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关键词:智能建筑火灾自动报警系统消防联动综合布线
1、智能建筑概念和火灾自动报警系统
智能化建筑的发展历史较短,有关智能建筑的系统描述很多,目前尚无统一的概念。一般认为,智能建筑以建筑为平台,兼备通信、办公、建筑设备自动化,集成系统结构、服务、管理及它们之间的最优化组合,创造一个高效、舒适、便利的生活或生产环境。智能化建筑应当具有四大主要特征,既建筑物自动化(BA)、通信自动化(CA)、办公自动化(OA)、布线综合化。智能建筑的核心是建筑物自动化、通信自动化、办公自动化的系统集成。
火灾自动报警系统探测火灾隐患,肩负安全防范重任,是智能建筑中建筑自动化系统(BA)的重要子系统。火灾自动报警系统设计首先必须符合《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98(以下简称《报警规范》)的要求,同时也要适应智能建筑的特点,合理选配产品,做到安全适用、技术先进、经济合理。
BA系统可划分为火灾自动报警与消防控制系统、人员出入监视系统、保安巡更系统、防盗报警系统、采暖通风与空调监控系统、给排水监控系统、变配电与自备电源监控系统、电力供应与照明控制、其他一切需要监控的系统(如广播、电梯、电缆电视、地震监控,煤气泄漏报警等)。从技术的角度看,这些子系统可以实现硬件设备资源共享,使管理信息和控制信息一体化,便于整体的控制、管理和维护,可以统筹规划和设计正常或异常情况下各设备控制方案,从而达到全面集中、智能监控的目的。
我国规范要求火灾自动报警系统应为一个独立的系统,目前许多设计中允许火灾自动报警系统向建筑物自动化系统发送信号,即平时BA系统可以从火灾自动报警主机上获取其运行状态的各类信号,火灾时火灾自动报警系统可向BA系统发出信号,但消防的专用设备仍然归到消防联动中,设计消防专用总线,成为独立系统。随着智能建筑技术的发展,将建筑物自动化系统和火灾自动报警的一些功能混合起来,将消防联动系统设备纳入建筑物自动化系统中去控制,建筑自动化系统中的各项子系统实现智能化集成,是今后的规范和技术值得进一步研究探讨的问题。
2、火灾报警控制器的设计选配
火灾自动报警控制器时火灾自动报警系统的中枢,它接受信号并做出分析判断,一旦发生火灾,它立即发出火警信号并启动相应的消防设备。计算机技术的发展使传统的开关量多线制火灾自动报警系统被模拟量总线制火灾自动报警系统所代替,目前智能火灾自动报警系统也得到了广泛应用,模拟量总线制火灾自动报警系统和智能火灾报警系统都是在计算机技术基础上发展起来的,都可以被智能建筑所选用。
一般火灾报警控制器标示的容量都是单台控制器的最大容量,为了保证火灾自动报警系统既能高效率又能高可靠性的工作,实际设计各回路探测点时要考虑一定的信息余量。这一点《报警规范》也有明确规定,余量可根据工程规模大小和重要程度而定,一般可按照火灾报警控制器额定容量或总线回路地址编码总数额定值的80%~85%来选择。
在火灾自动报警与消防联动系统中,集中火灾报警控制器的选配,一方面要满足整个火灾自动报警系统工作要求,另一方面,还应具备与智能建筑中其它控制系统的通信界面。主要包括:与各个报警区域内区域火灾报警控制器的通信功能;处理显示整个系统报警信息、故障信息、联动信息的功能;能根据火警信息,启动消防联动设备并显示其运行状态;具备与智能建筑中其它控制系统的通信界面。
3、消防联动设备控制
消防联动控制设备是火灾自动报警系统的执行部件,消防控制室接到火警信息后应能够自动或手动启动相应的消防联动设备,并对各设备运行状态进行监控。
根据建筑防火设计规范和智能建筑防火灭火要求,智能建筑中应当具备以下全部或部分的消防联动设备:
(1)、火灾报警装置与应急广播,火灾发生时警示或通知人员安全疏散;
(2)、消防专用电话,火灾报警、查询情况,应急指挥,能与119直通;
(3)、非消防电源控制,备用电源控制,火灾应急照明和安全疏散指示标指控制;
(4)、室内消火拴系统、自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统控制;
(5)、消防电梯运行控制,燃气泄漏报警监控;
(6)、管网气体灭火系统,泡沫灭火系统和干粉灭火系统控制;
(7)、防火门、防火卷帘、防火阀的控制,火灾时实施防火分隔,防止火灾蔓延。
(8)、防、排烟设施、空调通风设备、排烟防火阀,防止烟气蔓延提供安全救生保障。
(9)、消防疏散通道控制,确保疏散通道畅通。
火灾时,火灾报警控制器发出报警信息,消防联动控制根据火灾信息联动逻辑关系,输出联动信号,启动有关消防设备实施防火灭火。消防联动必须在“自动”和“手动”状态下均能实现。在自动情况下,智能建筑中的火灾自动报警系统按照预先编制的联动逻辑关系,在火灾报警确认后,输出自动控制指令,启动相关设备动作,同时向BA系统及时传输、显示火灾报警信息,且能接收必要的其它信息,这样也能更好地监控火灾现场情况、消防联动设备的运行状态、消防疏散通道情况等等。
智能建筑消防疏散门可采用电磁力门锁集中控制方式,即平时楼层疏散门锁闭,在火灾时由消防控制中心发出指令将门打开。此外,美国纽约世贸中心对消防通道的控制方式也是可以借鉴的,纽约世贸中心消防通道管理分为两种形式,一是带报警信号输出及警号的门装推动杆。当有人从门内侧推动杆时,报警信号将传送到中心值班室,同时警号鸣音提示引起注意。二是消防通道的门上安装读卡器,有关人员、可持卡打开消防门进行巡视、检修等工作。当火灾发生时,由中心值班室向各控制点发出了开门信号,使消防门开启。
4、智能建筑综合布线与火灾自动报警系统布线
综合布线是智能建筑的一部分,它犹如智能建筑内的一条高速公路。但是应当看到,建筑物采用综合布线,不等于实现了智能化;信息插座越多,不等于智能化程度越高。采用综合布线不等于不需要其它布线。尤其是建筑自动化系统应当注意电压、电流以及布线长度的限制。综合布线用的双绞电缆,其截面积一般为0.40~0.65mm2,与之相配的配线架、信息插座和连接插头等只能适用于截面为0.40~0.65mm2的双绞电缆卡接。因此,综合布线支持建筑自动化系统的有些设备(如广播、火灾自动报警及消防控制、保安监视、共用天线电视等子系统),将受功率、信号衰减和时间延迟的限制,存在局限性和不足。建筑自动化系统有两种结构类型,即两层结构型、三层结构型,在这两种结构中,主控机至直接数字控制机之间的信号传输可纳入综合布线,直接数字控制机至现场执行元件之间信号控制线,可利用线径较粗的双绞电缆。
不仅如此,由于火灾自动报警系统的特殊地位,使得它的布线安装方面有别与智能建筑的其它控制系统,火灾自动报警系统的传输线路的线芯截面选择,除了应满足自动报警装置的技术条件外,还应满足机械强度的要求,还要采取穿管保护,暗敷或采取阻燃措施,此外更重要的是宜与其它电力、照明用的低压配电线路电缆竖井分别设置,要使其传输网络不与其它传输网络共用。
目前智能建筑内,火灾自动报警及消防控制系统还不能完全融合于结构化综合布线内,即使某些综合布线产品支持火灾报警与消防控制系统,也必须加以认真分析和测试,甚至要获得国家消防产品监测部门的认可,为了更好地满足智能建筑功能要求,能使所有弱电系统均纳入结构化综合布线中,应尽快开发研制出满足各种线径和不同传输信号要求的综合布线系列产品。同时,火灾自动报警及消防控制系统标准化方面也应当考虑与综合布线系统模块连接方式,以及信息传输和信号处理方式的标准化。
