谓的防火分区主要指的是采用防火分隔措施分隔出来的空间,它能在一定的范围和时间内,对其火灾趋势进行适当的控制,减缓火势的蔓延速度,为消防人员提供救援时间,为逃生人员提供逃生时间。在高层建筑设计中,防火分区一般有两部分:水平分区和垂直分区。在高层建筑中,水平分区主要是依靠钢筋混凝土的楼板、防火墙以及防火卷帘等结构实现的。垂直防火区则是依靠窗槛墙和耐火楼板等结构实现分区的。在高层建筑中,交通通道是必须要采用防火设计。垂直防火分区是指通过楼板和窗槛墙等防火分隔设施在垂直方向分隔出来的空间。水平防火分区则是指通过防火卷帘、防火门以及防火墙等设施在水平方向分隔出来的空间。在防火墙上只能安装安全疏散门,其他窗、门以及洞口是不能设置的。此外,防火墙是不允许可燃气体管道穿越的。当高层建筑室内面积比防火分区面积还要大时,就需要在其合适的位置设置好防火卷帘。防火卷帘只有在火灾发生时才会自动落下,是不会对平时空间产生影响的。在对高层建筑进行设计时,要将周围环境考虑进去,两栋相邻的建筑物之间应该保持一定的距离,这主要是为了在建筑物发生火灾时,周边建筑物不会受到影响,人员能安全疏散。根据相关规范规定,两栋高层建筑物之间的防护距离应大于13m,主楼与裙楼之间的距离大于9m。
2.2合理设计安全疏散楼梯
楼梯是建筑物发生火灾疏散人员的主要通道,在高层建筑物发生火灾时,电梯、自动扶梯都是不能使用的。在对高层建筑楼梯进行设计时,需要将其楼梯间设计成室外楼梯、防烟楼梯以及封闭楼梯间,这样的设计不但能阻止火势的蔓延,而且还能保证人员在疏散过程中的安全。对于高层建筑而言,楼梯数量和位置也是有一定要求的,每个防火区的楼梯数量不小于两部,其位置应分散布置,这主要是为了避免火灾发生时发生拥挤现象。
2.3设计好高层建筑的排烟系统
当高层建筑起火时,对人造成伤害的形式主要分为两种:火焰伤害和烟雾伤害。这两种伤害形式都可能造成死亡的发生。为了减少火灾烟雾对人体的伤害,在对高层建筑进行设计时,就需要设计好高层建筑的排烟系统,在对高层建筑排烟系统进行设计时,首先需要对其建筑进行防烟分区,防烟分区与防火分区是要分开的,不能重合到一起,且每个防烟分区的面积要小于500m2。防烟分区可以用挡烟垂壁和隔板来划分,每个防烟分区都需要设置排烟口,且排烟口一般都是设置在防烟中心。排烟系统除了需要设计排烟口,还需要对其排烟风道进行设计,排烟风道设计要求是非常严格的,它的安装必须牢固且使用的材料必须是耐火材料,排烟风道的设计也是不能和防火分区重合的。
2.4合理的设计消防电梯和避难层
为了保证消防工作的安全性,一旦发生火灾,首先要关闭电源。同时,要停止对工作电梯的使用。这种情况下,消防电梯的使用起着关键的作用。这样消防器具以及消防人员才能及时赶到现场,伤员才能以最快的速度送往医院。值得提出的是,消防电梯井必须是独立的,应该在不同的防火区安装设备,这样才能覆盖更多的区域,确保消防工作的高效性。此外,消防电梯的数量应依据具体的楼层情况设置,在电梯的井底做好排水措施,防止出现流水过多,阻止电梯运行的情况。在高层建筑当中,由于人数较多,在发生火灾的情况下,难以保证全部人员的安全。除此之外,还有一些不稳定因素的干扰,如意外堵塞等情况。这些问题警示着有关部门,在防火设计时,要设置临时的避难层,这样就能够在短时间内保证人员的安全。避难层的设置有许多优点,既可以缩短人群之间的距离,还能帮助居民及时到达安全处,减轻消防工作的压力。理论上规定,两个避难层之间的距离必须控制在15层之内,这样才利于工作的进行。对于疏散的楼梯也有着特殊的要求,必须设置在避难层转换,并且它是最后直达地面的。在消防电梯出口以及消防专线电话旁,都应该设置避难层,同时配备全面的消防工具。对于避难层的装修材料的要求也相当严格,由于是处理火灾问题,所以要避免可燃材料的使用。
3结语
高层建筑的火灾问题是一个比较严重的问题,要做好高层建筑防火设计首先就需要了解清楚高层建筑起火的因素、火灾的特点。然后针对这些因素和特点对高层建筑进行防火设计,从源头上杜绝火灾发生的可能。
参考文献:
[1]李引擎.建筑防火性能化设计[M].北京:化学工业出版社,2005.
