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【關鍵詞】超高層建筑;防火設計
前言
隨著社會經濟的發展,各地相繼建設了不少高層建筑,由于導致高層建筑發生火災的因素較多,撲救難度大,因此高層建筑應立足于自防自救,采取可靠的防火措施,達到預防火災的目的。現行《高層民用建筑設計防火規范》對高層民用建筑防火設施作了嚴格規定,對建筑高度超過100M的高層建筑,即所謂超高層建筑,在遵守一般高層建筑的通用防火規定外,增加了合理的防火技術要求。建筑高度超過250M的民用建筑采取的特殊防火要求,要提交國家消防主管部門組織專題研究論證。超高層建筑發生火災,撲救難度更大,成災后果嚴重。在超高層建筑防火設計過程中,隨時會出現一些新的問題。所以正確運用規范,采用先進的防火技術,保證超高層建筑的防火安全至關重要。
一、超高層建筑火災的危害性分析研究
1、火勢蔓延快。高建筑物的排氣道、電纜井、樓梯間等豎向井道中,若忽略防火分隔,或方法處理不當,產生火災時,災情短時間內會迅速擴大。據測定,火災剛發生時,因空氣對流在水平方向造成的煙氣擴散速度為0.3m/s,火勢猛烈后,由于高溫狀態下的熱對流而造成的水平方向煙氣擴散速度為0.5~0.8m/s,煙氣沿樓梯間或其他豎向管井擴散速度為3~4m/s。如一座高度為 100m的高層建筑 ,如無阻擋,只要半分鐘即可將火勢引至頂層,造成嚴重影響。風對高層建筑火災有較大的影響,測定顯示,當建筑物10m高處的風速為5m/s時,在30m高處為8.7m/s,60m高處為12.3m/s,90m高處為15m/s,由于風速增長,導致火勢的蔓延,因此更加難以控制和撲滅。
2、疏散困難。高層建筑的特點:一是層數多,疏散到地面時間長;二是人員較多,不易疏散;三是高層建筑火勢蔓延極快,增加了疏散困難,甚至威脅到生命安全,火災案例分析表明,在火災中有一半人數以上是被煙熏死的。
3、撲救難度大。高層建筑起火時,受到多種因素的影響,撲救十分困難。例如:熱輻射強、煙霧濃、火勢向上蔓延的速度快,消防隊員難以堵截;消防隊使用的滅火及救護設施高度有限,因此室內消防給水設施是撲救高層建筑火災的主要設施。當火勢擴大,形成大面積火宅時,室內消防水量不足,需要利用消防車向高樓供水,但消防水帶耐壓能力常常不能適應需要,此外,建筑物如果沒有安裝消防電梯,消防隊員因攀登高樓體力不夠,不能及時達到火層進行撲救,消防器材也不能隨時補充,均會影響撲救。
4、火險隱患多。高層建筑通常功能多元化,易燃物多,若管理不當,發生火災可能性很大。特別是一些面積大、超高層建筑,情況更為復雜,一旦發生火宅,后果不堪設想。
二、超高層防火疏散設計的策略分析研究
高層建筑在設計時必須結合各類建筑的功能要求,考慮防火安全。我國在1982年底,經國家經委和公安部聯合頒發的《高層民用建筑設計防火規范》GBJ45-82(施行)屬于國家標準,設計人員應按照《規范》要求進行防火設計,設計單位應對工程項目的防火設計負責,凡不符合設計防火規范的工程,不能上報審批或交付施工。在設計超高層建筑的防火時,重點應考慮以下幾個方面。一是總體布局要保證安全暢通。保持與其它各類建筑的防火間距,對廣場、空地和綠化做好合理規劃,保證消防車可以順利接近高層建筑。二是合理進行劃分防火區。采取每層做水平的區分(以防火墻劃分)和垂直的分區(以耐火的樓板劃分),將火勢控制在起火單元內加以撲滅,防止向上層和相鄰單元擴散。同時,對各種管道及線路的設計要盡力消除取火及蔓延的可能性。三是構造設計要使建筑物的基本構件(墻、柱、防火門等)具有足夠的耐火極限,以保證火災時結構的耐火支持能力和分區的隔火能力。四是安全疏散路線要簡明直接。在靠近防火單元的兩端布置疏散樓梯,控制最遠房間到安全疏散出口的距離,做好疏散樓梯的防火封閉和排煙措施,以保證人員安全迅速地撤離。五是盡量做到建筑物內部裝修、隔斷、家具的不燃化或難燃化,以減少火照的發生和降低蔓延速度。六是做好建筑物的室內、外消防給水系統的設計,保證足夠的消防用水量和最不利點的滅火設備所需的水壓。七是采用先進可靠的自動報警和滅火系統并正確地處理安裝位置及聯動控制功能,控制和智慧報警、滅火、排煙、疏散等。總之,高層建筑的設計必須嚴格執行國家頒布的設計防火規范,包括各種正在制定,即將公布的有關專業規范。必須從整體考慮,包括各種正在制訂,即將公布的有關專業規范。必須從整體考慮,加強建筑與結構、給排水、暖通、電氣等工種的配合,使防火設計成為一個完整的體系。在加強防火設計的同時,還必須健全高層建筑的防火設計審核工作,保證《規范》的貫徹執行。防火設計審核工作應從兩方面著手,一是設計單位內部,從設計組到設計室以及院管理室都應建立防火設計審核制度,明確防火負責人。二是根據《中華人民共和國消防條例》規定,縣級以上公安機關設立消防監督機構,負責消防監督工作,各地公安消防監督機關根據此制訂相應的管理規定,把高層建筑列為重點審查項目,從方案設計到最后的施工圖,都須報審,未經公安消防監督機關審核批準的工程設計,不得交付施工。設計部分內部和公安消防監督機關的審核工作,都應該結合實際情況,保證防火規范得到正確、前面的貫徹。防止由于建筑單位和設計人員不重視或不理解,使《規范》不能得到很好的貫徹,留下隱患和造成難以解決的后果。
防火設計中還有一件不容忽視的問題,就是設計中的一些關鍵設備,如防火門、防火閥、防火卷簾、事故照明、消防電梯、自動報警和滅火設備的生產制作,要得到落實。防止施工中由于沒有產品而甩項,或采用不合格的代用品,造成日后使用中的不安全。因為建筑防火產品的生產還沒有引起社會的重視,長期來普遍存在這種現象。這需要設計、消防以及生產部分共同努力來解決,但首先是設計部門。完整的防火設計中藥提供一切必要的圖紙和明確產品的型號、規格,才能使設計計劃得以實現。沒有定性產品的時候,應組織研或從國外引進,使問題得到解決。對工程中多采用的由外國引進的建筑裝飾材料和消防器材設備等,均需經公安消防監督機關檢驗測定,凡達不到我國國家標準的,不得安裝使用。
三、結語
為了預防建筑火災,人們研究制定了多種防治對策,例如建立各種形式的消防隊伍和機構、設計制造不同的防火滅火設施、制訂與各種防火用火規范條例等,其中搞好建筑物的防火設計室防止火災發生、減少火災損失的關鍵環節。隨著科學技術和世界經濟的迅猛發展,超高層建筑的出現已逐漸成為普遍,這些巨人在防火疏散設計方面是一個復雜的系統工程,因此,為超高層建筑防火設計尋找新思路,增加建筑防火設計的靈活性和多樣性顯得越來越重要。
參考文獻:
關鍵詞:高層民用建筑;防火規范;問題