5、消防控制室设计
消防控制室可单独设置,但智能建筑为了实现整个建筑弱电系统的信息共享和集中统一管理,整个集成系统按实际工作要求设置多个用户操作管理中心,如保安监控中心,主要设备有数据采集服务器、系统服务器、闭路监视器、火灾自动报警及消防联动控制器、设备运行自动化管理系统主机等,智能建筑消防控制室往往与BA、SA系统合用控制室。采取合用控制室设计,有利于集中统一地进行监控和管理,即可节省大量人力,又可提高管理水平。在智能建筑中消防控制室的设计除了应当满足《报警规范》的有关要求外,如采用合用控制室,消防设备在室内应占有独立的区域,且相互间不会产生干扰。并且还应当具有以下功能:
(1)、可以访问系统中每个监控点;
(2)、可以完成报警和报警处理;
(3)、可以监视网上所有设备运行状态;
(4)、安设定的程序完成联动控制功能;
(5)、报警事件分析及处理纪录;
(6)、火警建筑物图形显示操作,或火灾现场的图像监控;
(7)、保安巡更功能;
关键词:高层建筑,火灾特点,扑救对策
前言:近年来国内外高层建筑火灾事故频发,因此认真研究高层建筑火灾扑救,探讨高层建筑火灾发生变化的特点,对于有效的扑救高层建筑火灾,保卫城市建设具有重要意义。
1高层建筑火灾的特点
(1)高层建筑具有建筑结构复杂、功能复杂、人员密集、消防设施参差不齐等特点,正是这些特点决定了高层建筑火灾具有如下特征。
火灾蔓延途径多,易形成立体火灾。高层建筑一般都会配备完善的电梯井、电缆井、管道井等基础架构,这些基础架构中空,空气流通性强,一旦楼体发生火灾,火情会通过这些电梯井、电缆井以及管道井等结构迅速蔓延开去。同时,一些通风管道也会成为火势蔓延的助推器,由此引发高层建筑火灾的“烟囱”效应,形成立体火灾。
(2)火灾荷载大,易引发大面积火灾。高层建筑使用类型复杂,有住宅的、办公的等,这些功能类型装饰、装修品都会增加楼体的火灾荷载,一旦发生火情,就会导致大面积火灾的发生。
(3)导致火灾的因素多。高层建筑结构复杂,电器化程度高,电路结构复杂,这就大大增加了火灾发生的概率。
(4)建筑高度高,扑救难度大。一方面,高层建筑的楼层高度往往会超过救火消防梯的可延伸高度,给救火工作带来困扰;另一方面,高层建筑火灾发生之后,大面积停电会导致建筑内可是空间小,给救火和救援工作带来阻力。
2当前高层建筑火灾扑救面临的难题
(1)火情侦察问题。火情侦察是开展救火营救工作的基础工作,但高层建筑火灾的火情侦察工作却面临着两大难题:一是进不去。高层建筑火灾发生后,烟囱效应会导致高层建筑内部温度迅速上升,热浪、浓烟聚集在火情侦察必经的内楼梯、电梯,给火情侦察工作带来阻碍;二是看不见。高层建筑发生火灾,由于其火灾荷载大,产生的浓烟会迅速聚集,能见度较低,火情侦察工作不得不从外部侦察着手,但外部侦察的可靠性就大打折扣了。
(2)战斗员体能问题。一方面,高层建筑火灾本身就是对消防员体力、耐力的一个考验,上下负载奔波于高层建筑中,会给消防员的体能带来巨大损耗,消防员体能会迅速消耗殆尽;另一方面,现有的消防呼吸设备技术水平较低,常用的上海依格空气呼吸器在压力25MP时,体重60Kg的人员在全身装备齐全的情况下使用25至30分钟即开始报警,留下的撤离时间不超过5分钟。但在实际火场中,满负荷运动后空气呼吸器仅能供氧5-10分钟,而且一次性供氧量不足,极有可能引起头晕、胸闷、眼花等症状。
(3)现场指挥问题。高层建筑火灾现场环境嘈杂,同时火灾还会导致信息通讯设备通讯不畅,给救火救援过程中的信息沟通制造障碍。同时,高层建筑一旦发生大火,涉及到灭火、救人、供水、供电、交通、医疗救护等方方面面,参战力量多,经常出现人多、车多、但响应慢的现象,协同配合意识较差。
(4)火场供水问题。火场供水问题主要表现在以下几个方面:1、楼层高、铺设水带慢;2、水压大、水带容易爆裂;3、水源不足,火灾会导致供水系统失效,而消防水泵又有最大供水高度的限制,再加上火灾极易造成消防铺设水带的损坏,火场供水的的水源问题凸显。
3高层建筑火灾的扑救对策
扑救高层建筑火灾,既要做好人员队伍的建设工作,又要做好消防设施的建设工作,坚持“救人第一”的指导思想,以“内攻为主,内外结合”为作战原则。
(1)加强第一出动。高层建筑发生火灾,在发展阶段,其垂直蔓延速度为3-4m/s,水平蔓延速度为0.5-0.8m/s。在2009年央视新址配楼火灾中,从开始着火到整个大楼被火势全部吞没只用三分钟左右的时间,由此可见,高层建筑火灾从火灾初期到发展速度是非常快的,为此,在火灾发展初期,必须在第一时间调集足够力量,抵达火场,集中所有到场参战力量,优化资源配备,形成最强战斗力组合,一次性调足力量。值得一提的是,第一出动的不应仅是消防力量,还应包括社会联动力量。通过“110”联动,迅速调集公安、部队、供水、供电、供气、医疗救护等救援力量到达现场协助救人灭火工作。各执勤中队听到出动信号后,按照出动命令,立即着装登车,携带装备和有关资料,选择最佳行车路线奔赴火场。
(2)搞好火情侦察。在实施侦察前必须采取可靠的防护措施。进入烟雾大、光线差、温度高的事故现场,应编成小组携带照明灯具、导向绳等必要器材,并相互约定好前进、撤退等行动的有关信号,严禁单人进入火场。实施火场侦查时的内容应包括:1)着火点、蔓延趋势及周围主要燃烧物质等;2)有无被困人员、被困人员的具置及可被使用的救援通道;3)电路是否处于通电状态,能否会给救援工作带来困扰;4)有无需要转移的物资;5)是否会引起周围建筑发生火灾,是否需要进行破拆等;6)着火高层建筑内部消防系统的可使用性起。侦察过程中要保持与指挥部的紧密联系,以便指挥部迅速作出决断。
(3)合理利用灭火战术,有效进行火灾扑救。扑救高层建筑火灾,一般都采用“内功为主、外攻为辅”的原则。内攻:组织突击队通过楼梯或者消防电梯进行内攻灭火。灭火救援人员一般可以先到起火层下层或下二层作为前沿阵地,再在水枪掩护下进入着火层灭火。进入着火层后,要迅速占领有利地形位置,一是要充分利用建筑物内的固定消防设施配合灭火,二是要充分利用建筑物内防火墙等掩体进行掩护,在保证灭火救援人员安全的同时采用围攻堵截、上下合击的战术阻止火势蔓延,固守阵地有效灭火。
外攻:从室外选择进攻路线,在条件允许下,迅速占领周围建筑高地,由上至下灭火,有效防止火势蔓延。此外,要充分利用云梯车、高喷车等设施,由外至内,形成严密的包围层,严防火热蔓延。
(4)做好火场破拆、排烟。根据现场指挥部命令和侦察小组的侦察结果,内攻人员迅速组织破拆小组确定破拆部位,在侦察小组的引导下,携带破拆工具进入火场。在确定破拆部位是非承重结构后,方可开始破拆,在破拆过程中注意个人防护,防止意外发生。排烟的方式主要有:机械正压送风排烟;机械排烟系统(均为固定防、排烟系统)、排烟塔、排烟竖井、排烟窗、自然排烟口排烟;以及喷雾水、高倍数泡沫、移动排烟设备排烟和破拆排烟等。
(5)保证供水的不间断性。要始终坚持“以固为主、快速出水”原则,充分发挥建筑消防供水系统、日常用水供水系统及消防水泵供水系统的的作用,保证高层建筑火灾救援中的供水保障。
结束语
综上所述,高层建筑火灾扑救是一项复杂而系统的灭火工作,它给消防部队各级指挥员组织指挥和灭火作战都提出更高要求。我们要通过编制灭火救援预案、定期组织演练、创新操法等方式,多措并举,切实提高高层建筑火灾扑救的能力。
参考文献:
[1]司戈,中国高层建筑火灾,消防科学与技术2010年10月第29卷第10期,863-870.