[2]蒋永琨.高层建筑防火设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
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。
1.1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。
1.2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。
2超高层防火疏散设计的措施
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》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。
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)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。
【关键词】高层建筑防火;安全隐患;措施
高层建筑的楼层具有一定的高度,设备相当齐全,功能比较复杂性。与其它普通的建筑物相比,一旦在高层建筑中发生火灾,我们无法从外部着手进行相应的灭火工作,这在一定程度给人员疏散和扑救工作造成了极大的困扰,不可避免地会导致严重的经济损失,甚至出现一些人员伤亡事故。因此对高层建筑防火设计的方法非常有必要。以下就其进行简要分析。
一、高层建筑发生火灾时的特点
1、高层建筑火灾扑救难度大。在高层建筑内部引发火灾的时候,绝大部分消防人员所应用的灭火救援设备根本无法真正满足高层建筑物火层的实际高度。正因为如此,不少室内设施成为扑救高层火灾必不可少的要件之一。但是,在实践中,我们不难发现,相当一部分室内设施管路具有一定的复杂性,灭火不具有较强的针对性,所需的用水量十分巨大。更确切的说,基于十分有限地高层建筑自身消防水量的考虑,从室外对相应的消防车进行供水补给,已经成为未来发展的必然趋势之一。
2、发生火灾人员疏散困难。从目前看来,随着高层建筑的高度变化,绝大部分高层建筑的内部结构会显得更加繁杂,一旦引发火灾,安全疏散具有一定的难度。对于相当一部分高层建筑来说,垂直疏散距离比较大,需要耗费比较长的时间,才能实现疏散到地人员。调查研究显示,如果选择三十层楼的高度,让一位身体素质达到相应标准的消防员从上往下跑,需要耗费的时间大约在三十分钟之内。更进一步说,在进行安全疏散的过程中,高层建筑的居民过于集中,比较容易在疏散通道内部发生踩踏事件,后果不堪设想。另外,在发生火灾的时候,火势和烟气蔓延迅速,基于突况,绝大部分人们会疯狂的朝着楼梯间奔去,此时,窜入的烟气,大幅度提高了疏散的难度。
3、火势蔓延迅速。在相当一部分高层建筑相关领域的竖向井道中,假如没有将防火分隔工作处理好,火灾发生的时候,会产生相应的烟囱效应,进一步导致火势蔓延迅速。打个比方,在没有任何遮蔽的前提之下,高层建筑的高度超过了一百米,烟气顺利抵达高层建筑的顶层仅仅需要三十秒的时间。实践表明,伴随着高层建筑的高度不断增加,与之相应的风速也越来越大。不言而喻,风速越来越大,火势蔓延越来越迅速。
4、发生火灾概率大。在实践中,我们应该清楚的认识到,绝大部分高层建筑内部存在不少的问题和不足之处,易于引发火灾,有待我们深入了解。这些问题包括:电器设备比较多、电器线路老化速度快、内部结构十分复杂和用电量比较大等等。值得肯定的是,伴随着高层建筑的现代化水平越来越高,易燃物数量越来越大,引发火灾之后的扑救难度也相应地有所提高。实践证明,假如管理存在一定的漏洞,无法正常启动设置、安放在高层建筑物内部的自动报警系统,为此,发生火灾的概率越来越大。
二、高层建筑防火设计的方法
1、保证建筑主体结构具有足够的耐火稳定性。在高层建筑的设计过程中,我们应该结合自身的实际情况,严格按照相关文件的耐火等级标准,进一步确保建筑主体结构具有足够的耐火稳定性。在火灾发生过程中,高层建筑主体结构具有足够的耐火稳定性,有利于尽可能保持较短时间内的结构安全,为消防人员争取足够的预留时间,有利于最大限度地降低高层建筑引发火灾的经济损失和人员伤亡。通常,高层建筑的内部附属设施是耐火等级主要涉及的范围之一。另外,高层建筑的主体结构也是耐火等级应该考虑的主要内容之一。这里需要明确指出的是,保证防火分隔到位切断火灾蔓延途径,不容忽视。另外,合理安全疏散设计畅通逃生通道,应该引起有关方面领导的高度重视。
2、总平面布局和平面布置。总平面布局和平面布置对建筑自身及相邻建筑物的使用功能和安全有非常大的影响,总平面布局在满足城市规划和消防安全的前提下,合理布置建筑位置、防火间距、消防车道和消防水源等。合理布置建筑,建筑之间留有足够的防火间距,用以消除或减少各建筑之间及周边环境的相互影响,防止火灾蔓延。建筑物间的防火间距应满足《建筑设计防火规范》《高层建筑设计防火规范》规定的要求。
当防火间距因场地原因不能满足国家有关消防技术规范时,可采取以下补救措施:(1)拆除部分耐火等级低、占地面积小、使用价值低的和新建筑相邻的原有陈旧建筑。(2)设置独立的室外防火墙,在设置此墙时,应兼顾通风排烟和破拆扑救。(3)改变建筑物的生产和使用性质,降低建筑物的火灾危害性。(4)将建筑物的普通外墙改为防火墙,或减少相邻墙面的开洞面积,如设门窗应采用防火门窗。