時至今日,《高層民用建筑設計防火規范》已經歷時30年,在此期間,該規范被修改5次,每一次的修改都是消防專家根據實際情況并結合相關理論進行的,它凝聚了消防專家們的所有心血和智慧。近幾年來,我國高層民用建筑的數量大量增加、周圍環境越來越復雜、室內設計也在不斷更新,然而《高層民用建筑設計防火規范》還尚未隨著實際情況的變化而更新,這就導致防火規范中存在著一些不妥之處,其中的很多條文和規定已經無法適應新形勢的發展,甚至有些條文表述不夠嚴謹,容易出現執行者產生多種理解或者理解錯誤的現象。接下來,就針對《高層民用建筑防火規范》中的若干問題進行分析。
1.高層單元式住宅入戶門和窗戶墻的設置
1.1住宅戶門的設置
《高規》規定:對于18層以下的高層民用建筑,每層都用設置一座防煙樓梯間和一個安全出口;每個單元都應該設置一座通向樓頂的疏散通道;住宅的戶門應該為甲級的防火門,戶門不應該直接開向前室,如果必須開向前室,那么這個戶門必須也是甲級防火門;單元與單元之間的防火門應該是乙級防火門;18層以下的單元式住宅和較小規模的它是住宅,都只需要設置一部疏散樓梯,在單元式住宅設置防煙樓梯間和消防樓梯間。
一般而言,塔式住宅與單元式住宅相比,塔式住宅的危險性更大,但是規范中要求塔式住宅戶門沒有開向前室的時候,可以設置成普通門,而開向前室的時候只需要設置成乙級防火門,而單元式住宅的戶門則無論遇到怎樣的情況都設置甲級防火門,這種規范要求與實際情況完全相反,很顯然《高規》對戶門的要求是存在較大問題的。其次,《高規》意指出,18層以下的單元與單元之間必須設有甲級防火門,是不是該理解為18層及18層以上的單元與單元之間就不必設置甲級防火門,并且戶門直接開向前室時是不是可以設置為普通門。由此,我們可以看出,這些條文的規定雖然較為全面,但是表述不夠嚴謹,甚至會讓人產生錯誤的理解或者多種理解。
1.2窗間墻和窗欄墻的設置
《高規》規定:18層以下的單元與單元之間應該設置防火墻,當塔式住宅戶門開向前室時,不需要設置窗間墻和窗欄墻,而單元式住宅的戶門無論有沒有開向前室,都應該設置窗間墻和窗欄墻,并且對窗間墻和窗欄墻的寬度和高度進行嚴格要求,其寬度和高度不得低于1.2m,并且是不燃燒體墻。
通過《高規》的規定分析,我們可以知道,對于窗間墻和窗欄墻的設置,單元式住宅明顯嚴格于塔式住宅,但是塔式住宅與單元式住宅相比更具有危險性,因此,這種設置是不合理的。并且,對于塔式住宅的窗間墻和窗欄墻的寬度和高度均沒有進行規定,這對建筑來說,不能形成有效的整體防火。
2.高層建筑底部營業廳疏散通道寬度的設定
2.1《高規》對疏散寬度的設定
《高規》規定:高層建筑內的走道寬度應該按照人數計算,對于凈寬度,應該按照通過人數每100人大于或者等于1m計算;對于疏散外門的總寬度,應該按照人數最多的一層進行計算,每100人大于或者等于1m計算;對于疏散樓梯間及其前室的門凈寬,應該按照每通過100人大于或者等于1m計算,最小凈寬度應該大于或者等于0.9m。對于每100人疏散凈寬度的規定是1m。
2.2對《高規》疏散寬度設定的分析
高層民用建筑中的底部商業營業廳與其上部的場所是完全沒有聯系的,因為兩者之間有完全的防火分隔和獨立的疏散通道,因此,如果是上層著火,那么底部的營業廳受其影響并不大,這就從側面反映出,高層民用建筑底部的疏散與其他民用建筑中商業營業廳的疏散沒有太大的區別;如果是底部的營業廳著火,這一疏散與其他民用建筑中的商業營業廳的疏散也沒有太大區別,但是,上部的疏散會受到一定程度的影響。對于疏散寬度的設定,應該對上部的每100人疏散凈寬度適當增加,對于底部的疏散寬度則無需改變。所以,《高規》中設定的疏散寬度與實際情況并不完全符合,在實際設定中,應該充分遵循《建規》中對疏散寬度的設定,即地上一、二層定為0.65m,地上三層定為0.75m。
3.高層民用建筑中對娛樂場所的相關規定
3.1對廳室出口的設置
《高規》規定:位于兩個安全出口之間的房間,建筑面積小于60平方米的,可以設置一個疏散門;位于走道盡端的房間,建筑面積小于75平方米的,可以設置一個疏散門。但是對于位于高層民用建筑首層、二層和三層的歌舞娛樂場所沒有設置相關規定。這就容易引起誤解,對于首層、二層和三層的廳室出口應該參照怎樣的標準,沒有進行準確的定位。為了保證首層、二層和三層的準確的參照標準,應該根據實際情況設定,參考建筑面積小于60平方米的標準。
3.2對排煙設施的設置
《高規》明確規定:在高層民用建筑中,如果娛樂場所設置在三層以上部分,對于建筑面積大于100平方米的房間需要設置排煙設施;如果娛樂場所設置在地下時,對于建筑總面積大于200平方米的房間需要設置排煙設施。但是,其中并沒有明確規定高層建筑的首層、二層和三層的娛樂場所需要設置排煙設施的標準,所以,《高規》對于娛樂場所的規定并不是完整的,為了保證高層民用建筑的全面防火安全,應該在《高規》中補充相應條文。
4.結束語
隨著經濟的快速發展,社會建筑工程突飛猛進,民用建筑作為人們穩定生活的保障,在建筑工程設計中必須加強建筑安全方面的設計工作,目前,影響民用建筑最為嚴重要素之一的火災,已經成為所有建筑過程設計階段最為關注的問題。尤其是對高層民用建筑防火的設計,更是現今社會關注的焦點問題,為了確保現階段高層民用建筑防火安全,筆者認為完善民用建筑設計防火規范最為關鍵,為此,針對《高層民用建筑設計防火規范》的若干問題進行了簡要論述。
參考文獻:
關鍵詞:火災特點;消防;審核;舉措
中圖分類號:TD75+1 文獻標識碼:A
1 高層建筑的火災特點
高層建筑不僅樓層多,使用設備諸多,而且內部設有樓梯間、送排風管道、垃圾道等豎向管井等,其建筑結構使高層火災呈現出以下特點:
1.1 高層建筑的危險性
隨著近年來高層建筑發展。建筑內部在裝修時也多采用可燃有機材料和復合材料,一旦發生火災,火災都有可能在短時間內蔓延到整棟樓。
1.2 人員疏散困難
由于高層建筑人員密集,所以當發生火災時,人員在疏散困難,因為當人類生命受到威脅時求生欲望就也強烈,出于本性都想往通道尋找出口逃生,往往會造成恐慌,出口擁堵,出現人踩人的情況,甚至有傷亡現象發生。
1.3 高層建筑的火災撲救困難
由于樓層較高,消防人員在火災撲救的同時也要兼顧到人員疏散的責任,但是,消防人員難以接近火點和體力消耗較大,還有停電、大量濃煙、猛烈的火勢等等因素,所以消防人員的撲救工作面臨著嚴峻的挑戰。
2 高層建筑中的消防審核重點
針對高層建筑的火災特點,消防審核工作應把握以下重點:
2.1 高層建筑的登高面與登高車操作場地
消防人員在到達火災現場開展救援時,必須具備登高面和登高消防車操作場地的支持。所謂登高面,是指登高消防車在靠近高層建筑主體,進行消防車登高操作使消防人員實施滅火的建筑立面。登高車操作場地則是指沿建筑登高面實施登高作業的空間場地。對高層建筑的消防審核首先要重視登高面和操作場地問題,它是火災救援最基本的建筑條件。但是我國《高層民用建筑設計防火規范》只是對高層建筑登高面提出了要求,對登高操作場地卻沒有明確的規定。這主要是因為我國各地區經濟發展水平不同,樓宇建筑特點不同,消防隊購置的消防車型號不同,現場救援的需求也會有所區別。作為消防審核部門必須確保登高操作場地與當地實際情況相匹配,防止建筑方因規范內容存有余地而在設計和施工中能減就減,給日后救援帶來阻礙。