[2]禚守成,高层建筑火灾的特点及其扑救措施浅析,中国科技信息2011年第1期,222-223.
关键词:高层建筑,消防给水,自动喷淋,水泵
1 工程概况:
自动喷水灭火系统,是当今世界上公认的最有效的自救灭火设施,也是应用最广泛、用量最大的自动灭火系统。当发生火灾时,该系统能自动喷水灭火并同时发出火警信号,尤其是在扑救初期火灾时其功效较高,成功率在95%以上。该系统的特点是控灭火成功率高,并已被国际公认为是最有效的自动扑救室内火灾的消防设施。论文参考网。
此大厦建筑设计等级为一类高层建筑,高度58.10米。该建筑地下室人防车库及一、二层办公用房需设自喷系统。一层层高4.5m,二层层高7.2m,夹层标高-1.2m,地下室标高-4.8m。
2 设计说明
自动喷淋系统由喷淋泵,喷淋管网,报警装置,水流指示器,喷头,减压孔板和水泵结合器组成。此外包括地下贮水池和屋顶水箱。初期供水由高位水箱直接供给,后期由自喷水泵供水,地下室自喷出水横管上设减压孔板。
拟采用湿式自动喷淋灭火系统,报警阀设于地下室,且各层均设水流指示器和信号碟阀,其信号均送入消防控制中心进行处理。
该建筑各层均采用自动喷淋系统,喷头动作温度68度,考虑到建筑美观,喷头采用吊顶型喷头。喷头布置满足距墙柱距离小于1.80m。论文参考网。喷头之间距离小于3.60m。二层设末端试压装置,废水由立管排入小区雨水管。
该建筑自动喷淋按每800个喷头分一区,由于喷头数未超过800个,故喷洒系统不用分区。报警阀设地面1.0m 处,且便于管理的地方,警铃应靠近报警阀安装,水平距离不超过15m,垂直距离不超过2m。
3 自动喷洒灭火系统计算
3.1、水力计算
(1)作用面积划分
(2)每个喷头的喷水量
(3)作用面积内设计秒流量
理论设计秒流量
设计秒流量为理论设计秒流量的1.16倍,符合要求。
(4)作用面积内的计算平均喷水强度
(5)最不利四个喷头所围面积平均喷水强度
在作用面积内任取四个喷头,所围合范围的面积计算为:
(6)管段水头损失计算
从系统最不利点开始进行编号,直至水泵处,进行水力计算。管段流量仅计算在作用面积范围的喷头,作用面积外的喷头不计。论文参考网。
最不利点喷头水力计算表
3.2、喷淋水泵的选择
(1)水头损失计算
湿式报警阀水损:
管道总水头损失:
(2)喷头出流压力
(3)最不利喷头与水池水位高差
(4)水泵选择
3.3、减压孔板计算
中危险级场所中各配水管入口的压力不宜大于0.40MPa,地下室配水管入口压力大于此值,所以需减压
减压孔板计算表
【关键词】高层建筑,消防,电气设计,分析研究
Abstract
In the high-rise building construction, has mastered a set of more advanced technology in our country. But in high-rise building fire control electrical design aspects still need to further improve the reliability and advanced nature. Fire electrical design is important, will directly related to the overall quality of the construction and use of the function. I will be combined with their years of practical work experience and research, in a high-rise building as an example analysis of high-rise building electrical fire fighting design and research.
Key words
high-rise buildings, fire protection, electrical design, analysis and research
中图分类号: [TU208.3]文献标识码:A 文章编号:
一.前言
在高层建筑消防电气设计阶段,我们必须给以最可靠的方案和措施。首先要严格执行有关规定,特别是强制性规范;其次又应根据消防机理及各设备在火灾时的运行情况,合理地选择设备、线缆、保护开关以及构成系统,以使各消防设备能准确、及时、安全地运行。
二.高层建筑消防电气设计的要求
1.对于消防电源及其配电的要求:需要严格根据国家相关部门的建筑消防用电规范进行科学设计用电设备供电电源,严格消防配电装置以及供电线路的布置,确保在火灾发生时能够具有持续供电功能。一类高层建筑消防用电负荷为一级,必须由主电源和应急电源提供双电源双回路热备用供电,任何一路必须能承担全部一级负荷。并以树干式或放射式供电,在最末一级配电箱处设置自动切换装置。
应急照明配电箱应按防火分区设置末端双电源自动切换配电箱,提供该分区内的备用照明和疏散照明电源。当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时,宜由双电源中的应急电源提供专用回路采用树干式供电。
2.消防设备的电源应满足消防设备持续运行时间的要求;同时,消防设备的配电箱和控制箱应满足消防设备运行期间的耐火要求。消防配电线路的导管,一般要求敷设在非燃烧体的结构层内,其保护层厚度不宜小于30mm,因管线在混凝土内可以起至保护的作用,防止火灾发生时消防控制、通信和警报线路中断,使灭火工作无法进行,造成更大的经济损失。当采用明敷时应采用金属管或金属线槽保护,并应在金属管或金属线槽上采取防火措施。从目线的情况来看,主要的防火措施就是在金属管、金属线槽表面涂防火涂料。
3.对于应急照明的设置:高层建筑消防电气设计时要针对火灾应急照明和疏散指示标志进行科学合理的设置,保障建筑结构内部因火灾发生后能够自动启动应急照明,方便火灾救护和现场人员的安全疏散。高层建筑中的安全疏散通道,消防电梯室、消防控制中心、消防水泵房等事故照明应采用白炽灯或卤钨灯等能够瞬时点燃的照明光源。事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围等危险地段,并在主要通道、出入口等明显位置设置消防疏散标记。