2、建筑内部空间的布置。为防止火灾和烟气在建筑内部蔓延扩大,确保火灾时的人员生命安全,减少财产损失,应对建筑内部空间进行合理布置。(1)建筑布置应遵循以下原则:建筑内部某个部位着火时,能限制火灾和烟气在建筑内部蔓延扩大,并为人员的疏散、消防人员的扑救提供方便。建筑内部某个部位着火时,减少对相邻区域受到强制热辐射和烟气的影响。能方便消防队员的救援、利用灭火设施进行灭火。有火灾、爆炸危险的建筑设备部位,能防止对人员和重要设备造成危害。(2)设备用房的布置应遵循以下要求:燃油、燃气锅炉房、变压器室应布置在建筑物的首层或地下一层靠外墙部位。锅炉房、变压器室的门应直通室外或安全出口。柴油发电机房宜布置在建筑物的首层和地下一层,机房内应设置储油间,总储存量不应大于8h的需要量。消防水泵房不应设置在地下 3 层及以下其他层,疏散门应靠近安全出口。
3、建筑内防火分区的划分。为有效的阻止火灾在建筑物的水平、垂直方向蔓延,将火灾限制在一定范围内,在建筑内划分防火分区是十分必要的。为了火灾发生时,将烟气控制在一定范围,为了提高排烟口的排烟效果,划分防烟分区是最好的方法。高层民用建筑(一级,二级耐火等级)防火分区的最大允许面积为1500m2;单、多层民用建筑,耐火等级为一级,二级时,防火分区的最大允许面积2500m2;耐火等级为三级时,防火分区的最大允许面积为1200m2;耐火等级为四级时,防火分区的最大允许面积为 600 m2;地下室的防火分区允许面积为500m2,当建筑内设有自动喷淋系统时,防火面积增加1.0 倍。防烟分区不宜大于2000m2,防烟分区应采用挡烟垂壁、隔墙、结构梁等划分;不应跨越防火分区。
三、结束语
一般来说,绝大部分高层建筑存在的火灾隐患包括:可燃物数量比较多,火势蔓延速度过快;高层建筑层数过多,平面结构十分繁杂,人员疏散难度大;火灾扑救困难;引发火灾的概率高等等。正因为如此,说明加强高层建筑防火设计的重要性。
参考文献:
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[2]杜荣军,张玉玲.关于高层建筑防火安全的探究[J].科技致富向导,2012
[3]张春红.现代高层建筑防火的安全隐患及对策[J].城市建设理论研究,2011
【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:高层建筑;建筑消防;消防防火;排烟系统;排烟设计
一.引言
随着我国经济的快速发展,土地资源逐步稀缺,高层建筑已逐渐成为城市建筑的主体,并朝向多功能化、大型化方面发展。高层建筑的出现为城市增加了活力和生机,但同时高层建筑的防火工作也日益严峻。大量的火灾事故证明,在火灾事故中,大多数人员伤亡都是由于吸入烟气造成窒息或中毒死亡,对于高层建筑来讲,由于建筑层数较高,人员逃生设计是否合理直接关系到住户的生命安全。为了最大限度减少火灾事故中的人员伤亡,必须要做好消防防火设计,尤其要做好排烟设计。
二.高层建筑消防防火排烟系统存在的主要问题及原因
1.机械防烟设施方面存在的主要问题。
由于高层建筑消防防火设计中,部分正压送风系统的余压值和送风口的尺寸无法达到规范的要求,导致送风口的实际送风量无法满足设计的需要,门洞位置的风速几乎为零。导致此类问题出现的主要原因包括:(1)选择的风机机型不合理。(2)送风管道的阻力较大,导致风压损失较为严重。(3)送风机风口的位置设置不合理,送风口的设置不符合要求。(4)机械排烟设施的排烟量无法达到规范的要求。(5)未按照规范要求设置机械排烟设施,排烟口和排烟风机未实现联动。(6)机械排烟设施相关部位未按照规范要求进行设置。(7)机械加压送风风量设计不合理。部分单位为减少资金投入,对空间的计算不够严格,导致风量无法满足空间的需要、排烟功能无法达到应有效果。
2.自然排烟设施无法达到排烟要求。
在《高层民用建筑设计防火规范》中指出,建筑高度低于50米的一类公共建筑和高度低于100米的民用住宅,需要设置自然排烟系统。自然排烟系统建造具有经济性,设置较为简单,维护比较方便。但是在高层建筑自然排烟系统设计过程中依然存在较多问题,主要表现在:(1)自然排烟窗位置设置不合理。从自然排烟窗的排烟效果进行考虑,一般要尽量设置在靠近屋墙上部的位置,部分建筑设计中为了保证外墙的美观性,将自然排烟窗口设置在墙的下部或中部位置,由于位置设置不合理,不利于自然排烟效果的发挥。(2)排烟窗的面积不符合设计规范的要求。在《高层民用建筑设计防火规范》规定中,明确规定了排烟窗的开窗面积,在消防设计中设计人员未严格按照规范要求进行实施,计算方法不合理。部分工程将固定窗的面积计入排烟窗面积之内,以至于自然排烟窗的面积不符合规定的要求,导致排烟效果不佳。(3)排烟窗安装不合理,高度位置影响开启的便利性。开启时较为困难,不利于火灾情况下逃生人员展开自救。
3.高层建筑消防防火排烟设计问题产生的原因。
