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公共建筑防火设计规范范文1
关键词:建筑 步骤 防火设计
中图分类号: TU2 文献标识码: A
建筑防火设计是在建筑设计中,根据建筑物的材质、结构、用途等,结合建筑物火灾时的着火特性,采取必要的建筑防火措施所进行的设计。本文按照建筑防火设计的步骤来介绍防火设计的注意事项。
1确定所设计的建筑的适用的规范
我国现行建筑防火设计规范将建筑分为《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》及一些特殊建筑设计防火规范等。《建筑设计防火规范》(一般称“低规”)适用于9层及9层以下的住宅和建筑高度不超过24米的其他民用建筑,以及建筑高度超过24米的单层公共建筑,单层、多层和高层工业建筑。《高层民用建筑设计防火规范》(一般称“高规”)适用于10层及10层以上的居住建筑;建筑高度超过 24米的公共建筑。当高层建筑的建筑高度超过250米时,建筑设计采取的特殊防火措施,应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证。
其中要注意:建筑高度与规划要求的建筑高度的计算方法有所不同。规划要求的建筑高度一般由室外地坪至女儿墙顶。防火规范指的建筑高度是由室外地坪至檐口(坡屋顶)或屋面面层。
最后根据使用功能等工程信息确定所使用的相关专业规范,不同功能的建筑除了遵守通用规范外,还要遵守相应的专业规范。
2 确定建筑物的耐火等级
划分建筑物耐火等级是建筑设计防火规范中规定的防火技术措施中最基本的措施。应根据建筑物的重要性、规模、用途确定建筑物的耐火等级。我国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级,高层建筑必须为一或二级。《高规》、《低规》以及各专业规范中都对不同规模、用途的建筑规定了最低的耐火等级。要求建筑物在火灾高温的持续作用下,墙、柱、梁、楼板、屋盖、吊顶等基本建筑构件,能在一定的时间内不破坏,不传播火灾,从而起到延缓和阻止火灾蔓延的作用。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定:构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计);构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。建筑物耐火等级确定后,就为总平面布置、各层平面图布置和建筑防火分区划分、各部位建筑构件的燃烧性能和耐火极限的确定以及设备、电气专业等一系列消防设施的设计提供了依据。
注意:高层建筑的耐火等级应分为一、二两级,确定建筑物的耐火等级,应按照组成建筑物构件的燃烧性能和耐火极限的最低者而定,只要其中某一项不符合要求,都应定为下一级。
3. 进行建筑单体的防火设计
建筑单体的防火设计是单体方案设计的重要组成部分,往往是与单体方案同步进行的。建筑单体的防火设计主要包括合理的布置安全疏散出口和划分防火分区。
3.1划分防火分区
3.1.1目的:划分防火分区主要是当建筑物发生火灾时,有限地把火势控制在一定范围内,确保室内人员能安全疏散,为消防扑救工作创造条件。
3.1.2类型:防火分区的类型主要分为水平防火分区和竖向防火分区两类。
水平防火分区主要是防止火灾向楼层水平方向蔓延,从而有效的控制火灾受害面积,使建筑物的其它部位免受到损坏。防火分隔物可分为两类:一类是固定、不可活动式的,如建筑物中的内外墙体、楼板、防火墙等;另一类是活动、可启闭式的,如防火门、防火窗、防火卷帘、防火水幕等。它们能在一定的时间内有效阻止火灾蔓延。
竖向防火分区主要是防止火灾沿竖向井道迅速向上蔓延一直到屋顶,其主要分隔物有防烟楼梯间,封闭楼梯间和具有一定耐火性能的楼板等。
注意:当建筑物需要有较大空间时,防火墙的存在可能会影响房间的连续性,这种情况下只能采用防火卷帘及水幕代替防火墙,以补救因不能设防火墙而出现的火灾危险,防火卷帘门的设计要符合《钢质防火卷帘通用技术条件》(GB14102-93)规范,进行合理的布置。
3.1.3防火分区的平面布置:建筑平面设计中,根据建筑设计防火规范中的耐火等级、使用性质、平面功能、层数、面积、楼层所处上下位置及是否设置火灾自动灭火系统等因素确定平面的防火分区,同时绘制每层的防火分区图,并标示每个防火分区的面积。
3.2安全疏散出口
3.2.12数量:一般情况下每个防火分区均须设置不少于两个安全出口,但当建筑规模较小时可根据面积、层数、疏散人数、楼层所处位置等因素设置一个安全出口。同时,应在防火专篇中详细阐述理由及所符合规范相应条款。
3.2.3距离限制:在建筑设计防火规范中,针对建筑物的耐火等级、使用性质、房间所处位置等条件,分别做了较详细的规定。防火设计时应根据具体情况,分别说明各部位的安全疏散距离是否满足规范的限定值。
