高層建筑防火問題范文

時間:2023-12-19 17:45:36

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高層建筑防火問題

篇1

關鍵詞:火勢蔓延;鋼結構;防火分區

Abstract: in order to meet the needs of the construction of urbanization of the high-rise building is the inexorable trend increase, this causes fire safety task becomes more and more heavy, this article from the high building fire risk analysis, based on the design of fire prevention, and concludes that the effective security measures of fire prevention design.

Key words: the fire spread; Steel structure; Fire partition

中圖分類號:TU391文獻標識碼:A 文章編號:

0前言

建筑物的防火安全設計是一門綜合性科學,是由多專業( 建筑、結構、空調、電氣、給排水) 共同采取安全措施的綜合體現,高層建筑在消防系統設計上應優先保證人員在火災中的安全,同時考慮如何減少火災的發生和火災的損失防止火災大面積蔓延,最大限度地降低火災對人們生命和財產的破壞,利用性能化設計合理劃分防火分區、組織人員安全疏散達到高層建筑防火性能總目標的實現,最大限度地保障人民生命財產安全。

1高層建筑火災危險性分析

1.1 可燃物較多,火勢蔓延較為迅速

在高層建筑的樓梯間、電梯間、管道井、風道、電纜井、排風道等豎向井道部位,如果防火分隔或防火處理不好,一旦發生火災就好像一座座高聳的煙囪,成為火勢迅速蔓延的途徑。高級旅館、圖書館、檔案樓、科研樓、辦公樓等高層建筑,一般室內裝修家具等可燃物較多,一旦起火,發煙量大,燃燒猛烈,火災容易蔓延。據測定,在火災初起階段,因空氣對流在水平方向造成的煙氣擴散速度為0.3m/s;在燃燒猛烈階段,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,煙氣沿樓梯間或豎向管井擴散速度為3~4m/s。如一座高100m 的高層建筑,在無阻擋的情況下,煙氣能在半分鐘內達到頂層。日本在一個醫院里做過燃燒試驗, 證明在幾分鐘內就能把每層3500m2 的二十三層大樓都充滿煙氣。建筑物越高,風速越大。風速增大,火勢的蔓延擴大速度也相應增加。據測定:距地面高度10m 處風速為5m/s;30m 處風速為8.7m/s;60m 處風速為12.3m/s;90m 處風速為15m/s。

1.2 建筑高度較高,平面結構復雜,安全疏散困難

高層建筑的特點,一是層數多,垂直疏散距離長,疏散到地面需要較長的時間;二是人員集中,疏散時容易出現擁擠情況;三是發生火災時煙氣和火勢向上蔓延快、且易竄入樓梯間,而火災發生時人們大量涌向樓梯,增加了疏散難度(平時使用的普通電梯,在火災時必須切斷電源,停止使用,因此,高層建筑的安全疏散主要靠樓梯)?;馂陌咐治霰砻鳎粺熮顾赖?包括被煙薰倒后燒死的),占火災死亡人數的一半以上。

1.3 火災撲救難度較大

高層建筑發生火災時,消防隊員使用的滅火救護設施往往不易達到建筑高度,因此,撲救高層建筑火災主要立足于室內消防給水設施。由于受到各種條件的限制,撲救的難度很大。火災現場熱輻射強、煙霧濃、火勢向上蔓延的速度快和途徑多,消防隊員難以堵截;當火勢擴大,形成大面積火災時,室內消防水量顯然不足,需要利用消防車從室外進行補給,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,消防隊員則需要“全副武裝”的通過樓梯沖上高層,不僅體力消耗大、速度慢,還會與向下疏散的人流發生對撞而延誤時間,不能及時到達著火層進行撲救,消防器材也不能隨時得到補充,均將嚴重影響撲救。

1.4 發生火災概率較大

高層建筑內部功能一般較為復雜,用電設備繁多,存在多種著火源和大量可燃物,如管理不善,很容易發生火災。特別是一些建筑面積較大、層數較多的高層公共建筑,情況就更為復雜,存在大量的火險隱患,一旦發生火災,將會造成嚴重后果。

2高層建筑防火設計中的問題及火災對高層結構的影響

2.1 設計施工存在隱患

由于從高層建筑的設計開始到建筑施工,最終到房屋的裝修,都會存在諸多隱患,如果在這一系列過程中沒有引起足夠的重視,也會影響到高層建筑防火,而隱患的存在主要是以下幾個方面:人員缺乏必要的自我救助意識、消防設施不足、消防設計未能全面考慮、建筑防火的審核存在一定的困難等等。