个别场所的应急照明要求:例如建筑内消防应急照明灯具的照度应符合下列规定:(1)疏散通道照明区域的宽度应不小于通道宽度的1/2,(2)照明区域内地面中心线水平照度不应低于1.0lx,照明区域边缘的水平照度不应低于0.5lx。(3)楼梯间内的地面中心线水平照度不应低于5.0lx. (4)疏散区域内中心线的地面水平照度的最大值与最小值之比不应大于40:1。(5)避难场所和人员密集场所内的地面最低水平照度不应低于1.0lx。其中,应急照明灯具在60º到0º水平线视角内的表面亮度不应大于200cd,60º到90º垂线视角内的表面亮度应当符合国家的规定。
4.火灾自动报警系统及自动灭火系统布置,要符合相关建筑消防应用规范规定。设计时要针对高层建筑的功能以及结构性能进行科学布局消防系统及其相关设备(设施),要完善和优化建筑内火灾探测报警、消防联动控制、消火栓、自动灭火、防烟排烟、通风空调、防火门及防火卷帘、 消防应急照明和疏散指示、消防应急广播、消防设备电源、消防电话、电梯、可燃气体探测报警、电气火灾监控等全部或部分系统或设施,保障建筑内部火灾消防系统的实时监测和控制功能的正常发挥,实现建筑消防电气的自动化控制。
5.消防线路的过负荷保护:在《低压配电设计规范》中,过负荷断电将引起严重后果的线路,其过负荷保护不应切断线路,可用于信号。而消防设备便属于本条规定范围之内,保护开关过负荷时只报警不动作是消防设备在线路故障情况下依然能正常运行的关键。
三.高层建筑消防电气设计要点具体分析
1.线路的敷设设计分析。
许多高层建筑电气设计过程中消防线路大多采用穿金属管或阻燃PVC管保护,暗敷在楼板内及墙体内。在布线上要求与高规、报警规范基本一致。在实际操作中,凡是新设计的建筑,对该条文规定的线路,一律穿金属管或阻燃PVC 管保护,并且在现浇板内、墙内暗敷走线是可行的。但在改造工程中,由于条件限制不能暗敷时,应对保护钢管或金属线槽采取防火措施,比如说刷防火涂料等等。
2.线路的保护及消防设备电源保证的设计分析:
根据电气火灾原因的分析,漏电火灾报警系统能准确监控电气线路的故障和异常状态,及时报警提醒人员去消除这些隐患。增加防灾的的可靠性。
电源监控系统是消防设备自动化的前提,在非火灾及火灾情况下实时监控电源可靠/故障情况,保证消防设备电源永远处于正常待机状态,使消防减灾设备随时可以发挥效用,提高救灾的绝对可靠性。
3.消防联动设备控制方式分析
目前高层民用建筑项 目一般采用总线制。总线制具有比多线制有布线少,监测控制设备多等优点。但对重要 的消防设备如消 防水泵、防烟和排烟等 ,当采用总线控制时,还应增加采用多线制在消防控制室直接手动控制的方式。
4.消防水泵的控制启停设计分析
消防泵除能在泵房控制箱操作外,消火栓处的启泵按钮必须做到能够直接启动消防泵,消防控制室的手动控制按钮可以直接启动/停止消防泵。实计设计时,对于一些设在室外无人监管的公共区域的消火栓按钮,由于儿童或闲杂人员好奇心而可能造成误启动消防泵的,建议其按钮只报警通知消防控制室,经消防控制室确认后再由消防控制室直接启动。
5.探测器设计分析。
在高层建筑中,一般使用智能型探测器,不仅可以满足正常的功能,也能够根据环境的变化而自动协调,能够随时保持很好的灵敏性。同时,根据不同的位置、建筑功能以及火灾发生、发展特征选择不同类型的探测器。
线性探测器在竖井以及电缆的保护方面具有十分重要的作用,因为线性探测器具有反应灵敏,对竖井以及电缆的保护比较全面,因此在进行探测器设计时,应该增加对线性探测器的设计,从而保护竖井以及电缆的安全。
四.结束语
综上所述,科学合理的消防电气设计能够有效的避免或者减少发生电气事故火灾,并在火灾发生时保护居民的生命财产安全。
目前,我国高层建筑中电气火灾防范措施以及救灾措施还不健全,和发达国家比还有一定的差距,问题也比较多,我们应该积极向发达国家学习,结合我国具体国情将电气线路设计到最佳,保障人民生命财产安全。
参考文献:
[1]刘松 浅析高层建筑电气消防系统联动控制设计 [期刊论文] 《科园月刊》 -2011年8期
[2]赵生生 刘新江 浅析高层建筑消防电气设计 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年33期
【关键词】智能建筑,火灾自动报警系统,设计,研究
中图分类号:G267 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
智能建筑,通常同时包含建筑设备、办公自动化及通信网络系统,为人们提供一个安全高效舒适便利的建筑环境。根据国际标准,智能建筑应包含火灾自动报警系统。电气工程的设计是否正确,不仅直接影响到建筑的消防安全,也直接关系到各种消防设施的有效作用,因此,智能建筑火灾自动报警系统的设计显得尤为重要。
二、系统形式的选择
火灾自动报警系统有3种基本形式,分别是:区域报警系统、集中报警系统以及控制中心报警系统。在确定相应的系统设计形式,应当考虑的因素包括被保护对象的使用性质、火灾危险性、疏散和扑救的难度等。火灾自动报警系统,通常应当使用控制中心报警系统的设计形式,同时还应当满足下列性能设计要求:
第一,采用模拟量火灾信息探测处理方式,或者智能化火灾信息探测处理方式,能够实现数据连续采集和有效传输。
第二,采用总线制系统结构,有助于实现系统集成思想,有利于增强系统工程适应性。
第三,提供可靠的火灾探测报警,系统应实现较低的误报率,并配备可靠的稳定性,提供较强的兼容性。
第四,提供火灾探测器环境补偿功能,灵敏度能够分时自动进行调整,同时提供基本的火灾模式识别功能。
第五,提供数据共享功能,有智能化电源及设备监测,并提供网络化数据通信以及消防设备优化管理功能。
三、火灾探测器的选择及手动火灾报警按钮的设置
1.火灾探测器的选择
作为报警系统的检测元件,火灾探测器的稳定性、可靠性和灵敏度等技术指标,对消防系统的正常运行起着关键作用。它有很多种类,包括离子感烟探测器、光电感烟探测器、感温探测器、气体式探测器、红外线式探测器、紫外线式探测器。按其测控范围,火灾探测器又可分为点型和线型2大类。点型火灾探测器,只能控制警戒范围中某一点周围的温度烟等参数。线型火灾探测器,则可以探测警戒范围中某一线路周围烟雾温度。另外,值得注意的是模拟量火灾探测器,它是新型火灾探测器,其本身并不报警,作为火灾探测用的传感器,其输出值能够真实地再现变化着的输入量。
总之,智能建筑中火灾探测器的选择,应根据实际环境情况进行,实现及时准确的报警。应考虑探测区域内火灾的形成、发展特点,考虑房间的高度及环境条件,同时应充分预想可能引起误报的各种因素,经过综合分析后才能确定如何选择。
2.火灾探测器的数量确定
可采用公式计算一个探测区域所需设置的探测器数量:N≧S/(K•A)
其中,N为探测器数量,取整数;S为该探测区域的面积;A为探测器的保护面积;K为修正系数特级保护对象,取0.7到0.8,一级保护对象K取0.8到0.9,二级保护对象K取0.9到1.0,