3.2.4公共建筑楼梯、走道、疏散外门各自总宽度的计算:建筑设计防火规范中,针对建筑物内每层疏散人数,人均面积指标做了详细规定。防火设计时应根据疏散人数经过计算确定各部位的净宽度。重点是疏散楼梯间的门和梯段的净宽及建筑物底层对外出口门的净宽,并在防火专篇中详细说明计算公式中各项系数的取值及对规范的符合性。电梯(包括消防电梯)和自动扶梯都不能作为疏散的工具。
3.2.5疏散楼梯间的确定:疏散楼梯间主要有非封闭楼梯间,封闭楼梯间,防烟楼梯间等几种,在防火设计中应根据建筑物使用功能等。具体情况按建筑防火规范的规定相应设置。
注意:还应特别注意大空间的最不利位置的安全疏散距离。这一点有时候往往被忽视。
4 建筑构造的防火设计
重点部位的防火构造是建筑单体防火设计的重要组成部分,是确保建筑防火能力的重要保证。根据工程实践经验,应注意以下几点:
(1) 防火墙:现在“低规”和“高规”统一规定,只要耐火极限不小于3小时的墙体均可作为防火墙。
(2) 各种竖向管道井:电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道井,由于上下联通,极易形成烟囱效应,加速火势蔓延。因此,竖向管道井应分别独立设置;其井壁应为耐火极限不低于1.00h的不燃烧体。各种竖向管道井应每隔一定层数要进行封堵。
《低规》中规定“建筑内的电缆井、管道井应在每层楼板处采用不低于楼板耐火极限的不燃烧体或防火封堵材料封堵。”《高规》中规定“建筑高度不超过100m的高层建筑,其电缆井、管道井应每隔2~3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔。”
(3)封闭楼梯间:封闭楼梯间是指用耐火建筑构件分隔,能防止烟和热气进入的楼梯间。高层民用建筑和高层工业建筑中封闭楼梯间的门应为向疏散方向开启的乙级防火门。
参考文献:
[1]中华人民共和国公安部.建筑设计防火规范[Z].北京:2006.
[2]李峰.建筑防火设计中容易忽视的几个问题[J].消防科学与技术,2002,(03).
公共建筑防火设计规范范文2
【关键词】大型商业建筑;重要公共建筑;不同功能区
一、建筑的分类
(一)现今的商业建筑的发展大多朝大型、特大型发展,而且在功能组合上变化也趋于一致。首先特大型商业体组合主要会分成四大部分:办公、商业、宾馆、停车。这四大部分中最复杂,且最难以把控的就是商业。
1、商业的功能复杂,其中可能会有餐厅、影院、儿童游乐区、超市、商铺。
2、商业最复杂的是开发商希望各种功能能够混合组合,也就是商铺中会夹杂一两个餐饮,儿童游乐区和影院也能混合。这在消防上却是难以实现的。
3、各种功能区域的疏散又是非常复杂。商铺如果在前期没有划分好,在后期的设计中疏散距离就会非常困难。
(二)重要公共建筑
民用建筑的分类比较复杂,对于商业我们如果将其与其他功能完全防火分隔开,那么商业就分成高层商业和多层商业,高层的特大型商业肯定是属于一类建筑,规范上多层的特大型商业没有分类,我们就根据其在发生火灾时可能造成重大人员伤亡、财产损失和严重社会影响,认为其为重要公共建筑,按一类建筑进行设计。
二、商业防火分区的划分
1、首先商业的功能在设计时要注意以下几点:
1.1商业的收货区和仓储区需要独立,需要采用耐火极限大等与3.0h的防火墙和其他部位分隔开,如果需要联系,可采用在防火墙上设置常闭式的甲级防火门窗。需要注意的是不建议采用防火卷帘,这里面还涉及到空调节能的问题。
1.2出于经济成本的考虑,很多商业是将超市放在地下一层或二层,小型的超市保证两个不同方向的出入口,和其他商铺合用一个防火分区即可。大型的超市,一般卖场面积超过5000平方时,整个卖场则需要划分出二个以上的防火分区,防火分区建议平行于货架划分,即按卖场短方向划分,这样能减少疏散距离。由于卖场内会采用防火卷帘进行分隔,根据新规对借区疏散的要求,借区疏散在这种情况下无法实现,故卖场的防火分区疏散宽度一定要满足每个防火分区的要求。
1.3影院由于层高的关系,多数会布置在建筑的顶层。新规对于影院位于四层及以上层数时是有所限制的,我们必须给他一个及以上的独立楼梯,影视厅不大于400平方,且有二个出口。影院应该独立成为一个防火分区,采用甲级防火门与其他防火分区分隔,防火门开启方向,建议可向疏散宽度富裕的防火分区开启,另可以按3m2/人计算疏散宽度。
1.4会议厅、多功能厅往往是商业楼层以上的酒店功能进行配套,一般直接安排在商业和塔楼之间,但是规范希望放在首层、二层和三层,现在的特大型商业的层数往往超过三层,这个时候功能厅的面积就有了限制,这对很多多功能厅的商业要求来说就不够了。所以在方案初期要规划好多功能厅的位置。
2、新规要求商业防火分区如果设置自动灭火系统和火灾自动报警系统并采用不燃或难燃装修材料时在首层面积可以达到10000m2,这对装修材料的要求是非常高的,我们在《建筑内部装修防火规范》中可以查到大型的商业营业厅有一个其他装饰材料,是B2级也就是可燃,如果我们做到10000m2,则意味着所有的材料采用不燃和难燃,所以不建议按此面积划分。