2.2 火災對鋼結構的影響

當火災發生的時候,隨著鋼材的溫度不斷攀升,溫度對于鋼材的屈服以及抗壓的強度等等都有著不同程度的影響,如果在短時間內,鋼材所能承受的溫度達到了極限,甚至有可能造成建筑整體結構出現破壞,從而造成一定的危險。如果對于建筑的鋼結構沒有一定的保護措施,僅僅在15 分鐘之內,就會達到極限狀態,當承受的溫度大于200℃的時候,就容易出現徐變和藍脆的現象;如果溫度位于300 到400 之間,鋼材所具有的強度就會出現迅猛的下降趨勢;當溫度達到了600℃的時候,鋼材則不具備以往所擁有的剛度與強度。而對于建筑火災來說,一般都在800 到1000℃之間,在此溫度下,鋼結構就容易出現塑性變形,導致局部出現破壞現象,最終影響到建筑物整體結構。

2.3 火災對鋼筋混凝土結構的影響

對于鋼筋混凝土的影響,主要分為以下兩類型:其一,單個的構件在受到了火的灼燒之后,其構件表面混凝土的脫落以及燒傷層出現細小的裂縫等損傷;其二,由于火災發生時,梁柱組成的結構會產生較大的結構溫度應力,從而使得結構出現了破壞。鋼筋混凝土構件中的普通鋼筋當溫度小于200℃時,隨著溫度的升高,鋼筋的屈服強度與極限強度下降時的速度比較慢。當溫度在200 到450℃時,鋼筋的強度隨著溫度的升高而下降的速度逐漸加快。

3對于高層建筑防火的有效設計措施

3.1 保證建筑主體結構有足夠的耐火穩定性

目前國內外高樓多依賴鋼結構,雖然它的整體性和穩定性都很好,但耐火性能很差。鋼材的抗拉和承重等性能均會因溫度的升高而急劇下降,通常在攝氏450~650 度就會失去承載能力,發生變形,鋼柱、鋼梁彎曲,不能繼續使用。一般情況下,不加保護的鋼結構耐火極限只有15 分鐘。因此,建筑界和消防界在解決這個問題方面仍任重道遠。

篇2

關鍵詞:建筑工程;防火設計;安全管理

中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A

1 存在問題分析

1.1 設計存在先天不足。建筑工程中的設計階段對于建筑的整體質量有重要的影響,但是在以前的建筑工程中,一般都沒有注意到設計的作用,設計師都是按照業主的意愿來設計,而沒有考慮到建筑自身所處的環境,更沒有考慮到建筑的防火問題。所以說在投入使用后,建筑物防火抵抗能力差,非常容易發生火災。

1.2 消防審核把關難。建筑的消防審核是保證建筑防火安全的重要保障,在對建筑進行整體設計方案和相關的可行性研究階段,審核工作對其是否達標做出評判,在審核通過后才可以正式施工,以保證建筑施工的消防安全。但是在很多的施工企業中,為了節省成本和縮短工期,往往在沒有通過審核時就開始施工,有些單位甚至是一邊設計一邊施工,為建筑的施工帶來了很大的安全隱患。

1.3 建筑施工質量要求不高。高層建筑施工要比正常的建筑施工具有更高的難度,需要更好的施工技術來完成。但是在現階段的建筑施工市場中,存在很多沒有施工資質的施工企業,這些施工企業的施工技術水平低,施工人員素質參差不齊,組織管理水平低。有些施工單位為了獲取利益,借用其他單位的施工資質,在施工中的技術差,并且為了節省成本,偷工減料,致使消防設施質量差,無法達到規定的標準,無法發揮防火功能,為工程的消防安全帶來極大的隱患。

1.4 居民消防知識欠缺。在高層建筑中,一旦發生火災將會產生巨大的安全事故,所以要對居民加強消防安全知識的宣傳,在發生火災時可以快速逃生。但是在現階段很多的居民消防意識差,對于基礎的消防常識比較欠缺,導致在高層建筑發生火災時,沒有及時逃生,釀成大的安全威脅。