2.2 高層建筑的應急避難層設置
我國《高層民用建筑設計防火規范》對高層應急避難層的設計做出了規定,要求高層建筑從首層開始,第一個避難層和第二個避難層之間的距離不宜超過15層。當火災發生時,在第一個避難層的人員不能再由樓梯層疏散時,可以由消防人員借助登高車將人員疏散下來。從各地區建筑的實際來看,多數樓宇設計都將15層作為避難層間的分界點。但是作為消防審核部門,務必要以地區實際為參照,因為應急避難層決定著消防人員需要直接進行疏散的位置,如果消防裝備不能完成這一高度范圍的救援,僅僅在建筑中將15層設置為避難層分界點是有失實踐意義的。消防審核部門應綜合分析地區救援實際對本地區高層建筑設計加以指導。
2.3 高層建筑的耐火能力
考慮到高層建筑施救的困難,耐火性能的審核不可忽視。高層建筑首先需要降低火災發生率,其次當火災確實發生后,還必須保證人員撤離的足夠時間,以及建筑樓體能繼續保持完整。因此,高層建筑達到耐火極限不僅可以防止樓體本身的坍塌毀壞,減少人員傷亡、財產損失,而且也為消防人員的營救爭取了時間。我國《高層民用建筑防火規范》對高層建筑不同部位的耐火性能和極限提出了要求,如墻柱的耐火極限和燃燒性能應為3小時。但是高層建筑的結構有其自身特點,一般以鋼結構和鋼筋混凝土結構為主。鋼結構耐火性能差,混凝土結構雖耐火能力強,卻容易發生變形。所以消防審核部門應著重對高層建筑的保護措施進行審核,如使用耐火材料將鋼結構包裹起來,噴涂防火材料等,都可以起到抑制火災的作用。
3 高層建筑實施消防審核的舉措
按照以上審核重點,消防審核部門應著力推進指標體系、審核隊伍、審核制度的建設,以達到理想的審核效果,維護高層建筑的安全。
3.1 確立高層建筑消防審核指標體系
我國目前涉及高層消防設計的規范較多,如《高層民用建筑設計防火規范》、《火災自動報警系統設計規范》、《自動噴水滅火系統設計規范》等,且每部具體規范中的內容又需要依據當地實際情況落實。消防審核部門應綜合現有的規范指導,確立符合地區消防需求的高層建筑審核指標體系,將需要審核的內容分層設置,層層細化,以達到全面審核、抑制風險的目標。消防審核部門在制定指標體系的過程中,應注意和建筑部門、施工部門展開溝通,詳細講解國家規范在本地區內的執行要求,使高層建筑的設計能夠充分體現宏觀規范與微觀實際的緊密結合,既降低火災發生概率,又為可能發生的現場救援創造便捷的條件。
3.2 塑造高層建筑消防審核專業隊伍
對高層建筑的消防審核不僅是國家賦予地方消防機構的行政許可權力,更是充滿技術含量和責任使命的檢查工作。承擔消防審核任務的工作人員應具備綜合型、復合型能力,既要掌握國家法律法規、政策規范的各項要求、技術標準,同時還要熟悉高層建筑技術、材料的最新應用進展,能夠從實踐角度分析可能產生火災的隱患,以及現場施救的條件。為此,消防部門應打造專業審核隊伍,用專業水準完善對高層建筑火災風險的防范。
3.3 創建高層建筑消防審核執行制度
高層建筑的消防審核是一項持續性的工作,設計期間、施工期間、使用期間都會存在火災風險控制的不同需求。消防審核部門應創建系統的審核制度,除規定審核指標體系的應用、審核人員的專業素養外,還應對高層建筑不同時期的審核任務予以明確規定,使設計期間的宣傳指導、施工期間的建筑構造審核、使用期間的消防安全檢查有機貫穿起來。
結語
對高層建筑的消防審核需要以國家規范為指導,并結合各地實際情況制定具體的審核指標,從而有效降低高層火災的發生概率,提高現場施救能力。相信伴隨審核工作與消防技術的發展,城市高層建筑的安全性能將會繼續提高。
參考文獻
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我國早期建筑受技術水平及設計發展水平的限制,建筑防火技術在民用建筑設計當中發展的并不是很理想,建筑火災曾多次發生,給人們的生命造成里極大威脅,使人們的財產蒙受了巨大的損失。近年來隨著我國經濟實力和科技發展水平的不斷進步,以及在民用建筑設計水平不斷提升的影響下,建筑防火技術也同樣取得了巨大進度。下文主要就建筑防火技術中幾個關鍵部分加以論述,在民用建筑設計當中如果能夠將這些防火技術綜合的加以運用,我國民用建筑工程防火性能將邁上一個新的臺階。
2建筑防火技術在民用建筑設計中的運用
2.1建筑材料的選擇與運用
通過對民用建筑火災事故原因的調查可以發現,很大一部分火災是由建筑裝修材料的燃點過高所引起的,由此可以看出建筑裝修材料對防火的重要性。建筑材料所引發的火災危害主要來自于兩方面原因。一方面在于建筑設計人員在進行裝修材料選擇的過程中將經濟效益擺在了設計工作的首位,忽視了對建筑材料防火性能的考慮,選用的材料由于燃點過高容易在施工和使用過程中引發火災。另一方面是建筑材料燃燒過程中會產生大量有毒有害氣體,這些有毒有害氣體對人體造成嚴重危害,火災發生后影響人員的撤離,同時也為消防工作帶來極大的不便。為此建筑設計人員要想提高民用建筑的防火性能,就必須把好建筑裝飾材料關,從材料的選擇與運用入手,努力提高民用建筑的防火性能。
2.2民用建筑建筑結構設計中所蘊含的防火技術
建筑防火設計中,建筑構造是比較容易處理,但又是容易被忽視的環節,歸納起來有以下幾點:一是,防火墻不宜設在U字形或者L字形等高層建筑的內轉角處。當設在轉交附近時,內轉角兩側墻上的門窗洞口之間最近邊緣的水平距離不應小于4m”當相鄰一側裝有固定乙級防火窗時,距離可不限。緊鄰防火墻兩側的門窗洞口之間最近邊緣的水平距離不應小于2m。當水平距離小于2h時,應設置固定乙級防火窗。二是,管道井應每隔兩層或者三層在樓板處用相當于樓板耐火極限的不燃燒體做防火分隔”建筑高度超過100m時,每層分隔。井壁上的檢修門為丙級防火門。三是,防煙樓梯間前室和封閉樓梯間的內墻上,除在同層開設通向公共走道的疏散門外,不應開設其他的房間門窗。消防電梯應每層停靠。消防電梯前室宜靠外墻設置,在首層應設直通室外的出口或經過長度不超過30m的通道通向室外。
目前《建筑設計防火規范》要求的鋼筋最小保護層厚度,是考慮保護鋼筋不被銹蝕,而沒有考慮發生火災后,高溫對鋼筋的影響,為了避免鋼筋在火災時變形過大,降低鋼筋與混凝土之間的粘結力,在設計時應適當增大鋼筋保護層厚度”特別對于預應力鋼筋混凝土構件的保護層《,建筑設計防火規范》規定的最小厚度,比普通混凝土構件還小,這樣耐火性能更差,必須采取加大鋼筋保護層厚度,或吊裝后下表面抹灰等保護措施,提高耐火極限,達到滿足防火安全的要求。
2.3建筑設計中平面布局與設置對民用建筑防火的影響