智能建筑中应当配置的探测器的数量,包括所有探测区域内所需的火灾探测器的数量。
3.火灾探测器的设置要求
通常以独立的房间对火灾探测区域进行划分,探测区域内的每个房间内,至少应当配备一个火灾探测器。消防逃生通道等场所应当划分为单独的探测区域,并根据场所环境配置相应的探测器。
不同场所应当配置不同类型的火灾探测器,具体如下图1所示:
图1
4.手动火灾报警按钮的设置
每个火灾探测区,应当至少配备一个手动火灾报警按钮,而且火灾探测区内,任何位置与最近的手动火灾报警按钮的距离,应当控制在30米以内。设置位置应当明显,而且便于操作,手动火灾报警按钮可同时充当消火栓启泵按钮。
四、火灾报警控制器和消防联动控制的设计
1.火灾报警控制器的设计
火灾报警控制器是火灾报警系统的核心组成部分,当接收到发送来的火灾信号时,火灾报警控制器发出声光报警信号,记录时间、自动打印火灾发生的时间和地点,并输出控制其他消防设备的指令信号,组成自动灭火系统。
其设计应当满足以下3个性能要求:一,能接收火灾信号,并启动火灾报警装置,也可指示着火部位和记录有关信息;二,能通过火警发送装置启动火灾报警信号,或通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备;三,实现对系统运行的自动监视,并能对特定故障给出声报警和光报警。
火灾报警控制器,按照监控区域分划分,可分为区域型和集中型和控制中心报警系统。应当根据智能建筑的保护等级、耐火等级,确定报警区域的设计,同时应当合理确定火灾报警控制器的额定容量。火灾报警控制器的额定容量,也就是火灾报警控制器可以接收和显示的探测部位地址编码总数,应大于系统保护对象实际需要的探测部位地址编码总数。同时控制器上每一总线回路所连接的火灾探测器和控制模块或信号模块的编码总数的额定值,应当大于该总线回路中实际所需的地址编码总数。可以按照具体工程的实际规模大小和重要程度确定该余量,通常情况下,都是按照火灾报警控制器额定容量或总线回路地址编码总数额定值进行选择。
2.消防联动控制设计
当确认火灾发生后,联动启动各种消防设备,实现报警功能和扑灭火灾的作用。智能建筑消防联动控制设备,如图2所示:
图2
智能建筑消防联动控制设备,应当有下列部分或全部控制装置:火灾报警控制器、消防应急广播系统、非消防电源控制装置、消防电话系统、电梯回降控制装置、室内消火栓系统控制装置、室内消火栓系统控制装置、自动灭火系统控制装置、常开防火门防火卷帘的控制装置、防烟、排烟系统和空调通风系统控制装置。
火灾报警控制器,能够接收显示和传输火灾报警故障信号,同时可以向自动消防设备发出控制信号。
消防应急广播系统,是火灾疏散和灭火指挥的重要设备,在火灾发生时,应急广播信号音源设备发出,经过功率放大器放大后,由模块切换到指定区域的音箱实现应急广播。可根据人员所在位置距火场的远近,按照顺序发出火灾警报,有利于人员有秩序的疏散。
非消防电源控制装置,是帮助消防控制室在确认火灾后切断有关部位的非消防电源,同时接通警报装置和火灾应急照明灯,以及安全疏散指示灯。
消防电话系统是消防专用的通讯系统,消防电话可以及时了解火灾现场的情况,并及时通告消防人员进行火灾救援。
电梯回降控制装置,消防控制室在对火灾进行确认后,能实现电梯控制,使其全部停在首层,同时接收电梯的反馈信号。
室内消火栓系统控制装置和自动灭火系统控制装置,用于对火灾确认后实施灭火行动。
常开防火门防火卷帘的控制装置,主要是用于火灾时实施防火分隔,有效防止火灾的进一步蔓延,尽量减小火灾事态扩展。
防烟、排烟系统和空调通风系统控制装置,则用于防止烟气蔓延,向人员提供有效的救生保障。
五、结语
智能建筑中的智能化设计体现着现代电子工程和计算机技术的发展,火灾自动报警系统是其在防火领域应用的产物。社会的快速发展和现代建筑的高要求,将会向智能设计提出越来越高的要求,而生活功能的智能设计也会在建筑中占据越来越重要的地位。智能建筑中火灾自动报警系统的设计,应当遵循国家相关方针政策以及公安消防部门的有关法规,针对保护对象的特点,实现安全可靠、经济合理的火灾警报系统。
参考文献:
从“火灾”中寻找生机
火灾作为人类生存和发展历程中所面对的一种典型灾害,一方面是由人类的社会活动与经济活动产生的非自然界固有因素所引起的,另一方面其自身又具有复杂的自然属性。因此,要实现灾害防治经济性和有效性的统一,就必须对包括火灾科学的自然属性和社会属性的诸方面复杂性问题进行研究和探索。而作为一门学科,火灾科学因科学问题集中、创新余地巨大,已成为一个与经济建设、社会发展、国家安全以及科技进步密切相关的有长期生命力的研究领域。
经过对火灾科学多年的学习和研究,孙金华教授已对其有了深刻的认识。在火灾动力学,火灾风险评估与保险、未来能源利用中的火灾安全等方面取得了创新性研究成果――构建了化学物质热自燃危险性预测的均温、非均温理论模型,发展了热自燃临界参数的数值分析方法建立了云雾火焰阵面前区未燃微粒子运动的数学物理模型,并从理论原理和实验上揭示了可燃性粉尘云爆炸下限比相应可燃性气体爆炸下限低的本质规律,与合作者一起创建了基于火灾双重性规律和统计理论相耦合的火灾风险评估理论体系和技术方法,创建了建筑火灾直接财产损失和人员伤亡概率预测模型。
自2002年回国后,紧密围绕我国火灾安全的重大需求以及世界火灾科学的前沿研究,孙金华立足于火灾科学基础与应用基础问题,与他的同事携手,共同构建了在国际上具有创新特色的火灾风险评估理论体系和技术方法,实现了火灾风险的动态和量化评估,撰写了我国第一部《火灾风险评估方法学》的学术专著,为我国亟待解决的建筑性能化防火设计方法提供了科学依据和技术支撑,该研究成果已经在国家奥林匹克体育场馆等许多国家重大工程和公益项目中得到成功应用,取得了显著的社会效益和经济效益,并获得2006年度国家科技进步二等奖。
在这一工作的基础上,他又率先在我国开展了消防与保险互动机制中的基础科学问题研究,并取得了重要的研究成果,建立了建筑火灾财产损失和人员伤亡概率预测方法编制了建筑火灾直接财产损失预测软件,构建基于火灾动力学和统计理论耦合的火灾财险费率厘定模型和火灾第三者公众责任险费率厘定模型。在scI高影响区期刊Risk Ana/ysis等国际著名期刊发表了多篇具有重要学术价值的论文,并被国际同行评价认为“非常有科学价值”,撰写的学术专著《火灾风险与保险》被收入到当代杰出青年科学文库。
针对我国危险化学品火灾爆炸事故频繁发生,事故后果非常严重的情况,孙金华教授以化学物质热自燃诱发火灾爆炸为研究突破口,创建了危险化学品热自燃危险性预测的理论和数值分析方法,解决了国际基于小药量分析测试来预测化学物品热自燃危险性不准确的世界性难题,并揭示了无机酸对硝酸铵等危险化学品分解的催化作用机理,他的成果分别发表在SCI高影响区期刊Jouma/ofPowerSource、Jouma/of Hazardous Mater/a/s等国际学术期刊上,并受到了国际学者的好评和广泛关注,为此他被邀请与国际学者一起合作撰写并出版了英文著作New Research on Hazardous Mater/a/s。