2 建筑防火安全對策

2.1 把好設計源頭關。要想為建筑的消防安全打下堅實的基礎,就需要做好設計工作,保證建筑的消防安全。首先,對于建筑中使用的施工材料,要嚴格把關,在高層建筑施工中,鋼筋混凝土是使用最多的材料,要對其耐火等級有嚴格的限制,保證在發生火災時,可以延長倒塌時間;其次,在高層建筑中還會使用到鋼構件,而鋼構件本身的耐火等級就較差,在發生火災時,承載能力和強度都會降低,影響到鋼構件的結構功能。所以在設計中,要對鋼構件的外表面涂刷隔熱的防火保護層,提高其耐火等級;再次,對于建筑中發揮重要支撐作用的構件,不可以使用可燃材料,防止發生火災時,失去支撐平衡而使建筑倒塌;最后,如果是商住混用建筑的,那么一定要在商用建筑和民用建筑中設置防火隔離設施,并且要設置兩個獨立的電梯,實行人貨分離,互不干擾。

2.2 嚴把審核關。目前消防隊伍內建審人員良莠不齊,建議上級領導是否按建審人員實際水平高低,安排分工相應的審核項目和繁簡程度,可能更有利于審核質量的提高。

消防工作實行消防安全責任制,審核工作,也應落實誰審核,誰負責。建議實行施工圖審查簽字制度,對消防施工圖紙,須具備相應資質的消防工程師簽字方可生效,消防部門才給予受理審核。

消防部門會派專人到各在建工地進行監督和指導。要求保證必要消防通道的暢通、配備必要的防火器材、電工等工作人員持證上崗等。同時,消防人員還會要求在建工地保證每個工作面具備消防水源,以備火災后自救。至于高層建筑消防安全的檢查,對于商場、賓館等人員密集場所,消防人員會每年至少檢查一次。還會要求賓館定期對消防報警器、噴淋等設備進行定期檢查。

2.3 嚴抓施工管理。高層建筑消防工程施工,必須由具有相應消防專業資質隊伍承接,這一點已很明確。但實際操作中,施工隊伍轉手分包、換人施工等做法卻很多,監管部門亦極難控制與管理,要真正控制這一點,建議可實行資質單位消防水、電施工員及施工管理員上崗制度,這樣消防監督部門在施工檢查中,可以有的放矢檢查施工人員的上崗證,嚴格落實責任制,從而也就確保了高層建筑自動消防工程設計的施工質量,增加了建筑施工的安全性能。

高層建筑的火災危險性表現在施工過程中則主要體現在裝修階段,現代綜合性高樓,裝修投資驚人,可燃物質數量巨大,加強施工過程中的消防監督,一方面要按《建筑內部裝修設計防火規范》等國家消防技術規范規定,控制可燃材質的使用,監督某些隱蔽工程中木龍骨、木框架的防火涂料處理,線路穿管敷設、有關孔洞的封堵等方面;另一方面要嚴抓施工現場的防火安全,清理施工現場易燃可燃材料,監督施工單位采取封閉式管理施工,嚴格各項防火規章制度,施工現場嚴禁無關人員出入,施工人員一律佩戴統一標牌。

另高度超過32m的設有電梯的高層廠房,每個防火分區內應設一臺消防電梯(可與客、貨梯兼用),并應符合下列條件: a.消防電梯間應設前室,其面積不應小于6.00m2,與防煙樓梯間合用的前室,其面積不應小于10.00m2;b.消防電梯間前室宜靠外墻,在底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;c.消防電梯井、機房與相鄰電梯井、機房之間,應采用耐火極限不低于2.50h的墻隔開;d.當在隔墻上開門時,應設甲級防火門;e.消防電梯間前室,應采用乙級防火門或防火卷簾。

2.4 嚴抓后期管理。工程竣工驗收合格后,要確保建筑消防設施完整好用,必須確定專門管理部門專人管理,住宅區的物業服務企業應當履行自己的消防安全管理職責,根據消防法的相關規定,住宅區的物業服務企業應當對管理區域內的共用消防設施進行維護管理,并提供消防安全防范服務。在日常生活中,物業服務作為房地產經營管理的一種專業化、社會化、企業化的模式,在住宅區的安全管理方面發揮著重要的作用。物業服務企業應當對管理區域內的共用消防設施進行維護,還應當對共用部分開展防火檢查、巡查,進行消防安全宣傳教育。

結語

隨著城市化進程的加快,大量的人口涌入城市,對住宅的需求量有所增加,在城市土地資源有限的背景下,大量的高層建筑興建起來。在高層建筑施工中,要注意消防安全工作,高層建筑的防火對于人們的生命財產安全有重要的影響,所以在設計與施工階段,要嚴格重視消防安全,實現建筑施工的科學性,規范性,為人們的居住提供一個安全舒適的環境。