建筑設計中的平面布局及設置對有效避免火災發生和減少火災發生后的損失有著非常重要的作用,尤其是在一些公共場所建筑設計的平面布局對防火所起到的作用更為突出。建筑防火設計要嚴格的參照具體的建筑設計防火相關規定加以執行,并將建筑防火問題納入到建筑設計考慮的范疇當中,從工程建設之初建筑設計開始加強建筑防火。設計當中的平面設計和布局要符合《建筑防火規范》的具體規定。對建筑防火起關鍵作用的便是平面設計和布局。以商場和幼兒園在建筑設計中的平面布局為例:商場作為人員相對比較集中的公共場所,一旦發生火災人員的緊急撤離與疏散顯得格外重要,為此商場營業挺通常情況下不應設在地下三層或是三層一下。幼兒園中主要是小朋友,一旦發生火災小朋友在危險狀況下的自我保護能力和撤離能力是非常弱的,為此幼兒園不已設置在高層建筑物的高樓層內,此外為保障兒童在火災現場安全撤離,還要針對幼兒設計專門的單獨出入口。
2.4民用建筑設計當中對安全疏散問題的把握
疏散問題一直以來都是建筑防火設計的重點內容,設計當中主要考慮疏散的距離、寬度和樓梯間三方面的內容。在這三個方面中又一疏散距離為設計重點,《建筑設計防火規范》當中對疏散距離這一問題有著具體明確的規范,但在具體的設計當中對撤離距離的把握還應注意一下加點問題:
第一,在具體的設計當中,例如高層建筑中主要的公共性活動空間內部各點距離最近的疏散口的最短距離應維持在三十米以內,其它房間最遠一點與疏散口的距離也應維持在十五米以內,上述兩點在《高層民用建筑設計防火規范》中有詳細的規定,但在具體的設計當中要引起足夠的重視,必須加以注意。
第二,房門與房間內部之間的距離依據《建筑設計防火規范》中的相關規定要被控制在袋形走道兩側的最大間距之內,如果建筑內部裝有自動噴水滅火器,此種情況下房門與房間之間的距離可以增加規定距離的四分之一。
第三,對于某些情況,像丁字形內走道的距離,可按照位于兩個安全出口之間距離的要求考慮,其中袋形走道部分的長度應加倍計算。安全出口的概念也是容易經常混淆的問題,能否將通向相鄰防火分區的疏散口當作安全出口許多時候會出現疑問。對于地下空間而言,規范中比較明確的規定可利用防火墻上通向相鄰分區的防火門作為第二安全出口。《高層民用建筑設計防火規范》中闡明,每個防火分區的安全出口不應少于兩個,當防火墻上有防火門連通,且兩個防火分區的面積之和不超過一個防火分區面積的1.4倍時,可以設一個安全出口。由此推斷,安全出口主要是指直通室外的樓梯間或外門,在某些條件下,通向鄰近防火分區的防火門可以當作安全出口。
2.5民用建筑設計中的防火和防煙分區設計
防火分區面積的確定,主要應該考慮最大防火分區的限定與防火分區有關的防煙分區問題也是一個經常容易出現疏漏的問題。首先,一般情況下防煙分區僅限于高層建筑和地下車庫《,高層民用建筑設計防火規范》規定:設置排煙設施的走道,凈高不超過六米的房間應設擋煙垂壁,劃分防煙分區,每個防煙分區的面積不宜超過500m2,且防煙分區不應跨越防火分區。其次,設有機械排煙系統的汽車庫,防煙分區的建筑面積不應超過2000m2,且不應跨越防火分區。最后,多層建筑中,地下公共場所、無窗房間或有固定窗扇的地上房間,以及超過20m且無自燃排煙的疏散走道或有直接排煙自然通風,但長度超過40m的疏散內走道等設防煙、排煙設施的房間內也應該參照《高層民用建筑設計防火規范》的標準,即每500m2設置防煙分區。
關鍵詞:建筑防火設計 性能化分析
Abstract: the building fire engineering design commonly used method undertook preliminary discuss, pointed out all sorts of methods advantages and disadvantages, and the " performance " fireproof design and application prospect.
Key words: building fire safety design; performance analysis
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:
1.建筑設計與建筑防火的關系
大型、重要建筑的可行性研究報告、初步設計中單獨設立建筑防火專篇,建筑防火是建筑設計的有機組成部分。合理的建筑防火設計能保證建筑物的使用安全。《建筑設計防火規范》、《高層民用建筑設計防火規范》是建筑設計的強制規范。
1.1現代建筑的發展趨勢
前些年,建筑功能相對簡單,高層建筑、超高層建筑較少,建筑設計過程中,按照《建筑設計防火規范》、《高層民用建筑設計防火規范》要求設計,基本能夠滿足消防安全要求。近幾年,隨著我國城市建設和建筑科學技術的發展,一批功能復雜、面積或空間較大的大型建筑、超高層建筑應孕而生。
建筑外觀體量的龐大化、摩天化,顯示了現代建筑的雄偉和神奇,各類功能場所在一起,共同組成一個建筑群,甚至一個超大規模的建筑物,建筑高度不斷增高,這些都給消防滅火的登高作業、內攻偵察、火場供水等帶來了不少困難。結構外殼的輕靈化、通透化,創新了現代建筑的風格與形象;新穎的鋼結構使建筑的跨度增大,荷載減少;玻璃幕墻或金屬幕墻的運用使建筑外形日趨明快。但這些卻都造成建筑的耐火等級的降低,建筑構件的耐火極限的縮短,也造成豎向防火分隔難以實施。內部環境的互融化,智能化,豐富了現代建筑的情趣和內涵,花園式室內庭院,集中控制的樓宇設施,將整個建筑融為一體,相映生輝,產生充滿韻味的空間組合,給人以舒適和貫通的感覺。但是傳統的建筑防火分區的措施難以落實,火災的排煙更加困難。
1.3建筑防火的重要性
我國現行的建筑防火法規是《建筑設計防火規范》、《高層民用建筑設計防火規范》,規范的條文嚴謹細致,在耐火等級、平面布置、安全疏散、消防給水、防(排)煙和電氣等方面都有嚴格要求。但在實際執行過程中,要兼顧防火安全性和投資合理性,建筑的防火設計有時達不到法規要求,這就留下了安全隱患。近年來,建筑火災頻發。
現代城市大型建筑和高層建筑越來越多,建筑物的使用功能也越來越復雜,對這些建筑而言,建筑內部防火分隔對充分預防群死、群傷特大惡性火災事故至關重要。
大跨度、大空間的建筑越來越多地涌現出來,而發生火災的幾率也隨之大幅度地增加。火災統計也表明,近年來全國各地的大空間建筑也多次發生重、特大火災事故。例如新疆克拉瑪依市友誼館火災、深圳市安貿危險品儲運公司清水河倉庫火災、北京市玉泉營環島家具城火災、中央電視臺新址附屬文化中心大樓火災等。
血淋淋的事實告誡我們:每一次重大火災,都會造成生命、財產的巨大損失。我們應該切實從思想上加強防火安全意識,從建筑設計做起,真正的做到:“以防為主,防消結合”!