3、新建筑防火规范总则第1.0.4条中明确规定:同一建筑内设置不同多种使用功能场所时,不同使用功能场所之间应进行防火分隔,该建筑及其各功能场所的防火设计应根据本规范的相关规定确定。再看《商店建筑设计规范》JGJ 48-2014中第5.1.4条中的规定:综合性建筑商店部分应采用耐火极限不小于2.0h的隔墙和耐火极限不小于1.5h的不燃烧体楼板与建筑的其他部分隔开。商店部分的安全出口必须与建筑其他部分隔开。这两条规范是相互呼应,互相解释了遇到这种情况时如何解决。
三、商业建筑中的除了仓库还有商店内部的行政办公,这两个部分要求独立的防火分区。
1、仓库在商业中一般定性为丙类二项,最大防火分区面积2400m2。但是在《商店建筑设计规范》中也是允许少量的易燃易爆物品储藏的,但是是有条件的,应靠外墙设置,采用防火墙和耐火极限不小于1.5h的楼板与其他部位分隔开,且在建规的条文解释中对易燃易爆物品仓库建议放在楼房的上部,尽量减少发生火灾时对其他楼层的影响。
2、商业行政办公区域由于需要和商业有紧密的联系,故其防火分区往往也靠近商业区,但是需要采用防火墙和在防火墙上开设常闭式甲级防火门窗进行分隔。行政办公区的疏散也应尽量在同层时是独立的出口,不与同层商业共用。但是如果是上部的办公建筑与商业疏散楼梯需要各自独立。
大型商业建筑体的变化越来越复杂,但基本是为了迎合现在社会人群的消费习惯,所以为了满足消防和消费者,方案前期考虑仔细商业布局是非常有必要的。
参考文献
1 GB 50016―2014 . 建筑设计防火规范 . 2014年版
2 JGJ 48-2014 . 商店建筑设计规范 . 2014年版
3 朱春梅 . 建筑火灾安全疏散的探析 . 消防技术与产品信息,2002,12
公共建筑防火设计规范范文3
防火设计属于高层建筑中不常见、不易受到关注和重视的隐性设计。而高层建筑的外部和内部整体设计却往往是施工设计单位和施工授权单位所关注和可以追求的,部分施工和设计单位甚至为了追求整体效果而随意更改消防防火设计,严重影响建筑本身的防火性能。
2当前现代城市高层建筑防火设计的对策
(1)明确火灾指示标识
首先,要将建筑物中的安装事故照明和疏散指示标识安装在封闭的楼梯间、防烟楼梯间及其前室、消防控制室以及餐厅、观众厅、多功能厅等人员密集的场所,以便于火灾发生后的逃生。在安装要求上,也有明确的规定。首先,安装在疏散走道、疏散门、太平门和居住建筑内长度超过20m的内走道的墙面上顶棚上、门顶部、转角处;其次,安装高度距本楼层地面1.5~1.8m处;第三,安装在非燃烧材料或难燃烧材料上,并应有玻璃或其它非燃症材料制成的透明保护罩;第四、事故照明和疏散指示标志应有备用电源,并有一定的光照度。
(2)消防电梯的设计
在高层建筑发生火灾后,消防扑救人员能否及时快速地到达起火部位,显得非常重要。有些高层建筑具有较高的楼层,消防人员通过楼梯到达需要较长的时间,因此,需要设置专用的消防电梯,提升灭火战斗力。对于消防电梯的设计需要注意:首先,哪些建筑物需要设置消防电梯呢,需要明确一下。在有关规范中规定,建筑高度超过32m的高层厂房和仓库、一类公共建筑、塔式住宅、12层及12层以上的单元式住宅和通廊式住宅、高度超过32m的其它二类公共建筑等需要设置消防电梯。对消防电梯的设计,需要注意:首先,对消防电梯的设置必须要设置前室,而且面积不能小于4.5平方米,而公共建筑的面积要在6平方米之上。前室与走道之间应设乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘,还应设有消防专用电话、专用操纵按钮和事故照明。在前室门外走道上应该设置消火栓和紧急用插座;其次,消防电梯间前室宜靠外墙设置,在首层应设直通室外的出口或经过长度不超过30m的通道向室外;第三,消防电梯的井壁、机房隔墙的耐火极限应不低于2h,井道顶部要有排烟措施;第四、消防电梯应有备用电源,使之不受火灾时断电的影响;第五、消防电梯前室门口宜设挡水设施,井底应有排除积水的设施;第六、由于火灾并非经常发生,所以平时应将消防电梯与服务电梯兼用,但必须满足消防电梯的要求。
(3)安全出口的设计
安全出口的合理设置,对于高层建筑发生火灾时减少人员生命财产损失具有重要的意义。所谓安全出口设计,可以归纳为凡是符合安全疏散要求的走道、楼梯和门等,都可以称之为安全出口。在高层建筑物中,对安全出口的设置要遵守双向疏散的原则,并且要有明确的安全疏散标志。另外,还要针对人员密集程度等,对安全出口的数量进行明确,以保证人员和物资能得到及时的疏散。
(4)设置火灾广播