高层建筑消防防火排烟设计出现的各类问题,主要是由于设计过程中设计人员对《高层民用建筑设计防火规范》以及相关规定不熟悉或未严格实施所导致的。在部分设计中,往往将消防排烟系统纳入暖通设计,划为空调系统类。即便在设计中设计了排烟送风系统,通常都和空调系统及通风系统混杂在一起,而未单独绘制施工图。由于对排烟设计的重视度不够,导致高层建筑消防防火排烟设计无法满足高层建筑防火的需要。
三.高层建筑消防防火排烟设计
1.建立独立的防火排烟系统。
高层建筑消防防火排烟系统属于直接接受消防中心控制的独立系统,其自身有独特的功能。系统构造主要包括风井、风管、送风风机、排烟风机、排烟防火阀门、联动系统和风口等设施。将防火排烟系统和空调系统、通风系统独立开来,和气体灭火系统、自动报警系统、喷淋系统平等对待。高层建筑消防防火设计过程中要重视排烟系统,依据建筑设计相关规范和要求,从暖通图中将消防排烟系统独立出来,形成单独的消防防火排烟图。重点做好防火排烟系统的设计,以确保高层建筑防火排烟的实际效果。
2.排烟系统参数的设计。
(1)合理划分防烟分区。高层建筑相关管路一般都是有序且紧密的分布着,为了建筑美观性采用吊顶的形式将消防系统隔离开来。在设计过程中一般都会在吊顶下挡烟垂壁来划分防烟分区。在房间的整体高度中,挡烟垂壁高度约为0.5米左右,所占空间较大。为了建筑装饰的美观,要设置活动型的挡烟垂壁,平常保持收起状态,在火灾时联动自动下垂。设计过程中划分防烟分区时,不得跨越划分的防火分区。
(2)合理选择排烟的方式。
为了满足高层建筑消防防火的需要,确保排烟系统具有较好的排烟效果,要选择合理的排烟方式。结合高层建筑防火需要,可选择机械排烟方式进行排烟,在进风和排烟过程中,能够形成对流循环系统,排烟效果较好。
(3)合理布置排烟口。
高层建筑消防防火排烟设计采用机械排烟系统,其排烟效果主要受到排烟口的位置布置和尺寸影响。由于造成建筑发生火灾时,烟气一般都位于房间的上部,因此要在顶棚平面或者距离顶棚较近设置排烟口,设置的排烟口最小面积应超过0.04。为了避免排烟口过多吸入下部空气,确保排烟量不减少,不宜将排烟口设置在较低位置上。为避免排烟口卷入大量的空气,导致排烟效果的降低,因此要注意排烟口的风速,一般情况下要将排烟口的风速控制在5~9m/s。排烟口布置过程中,为避免排烟口和房间最远点的水平距离过大,导致无法吸入远处的烟气,因此要将排烟口和房间最远点的水平距离控制在30米以下。同时在疏散出口的附近不能设计排烟口。设置排烟口时要确保排烟方向和火灾时人员疏散的方向相反,避免造成火灾发生后人员疏散时吸入大量烟雾。
(4)机械排烟系统设计要点。
机械排烟方式主要包括负压机械排烟方式和全面通风排烟方式两种。高层建筑采用机械排烟系统时,在系统设计过程中,位于房间的机械排烟系统应该按照防火分区进行合理设置,位于走廊位置的机械排烟系统要进行竖向布置,要将机械排烟系统和通风系统、空调系统分开设置。排烟口平时保持关闭状态,应设置自动或手动开启装置。排烟口设置在顶棚上时,同可燃物或可燃构件的距离要保持1米以上。位于防烟分区的排烟口和最远点的水平距离要控制在30米以内。排烟支管上应当设置在烟气温度超过280℃时能够自动关闭的排烟防火阀。设置的排烟风机应保持在280℃内能够连续工作三十分钟。设置机械排烟系统时,应确保任一排烟阀开启时,排烟风机都能够自行启动,以确保排烟效果。
四.结束语
高层建筑消防防火排烟设计是消防防火设计的重点,同时也是保证高层建筑消防安全的重要措施。排烟系统设计时,要合理划分防烟分区,选择合理的排烟方式,合理确定排烟,补风量,做好排烟口的设置,确保排烟系统在火灾中能够发挥正常作用,以确保建筑安全,为人员疏散提供有利条件。
参考文献:
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关键词: 超高层建筑防火设计
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
引言
超高层建筑的设计是一个复杂的系统工程,尤其是防火构造设计在超高层建筑建设中有着举足轻重的地位,从事建筑行业的相关人员都应对建筑设计的防火规范有充分的认识,本文从超高层火灾的危害性对防火构造设计进行了研究探讨。
一 、超高层建筑火灾的危害性
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以上的超高层建筑,如无阻挡,只要半分钟即可将火势引至顶层,造成严重影响。风对超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,100m以上风速更快,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;三是超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,在火灾中死亡有一半人数以上是被烟熏死的。
3 扑救难度大
超高层建筑起火时,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超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
超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措施