2.建筑防火設計的方法
2.1目前采用方法
建筑防火設計目前有兩種設計思想,一種是傳統的“處方式”設計方法,它基于場所類型,根據國家現行技術規范進行設計;另一種是“性能化”防火設計方法,它立足于危害分析及火災假想,運用科學方法進行安全評估,從而確定設計方案。對于部分突破現行消防技術規范的設計項目,消防主管部門組織本部門和設計部門有關建筑防火專家對疑難問題進行研討,提出修改、彌補措施后形成會議紀要,以作為設計的依據,這種被稱為“專家論證會”的方法日常工作中也經常采用。
2.2“處方式”防火設計
“處方式”設計方法是根據現行的消防技術規范進行的消防安全設計,并利用現行的消防技術規范進行審核。我國廣泛采用消防技術規范進行消防安全管理,制定有《建筑設計防火規范》、《高層民用建筑設計防火規范》等40余部消防技術規范和標準,幾乎涵蓋了現有的各類行業和各種建筑。消防技術規范(標準)在對建筑物進行分類的基礎上,按有關防火安全的要求,對每項設計都詳細規定了具體的參數和指標,例如建筑物的耐火等級、防火間距、防火分區、裝修材料、安全疏散、防排煙設施、火災自動報警裝置、室內外消火栓系統、自動噴水滅火系統及其它滅火設施的設置等。它直接給出了達到規范的安全水平,不需要使用者和查閱者有高深的專業知識,不需要復雜的分析計算,對設計和監督單位來說易于掌握,易于使用,其調整修改也較為容易。設計人員根據所設計的建筑物的形式,結合本人的實踐經驗,從規范中直接選定與該建筑物相應的設計參數和指標,建審人員也是對照標準逐項進行審核。整個設計和審核過程類似于醫生開單抓藥,所以被人們形象地稱為“處方式”設計或“規范化”設計。但是,由于每座建筑的結構、用途及內部可燃物的數量和分布情況均不一樣,其居住者或使用者的條件也存在很大差異,因此按照“處方式”設計規范統一給定的設計參數所做出的設計方案,并不一定是最科學、最合理、最有效的。同時,由于規范條文本身的復雜性和對安全經濟性因素的影響考慮不夠,彈性較小等原因,也逐漸顯現出“處方式”設計規范的不足。“處方式”設計方法要求直接根據相應的消防規范,選定設計參數和指標,當遇到規范中沒有規定的建筑物類型時,就無法選用適合的防火設計方案,而這些未被規范涵蓋的建筑,往往都是形式非常特殊、功能非常特定的場所,保證這些場所的消防安全是十分重要的,可在這種情況下,“處方式”設計方法卻無能為力,就迫切需要一種全新的防火安全設計方法,這就是建筑防火性能化設計。
考慮到我國的經濟水平和建筑防火設計、審核技術力量,以強制性防火設計規范或防火設計指南為主要依據的建筑防火技術體系——“處方式”設計,在很長一個時期內仍將是適合我國國情的、較為切實可行的途徑。但現行技術體系在實際應用中出現的種種問題,說明必須對其進行深入的修訂完善。
2.3“性能化”防火設計
性能化防火設計是于20世紀末興起的一種全新的防火設計理念,與“處方式”設計方式不同的是,它不是根據確定的,一成不變的模式進行設計,而是運用消防安全工程學的原理和方法制定整個建筑防火系統所應達到的目標,在對建筑進行火災風險評估的基礎上,尋找實現建筑防火安全的最佳方案。
2.3.1與傳統的“處方式”設計相比,“性能化”防火設計具有以下優點
(1)性能化設計體現了一座建筑的獨特性能或用途、某個特定風險承擔者的需要。
(2)性能化設計注重安全目標的達到,而不考慮采取什么樣的途徑,有利于發揮防火設計人員的主觀創造性。
關鍵詞:建筑;室內;消火栓;合理;布置
中圖分類號: V244.1+2 文獻標識碼: A 文章編號:
建筑室內消火栓的布置應滿足有關的建筑設計防火規范的要求。建筑室內消火栓的位置應明顯,其間距應通過計算確定,但不能大于有關的建筑設計防火規范的要求。設計中應注意按建筑物類別正確確定室內消火栓的用水量。室內消火栓的口徑應按每支水槍流量來確定,水槍流量小于3L/s時,應采用DN50消火栓。水槍流量大于3L/s時應采用DN65消火栓。設有消防給水的建筑物,其各層(無可燃物的設備層除外)均應設置室內消火栓。消防電梯前室應設室內消火栓。低層建筑屋頂應設試驗消火栓,高層建筑屋頂應設試驗消火栓和壓力顯示裝置。
就下面幾點談談個人看法:
一、住宅消火栓的布置概況
住宅消火栓一般設在樓梯間半層平臺處,消防立管設在平臺內或平臺外。由于半層平臺在標準層標高處有梁,故消防箱只能明設,不太美觀。這種布置最好要加大半層平臺的寬度,以便行走。本人建議住宅采用這種布置方法,若半層平臺外挑,在二側設磚墻,消火栓可暗設,則更好。
也有的將消火栓設在入戶平臺處,消防箱暗設在墻內較美觀,消防立管設在入戶平臺或住戶衛生間內。此處墻體一般與廳相連,現住戶廳的地面采用木裝修的很多,消防箱暗設在墻內,日常使用中消火栓漏水(住戶裝修期間常有人開啟消火栓取水)造成木裝修發霉的甚多,住戶叫苦連天。
現住宅底層一般為雜物間、商業網點、自行車停放處、汽車庫,設有消火栓給水系統的住宅樓,該部分也應設置消火栓。現住宅樓梯間底層入口處一般設有防盜門,故設計時應注意樓梯間半層平臺的消火栓不能計入底層用房的消火栓數量。對于底層設有汽車庫的住宅樓,還應注意該樓所有消火栓均應采取DN65型消火栓,因車庫要求每支水槍的流量應大于5L/s。
二、室內消防栓的布置位置分析
1.防煙樓梯間內布置消火栓
有人將防護場所需設置的消火栓設在防煙樓梯間內。防煙樓梯間主要作用是火災時供人員疏散,與防護場所采用防火門相連,火災時防火門緊閉,可供人員疏散又可擋住煙氣,故防火門處一個縫隙也不可有,若將消火栓設在防煙樓梯間內,防護場所失火,消防水龍帶得穿過防火門才可到達防護場所救火,防火門則關不嚴,防煙樓梯間會充滿煙氣,失去其安全可靠性。故防護場所的消火栓應設在防護區內,不可設在防煙樓梯間內,否則將失去其滅火作用。
2.按防火分區布置消火栓
若建筑物每層面積較大,則每層平面要分成若干個防火分區。一般采用防火卷簾、防火墻加防火門等形成若干個防火分區。因為火災時相鄰的防火卷簾落下至底,起防火墻的作用,消防水龍帶根本無法從該處通過,而防火門需緊閉,也不允許消防水龍帶通過。此時應注意要按防火分區來設置消火栓,也就是說消火栓不可跨防火分區使用(無論是平面分區還是豎向分區)。
3.雙閥雙出口消火栓布置
《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95,2005年版,以下稱《高規》)第7.4.2條規定“18層及18層以下,每層不超過8戶、建筑面積不超過650m2的塔式住宅,當設兩根消防豎管有困難時,可設一根豎管,但必須采用雙閥雙出口型消火栓”。《高規》此條規定,本人體會是對象住宅這種火災危險性較小的場所給予適當放寬處理。可現有的設計,不管設豎管有無困難,不管是否是每層不超過8戶、建筑面積不超過650m2的塔式住宅,均采用雙閥雙出口消火栓。甚至有的二十多層的高層綜合樓也全部采用雙閥雙出口消火栓布置,這是不合理的。實際上雙閥雙出口消火栓無法滿足《高規》第7.4.2條的要求“消防豎管的布置,應保證同層相鄰兩個消火栓的水槍的充實水柱同時到達被保護范圍內的任何部位”。若火災發生在雙閥雙出口消火栓處,則兩支水槍均失去作用,該雙閥雙出口消火栓設計所保護的場所則無一股水柱可到達,造成了一定火災隱患。故應慎用雙閥雙出口消火栓,特別在火災危險性較大的場所不可使用雙閥雙出口消火栓。有的設計,消火栓間距已滿足同層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達,卻全部采用雙閥雙出口消火栓。本人認為這樣做也無必要,造成一定浪費。