在上文中,本文已经论述过需要在高层建筑中安装事故照明和疏散指示标志,但是这还是不够的,除了安装有事故照明和疏散指示标志,还应该同时安装事故广播系统。以便在紧急情况下同时有声光效应,使人员尽快有秩序地疏散。事故广播系统可与火灾报警系统联动,并按现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》的有关规定设置。
3结语
公共建筑防火设计规范范文4
关键词:高层建筑 消防减灾 电气设计
1 引言
高层建筑的消防设计是一项多专业相互配合的复杂工程。高层建筑建筑面积大、人员密度高、各种电气线路系统布局日趋复杂,因设计、安装和使用不当所造成的火灾逐年增多。当高层建筑发生火灾时,火势的蔓延速度非常快,由于扑救难度大,人员疏散较为困难,往往会造成较大的人员伤亡。因此高层建筑的火灾早期报警和消防极为重要,它不仅可将火灾消灭在萌芽状态,还可为安全撤离和人员的救援赢得宝贵的时间。所以,高层建筑消防电气设计作为高层建筑工程综合设计的重要组成部分,已越来越多地得到专家和学者的关注。
2 高层建筑电气设计应遵循的规范和主要内容
2.1 规范
高层建筑消防减灾电气设计应严格执行国家相关法律法规以及GB 50045-2005《高层民用建筑防火设计规范》、GB 50116-2008《火灾自动报警系统设计规范》以及JGJ/T 16-2008 《民用建筑电气设计规范》等设计规范。
2.2 主要内容
2.2.1用电负荷的计算
电力负荷参数是整个高层建筑供电设计的重要依据,通常采用负荷密度法和需要系数法进行计算,计算结果的准确与否,对设备种类、型号的经济合理的选取与高层建筑的安全可靠运行,起着决定性的作用。
2.2.2 供电电源的选择
为保证供电的可靠性,要求高层建筑应按照负荷大小及当地电网条件,具备两个或两个以上独立电源。两路独立电源采用同时供电,互为备用的运行方式。另外,应配备应急备用柴油发电机组,要求停电时,15s内可自动恢复供电,保证、电脑、消防、电梯等设备的用电。
2.2.3 高低压配电系统的设计
高层建筑高压配电系统,通常采用两路独立的l0kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段,自动切换,且互为备用。高压系统及低压干线采用放射式系统的配电方式;楼层配电则选择混合式系统。
2.2.4 主要设备的选型
高压开关柜。高层建筑的变配电室通常设在主楼的地下层,不宜采用用于高压的油断路器,而应根据高层建筑地下室的标准,选用具有防止带负荷拉、插主回路隔触及防止误分、误合断路器等“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜;
电力变压器。根据防火设计规范要求,高层建筑的主楼不允许装设大容量的油浸电力变压器;
低压配电屏。国外低压配电屏的结构设计大都采用抽屉式,对于大容量的出线,则设计成手车式。做应急备用电源使用的应急备用发电机组,传统设计中多采用柴油发电机组,近年国外高层建筑已开始采用体积小、重量轻、反应速度快、故障率低的燃汽轮发电机;
电气照明设计。包括光源选择、照度计算、灯具造型与布置和照明配电线路敷设等。照明设计应与建筑装饰相互配合,在使用功能及艺术意境方面力求完美和统一。
此外,变电所位置的确定、防雷与接地、电梯等设备的选型也是高层建筑电气设计的主要内容。
3 火灾自动报警系统
3.1 探测器
探测器是高层建筑消防自动报警的眼睛,它可将火灾信号快速传递到报警控制器,并发出警报信号。设计时应依据《火灾自动报警系统设计规范》的规定、根据房间高度、相对湿度等进行探测器的选型和布设。
报警探测器与控制器应选用同一个生产厂家的产品;
以独立的房间划分火灾探测区域,要求每个房间应至少设置一只探测器;
在敞开或封闭的楼梯间、走道、管道井、夹层等场所均应设置探测器;
探测器总数的确定:
高层建筑通常采用感烟和感温探测器,一个探测区域所需设置的探测器,其数量计算公式如下:
…………………………………… ….(1)
式中:N一探测器数量(只),取整数;
S一该探测区域的面积(m2);
A一探测器的保护面积(m2);
K一修正系数。见表1。
表1 探测器数量计算公式修正系数表
修正系数 特级保护对象 一级保护对象 二级保护对象
K 0.7~0.8 0.8~0.9 0.9~1.0
全部探测区域的探测器的总和即为该高层建筑所需配置的探测器总数量。
3.2 报警控制器。
消防报警控制器是消防自动报警系统的中枢。火灾发生时,它可立即发出火警信号并启动相应的消防设备。
报警区域的划分按照建筑物的保护等级、耐火等级等进行合理正确的划分;
火灾报警控制器的配置,应满足整个高层建筑火灾自动报警系统的工作要求。包括处理报警信息、故障信息,并能根据火警信息,及时启动消防联动设备。
4 联动控制系统
GB 50045-2005《高层民用建筑防火设计规范》明确要求,建筑物应具备消防联动控制系统,现对电气设计主要联动控制设备分别加以介绍。
4.1 防排烟控制系统