在“造福”中升华人生
尽管身为中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室副主任以及工业火灾研究室主任,孙金华教授并不是从最初就把研究方向锁定在火灾安全科学领域的。
他的转折始于1995年。那一年,他获得日本文部省奖学金,远涉日本,于东京大学进行深造。他的导师就是世界火灾科学界顶级学者,时任国际火灾安全学会主席的平野敏右教授。细论起来,平野敏右教授仿佛是火灾科学界的“普罗米修斯”,将国际火灾科学领域的先进知识传播到中国,并一直致力于推动我国火灾安全事业的发展,先后被授予中华人民共和国友谊奖和国际科技合作奖。追随平野教授,孙金华开始正式接触火灾,并深入研究了火灾动力学规律及防治技术。1999年4月~2002年3月,他先后以“重点研究支援研究员”和“外国人特别研究员”的身份分别受聘于日本学术振兴会以及日本科学技术厅,在日本国立消防研究所从事燃烧学、安全工程等方面的研究工作。名师出高徒,到本世纪初,在国际火灾科学领域,看上去入门不深的他已经崭露头角,甚至引起了我国火灾科学之父范维澄院士的注意。
2002年4月,在中国科学院“百人计划”的支持下,他毅然回国,成为该领域的第一个特聘教授。在范维澄院士主持的火灾科学国家重点实验室,他获得了一个非常优越的工作环境和研究平台。
“投我以木桃,报之以琼瑶”,对于范维澄院士的知遇,对于国家的知遇,孙金华感怀于心。随后的岁月中,他以严谨的科研作风,踏实勤奋的工作态度投身到火灾安全科学的教学与科研工作中来,在“百人计划”的三年执行期中,就凭借实力与努力向国家和人民交出了一份“优秀”的答卷――熟知“百人计划”规程的人都知道能够在其终期评估中获得“优秀”殊荣的还不到20%,而他却是中国科学技术大学2005年唯一一个“优秀”得主。
论文摘要:对高层建筑消防设施管理现状存在的问题进行了归纳、分析.整理,并提出了改进对策。
人民网重庆视窗2008年l1月9臼电记者今天从重庆市消防总队获悉,重庆全市高层建筑消防安全检查目前已经结束,其中有5650栋高层建筑存在隐患,已超过全市高层建筑总数量的一半。据统计,目前,重庆已经建成投入使用的高层建筑总共有8664栋.数量仅次干上海,位居全国第二。在这些建筑中,高度超过l00米的就有84栋。在今年下半年,重庆开始了有史以来最大规模的高层建筑消防安全夫检查。在历经近半年的检查中发现,有565O栋高层建筑存在火灾隐患22706条。
以上报道只是重庆市的现状,这种现状在全国其他城市也是会存在。今年国外和国内也发生了几起高层建筑火灾,所幸没有造成大量人员伤亡,这是一种侥幸,只要高层建筑的火灾隐患不彻底解决,火灾随时会发生。
1高层建筑消防设施的常见问题
(1)消防设施配备不符合规范要求。依据高层建筑防火设计规范,高层建筑在建设时,应设有较完善的消防设施,以便为火灾预防和火灾扑救、自救工作提供有利条件。但是,在工程竣工验收或日常监督检查中经常会发现,高屡建筑或多或少存在着消防设施欠缺、质量性能低劣和功能全等违规行为。有些建筑由于缺少对火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、事内消火栓等消防设施的经常性维修保养工作导致了部分消防设施长期处于故障或瘫痪状态,不能正常使用。
(2)擅自降低消防技术标准,将按规范要求应设置自动喷水灭火系统的高层建筑物擅自取消,有的取消了消防水池、消防水泵、屋顶水箱以及联动控制装置的设置,仅靠市政室内消火拴管网,更有甚至靠生活用水管网供水,根本不考虑系统的可靠性,导致消防水源、工作压力无保障。有的管道材质、管径不符合要求。部分自动喷水灭火系统管道未按国家规范要求采用热镀锌钢管。有的连接方式不规范,自动喷水系统未按规范要求采用丝接或构楷式机构连接,而是大量焊接,未对焊接处进行二次镀锌。更严重的是部分场所出现“假喷淋”现象,将喷头置于吊顶而不与供水管网连接;有的受管道材质和施工质量影响,产生漏水,业主干脆将其关闭。
(3)应设控制中心报警系统的高层建筑改设集中报警系统或区域报警系统,有的根本不设火灾向动报警系统。有的高层建筑消防水泵、防排烟设施、消防电梯、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、防火卷帘、以及非消防电源的切换等无法实现联动控制。
(4)消防电源无法保证消防用电设备需要。按照设计规范要求,应设计满足电力负荷的高层建筑,不考虑消防控制室、消防水泵、防排烟设施、消防电梯、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、防火卷帘,以及其它消防用电设备的消防用电;个别高层建筑在无自备发电设备的情况下,都仅有一路供电;且消防用电线路的敷设未按要求,应穿管保护的消防用电线路,穿管不到位,造成大量的线路。
(5)防排烟系统设计施工随意性大。按照规范要求,一些本应设置机构加压送风防烟设施的不具备自然排烟条件的防烟楼梯问、消防电梯间前室或合用前室,其不具备自然排烟条件的前室,却不设加压送风系统;有些虽然设置了机械加压送风系统,但防火门未安装或损坏严重,达不到防烟楼梯间压力要求。
(6)消防电梯功能不具备。消防电梯的消防电源、消防电源线路敷设、末端自动切换、消防电梯前室设置、消防电梯载质量、消防电梯运行速度、井底排水和电梯门挡水设施以及前室内的室内消火栓、应急照明或正压送风系统等不满足规范。消防电梯缺少上述条件,不能起到保护作用,会危及消防队员生命安全。
(7)防火门、防火卷帘材质各异。一些防火门、防火卷帘门的填充材料违规采用可燃材料;一些防火门的木制品只经过了的阻燃浸泡处理,耐火极限达不到规定要求;有的防火门装饰面层未经过阻燃处理,采用普通油漆,降低防火门耐火极限;闭门器回弹力度不够,导致无法正常关闭;复合防火卷帘达不到背火面温升要求采用喷水灭火系统进行保护时,未设置独立的喷水保护系统;用作防火分区的防火卷帘无消防电源和联动控制装置,发生火灾断电后只能靠人为手动关闭。
2产生问题的根本原因
导致上述问题产生的根本原因:一是建设、设计、施工单位和业主消防安全意识不够,对高层民用建筑防火一无所知。二是经济制约了消防安全的发展。为了“节约”成本,降低消防技术标准,将应当按规范要求设置消防设施大量节俭,埋下大量火灾隐患。三是执法不严,不廉,给少数人可乘之机.