雙閥雙出口消火栓可用于某些受建筑條件限制的高層住宅內。《高規》允許單元式住宅戶門采用乙級防火門后直接開向前室,還允許每個單元設有一座通向屋頂的疏散樓梯,且從第10層起每層相鄰單元設有連通陽臺或凹廊的單元式住宅可只設一個安全出口。按這些要求設計的單元式住宅,由于可設計安裝消火栓的場所僅是小小的消防前室,要在此處設二個消火栓,一是無墻面可設,二是無此必要,故只能采用雙閥雙出口消火栓。由于10層以上設了連通陽臺或凹廊,故10層以上的相鄰樓梯間的消火栓可通過凹廊或連通陽臺隔梯滅火,故住宅高層部分基本上也達到了兩股滅火水柱的要求。
4.屋頂消火栓的布置
屋頂應設試驗消火栓。有的設計工程,在屋頂上還設有熱交換站、音像控制室、鍋爐房、實驗室等,僅設一個試驗消火栓是不夠的。這種情形下,對于高層建筑來說,屋頂消火栓的布置應保證該層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達。
5.消防卷盤的布置
《高規》7.2.4條規定“高層旅館、重要的辦公樓、一類建筑的商業樓、展覽樓、綜合樓和建筑高度超過100m的其它高層建筑,應設消防卷盤。”《建筑設計防火規范》第8.6.2條推薦“設有空氣調節系統的旅館、辦公樓,以及超過1500個座位的劇院、會堂、其悶頂內安裝有面燈部位的馬道處,宜增設消防水喉設備”。從規范條文要求可以看出,火災危險性較大的場所應設消防卷盤。
《高規》第7.4.9規定“消防卷盤的間距應保證有一股水流能到達室內地面任何部位”。也就是說建筑內無需所有消防箱內均設消防卷盤。消防卷盤主要用于撲滅初期火災,只供本樓人員使用,消防隊員不使用這種設備進行滅火,故無需按消火栓布置要求來設置消防卷盤。對于按同層兩股消火栓的水槍充實水柱同時到達的要求布置的消火栓,只要有50%的消防箱增設消防卷盤即可。消防電梯前室可不增設消防卷盤,這樣既可節省投資,也可滿足規范要求、使用要求。
三、結束語
總之,建筑室內消火栓設計應嚴格按照有關設計防火規范的要求來設計,以保證設計工程防火的安全、可靠性。在控制室內消火栓的質量調控中,不僅要按照設計的規范機械你哥有效地控制,還需要依據一定的調整行工作改善建筑工程的消火栓的位置控制,提高建筑工程的整體質量。
參考文獻:
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[關鍵詞]:高層建筑 消防安全
隨著社會經濟發展,越來越多的高層住宅樓、寫字樓、商廈、娛樂場所等林立于城市之間。據統計,北京市已建成高層(10層以上)建筑達4000多幢。廣州約有7000多棟,100米以上超高層建筑就有360多棟。上海達5000多幢,其中100米以上的超高層建筑有160余幢。齊齊哈爾及哈爾濱等也達到100余棟。
一、高層建筑的火災特點致災因素多
(一)管道和豎井多,火勢蔓延迅速。高層建筑中有許多豎井和管道,例如樓梯間、電梯井、管道井、電纜井等,發生火災時,火勢會沿著豎向蔓延,成為火勢發展蔓延重要途徑,形成煙囪效應。另外,在高層建筑中,特別是高級賓館、綜合樓和圖書館、辦公樓等高層建筑,一旦起火,燃燒猛烈,蔓延迅速。據測定,在火災初期階段,因空氣對流,在水平方向煙氣擴散速度為0.3米每秒,在火災燃燒猛烈階段,各管井煙氣擴散速度則可達3-4米每秒。假如一座高度為100米的高層建筑發生火災,在無阻擋的情況下,半分鐘左右,煙氣就能順豎向管井擴散到頂層,其擴散速度是水平方向的十倍以上。
(二)人員密度大,排煙、疏散逃生困難。一是層數多,垂直距離長,疏散到地面的時間長;二是人員集中,火災時求生本能和恐慌,擁堵踩踏時有發生,使疏散難度大。三是火災時各豎井空氣流動快,火勢和煙霧向上蔓延快,機械和自然排煙受到各種因素的影響失效,導致疏散逃生加難。四是層數多,火災時普通電梯因不防煙火或停電等以致無法使用,多數安全疏散主要是靠樓梯,因層數太多,疏散耗時長,增加疏散的難度。
(三)建筑規模大,撲救難度大。高層建筑平面規模大,高度達數十米甚至達百米,當火災時,從室外對室內進行營救難度很大,建筑在高溫下還有倒塌的危險,這也給救災增加困難。此類火災主要是靠室內消防設施自救,但由于經濟技術條件所限,內部的消防設施還不是很完善,尤其是二類高層仍以消火栓系統撲救為主,因此,撲救火災往往遇到較大困難。例如:熱輻射強、火勢蔓延速度、消防用水量不足等。
(四)滅火用水多,滿足要求難。在設計上由于要考慮一定的綜合經濟因素,因此規定室內最大用水量為40升/秒,室外最大滅火用水量為30升/秒。雖然這個量有它的合理性,一般情況下也能滿足使用需求,但當火勢較大或室內系統失效時,滅火用水將無法滿足需求。
二、高層建筑在消防方面存在的的問題
(一)設計方面存在的缺陷
在高層建筑剛起步之初,設計人員不重視消防設計,只是為了拉活而滿足甲方的要求,且大部分建筑設計未經消防審核、驗收就投入使用,使其存在許多問題。例如,重要的公共場所未設消防自動消防設施,缺少消防水源,疏散樓梯間也不符合規范要求等,而這些問題在形成后就成了極難整改的頑疾,一次次地被消防部門列為重大火險隱患,又無法整改,形成歷史遺留問題,其主要表現在四個方面:一是降低標準,設置自動消防設施,在國家標準中均有明確規定,設計人員本身對各類消防技術規范了解不深,又為甲方考慮成本,導致高層建筑一些部位漏設自動報警系統和火災自動噴水滅火系統;二是內裝修追求美觀、效果,大量采用可燃物,而引起火災或因此而使小火蔓延擴大成災的案例屢見不鮮;三是耐火設計不符要求:主要體現在防火分區超面積或者安全出口數量少,未按規范要求設置封閉樓梯間、防煙樓梯間、自動扶梯充當疏散樓梯;無防排煙系統或形同虛設等。
(二)消防審核把關難
建筑防火審核,目的是為了在建筑做方案設計、可行性研究時提出問題,解決問題于萌芽狀態。但目前消防部門在建筑防火審核時仍會遇到政府干預、招商引資等種種壓力。一是三邊工程,建設單位為節省工程投資,盡快見效益,在施工過程中,邊設計邊施工,甚至擅自更改消防設施。二是邊施工邊報審,審核未通過,工程已施工了一大半,造成未按要求建設,存在先天隱患。
(三)建筑施工質量不高
現在不少建筑是由私人建筑隊承包施工,人員流動性大、素質是差、業務水平低,與高層建筑結構復雜、施工要求高不相適應。特別是建筑消防工程的施工,有些中標單位因自己沒有消防資質,便掛靠其它有資質的單位。而施工仍舊是原班人馬,造成工程施工質量粗劣。有些施工隊為了賺取利潤,私自更改圖紙,在施工中偷工減料,影響建筑耐火性能。一些消火栓、消防水帶、消防水喉、防火門、防火卷簾,以劣質次品充當合格品,給工程帶來重大火災隱患。
(四)憂患意識差,建筑消防管理難