參考文獻

篇3

關鍵詞:超高層建筑 防火設計 應用

近十多年來,隨著經濟的飛速發展和建筑技術的不斷提高,中國各大城市出現一大批的高度超過100米以上的高層建筑。

國際高層建筑會議制定的會議標準把40層以上或高度超過100米以上的建筑稱為超高層建筑。我國現行的《高層民用建筑設計防火規范》中規定:高層建筑指的是建筑高度超過24米的公共建筑和十層及十層以上的居住建筑,并沒有明確規定100米以上的建筑如何稱呼,筆者認為高度超過100米的建筑可以稱為超高層建筑。本文下面就超高層建筑防火問題做如下簡要的探究。

1超高層建筑火災的危險性

1.1存在點火源多

超高層建筑的電器設備種類繁多,數量大,漏電、短路、過負荷和接觸電阻過大的可能性也隨之加大;車庫停車多、車內的儲油量比較大;流動人員比較多,造成吸煙的人多,諸如此類的原因造成了超高層建筑容易發生火災的點火源非常多。

1.2安全疏散困難

(1)疏散通道的限制:火災發生時必須停止客用電梯的使用,消防電梯則主要是消防隊員專門采用的,消防云梯車的高度也是有高度限制的,所以樓梯間成為了是超高層建筑樓內疏散的唯一手段;(2)疏散時間比較長:一般的超高層建筑內部,平均容納5000人左右,由于疏散通道的有限性,疏散通道距離長,人員的疏散十分困難,少則需要幾十分鐘,多則需要幾個小時。

1.3煙囪效應

超高層建筑的樓梯間、衣物滑槽以及電梯井、管道井等豎向井道,如果防火分隔或防火處理不好,發生火災時,就像煙囪一樣,由于拔風抽力效應,會助長火勢和煙氣的擴散和蔓延,超高層建筑高度越高,煙囪效應越強烈。

1.4撲救難度大

(1)外部撲救困難:一方面缺乏展開救援消防行動的必要場地;另一方面,外部滅火云梯高度的限制?,F有的消防云梯車最高僅能達到101米,超高層建筑上部樓層發生火災時,消防隊員沒有辦法達到101米以上的空間;(2)內部攀登困難:100米以上的樓層發生火災的時候,消防隊員登高困難;(3)供水的困難性:超高層建筑發生火災的時候,滅火用水量十分大,通過水帶直接供水,高度只有150米 [1]。

2案例分析

某工程占地面積3020m。,總建筑面積201000m2,建筑高度230m,地下4層,地上50層。地下二、三、四層為車庫、人防和設備用房,地下一層為商業用房。地上結構分為主樓和裙樓,裙樓是商業廣場;主樓一層是大堂和消防控制室等,二層-六十層為辦公用房,兩個避難層為封閉式避難層,分別設在16層和32層。超高層建筑樓內設有二部消防電梯,中部設置了五部客梯,屋頂設置了直升機停機坪[4]。該工程所在地有1輛55米高消防云梯車。

3防火常見問題的對策

3.1 總平面設計難以滿足消防車的要求

該項工程的四周設有環形消防車道,車道距離建筑外墻5m,車道寬度4m,消防車道穿過建筑門洞的高度在4m左右,建筑施救面采用分段設計,不具備連續性的特征。該工程的建筑外墻采用的是玻璃幕墻,施救場地設置在地下車庫頂板上,載重量達30t。消防車道按照“高規”的規定進行設計,但是從滅火救援方面和消防裝備的實際情況來考慮,這樣的設計根本滿足不了當地消防登高車的操作要求。就當地現有的最大型消防登高車的參數來看,兩個支腿撐開后最大寬度達到5m,車輛高度在4.1m。救援最大高度達到55m的時候,其工作支腿和建筑外墻的距離約是10m。顯而易見現行高規的要求和消防裝備的發展不相協調,造成該工程的總平面設計中的消防車道不能滿足當地大型消防車登高施救滅火的要求。本人認為在超高層建筑的消防車道設計時應結合當地所在地市的消防部門的裝備情況進行合理設計。