超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。设计人员应按照国家及各部门相应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。(1)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超高层建筑。(2)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。(3)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。(4)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。(5)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。(6)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。(7)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,超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。
三、防火构造
(一)高层建筑防火设计的有关规定
在我国《高层建筑防火设计规范》有关内容中规定超高层建筑除执行高层建筑防火设计的有关规定外,对超高层建筑提出了特殊的防火设计要求,如:
(1)建筑高度超过100m的高层建筑,其应在电缆井、管道井每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔;
(2)建筑高度超过100m的公共建筑,应设置避难层(间),并应符合有关规定;
(3)建筑高度超过100m,且标准层建筑面积超过1000平方米的公共建筑,宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助的设施,并应符合有关规定;
(4)当建筑高度超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时,应设增压设施;
(5)建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房,除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外,均应设自动喷水灭火系统。
(二)新型防火材料
2.1新型复合轻质材料
1、石膏。石膏是一种新的建筑材料,它的优点是:水化快,凝结硬化迅速;强度较低,硬化后孔隙率大、有隔热保温以及吸声的功能;水化硬化后体积有少许膨胀;石膏制品虽然有优良的防火性能;但是耐水性不好。因为石膏优良的防火性能,水幕防止火势蔓延(绝热阻燃物是无水硫酸钙),所以现代的建筑物,尤其是高层建筑物的吊顶和墙体,都使用石膏制品。
2、新型阻燃剂。ZRY天然纤维阻燃液,具有良好的阻燃性能。它无毒、无味、无色透明、没有腐蚀性,只要是麻织物、棉织物、刨花板、纤维板、木材、纸张、胶合板和其他植物纤维制品,经过ZRY阻燃处理和整理以后,就会有明显的阻燃效果,它遇火不会燃烧(只出现局部炭化),可以有效地抑制火焰蔓延,避免发生火灾。
3、金属板材以及金属复合板材。金属复合板俗称夹心板,其上下两面都是非常薄金属板,但是芯材的材料是能够保温、高刚度、低强度复合材料。由于它有承载力的一种结构板材,这种材料需要专门的自动化生产线才能进行复合生产,主要有金属板材、微穿孔吸声板、金属复合板材。复合材料的应用之处为钢结构厂房的外墙、屋顶,洁净区的顶板和它的隔断、分隔板材以及冷库箱体或,还有一个用处就是建筑工地办公地方材料以及职工的宿舍建材等。
4、新型防火板。最新的WA2F防火板有耐火、不燃、吸声、隔热、密度低、抗腐蚀、防虫蛀等优点,它是一种新型的防火装饰板。板材的强度高、板质轻、价格低、安装方便,是一种优良的不燃性装饰材料。
2.2新型无机轻质防火材料
1、矿渣棉和岩棉。岩棉是天然岩石经过高温熔融制成的,因为它有导热系数低以及不燃等优点,所以可以做一些防火构件,也能做防火的隔热板材。由于岩棉熔点高而且比较抗高温收缩,在建筑结构中使用时可以形成比较有效的防火屏障,阻止火势蔓延。其自身既不能燃烧,也不会放出有毒的气体,是“A”级(或“A1”级)的建筑防火材料。
2、玻璃棉。玻璃棉及其制品是继岩棉之后,出现的新的绝热性好、容重轻的隔热保温材料。它是用白云石、石英砂、蜡石等天然矿石做成的纤维状的不燃材料。它在建筑工程中具有良好的绝热、隔冷、保温、吸声等优点。其制品主要有玻璃棉板、玻璃棉毡、玻璃棉保温管、玻璃棉带等。
3、硅酸铝纤维。硅酸铝纤维俗称陶瓷棉,是一种特殊的新型轻质耐火材料,它是用天然焦宝石为原料制成的棉丝状无机纤维耐火材料,其制品具有导热系数小,抗压强度高,施工方便,能反复利用的优点。可以作防火门的芯材、吊顶板材、玻璃幕墙填充隔热材料,起防火隔热的作用。