高層建筑內消防設施名目繁多,而建筑內的消防管理人員工作制度往往是沿襲以前的保安人員工作體制。有的是領導消防意識淡薄,表現在單一使用主體的建筑物上要好一些,若是兩家以上單位共租一座建筑,便出現了建筑使用上各自為政,造成安全門封閉,疏散樓梯堵死,互相推諉、拖而不決。在長期使用中,人們往往忽視了對火災自動報警、自動滅火、自動防排煙系統等設施的管理與維護,致使消防設施出現老化、損壞等現象,“形同虛設”,發生火災時,系統不聯動,無法發揮其應有作用。
三、高層建筑的消防安全措施
(一)合理設置防火分隔設施。在高層建筑內應設置合理的防火分隔設施。在水平方向,設置防火墻、防火門和防火卷簾等防火分隔設施將各樓層在水平方向分隔成多個分區,阻止火災水平方向蔓延;在豎直方向,防火分隔設施常用樓板充當,但是在建筑中豎井,必須設置相應的防火分隔設施。
(二)留足建筑物間防火間距。在規劃時應該考火災時對周圍建筑的影響,留足間距。與相鄰建筑的間隔距離應當保證火災時不會對相鄰建筑物造成危脅,如火災使建筑倒塌,應保證間距以隔離火勢,避免引發周圍建筑物起火,以免更大的火災和損失。
(三)疏散樓梯設計合理。發生火災時,電梯因電路中斷而不能運轉,最主要的疏散通道是樓梯。樓梯間應設計成防煙樓梯、封閉樓梯間或者室外樓梯,便于火災時起到隔離濃煙和有毒氣體的作用,還能減緩火勢蔓延。設置疏散樓梯的數量應符合規定,疏散樓梯應分散布置,有利于人員向多個方向疏散,避免火災時人流擁擠,也可防止疏散樓梯被煙火封堵情況發生。
(四)設計合理的防排煙系統。火災中對人員威脅最大不只是火焰,由于火焰高溫造成的人員傷亡數遠遠少于由濃煙和有毒氣體造成的人員傷亡數。為有效控制煙氣流動蔓延,減少撲救難度,應合理設計防排煙系統,每個防煙分區應分別設置排煙口,排煙口應盡量設在防煙分區的中心部位,同一分區內設置數個排煙口時,發生火災時候所有排煙口能同時開啟。
(五)設置必要的避難層。根據《高層民用建筑設計防火規范)》規定,“建筑高度超過100 m的公共建筑,應設避難層(間)”,還規定:“避難層的設置,自高層建筑首層至第一個避難層或兩個避難層之間,不宜超過l5層。”用于發生火災時為人員提供臨時避難場所。當有火災緊急情況,人員可先就近到避難層暫時躲避,等待救援。避難層應設消防電梯出口、消防專線電話、并應設有消火栓和消防卷盤。避難層的建筑裝修材料應采用非燃燒體。
(六)設置必要的消防電梯。當發生火災時,電路會中斷,即使沒有中斷,為保障消防人員安全,避免電線短路引發另外的火災,也必須人為切斷電源,工作電梯由于斷電全部停止運轉,撲救高層建筑火災必需迅速高效,此時只有靠消防電梯才能及時進行撲救活動。消防電梯也是運送消防人員、消防器材盡快抵達火災現場和搶救傷員撤離火災現場的一種交通工具,同時為撲救火災贏得時間
(七)設置實用的應急照明系統。傳統的高位應急照明安裝技術常用于較高頂棚的空間、疏散走道的頂棚下方或距地面有一人高度的墻壁上,一般采用傳統的儲蓄型應急照明和充電應急燈具。在更多的情況下,高位應急照明系統提供的照度往往不如低位應急照明系統,原因是:―方面,火災情況下,越靠近地面,煙氣越少,氧氣越多,便于人的自然疏散;另一方面,低位應急照明系統采用的是能發出穿透煙的強光的發光二極管光源、標準的白熾燈模塊和高亮度模塊,可產生理想的局部高照度,使疏散人員更容易識別疏散走道,迅速而安全地找到最終出口。所以,疏散通道應安裝低位照明燈具。
(九)配置足夠的消防器材。在高層建筑內配設足夠的滅火器材,火災發生時建筑內人員可以進行有效自救,控制火災。同時設置滿足要求的消防給水系統,以保證其火災時的滅火需要。
隨著人口的繼續增加,社會經濟的進一步發展,高層建筑的數量還會持續不斷的增加。雖然高層建筑的防火防災困難重重,但是隨著高層建筑在結構設計上不斷優化、消防技術的不斷提高以及人們消防意識的不斷加強,高層建筑的消防安全問題將會很好的得到解決。
參考文獻:
GB 50045-95《高層民用建筑設計防火規范》2005
GB 50016―2006《建筑設計防火規范》2006
GB 50222―95《建筑內部裝修設計防火規范》
關鍵詞:高層建筑;控火防火;消防系統
一、高層建筑給排水消防的現狀
2011年除夕夜,沈陽五星級皇朝萬鑫酒店發生嚴重火災,由于墻體過高導致消防云梯高壓水槍觸及不到,火勢持續一天一夜才得到控制,造成巨大損失。而最具轟動性的上海膠州路728號高樓整體失火一案,更是吞下多達50條的人命,城市之殤令人悲憤不已。仔細分析兩個案例,我們發現前者沒人員傷亡是因為正值除夕夜,酒店人員極少,加上火勢基本上只是在墻體外部蔓延,火勢很快被撲滅;后者情形則截然相反,火勢蔓延到內部導致自救基本成為空談,而墻體外滅火,由于外部消防栓和書泵接合器數量極少導致消防用水斷斷續續,錯過了滅火的最佳時機,當然消防云梯的高度限制也是一大原因。但從兩個案例來看,正如同濟大學一名建筑學教授所說,“由于目前國內消防技術手段在現階段無法跟進,破解高樓滅火難題基本都立足于‘自救’”。這里的“自救”并非失火大樓內個人自行滅火,而是依靠建筑的“內功”滅火。合格的高層建筑應有非常嚴格的防火設計規范,如配備噴淋裝置,這反映一個城市建筑設計理念是否成熟先進的一個重要標志。但由于我國在快速工業化繼承中,只簡單追求建筑物的外觀設計,忽視消防安全等這些細節。許多給排水消防實施雖然安裝,但設計初衷與實用需求脫節,致使許多裝置成為擺設,也有許多給排水消防設計很先進,高層建筑消防安全意識因此很難普遍形成,這也是上海火災奪取數十條生命的一大原因。從給排水設計角度出發進行技術消防已成了刻不容緩的課題。
二、高層建筑的給排水設計
(一)室外給排水系統的選擇
毫無疑問,當今社會對高層建筑的消防滅火依然還是主要依賴消防水車和消防云梯,這對消防用水源提出了考驗,其實這也是建筑施工單位和市政建設單位必須協調好考慮周全的問題。一是消防水池的容積問題。消防水池是儲存消防滅火用水的構筑物,容積的大小關涉滅火的充分性。《高層建筑設計防火規范》規定:“當室外給水管網能滿足室外消防用水量時,消防水池水的有效容積量應滿足在火災持續時間內室內消防用水的要求;當室外給水管網不能室外消防用水量時,消防水池的有效容積量應滿足火災持續時間內和室外消防用水量不足部分之和的要求”,但條例在執行過程中也面臨著問題,如市政工程倘若不能保證蓄水池室外火災持續時間時足夠滅火的用水量,也就意味著室內室外聯通管網的蓄水池均要儲存大量的消防用水,這無疑造成了巨大的水資源浪費,也抬高了工程造價,最后負擔可能會分攤到消費者身上。合理的做法應是提高自來水廠的責任度,確保水廠提供安全穩定的水源,保證消防水池水源的持續供應。另外也可以根據周圍高層建筑物多的現實,聯合起來共同建造蓄水池,降低成本,分攤風險,但前提是必須與市政單位和自來水公司溝通協商好。二是消防栓數量問題。《高層建筑設計防火規范》的《條文說明》是這樣解釋的:“室外消防栓的數量應保證供應建筑物所需要的滅火用水量,其中包括室內、室外兩部分。”室外消防栓是室外消防用水的取水口,理應按照外部管網來考慮,因此室外消防栓的數量應按照室外消防用水的計算來確定。但是《高層建筑設計防火規范》中規定:“水泵接合器理應設在室外便于消防車使用的地點,距室外消防栓或消防池的局里應為15~40米。”從這個規定來看,水泵接合器15~40范圍內一般而言均應安裝室外消防栓。因此,在工程設計中,在布點水泵接合器時,要考慮相對集中,以利于與計算外的室外消防栓一致。三是水泵接合器數量。水泵接合器是室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時,供室外消防車從室外消防栓取水傳輸至室內消防給水管道網,供接續滅火用。《高層建筑設計防火規范》規定:“消防水泵接合器的數量理應安室內消防用水量經精確計算后按流量來確定。”