3.2 超高層建筑避難層設置位置合理性問題

根據《高規》中的規定,超過100m的公共建筑應該設置避難層,從超高層建筑首層至第一個避難層以及兩個避難層之間的距離都不能超過15層。這樣來規定的目的是,發生火災的時候聚集在第一個避難層的樓內避難人員不能再經樓梯進行疏散,可以由消防登高車將避難人員疏散下來。當前大部分設計單位不管高層建筑使用功能怎樣,層高多高,實際高度多少,都把高層建筑規范要求的15層作為兩個避難層的分界線。筆者認為,避難層的設置問題既要考慮避難人員安全疏散的時間,又要考慮到消防登高車能夠進行施救時的有效高度,尤其是第一個避難層的設置更應結合當地消防裝備的實際水平考慮,在消防登高車能進行施救的有效高度內進行設置。在該工程中,第一個避難層設在16層上距地面高度約70m,且為封閉式避難層。當地所在市消防云梯車最大救援高度位55m,一旦發生火災的時候是根本不可能到達第一個避難層進行實施救援。再者,避難層沒有開窗,消防員無沒有辦法通過窗戶直接救人,只能從避難層的下層窗戶之后再通過樓梯間進入避難層,費時且費力,會錯過良好的救援時機。因此,筆者建議第一個避難層應該設置在當地所在市的消防云梯車的有效施救高度內,也就是12層左右,并且應開窗,方便消防人員及時疏散。

3.3建筑是否考慮利用電梯進行人員快速疏散

一般高層建筑當中將樓梯作為火災發生時人員疏散首選。根據《高規》中的規定,超高層建筑中的電梯有兩種運行的方式,一種是在火災時客梯迫降到電梯首層,并且停止使用;另一種是消防隊員通過消防電梯進入發生火災的層實施撲救以及人員救援。實際上,相關規范禁止利用電梯疏散的兩個原因,一是電梯本身的安全性;二是電梯運行環境的安全。超高層建筑發生火災的時候,因為井道的“煙囪效應”和轎廂的“活塞效應”,非常容易將樓宇中的煙氣吸入電梯井道,危及電梯內逃難人員的安全。因此,如果解決了這兩個方面的問題之后,再加上合理的邏輯控制的方式,超高層建筑電梯進行疏散也是可能搬到的 [2] [3]。

4 結語

超高層建筑的火災危險性是顯而易見的,筆者從分析超高層建筑的火災特點和危險性入手,在參考超高層建筑防火設計在滿足規范要求的前提條件下,更應該根據超高層建筑的實際情況和當地消防實際水平在人員施救、防火分區、安全疏散等方面進行合理的個性化設計。

參考文獻

[1]高層建筑火災初期利用電梯進行人員疏散的可行性探討[J].中國安全科學學報,2008,18(9):67-72.

[2]高層賓館火災情況下電梯應急疏散可行性研究[R].上海市特檢院和上海市消防研究所,2009.

[3]Antell,James,Evenson,eta1.BudDubai[J].NFPAJournal.2007,(1):23-24.

篇4

關鍵詞:高層建筑;防火監督;建筑材料;消防設施

城市化進程的加快,使有限的土地越來越少,城市發展土地可利用空間縮小,為了更有效提升城市發展能力,高層建筑則大規模出現,既解決了城市用地緊張問題,同時也展現了城市實力與形象,高層建筑在城市中的作用越來越重要,是人們工作和生活的主要場所,高層建筑發展的好壞,在某種程度上體現了我國建筑工程技術發展的狀況,是社會得以進步的具體體現。雖然高層建筑符合城市發展定位,也解決了城市發展難題,但是高層建筑卻同樣存在很多弊端,防火問題則是非常突出的重點問題,防火問題不能解決就會阻礙城市發展,影響高層技術創新,嚴重的會給社會造成很大損失,只有全面做好高層建筑防火工作,才能保證城市穩定發展,維護當地良好經濟環境。

1 高層建筑防火監督存在的主要問題

1.1 自動滅火設置不科學

高層建筑建設有著嚴格的消防規定,任何高層審批前,均需要把消防工作放在首位,目前來看,我國高層建筑防火監督方面還存在不足,許多問題依然困擾著建筑業發展,按照標準規定,高層建筑必須符合防火設計要求,安裝火災自動報警系統及自動噴水滅火系統,這是對高層建筑最基礎的建設要求,從各項規定中我們可以看出,高層建筑自動滅火設置需要嚴格按照這些規定來進行設置,否則就不能通過審核。但市場經濟發展還有不成熟的地方,一些施工單位不能按照規定執行,更嚴重者還弄虛作假,在實際施工中,違反了高層建筑規定,不能正確安裝或者使用不合格的火災自動報警系統及自動噴水滅火系統,為高層建筑投入使用埋下許多安全隱患。