4、硅酸钙。硅酸钙材料的耐热性能及热稳定性好,耐火性好,是不燃材料。它是用钙质材料,硅质材料和纤维等为主要原料,制成的轻质板材。纤维增强性硅酸钙板优点很多,如密度低,湿胀率小,比强度高,防蛀,防潮,防火,防霉以及可加工性好等。可作为公用和民用建筑的隔墙以及吊顶,经过表面防水处理后还能用作建筑物的外墙。因为此种板材的防火性很高,所以尤其适合用于高层以及超高层的建筑。
2.3新型轻质板材和砌块
1、加气混凝土砌块及板材。加气混凝土又叫做发气混凝土,是由含钙材料、含硅材料和发气剂等作为原料生产而成的。其制品有砌块和条板两种,既能用作非承重墙体、承重墙体又能做保温材料等。
2、粉煤灰墙体材料。粉煤灰墙体材料具体可分为灰小型的空心砌块和灰砌块。前者的主要制成原料为粉煤灰、水泥等,详细又可以分成有承重、非承重民用砌块两种,在建筑中的应用十分广泛。粉煤灰砌块主要原料为的石膏、石灰、粉煤灰等,主要在工业、建筑墙体等方面进行应用。
(三)楼梯、防火门及防火墙的设计
1楼梯
楼梯是火灾时人员逃生的安全出口,是重要通道。建筑疏散楼梯应采用耐火极限不低于1小时的不燃烧体。所以这就决定了,做为疏散楼梯,一些材质不能被应用,只能用钢筋混凝土楼梯等耐火极限能达到1小时的不燃烧体。疏散用楼梯和疏散通道上的阶梯不宜采用螺旋楼梯和扇形踏步。当必须采用时,踏步上下两级所形成的平面角度不应大于10°,且每级离扶手250mm处的踏步深度不应小于220mm。公共建筑的室内疏散楼梯两梯段扶手间的水平净距不宜小于150mm。
2防火门
防火门是由门框、门扇、控制设备和附件等组成,它们的构造和质量对防火门的防火和隔烟性能都有直接影响。按照耐火极限把防火门分为甲、乙、丙三级;按燃烧特性分为非燃烧体和难燃烧体。非燃烧体防火门由钢板、镀锌铁皮、石棉板、矿棉等组成,而难燃烧体防火门是在可燃的木材、毛毡等外侧钉不燃材料制成。
3防火墙
防火墙是由不燃烧材料构成的,为减小或避免建筑、结构、设备遭受热辐射危害和防止火灾蔓延,设置的竖向分隔体或直接设置在建筑物基础上或钢筋混凝土框架上具有耐火性的墙。防火墙是防火分区的主要建筑构件。规范中要求防火墙的耐火极限不得低于3小时,对于特殊建筑如甲、乙类厂房和甲、乙、丙类仓库等的防火墙要提高到4小时。通常防火墙有内防火墙、外防火墙和室外独立墙几种类型。防火墙的材料一般有全现浇钢筋混凝土墙或框架结构砌体填充墙。还有一些建设单位在需要防火墙的部位使用纸面石膏板、纤维石膏板、难燃胶合板、难燃木材、泡沫夹心板等重量轻、安装方便的不燃性材料或难燃性材料作为墙体隔断,这些材料往往达不到防火墙的设置要求。防火墙的设置部位、燃烧性能、耐火极限和构造一般应符合以下要求:(1)防火墙应直接设置在建筑物的基础或钢筋混凝土框架、梁等承重结构上(轻质防火墙体可不受此限)。防火墙应从楼地面基层隔断至顶板底面基层。当屋顶承重结构和屋面板的耐火极限低于0.50h,高层厂房(仓库)屋面板的耐火极限低于1.00h时,防火墙应高出不燃烧体屋面0.4m以上,高出燃烧体或难燃烧体屋面0.5m以上。其它情况时,防火墙可不高出屋面,但应砌至屋面结构层的底面。(2)防火墙横截面中心线距天窗端面的水平距离小于4m,且天窗端面为燃烧体时,应采取防止火势蔓延的措施。当建筑物的外墙为难燃烧体时,防火墙应凸出墙的外表面0.4m以上,且在防火墙两侧的外墙应为宽度不小于2m的不燃烧体,其耐火极限不应低于该外墙的耐火极限;当建筑物的外墙为不燃烧体时,防火墙可不凸出墙的外表面。紧靠防火墙两侧的门、窗洞口之间最近边缘的水平距离不应小于2m;但装有固定窗扇或火灾时可自动关闭的乙级防火窗时,该距离可不限。(3)建筑物内的防火墙不宜设置在转角处。如设置在转角附近,内转角两侧墙上的门、窗洞口之间最近边缘的水平距离不应小于4m。(4)防火墙上不应开设门窗洞口 ,当必须开设时,应设置固定的或火灾时能自动关闭的甲级防火门窗。(5)可燃气体和甲、乙、丙类液体的管道严禁穿过防火墙。其它管道不宜穿过防火墙,当必须穿过时,应采用防火封堵材料将墙与管道之间的空隙紧密填实;当管道为难燃及可燃材质时,应在防火墙两侧的管道上采取防火措施。防火墙内不应设置排气道。
结束语
随着国民经济水平不断地提高,在日常生活中人们对于消防问题也越来越关注。随着防火设计理论的发展,对超高层建筑防火构造的要求也越来越多,诸多的火灾也表明,防火构造设计也是越来越发挥重大作用。
参考文献
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【关键词】电气配线;耐火耐热;防火性能;明敷;暗敷
建筑技术种类越来越多,使我们的防火设计有了更多的挑战。设计人员想问题的时候要全方位思考,从众多方案中找出一个最佳的。总之,做建筑设计时要遵守一系列防火规范,从整体考虑,各方面兼顾,做好各方面关系的处理,使经济、安全和使用各方面都的保障。
1、有关电气火灾发生的原因
①短路。有的地方有腐蚀气体,但是在安装设备的时候并没有采取防范措施,使得绝缘体遭到破坏。②没有装防爆电器。电器长期高负荷运作,设备温度过高,引发火灾。③雷电。容易被雷击中的场所没有合适的进行防护措施或安装防雷设施损坏,由雷电引发火灾。④电气安装不规范。电器接线处时间一长就会氧化,就会使电阻增大,使接头变得很热而发生火灾。断路器、接线端子板、插保险的熔丝、设备连接螺钉等处,长期运行经过震动连接不牢,接触电阻增大引起火灾。灯具安装的不合理,对白炽灯、卤钨灯等产生的热量没有采取有效措施,容易把周围的易燃物烤着。