3高层建筑消防设施管理整改对策
加强高层建筑消防工作必须把重点放在管理措施的落实上。
(1)全面落实消防安全责任制。新《中华人民共和国消防法》、《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》60号令等法律法规,就消防安全责任作了具体的规定,任何单位和个人应严格遵守,自觉履行法律规定的消防安全艾务,努力提高全体人员消防安全意识,增强抗御火灾整体能力。高层建筑涉及多家产权位,承包、出租或委托经营时,又涉及多家使用单位。各产权单位、租赁单位在房地产商签订购买租赁合同时,必须与房地产商签定相应的消防安全责任,明确各自责仟,共同维护高层建筑消防安全。房地产商应提供符合消防安全要求的建筑物.产权单位与使用单位应在订立合同中明确备方消防安全责任,特别是各产权单位在消防车通道、涉及公共消防安全的疏散设施和其他建筑消防设施方面明确管理责任。同时,针对高层建筑的管理特点,产权单位、使用单位和物业管理单位要细化消防安全管理,落实自主管理,严格日常检查,及时消除火灾隐患,确保高层建筑安全。
(2)建立健全各项管理制度,并严格落实,针对高层建筑内部功能复杂、使用单位人员多、消防设施多、危险性大、火灾后果严重的特点,督促高层建筑产权单位应重点要抓好规章制度的建设落实,消防安全人员值班、培训制度,消防设施的检杏保养制度和应急预案必须落实。同时,高层建筑产权单位还要组织人员加强对那些已投入使用消防设施维修和保养,提高消防设施整体安全系统使用性能。
关键词:幕墙设计;玻璃幕墙;点支式玻璃幕墙;设计
中图分类号: TU227 文献标识码: A 文章编号:
一.引言
点支式玻璃幕墙的全程为金属支承结构点支式玻璃幕墙,其拥有视觉通透、结构新颖、传力可靠和安全耐用的优点,在近年来的建筑幕墙设计中脱颖而出,被建筑设计师们广泛采用。
二.点支式玻璃幕墙的分类及特点。
1.点支式玻璃幕墙的分类。
根据玻璃幕墙支撑结构的不同,点支式玻璃幕墙分为玻璃肋支承点支式玻璃幕墙、单柱式支承点支式玻璃幕墙、桁架式支承点支式玻璃幕墙、拉杆式支承点支式玻璃幕墙、拉索式支承点支式玻璃幕墙、索网支承点支式玻璃幕墙等分类。
2.各类点支式玻璃幕墙的特点。
玻璃肋支承点支式玻璃幕墙中,玻璃面板将外部的风压力和吸力传递给起梁作用的玻璃肋,主要特点是有较强的通透性,其构造较为简洁。
单柱式支承点支式玻璃幕墙是采用单根钢管、工字梁或者方柱作为受力支承结构,其主要特点是构造较为简洁,占地面积小,容易孕育建筑物的韵律感。
桁架式支承点支式玻璃幕墙是使用平行弦桁架、三角形桁架等桁架结构作为受力支承结构,其特点是将钢结构的雄浑“美”与玻璃的“透”相结合。
拉杆式支承点支式玻璃幕墙是用圆钢拉杆和悬空连接杆组成空间受力拉杆系统作为受力支承结构,由于拉杆承担拉力好,连接杆受压。加上拉杆的直径较细,整个受力结构系统轻盈、飘逸,通透性较好,缺点是安装调试难度大,造价成本高。
拉索式支承点支式玻璃幕墙由钢绞线和悬空连接杆张拉成为空间索桁架,其拥有较强的承载能力,轻盈美观,通透性好,是高科技和现代建筑艺术的结合,是点支式玻璃幕墙中应用最广的支承结构形式。其技术难度较大。
索网支承点支式玻璃幕墙是对拉索拉杆桁架结构进行简化,将拉紧的钢索平行的布置在玻璃接缝的后面,将玻璃结构的通透性提高到最大限度,在玻璃幕墙外部,很难看到有支承结构。
3.玻璃幕墙的变化发展。
随着国家对节能和环保要求的提高,双层幕墙结构被推广开来。北京金融街B7大夏就是双层玻璃幕墙支承结构。双层玻璃幕墙是由内、外两层幕墙组成,外层为包括水平分格铝槽和可开启的遮阳百页等钢支撑点式幕墙,内层为包括铝通气格栅的明框玻璃幕墙。内外幕墙中间形成一个相对封闭的空间,有利于空气的流动,如此一来,空气可以从下部进风口进入空间内,而后从上部排风口排出,合理利用这个热通道,可以有效降低空调的能耗,充分利用太阳能,可进行循环通风,还可以有效提高噪声性能,可减少恶劣天气的影响。
三.点支式玻璃幕墙的设计。
在熟悉掌握建筑施工图后,要对建筑物周围的环境进行了解,同时要征询业主的意见,进行综合考虑,对建筑物主体部位的实际状况进行摸底检查后,才能进行点支式玻璃幕墙的形象设计。设计前要考虑设计不少于25年的使用年限,对于预埋件的不易更换性,要按照50年使用年限设计。在大型支承钢结构上要依据建筑物主体结果进行考虑。
1.依据主体及设计构想确定材料。
对主体进行了解后,应确定点支式玻璃幕墙的具体方案和构造思路。在保证依据建筑设计规范的前提下,结合构造方案对先料进行选择。选择铝板时可供选择0XXX、3XXX、5XXX系列,单层铝板厚度要求为在100-150N/mm2之间的屈服强度,最小厚度在2.0-3.0之间。
选择石材时应无软弱层、软弱矿脉,条纹石板要无软弱条纹,花岗石平均弯曲强度不小于10N/mm2,其他石材平均弯曲强度不小于5N/mm2。花岗石最小厚度为25mm,其他石材为35mm以上,石材吸水率大于1%时,要进行防水处理,非花岗石板背面要做玻璃布防坠落层。
在选择后加锚栓时可选择采用机械锚栓或化学锚栓,化学锚栓要防止焊接引起的高温,可选择做定位点焊,焊接时不可连续进行。
玻璃的选择要选择安全玻璃,当然,玻璃的安全也是相对的,在根据不同的部位合理选用玻璃,设计时要争取最大限度的安全。玻璃栏板、楼梯板等处容易受到撞击的墙面,要采用夹层玻璃,同时要注意,如果整座建筑全部采用夹层玻璃,有可能在发生火灾时,无法方便灭火施救。在公共建筑人流密集的地方,要尽可能避免使用单层钢化玻璃,由于钢化玻璃容易自爆,有可能在损坏时伤及行人安全。在不得不选择单片钢化玻璃时,要进行二次热处理,在幕墙下面要设置隔离带,在人流上空要设立金属安全网,在钢化玻璃上要增加防爆膜。
玻璃肋和玻璃梁支承着玻璃面板,选择时同样要避免使用单片钢化玻璃,以免自爆坠落。一般来讲,可选用夹层玻璃。但由于夹层玻璃会导致发生火灾时,消防人员无法击碎玻璃,难以施救,给消防安全带来了隐患,所以在设计时,应选择采用单片玻璃作为紧急出口,并设置明显标记。
点支式玻璃幕墙要选择强度高的钢化玻璃及其制品,在处理玻璃孔位边缘时,要谨慎处理,避免引起玻璃开裂导致材料报废。一般幕墙玻璃边缘要进行倒棱和细磨磨边处理,采用倒棱处理时倒棱要大于1mm。磨边要采用细磨和精磨。
2.结构设计。
一般在玻璃幕墙设计时,要考虑美观作用和施工便宜,多采用螺栓连接,但由于幕墙从面板到主体结构,中间很多环节可产生变形和位移,这种情况可通过对钢结构的焊接进行控制。在厚壁、重载和高压、高振动和冲击较多的地方,设计时可采用焊接进行处理,这样可以加强幕墙的连接性和提高可承受外部的压力。
在采用开放式板缝的幕墙上,还要注意考虑采取措施排除板后的积水,要保持背后空间的通风,同时背部要有连续密封的防水板,防水板要进行抗风设计。
幕墙设计时要考虑到建筑主体的防火和隔烟,在幕墙和建筑主体间设立防火带和耐火带,在建筑主体层间要进行防烟封堵,避免发生火灾时,造成玻璃幕墙损毁伤人。
3.高强硅酮结构胶的强度计算值要符合国家《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776的规定,结构胶的粘结抗拉强度要为0.6N/mm2.