1.2 建筑材料不過關

高層建筑對材料的要求非常嚴格,必須使用符合標準的建筑材料才能保證高層建筑穩定安全,但是,在具體施工過程中,一些施工單位為了謀取不正當利益,則會減少預算、偷工減料、使用劣質建材,導致一些質量不合格的材料進入現場,不符合防火要求,如果出現火災,則會導致救援面臨很多困境。

1.3 缺乏高素質建筑防火監督人員

高層建筑由于使用單位復雜,在使用過程中,缺少嚴格的監督程序,各個環節不能順利連接,比如,施工過程中,不能嚴格按照標準對開發商及物業進行交接,管理上形成兩層皮現象,責任不清、任務不明,同時對一些重要資料的保存也不規范,手續簡便、不健全,相關資料保管不當,造成信息丟失、保管不當,導致最后的管理信息不全面,層次混亂現象。一些社會物業管理公司為了節省成本,基本上是通過物業管理員兼職的方式來進行管理,而物業更沒有專門的消防監督人員,如果使用過程中出現火災事故,不能第一時間發現處理,延誤了最佳救援時間,導致火災變大,影響火災有效救援。

2 高層建筑防火問題原因分析

2.1 消防的設計不科學

我國高層建筑起步較晚,發展較快,就導致了一些問題處理不夠成熟,特別是在關系到高層建筑安全的防火設計工作中,依然存在很大的不科學性,這就影響了火災防護效果。事實上,高層建筑防火設計是非常重要的,關系到國計民生,只有在設計時,嚴格按照消防設計基本要求進行,就能達到防水要求,但在具體設計過程卻因為各種因素的影響,不能科學設計,消防設施不到位,位置安放不合理,均會導致消防設計漏點,最終埋下使用中的防水安全隱患。

2.2 防火監督實施不到位

防火監督是一系列問題的總和,是多個部門共同完成的任務,但是,當前我國高層建筑防火監督實施上也不規范,還有許多問題,首先是防火源頭把關不嚴,制度執行不夠,監督責任缺失,起不到良好的監督作用,相關管理部門不能嚴格執行政策,職能發揮不夠;各級消防監督工作人員不健全,崗位不明確,在進行工作時,業務不熟知、能力不點頭,更不能按照相關規定來做好監督工作,各種因素的存在都在一定程度上影響著高層建筑防火工作效果,使高層建筑安全得不到良好保障。

3 高層建筑防火監督完善措施

3.1 加大對高層建筑防火監督工作重視力度

高層建筑安全關系到國計民生,需要從根本上提高防火防范意識,因為高層建筑發生火災,輕則使人們財產受到損失,嚴重的會導致人員傷亡事故,只有不斷強化防火工作力度,重視防火工作安全,才能有效避免出現重大事故,維護社會,保證人們安全。防火監督工作必須要從源頭進行合理優化,從思想上全面重視起來,預防為主,不斷提升防火監督工作效率,加強對安全消防管理人員技能培訓,不斷的提升安全意識,認真做好日常檢查,及時發現隱患。

3.2 加大對高層建筑防火監督工作的實施力度

要起到監督責任,一是要嚴格進行審核,全面落實現各項防火制度措施,進一步提升專業能力,劃清責任、明確任務、規定范圍,做到誰審核誰負責,使責任明晰到位。

3.3 加大對建筑施工材料監督工作

市場建筑安全,很大一部分原因是材料因素,為了保證高層建筑安全,則需要在建筑材料使用中做好把關,確保材料符合設計要求、達到防火標準,材料進場各個過程均需要做好監督,通過嚴格的監督管理,確保建筑防火材料的質量,維護高層建筑安全,控制建筑防火材料質量是全面提升高層建筑防火功能的前提,只有這樣,才能實現社會經濟快速發展要求,避免出現財產損失,維護人們生命安全。

3.4 完善消防管理制度

高層防火安全離不開科學的制度建設,只有不斷強化制度建設,完善消防管理制度條例,才能使高層建筑防火監督工作有章可循、有據可查,做到依法辦事,從根本上提高消防工作制度完善力度。制度完善需要全面、明確,形成消防管理人員職責、消防管理辦法、事故調查與獎懲制度等,只有通過一定的制度約束才能夠促進科學有效的管理,實現消防工作制度化、法律化、科學化。