2、消防设备的耐火耐热配线要求
①在进行暗铺时都是使用一般的电缆以及电线,放入金属管或塑料管,埋在不燃烧体结构里。根据有关部门研究结果表明,这种敷设方法可达到耐火配线要求,经济安全可靠:
②有时消防设备只能明铺,在这种情况下,要在穿电线的金属管或金属线槽涂防火涂料,使其比较耐热。或者只用有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)。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。而水泵房供电电源一般由高层建筑变电所直接提供:当变电所与水泵房贴邻或相距较近并属于同一个防火分区时,可采用耐火电缆或耐火母线沿防火型电缆桥架明敷:当变电所与水泵房相距较远(如穿越不同的防火分区)时,应该采用铜皮防火型电缆供电。
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
对于那些大堂及中庭面积不小,尤其是有高空间和回廊的高层宾馆这样的大建筑里,根据《高层民用建筑防火设计规范》规定,要用防火卷帘门把不一样的防火区分开,使火灾不再扩大。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坏式。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。
3.5 消防电梯配电线路
人员撤离和火势扑灭的一个重要工具就是消防电梯,设计线路时应该和消防电梯的功能相互配合。由现在的实际消防例子来讲,消防电梯配电大多数是由设在高层建筑底层或地下室的变电所敷设两路专线配电至位于高层建筑顶层的电梯机房,所以使得消防电梯配电线路大多都不是很短,还有路由也是很复杂的。所以,消防电梯配电线路的材料应该是耐火电缆才可以使供电的可靠性增加;另外,如果有特殊要求时,两个配电专线中的一个是可以用铜皮防火型电缆的。
3.6 火灾应急照明线路
火灾应急照明的作用是保证火灾时人员有序疏散和消防人员继续工作,它包括疏散指示照明、火灾事故照明和备用照明。一般情况下,疏散指示照明和火灾事故照明采用带镍镉电池的应急照明灯具或可强行启点的普通照明灯具,而备用照明则利用双电源切换来实现。所以,火灾应急照明线路一般采用阻燃型电线穿钢管保护暗敷于不燃结构层内,以达到防火要求。对于装饰装修工程,可能遇到土建结构工程己经完工,应急照明线路不能暗敷于结构层内,而只能明敷于吊顶内的情况,这时电气线路应采用耐热型或耐火型材料。
针对建筑物的特点和使用功能,有针对性的分析火灾的随机性,建立具体的火灾模型,确定易发生火灾的部位,制定合理的应对火灾方案,根据钢构件种类、外形、安装部位、防火要求的不同,需要有不同的设计结构和施工方法,科学、合理地设计安装结构,对耐候性能有很大的影响。即使同一种板材,保护相同的钢构件,设计结构不同,会得到迥然不同的结果,科学的钢结构防火保护会大大提高钢结构的耐候性能。构件的耐候性能和施工性是评价耐火保护结构设计是否先进、科学合理的主要考核指标,好的耐火保护结构应具有施工方便、快捷、高效和耐候性能好等优点,在具体施工过程中应根据现场施工要求和条件选择合适的施工方式。
结语
综合以上分析,高层民用建筑消防设备电气配线对于消防系统来说是很重要的,为了使消防设备供电提升可靠性和耐火性,一定要结合工程实际把耐火耐热要求和电气配线的选用思考周全。
所以说建筑防火设计是钢结构在设计里的重要部分之一,同样是建筑师及负责项目审核的人从方案到施工整个工程里都需要进行严格控制的部分。为了使钢结构建筑在经济建设中发挥更重要的作用,我们一定要做好钢结构的防火工作,使钢结构工程的质量及钢结构建筑的防火设计得到提高。
参考文献
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[3]王海洲.构造防火墙的三种体系结构[A].全国第十四届计算机科学及其在仪器仪表中的应用学术交流会论文集[C],2001年.
关键词:高层建筑;防火技术;安全疏散
引言
随着经济的飞速发展,高层及超高层建筑日益增多。高层建筑的火灾事故也随之增加,高层建筑的火灾防控形势的重要性也日益凸显。由于高层面积大、楼层多的特点,一旦发生火灾事故,逃脱及救援将异常艰难且损失格外严重。针对目前高层建筑火灾的频繁发生及高层建筑的特点,分析了高层建筑发生火灾的因素。在阐述高层建筑火灾危害的同时,提出了高层建筑火灾的防控对策,以期指导实践,尽可能的远离火灾危害。
一、高层建筑火灾因素分析
1、消防安全意识淡薄
人员普遍消防安全意识淡薄,缺乏消防安全培训,火灾发生时自救能力较差。安全通道拥堵大量杂物,火灾发生时,通道堵塞,严重影响人员疏散,同时给救援人员带来很大困难。消防安全的日常检查不到位,也是火灾发生的隐患。
2、违反安全用电制度
高层建筑用电量大,而内部设施一般达不到防火要求,临时布线较多,过乱。
3、消防设施缺乏
由于消防资金的匮乏及相关人员消防意识的不足,高层消防设施设备往往欠完善。消防装备和消防技术的先进与否,是衡量消防队伍及救援能力的重要因素。目前,我国大部分城市由于消防资金的短缺,消防装备相对落后,不能满足现代城市火灾救援的需求。城市高层建筑、地下工程、钢结构工程、化工厂等特殊工程相应的消防技术还不完善。