4.支承结构设计中要注意自攻螺丝的选择,设计时要校核螺纹的承载能力,必要时要采用细牙螺纹。
四.结束语
目前为止,点支式玻璃幕墙是出现不久的玻璃幕墙支承体系,由于在此方面的可借鉴经验较少,在设计时要进行充分考虑和实验研究。
参考文献:
[1] 王英林,吕令毅,宋启根,贾军波,Wang Yinglin,Lu Lingyi,Song Qigen,Jia Junbo 点支式玻璃幕墙概率设计方法[期刊论文] 《工业建筑》 ISTIC PKU2000年12期
[2] 黄诚,张宇,孔维祥 单层平面索网点支式玻璃幕墙设计与施工[期刊论文] 《施工技术》 ISTIC PKU2003年7期
关键词:村镇 火灾 数字仿真 决策支持
中图分类号:tp391.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)04-0112-02
1 引言
随着信息技术的发展,利用计算机模拟火灾并进行分析,以实现火灾信息管理与应急决策支持,成为防火救灾的发展趋势。加利福尼亚大学以Pola-Alto市为试点,设计实现了火灾损失计算机模拟模型[1];清华大学许云等对城市地震次生火灾危险性概率和城市消防指挥调度系统进行了研究;中国地震局地质研究所许建东等研究了复杂系统条件下城市地震次生火灾蔓延的数学模型;北京大学的王文俊等对城市119消防指挥调度系统的快速火警识别、车辆跟踪等问题进行了研究[2]。虽然在火灾仿真方面取得了不少研究成果,但这些研究都是基于城市进行火灾预防信息管理、数字仿真以及灾后信息分析与评估,目前,还没有针对于村镇进行的专门研究。
因此,本文首度以村镇应用为目标,基于通用的B/S系统架构,采用先进的ArcGIS技术对火灾数字仿真分析系统进行研究,使得村镇政府在有效管理基础信息的基础上,实现火灾数字仿真,为村镇政府提供直观的信息服务和决策支持。
2 系统设计
2.1 设计原理
村镇火灾数字仿真分析系统的主要功能有:建立村镇火灾数字仿真模型,实现火灾演变过程的动态模拟;建立信息管理模型,实现生命线等基础信息和抗灾设施等灾害信息的可视化管理;建立应急反应模型,实现突发事件应急决策支持;利用GIS技术的图形表达功能,实现上述结果的可视化表达。系统总体设计思路如图1所示。
建筑物、生命线工程、抗灾设施等信息通过信息管理模块,为火灾数字仿真提供信息支持;火灾形成机理是火灾数字仿真理论的基础,GIS技术是火灾数字仿真平台的核心;火灾数字仿真结果直接用于指导应急决策和安全空间规划。
2.2 系统流程
系统仿真分析功能可分为火灾危险概率分析、火灾蔓延模拟、消防应急指挥和火灾损失预测四部分。由于各个模型的运算是以其它模型的结果为参数,因此系统按照消防扑救调度模式设置模型的运算顺序和操作步骤。系统模型运算流程如图2所示。
2.3 体系结构及开发技术
系统采用基于B/S模式的WebGIS体系结构,客户端使用标准的Web浏览器与服务器进行交互,同时基于组件的思想,将系统分为可重构、可扩展的组成部分。为了更好地处理相关部分的业务需求,系统实现在B/S结构基础上进行扩充,采用三层模式作为体系结构。
用户层使用浏览器与系统交互,主要使用Ajax技术结合Html技术实现,能够实现图形化的友好界面,改善用户体验并方便用户使用系统功能。
中间层属于系统核心部分,用C#语言实现,具有数据处理灵活、功能适用、操作方便的特点,同时保证了系统的运行速度和兼容性。中间层包括表示、业务和访问三个子层。表示层为浏览器提供界面表现;业务层包括可视化信息查询与管理、火险分析、火灾蔓延分析、损失预测与归档等;访问层提供数据库存取功能,使系统能够访问属性数据和空间地图数据等不同类型服务。
数据层主要是指属性数据库和空间数据库,用于构建火灾基础信息数据库、村镇空间数据库、仿真模型库、仿真算法库和历史档案数据库等。
2.4 开发技术
系统采用Visual Studio 2008作为开发平台,编程语言为C#,同时采用ArcGIS Server9.3.1作为GIS功能服务平台。数据库采用SQL Server2005,操作系统采用Windows Server2003企业版。硬件平台选择P5,主频3.0Ghz,内存4GB,硬盘250GB。
3 仿真方法
火灾仿真模型根据建筑物相关数据以及天气和环境等信息,计算单体建筑物发生火灾的概率;在某个建筑发生火灾后,根据着火点位置以及当前天气情况,计算火势蔓延速度,并根据火灾持续时间,分析处于蔓延范围内的建筑物,为救援提供决策支持。
3.1 建筑物火险概率分析模型
根据当前天气情况对单体建筑物发生火灾的概率进行计算。
输入数据:
(1)建筑物缺省属性:是否有可燃物、可燃物可燃性等级等,为建筑物的基本数据属性,源于建筑物字典表。
:建筑物中有无可燃物,有其值为1,没有为0;
:可燃物对产生火灾的影响。
(2)天气、季节、环境等影响,采用表示。
计算公式:
为建筑j的发生火灾概率。
输出结果:。
3.2 火灾蔓延分析模型
确定发生火灾的建筑物的空间位置后,计算特定时间内火灾蔓延范围。
输入数据:
(1)发生火灾的建筑坐标,为建筑物的空间数据,源于地图。
(2)火灾持续时间。
(3)发生火灾建筑物的层高,为建筑物的基本数据属性,源于建筑物字典表。
(4)火灾发生时的风速。
计算公式:
(1)火灾蔓延速度计算
其中,V为火势蔓延速度,单位为m/s;U为风速,单位为m/s;BH为发生火灾建筑物层高,单位为m。此计算公式假设蔓延区内的燃料属性均匀同质,不考虑坡度的影响。
(2)火灾蔓延范围半径计算
其中,T为火灾持续时间。
(3)其他建筑物到灾点建筑物距离计算。
(4)
其中,为建筑物j到发生火灾建筑i的距离;和为建筑物j的经度和纬度;和为发生火灾建筑物i的经度和纬度;为地球半径。注意,确定经度纬度时许遵循以下原则:在东经取经度的正值,西经取经度负值,北纬取90减去纬度值的差,南纬取90加上纬度值的和。
输出结果:将与V进行比较,确定处于火灾蔓延范围的建筑物。
4 系统实现
4.1 建筑物火险概率分析及显示
在图3操作界面中选择天气状况后,系统自动计算出单体建筑物的火险概率并列表显示。
依据图3初步量化得到的建筑物火险概率,通过指定火险概率阈值,确定火灾隐患建筑物,并在地图中直观显示,操作界面如图4所示。其中,界面上侧列表显示超过阈值的建筑属性信息,下侧地图红色高亮显示高火险建筑物空间信息。
4.2 火点空间定位及信息显示
在图5所示的操作界面中,在地图上点击发生火灾的建筑物,界面列表显示该建筑物的属性信息,地图显示该建筑物的空间信息,同时,可在下侧的火灾信息列表中录入本次火灾的相关数据。
4.3 火灾蔓延分析及显示
在图6所示的操作界面中,使用下拉列表框选取要分析的火灾后,输入火灾持续时间,点击确定按钮,列表显示处于火灾建筑物的信息,地图红色高亮显示处于蔓延范围的建筑物群。
5 系统应用及结论
基于Web的村镇火灾数字仿真与分析系统,为村镇政府在有效管理基础设施和抗灾设施的基础上,提供火灾的数字仿真,为灾前预防、灾害应急、灾后评估提供可操作的技术支持系统,将决策支持架构在空间数据上,为村镇管理者提供直观的信息服务和决策支持,避免客观环境和人为因素造成的时间延误和决策失误,从而使财产和人员伤亡减少到最低程度。系统在辽宁省多个村镇运行过程中,反应良好,为村镇的抗灾设施建设、高危险源管理以及火灾模拟分析提供了有力决策支持。
参考文献