防、排烟设计是高层建筑防灾的必要组成部分,防、排烟控制系统的作用是防止烟气侵入或扩散到安全疏散通道,它由正压送风机、排烟风机等组成。发生火灾时,感烟探测器发出报警信号,通过火灾自动报警系统开启防排烟控制系统,使通风、空调机自动停止。
4.2 消火栓控制系统
消火栓控制系统的控制电源电压等级为直流24 V,设计中多采用独立电源。消火栓按钮有向消防控制室报警并申请启动消防水泵的作用。它可直接启动消防水泵,当火灾发生时,按动任一消火栓按钮均可动作启动消防水泵,这时该防火分区内所有消火栓上的指示灯均开启,告诉消防人员该区消防水泵已启动。
4.3自动水喷淋系统
高层建筑应分别设置自动喷水系统。发生火灾时,当温度达到喷淋头表面破碎温度时,喷淋管网中的压力水即自动喷出,并通过自动报警系统的联动模块,向消防控制室报警并申请启动喷淋水泵。设计中应注意不可仅以水流指示器的动作信号作为启动喷淋水泵的命令,而应采用报警阀压力开关与水流指示器同时动作才能启动喷淋水泵的设计方式。
4.4 火灾事故广播系统
高层建筑应配有专用的广播扩音机、音频传输网络及扬声器等独立的火灾事故广播系统。避难层内需另外配置一套与消防控制室相连的、独立的火灾事故广播系统。
4.5 电梯控制系统
高层建筑应特别注重电梯控制系统的设计。当发生火灾时,通过火灾自动报警系统联动模块所发出的指令,可将电梯全部降到首层,自动切断电源,并将信号反馈至消防控制室,供消防人员使用。
此外,防火卷帘、防火门控制系统、消防电源和疏散照明系统、消防专用电话系统、非消防电源的联动断电等也是高层建筑消防减灾电气设计的重要内容。
5 结论
综上所述,高层建筑电气设计应严格遵循标准规范和设计要求,不断提高消防电气的设计水平,确保高层建筑火灾来临时,消防设备的可靠运行,最大限度地保护人民的生命和财产安全。
参考文献:
[1] GB 50045-2005,高层民用建筑防火设计规范[S].北京:中国计划出版社,2005.
[2] GB 50116-2008,火灾自动报警系统设计规范[S].北京:中国电力出版社,2008.
公共建筑防火设计规范范文5
关键词:大空间建筑,疏散设计,火灾,公共建筑
Abstract: on the basis of principle of produce in large space building and how to control fire analysis continues, focus on the design principle of "giving priority to prevention.". Through the analysis of large space public building fire evacuation design of the main problems, puts forward the method to evaluate the design and performance of Long-Span Public buildings, in order to seek the reasonable, reliable, practical fire evacuation design.
Keywords: large space building, fire, evacuation design, public building
中图分类号: U298.4 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1、 引言:
随着我国建设的发展,大型公共建筑特不断涌现,如大型体育馆、展览馆等等,这些建筑与以往建筑相比更追求视觉上的通透性,具有技术现代化、建筑造型非标准化等特点。与此同时,建筑火灾已成为城市中最为严重的公共灾害之一,也是全世界防灾减灾的重大研究课题。因此,目前结合我国火灾形势,避免特大或重大火灾事故的发生将是我国研究工作的重点。
二、大空间建筑的发展概况及概念
1、概念的界定
现有的一些规模较大的机场候机楼、展览楼、体育馆等公共建筑通常具有以下特点:层数少、空间高、面积大。建筑中实现辅助功能的空间,虽然有时数量众多,在规模、功能、形态判断等方面却仍处于次要从属的位置。这一明确的主次关系,在大空间建筑概念的界定中起着“质”的判断作用。
2、发展概况
二十世纪三十年代以来,为大空间建筑实现轻质、高强的覆盖屋顶实现了有利条件。在结构体系方面,除了传统的梁架、桁架体系得到了发展,薄壳、折板、网架、悬索,以及张拉、悬挂、充气等新型结构也得以应用,这把实现大空间的技术手段扩大到了以前根本无法想象的范围。
大空间建筑火灾分析
1、大空间建筑火灾的特点
大空间建筑由其自身的建筑特点决定了其火灾特点与一般建筑不尽相同,研究大空间建筑火灾特点对设计合理的消防保护措施有重要意义。
2、火灾的危害性
由于建筑物的面积较大,垂直高度较高,一旦着火,扑救难度较大。从总体上讲,目前城市的消防力量是有限的,尤其是中小城市,消防的整体力量还难以满足大型建筑重大火灾的扑救。