二、现代高层建筑火灾现状
1、建筑中存在较多的起火源,预防难
建设用地的有限以及建筑需求的不断增加,使得高层建筑越来越多,现代高层建筑中有相当大的比例是综合性的建筑,包括商业、住宅、办公等。在高层建筑中往往存在大量使用中的各种电器和设备,除了照明、家用电器、电梯,还有自备发电机组和大型计算机等,在线路上也是密如蛛网,在这种情况下,无论哪一处线路出现问题,零星的火花都有可能产生大的火灾,而且蔓延也会相当迅速,这对整个建筑的安全都是巨大的威胁。
2、火灾蔓延快,疏散难
高层建筑中肯定有电梯和楼梯井、管道井等,从设计中就可以看出高层建筑中存在着各种各样的竖井,对于这些竖井如果没有附加水平或者垂直方向的隔断进行保护,一旦发生火灾就会快速蔓延,整个竖井也会将蔓延的火势继续扩散到上一层,这就会使得火势加大,难以扑救,疏散通道也会面临较大的压力,尤其是在火灾蔓延到上层后,进一步扩大烟火区域。
3、防火设计不完善,灭火难
高层建筑中的火灾处理主要还是依靠室内的消防设施――给水灭火系统的设计,但是在实践中很多建筑的消防设施条件都存在不足,造成火灾发生时的灭火难,尤其是遇有大面积的火灾时,很多高层建筑的室内消防水量都不足以起到灭火的作用,对于火势的扑救无法起到有效的作用就会导致火势继续蔓延。防火设计不完善之处还体现在消防水泵的故障频繁,在实际发生火灾时难以进行灭火,只能依靠消防车的扑救,但是消防车扑救受到诸多限制,容易造成时机延误,无法挽回损失。除了上述问题之外,在建筑设计中还存在一些建筑没有防火的报警系统和自动喷水系统的设计,这也是不符合建筑设计防火与疏散要求的,也应当进行规范。
三、建筑防火与疏散设计应用
1、防火疏散设计需要考虑的因素
建筑设计中防火疏散设计应当考虑的因素是多元的,下文在此进行简单的介绍:一是火灾危险性大小,火灾危险性的大小一般是按照建筑本身的功能用途来确定的,因此在防火疏散设计中考虑火灾危险性大小也是符合建筑实际和要求的;二是对于规范要遵守,还要灵活处理特殊情况,因为规范是长时间经验的总结,对于建筑防火与疏散设计是有一定的指导作用的,但是规范也有一定的局限性和滞后性,在一些建筑中就不能适用,这就需要灵活掌握;三是建筑的耐火极限,建筑构件的耐火极限关乎疏散的设计,包括疏散的宽度和距离都是取决于耐火极限的,计算好人员的安全疏散时间可以解决好有关的疏散问题,同时,加强自动灭火系统的设计,在规定的时间内将火灾扑灭,对设计遇到的关于消防上的难题是一个解决的途径;四是在设计上要坚持防火与灭火结合的原则,对建筑进行防火疏散的设计本就为了预防火灾以及在火灾发生是降低损害,因此首先要做好防火的设计,对所有火灾隐患进行有效的预防,同时也要加强灭火的设计安排,避免火灾发生后无法进行疏散和扑救。
2、控制火灾蔓延的设计
在建筑设计中,一些大型的商用建筑在自动喷水灭火系统和防火分取划分上都存在较大的隐患,同时由于商用中各类装修繁杂,都有可能导致火灾的迅速蔓延。对此尤其是针对大型商用建筑,一定要做好火灾蔓延的控制设计,首先是要在设计中强调安装自动灭火系统,同时对于安装后的系统还要做好维护,确保随时能够启用。
3、进行合理的防火分区规划设计
建筑设计中防火与疏散设计的关键还包括在建筑内部设置防火分区,这样的分区设计主要是为了将某一区位的起火限定在该区域,避免火势的迅速蔓延,降低整个建筑物遭受轰燃的可能,分区设计也能够为扑救工作和人员疏散提供时间,是降低火灾损失的有效措施。但是防火分区的设计在商用建筑中却较难实现,因为在功能上商用建筑要体现最大的空间设计就必须依靠大空间来实现,对此可以在商用建筑设计中尽量合理的进行防火分区划分。
4、科学设计安全出口
设计安全出口主要是为了在发生火灾时提供疏散通道,安全出口的设计关乎人们的生命安全,因此必须予以重视。在现代建筑中建筑规模越来越大,建筑中楼梯形式也呈现出多样化,但是从安全角度来说,楼梯的布置应当结合建筑内部功能设计,同时在楼梯位置明显标识出安全出口,安全出口的设计与疏散通道是紧密结合的,但是在有的建筑设计中设计了疏散通道却忽视了安全出口,这也是不利于火灾逃生的。
5、疏散通道和避难层的设计
在设计疏散通道时要尽量做到平缓、简单、易行,包括细节上不要有门槛、阶梯、管道等障碍物,同时还要结合建筑内的人员集中程度设计好宽度,一般来说在疏散通道上一般不能安置窗口,如确需窗口的也要设计为小面积开窗,不能设外开窗,影响疏散通道。
结束语
随着防火技术的不断进步,在坚持“预防为主,防消结合”的消防安全工作方针下,做好高层建筑的火灾预防、扑救,防消结合。建筑设计中的防火与疏散要求的方法和设计是关乎建筑安全与居住者的生命健康和财产安全的大事,是建筑设计中的重要内容,尤其是在当前建筑形式越来越复杂的形势下,做好防火与疏散设计就显得更加重要。设计人员一定要进行科学合理的设计,做到有效的预防和火灾发生时能够及时安全的疏散,要全面考虑防火疏散的要素要求,结合建筑实际情况进行有效的设计,从而为预防火灾和火灾发生后的安全疏散提供保障。
参考文献
[1]李桂芳,赵伟,韩蕾.大型商业建筑的防火设计问题探讨[J].消防科学与技术.2011(06).