(二)室內給排水系統中的消防噴淋裝置設計。
消防噴淋系統是一種復雜的消防滅火裝置,是目前應用十分廣泛的一種固定消防設施,它具有價格低廉、滅火效率高等特點。根據功能不同可以分為人工控制和自動控制兩種形式。系統安裝報警裝置,可以在發生火災時自動發出警報,自動控制式的消防噴淋系統還可以自動噴水并且和其他消防設施同步聯動工作,因此能及時撲滅處在萌芽狀態的火苗。
1.關于消防水池容積的問題
消防水池是用來儲存消防滅火用水的,它的容積大小直接關系著滅火的安全性。
《高層民用建筑設計防火規范》7.3.2規定:“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量;市政給水管道為枝狀或只有一條進水(二類居住建筑除外),只要符合上述條件之一時均應設置消防水池。
《高層民用建筑設計防火規范》7.3.3對水池的容積有如下規定:“當室外給水管網能保證室外消防用水量時,消防水池的有效容積應滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求;當室外給水管網不能保證室外消防用水時時,消防水池的有效容量應滿足火災延續時間以內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和。
一些工程當中對這兩條規定其設計方法出現了不一致。在濟南當地,室內及室外消防用水量均儲存在消防水池中,如果當地自來水公司保證不了市政供水的安全性,消防水池的容積就必然要增大。但是每一幢高層建筑均要把室內及室外消防用水量儲存在消防水池當中,那將會造成不小的浪費,從經濟的角度衡量是不可取的。當室外給水管網能保證室外消防用水時,消防水池只滿足室內消防用水量。通常從市政引兩根進水管構成室外環狀供水,以保證室外供水的安全性,消防水池均設于地下,只考慮室內消防用水量,但不允許考慮發生火災時水池的補水量(規范沒有作明確規定)。這種做法在某些情況下有些不妥之處,這樣導致一幢高層公共建筑地下室一般都儲存了四、五百噸的消防用水,一般占地均有三百多平方米,僅水池工程造價就增加幾十萬甚至上百萬元;同時又增大了管理的難度。如要清洗,定期換水等,又會造成浪費大量的水資源;如果消防用水和生活用水合建水池,那生活二次供水的水質污染問題便隨之而來。
為了保證消防安全,同時降低工程造價成本,城市供水方面首先要加強,在保證城市環狀供水的安全可靠性的同時,適當加大高層建筑的進水管口徑,使得進水管在保證高層建筑的室外消防用水量的同時能夠在火災時補充消防水池的水量。當進水管達到上述條件時消防水池的容積就可以減小,這樣就可以減少大量的成本。如果鄰近的高層建筑能夠共用消防水池,那么在成本上將進一步降低。但對這必須在有關市政部門領導下,對共用水池進行科學地管理,同時需要有關部門進行合理地規劃。
2.關于室外消火栓數量的問題
《高層民用建筑設計防火規范》中第7.3.6是這樣規定的:“室外消火栓的數量應按本規范第7.2.2條規定的室外消火栓用水量經計算確定,每個消火栓的用水量應為10-15l/s,但是《高層民用建筑設計防火規范》的《條文說明》對室外消火栓是這樣解釋的:“室外消火栓的數量應保證供應建筑物需要的滅火用水量,其中包括室內、室外兩部分,這樣《條文說明》解釋部分就超越了《高層民用建筑設計防火規范》的規定。室外消火栓是室外消防用水取水口,理應按室外管網來考慮。但是室外管網供水流量一旦確定,即使設置再多的室外消火栓,其室外消火栓所能取到的水量的總和也就是室外管供水總量。
當設計把室內消防用水儲存在室內消防水池時,室外管網一般就按室外消防用水量來確定,因此室外消火栓的數量應按室外消防用水量經計算來確定,但是《高層民用建筑設計防火規范》第7.4.5.3規定“水泵接合器應設在室外便于消防車使用的地點,距室外消火栓或消防水池的距離宜為15-40米 ”。從這個規定可以看出,水泵接合器的15-40米范圍內在一般情況下要設置室外消火栓。因此,在工程設計中,在布置水泵接合器時,要考慮其相對集中,以利于與經計算的室外消火栓數量相對應,一旦設計中有較多的室內消防系統需要較多水泵結合器,且分散布置時,則需要適當增設“額外”的室外消火栓。
3.關于水泵接合器數量的確定的問題
水泵接合器的主要用途是當室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時,供消防車從室外消火栓取水,通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網,供滅火使用。《高層民用建筑設計防火規范》7.4.5-1規定:“消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定,每個水泵接合器的流量應按10-15l/s計算”。這樣水泵接合器的數量就按室內消防用水量經計算確定。我們知道水泵接合器用途是消防車從室外消火栓取水來增補室內消防用水不足的接口。如果室外消防用水量遠遠小于室內消防用水量時,那水泵接合器設那么多是沒有意義的,對消火栓系統則應重點保證,故水泵接合器的數量按室內消防用水量計算的同時還應考慮其室外供水能力綜合確定,以達到既節省投資,又保證消防的安全可靠性的目的。
4.關于消防給水系統的形式的問題
建筑消火栓給水系統形式的選擇,我們應在保證系統的安全可靠性的前提下,盡量選用經濟適用的供水形式。
按照服務范圍可以分為:獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統。從綜合考慮以上因素出發,還是建議盡量采用區域集中的消防給水系統。因為鄰近高層建筑共用消防水池,很難得到推廣。主要原因是各開發商不能協調好,這就要求有關部門能夠牽頭,共同解決管理及費用的問題,使幾方面都能夠接受,這一點作好難度很大。
按高度可以分為:分區給水和不分區共給水。
當消火栓栓口的靜水壓力不大于0.80MPa時,采用不分區給水形式,當消火栓栓口的靜水壓力大于0.80MPa時,采用分區給水形式。分區供水方式又包括:并聯分區供水方式;串聯分區供水方式;減壓閥分區供水方式。
并聯分區供水方式:各個分區互不干擾,自成體系,對系統更加安全可靠,但造價高,維護管理較困難。
串聯分區供水方式:各區水泵壓力相近或相同,不需高壓泵,高壓管;但水泵分散,管理困難,同樣造價高。