3、防火设计依据方面
根据常见的建筑火灾的成因,建筑火灾的防范措施大致有两类:一类属“积极”防火对策,另一类属“消极”防火对策,所谓“积极”防火对策即在建筑设计过程中,最大限度地破坏火灾的构成条件,设法防止火灾事故的发生,尽可能做到不失火。
建筑防火设计主要考虑以下三个原则:
(1)从设计上保证建筑物内的火灾隐患降到最低点。
(2)最快地知晓火情,最及时地依靠固定的消防设施自动灭火。
(3)保证建筑结构具有规定的耐火强度,以利于建筑内的人员在相应的时间内,有效地安
全疏散。
四、大空间建筑防火平面布局
1、大空间建筑内的防火分区
1.1 划分原则
防火分区是指采用防火分隔措施划分出来的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部区域(空间单元)。在建筑物内划分防火分区这一措施,可以在建筑物一旦发生火灾时,有效地把火灾控制在一定的范围内, 减少火灾损失,同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。
1.2 防火分区内的消防设计
1.2.1设置防火带
对于一个防火分区内的消防设计,除采取常规的措施外,还应采用进一步的对策,如应将通往室外的门洞设计成能满足大型消防车进入、通过,在馆内布置可通行、并满足消防车作业的通道,当然此通道一定要和室外、环形消防车道衔接。
1.2.2设置内院或天井
在一些大规模的建筑内部,为了美观或考虑采光效果,多采用中庭,设置网架玻璃屋盖采光。建筑应设连通街道和内院的人行通道,若天井(内院)短边长度超过24m,宜设进入天井(内院)的消防车道,方便疏散和火灾扑救。
1.3 性能化防火设计
建筑某部位起火后,能够将火势限定在一定的范围,使其不至于迅速蔓延,避免建筑物内火灾发生轰燃,并为人员、物资疏散和救援工作赢得时间,进而减少和控制火灾所造成的损失。强化自动消防措施建立动态防火分区的思想动态防火分区的确定必须要考虑建筑的功能、性质、规模等基本情况。
防火分区中的防排烟
2.1 烟气运动特征
对于超大空间建筑,顶棚高,空间容积大,会延缓烟气的下降,人员也可在烟气下降以前逃离,这就称为“蓄烟”。为了增加避难安全时间,有必要进行防止或延迟烟气下降的设计预测。
2.2 防烟分区
大型展览楼、候机楼的单层层高一般为 8~16m,现行《高规》未要求净高超过 6m 的大空间划分防烟分区。且防火分区面积和疏散距离往往超标,对这类建筑的大空间参照国外规范和同类建筑的做法进行妥善的防烟设计是十分必要的,以有效地控制高温烟气的无序流动,阻止火势迅速蔓延保证人员安全疏散。
五、人员安全疏散
1、大空间人员安全疏散设计方法
1.1 疏散方式
针对高层展览楼、候机楼的大空间场所大部分布置在首层或二层的特点,其二层大空间场所的疏散以直通室外地面为最佳方式。这样可以极大地方便二楼室内人员直接疏散到室外安全地带、而不必在慌乱中四处寻找室内的防烟楼梯,沿楼梯下到首层再跑出室外。
1.2疏散距离
现行《高规》规定,展览厅内任何一点至最近的疏散出口的直线距离不宜超过30m。展厅等大空间场所仅布置在首层和二层,其疏散条件与多层建筑相类似,在全面设置火灾自动报警、自动喷水灭火系统和妥善的防烟分区及机械排烟系统的情况下,其首层和 2 层大空间场所的一些中央区域的疏散距离参照现行《建筑设计防火规范》规定的 50 米的指标来执行,是可行的。
2、性能化设计方法在人员安全疏散中的应用
2.1 性能化安全疏散设计的思路
美国性能化疏散设计的思路说明如下:
(1)人员安全疏散出建筑物是美国性能化设计规范中的一个总体目标。
(2)为人员提供到达安全地方而不被火灾吞噬的时间。这就提供了更详细的规定:即
必须保护人员不受热、热辐射和烟的侵害等。
(3)限制起火房间内的火灾蔓延。如果火灾没有蔓延到起火房间之外,那么起火房间
外的人员就不会暴露在热辐射火高温中,他们受到烟的影响也会降小。
六、结论
建筑物的防火安全设计是一门综合性科学,要由建筑、结构、空调、电气、给排水各专业共同采取安全措施,而直接参与扑灭火灾的当属各种自动消防灭火系统。在消防系统设计上,优先保证人员在火灾中的安全,同时考虑如何减少火灾的发生和火灾的损失,防止火灾大面积蔓延,最大限度地降低火灾对财产、环境的破坏。大空间建筑的消防设计应受到特殊的重视,大空间建筑的消防设计既能保护人的生命财产的安全,又能满足建筑功能的需要。
参考文献
[1]韩占先,徐宝林,霍 然.降伏火魔之术[M].济南:山东科学技术出版社,2001:01-20.
[2]田玉敏. 大空间建筑防火分区设计的探讨[J]. 消防技术与产品信息,2004,(4):11-13.
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[4]刘卓阳,王毓薇. 大空间建筑消防设计探讨[J].安防科技,2004,(2):41-43.
[5]赵嗣明. 大型会展建筑的消防设计[J]. 中国勘查设计,2002,(6):53-56
第一作者:董馨潞
单位:哈尔滨工业大学建筑学院
职务职称:建筑学院一年级硕士研究生
第二作者:殷青
单位:哈尔滨工业大学建筑学院
职务职称:现任哈尔滨工业大学建筑学院副教授、硕士生导师
第三作者:许冬琦
公共建筑防火设计规范范文6
新建筑、新材料、新技术、新设计带来的消防新挑战
城镇化进程的加快,各种现代化公共设施、住宅小区的兴建,使得我国城市人口密集处越来越多,也使得火灾发生的因素越来越复杂,火灾的防范和救援工作越来越难。
例如,许多大型展馆、会所、场馆、娱乐场所等建筑中,庞大的规模和复杂的结构使得消防安全隐患越来越多;许多新型的建筑材料、装修装饰材料、供电供气供水等设备隐藏着消防安全的不利因素,而且一旦发生火灾后消防救援工作难以有效展开,损失巨大。
2010年5月31日,南通在建第一高楼“中南汇泉国际广场”在进行外部装修时33层外墙保温层发生火灾,并沿外墙保温层迅速蔓延至整栋大楼,过火楼层24层,高达70米,南通市消防部门勘查后,认定此次灾害成因有两点,一是电焊工在切割立柱钢筋时操作不当,二是装饰公司在外墙保温工程施工过程中使用了燃烧性能为B2级的可燃保温材料,导致火灾蔓延扩大。
中国正处于历史上最大的建设热潮之中。建成的世界十幢最高的建筑中,有六幢落户中国,还有更高的建筑正在规划中。这些高楼大厦都在尽力采用先进的建筑技术和新型建筑材料,努力为人们展现低碳的未来。然而,换一种角度思考,各种新材料、新能源、新工艺、新技术的投入使用,也会为我们带来许多复杂的尚未认识和掌控的新的火灾问题。
广州的珠江大厦是中国第一批绿色多功能建筑之一,见图3。它遇到消防挑战也是目前许多绿色建筑的典型案例。消防难题除了包括垂直轴风力发电机、太阳能发电板、金属吊顶冷却系统、双重幕墙外,还包括了绿化屋顶、喷淋系统供水、消防通道、以及避难层。
首先是安装在珠江大厦的风力发电机组就对消防工作带来巨大挑战。风力发电机引发火灾的案例虽然很少见,但却是实实在在发生过。因此,对在有人员载荷的区域使用风力发电这项技术和采用什么样的策略来保证建筑及人员的安全的问题就引起了消防审核专家的关注。建筑设计团队给出的消防策略是使用耐火构件将风力电动机外部元件(主要是机械构件)和建筑相隔离,以使外部的火势无法蔓延至建筑内部;同时将风力电动机内部元件(主要是电气构件)放置于防火室中并配备消防法规针对电气设备所要求的灭火系统。针对这个罕见的案例,设计师们在最后的设计方案中增加了通向风力发电机的消防通道以方便消防作业,此外,他们还运用事故类型分析方法建立了相应的消防安全设计和应急预案。
将绿化屋顶列为火灾隐患并不是一个新概念。植物本身就是潜在的可燃物,会对该建筑和临近的建筑物构成消防隐患;除了火灾对建筑物屋顶的影响外,屋顶绿化物在火灾事故发生时会阻碍直升机的着陆,对空降逃生产生影响。
节约用水设计是珠江大厦绿色建筑设计的重要组成部分。节水方案之一是使用雨水或其他灰水作为自动喷淋系统的水源。但是在实际使用时,为清除这种不净水中的腐蚀性微生物消除其在管道(特别是铁质管道)壁聚集和腐蚀管道的风险,还需要额外增加水质检测和过滤环节。
大型的园林设计在绿色建筑项目里是众望所归。但是在具体的实施中,设计师们往往会忽视对消防通道的设计和建造,新颖的绿化园景可能成为了消防车辆的障碍物,增加的绿化面积也许是通过压缩消防车道的宽度换来的。屋顶玻璃上的遮阳檐篷主要用来为对玻璃幕墙以及其他外在元件的遮阳,但是这些遮阳檐篷会干扰消防员出入,限制消防器材的使用。具有重量轻和透明特点的玻璃幕墙是现代建筑中常用的,但是在火灾事故中玻璃的爆裂会破坏和影响消防作业的安全。消防作业需要有能让消防车辆出入的作业区域。这个区域应该有足够的地面承重能力、净空高度和足够大的作业准备区域。这样的区域对超高建筑消防所需的云梯车更加重要。此外,玻璃窗带来的较强反射效果会产生光污染,使消防员无法看清建筑,从而影响消防作业。
在许多亚洲国家,避难层空间是其文化的一部分。根据地方法规,每12至20层需配备避难层。避难层可在火灾应急状况下对惊恐的人群实施有效管理并进行分区式的疏散,它同时也对火灾中的伤残人群提供暂时的庇护。设置避难层与高效利用建筑空间和将避难空间设计为他用产生了冲突。
珠江大厦的顶部采用玻璃封顶,夏季高温时往往会产生热障效应和火灾时烟气早期分层现象。热障效应和烟气早期分层现象会导致烟气在与之相连的空间内蔓延,并使顶棚下的感烟探测器不能及时发出报警信号。如果建筑内顶层的空间高度较高,烟气的温度在上升过程中因卷吸周围空气而不断降低,上升到顶部的烟气温度就可能激发不了自动喷水灭火系统,这将会影响系统对早期火灾的预警。
知名消防专家李芳认为火灾的预防本身就是绿色建筑的一个重要设计。为考虑节约而采用的建筑设计可能在火灾时对环境、对建筑本身产生更大的负面影响,例如火灾中释放的烟气对环境的影响、对建筑设施等资源的破坏,施放的灭火剂对建筑的影响等。只有在建筑设计中使用经过实践检验的最好的和先进的消防安全设计,才能做到既有助于减小火灾发生的可能性,又有助建筑实现预期的创造性设计的目的。
建筑性能化防火设计为消防带来的新视野
对火灾的研究和火灾模化技术的应用推动了消防安全工程学这一新学科的飞速发展;越来越多的大体量、多功能、大空间的建筑带来了大量传统防火设计方法无法解决的难题,又催生了一种以消防安全工程学为基础的新的建筑防火技术――性能化防火设计方法(Performance-based Fire Protection Design), 也可称之为“火灾安全工程设计法”(Fire safety engineering method)。
由于性能化防火设计方法具有非常强大的技术优势,已成为当前建筑防火领域最先进的技术之一,是人们关注的最前沿、最活跃的研究领域。
目前而言,建筑物的防火设计一般应依据国家现行的防火设计规范及相关的工程建筑规范进行。只有对于现行国家和地方消防技术规范和标准未明确规定的、或按规范和标准实施确有困难,并影响建筑使用功能的一些特殊、大型的工程项目可以就整座建筑物或建筑物中的某些特殊部位应用性能化设计方法。不同性质、不同功能的建筑物,需要采用性能化设计方法解决的问题不尽相同。但总体上看,大致涉及6个方面:建筑内部的防火分区划分及分隔形式问题;建筑内人员的安全疏散设计问题;建筑内防排烟系统的设计问题;建筑内灭火系统的设置问题;钢结构的耐火保护问题;新产品、新技术、新工艺的应用问题等。
实际上,建筑消防工作是一个有机的整体,单纯孤立地强调某一环节并不能保证整个建筑物的安全,建立一种依据特定建筑物火灾特性的更安全、合理的新型建筑防火设计方法和评价方法已经迫在眉睫。为了说明这个问题,不得不提及马斯达公司总部大楼,见图4。
马斯达尔总部大楼高七层,总占地面积为134662平方米,由商业区、零售商业区和文化区(包含园景区)组成。整个建筑注重自然通风,具备遮阳和吸热功能。其标志性建筑特色是11个有自然通风和冷却的功能的风锥,这些风锥还为建筑内部提供了柔和的日光,见图5, 6,7。其它关键的设计还包括巨大的屋顶――可提供自然遮蔽,并组成世界上最大的光伏太阳能电池板阵列。屋顶的波浪状下层结构,有助于增强屋顶支柱的结构稳定性。建筑部分使用了玻璃墙体以阻断太阳热,同时又不影响欣赏风景。此外,该建筑还包括接地管道、空中花园、地下人行通道等。
建筑中的11个风锥体除了向整个建筑提供自然通风和自然光照明外,也是支撑建筑上方檐篷结构以及建筑本身的一部分,因此,这些风锥属于建筑结构框架的一部分,这也意味着它们的耐火等级受相应规范的约束。同样,这些风锥又是中庭的一部分,规范要求其要有与相区域的防火隔离。依照建筑承重构件的不同功能,设计规范提供了不同的选项,如使用膨胀型涂层可使构件达到1.5小时的耐火极限;使用喷淋系统也可达到保护暴露于高温下钢架的目的。为了美观,设计团队希望使用暴露的钢架。由于没有防火涂层,这就与所期望的消防安全目标产生了更多的挑战。
设计团队在这个项目上采用了性能化防火设计手段。设计分析的核心元件是由无防火涂层的管状钢架结构,分析的目标是该结构在最可能发生的火灾场景下温度以及对钢架结构的性能影响。
在采用性能化设计的分析中,设计师们审核了建筑使用功能、燃料载荷、可引发严重火灾的危害,考虑到的变量包括了火灾位置、大小,喷淋系统的影响和中庭空间的形状。分析中他们结合使用FDS和SAFIR,制作了火灾模拟场景,并为不同的设计制定了相应的保护方案(见图8)。
关于高层建筑中庭消防系统的设计和安装问题始终是设计的难点,该项目的中庭防排烟系统设计和安装也使用了性能化设计方法。首先,设计师在电脑上模拟了该建筑中庭在火灾情况下受障碍物、气温和玻璃窗位置影响的烟气运动,在并此基础上对人员疏散、疏散距离、耐受条件和消防系统的安装位置做出分析。在分析过程中,为证明排烟所需的机械通风量大小、判断是否可以完全使用自然通风代替机械通风,设计工程师们用CFD软件模拟了相关的场景并在多项参数方面给出了评估,见图9。