3.5 加強對消防設施的日常維修與保養

對高層建筑來說,火災事故發生后,最直接有效有救援則是依靠高層內的消防設備,高層建筑內消防設備的旋轉必須要科學有效,但高層建筑長期投入使用后,消防設備基本沒有使用過,只有在檢查時,才體現出存在,設備在長期不用后,往往會出現老化,為了保證火災事故發生后設備有效,則需要做好日常維護與保養,定期進行性能測試檢查,做到防患于未然,保證火災發生后,設備能夠使用,體現快速救援效果。

4 結束語

高層建筑規模不斷擴大,層高不斷增長,而消防設施設備卻不能及時跟進,為了保證消防安全,則需要以預防為主,不斷提升安全防范意識,通過科學有效的方法,做好防火監督管理工作,全面維護好當地社會經濟發展環境。

參考文獻

篇5

關鍵詞:高層建筑;火災特點;防火設計;消防審核

1.高層建筑的火災特點

(1)高層建筑存在的火災隱患多;(2)火災發生時,火勢蔓延迅速;(3)火災發生時,對人員進行疏散難度大;4)滅火工作困難程度高;(5)火災發生時,高層建筑的可能會發生坍塌事故;

2.高層建筑的防火設計以及安全疏散設計

2.1高層建筑的防火設計

2.1.1高層建筑的平面布局及防火分區

在進行高層建筑的設計時,首先要依據城市規劃對高層建筑的地點、消防通道等進行確定,在建筑物內部劃分防火分區,延緩或阻隔火災的擴散。高層建筑的功能分區復雜,多數是由主體和裙樓構成,在設計時,合理的考慮與周圍建筑物的距離,可以有效地阻止火災發生時的災情擴散,有助于滅火救援工作的進行。最好的情況是將高層建筑周圍都用道路與其他建筑物隔離,這樣可以確保消防車對高層建筑進行滅火工作。高層建筑內部的防火、防煙分區,根據《高層民用建筑設計防火規范》規定,防火分區是按照防火墻的等級進行劃分的,且每個防火分區有規定的最大面積。防火分區能有效地阻止火勢的擴散,設計上主要采用兩種形式:水平和豎向防火分區。水平式主要是通過防火門等隔斷進行分區;豎向式主要是對高層建筑的管道井、風道以及樓梯間等豎向通道進行分區。兩種方式主要是通過分區實現對火災的控制以及阻止煙氣的擴散。當前高層建筑的設計,主要采用的方式是中央核型的布局,把疏散通道設置在建筑物的中央,便于人員的疏散。但在具體的高層建筑的設計中,必須根據實際情況科學設計,提高防火能力。

2.1.2確保高層建筑的火災時結構承載能力和建筑材料的耐火等級

高層建筑在設計時,必須確保耐火等級與高層建筑等級相符,滿足《高層民用建筑設計防火規范》的規定,火災發生時,由于鋼結構的承載力急劇下降和主體自重大等原因,容易造成建筑物的坍塌,因此必須保證建筑物的結構承載能力,為滅火救援工作提供寶貴的時間,同時減少財產損失。同時,在建筑材料的耐火等級上也應該進行嚴格的篩選,降低火災發生的概率。在一些細節方面的設計中,如變形縫、保溫材料、裝修材料的耐火等級應進行考慮。

2.1.3高層建筑防煙設計

據統計,在高層建筑發生火災時,對生命安全最大的威脅并不是火焰,而是煙氣,事故的死亡人數中大概有75%左右的人是因為煙氣中毒和大腦缺氧造成的。因此,控制火災時建筑物內的擴散,加快煙氣的排放能有效的減少人員傷亡。在防排煙設計中,首先要對高層建筑內部進行防煙分區,主要作用是阻止煙氣的擴散;其次是對建筑物的火災時煙氣的排放方式,主要是自然排煙和機械排煙。自然排煙主要根據樓梯間進行布置,如果樓梯間設計在外墻附近,可通過窗戶排煙;如果設置在建筑內部,需通過豎井自然排煙。在防煙設計時,保證樓梯間的風壓大于走廊和前室,使煙氣在火災時不能進入到樓梯間,確保人員疏散時的安全。

2.2高層建筑的安全疏散設計

2.2.1高層建筑的安全疏散距離的設計

為保證火災發生時,室內人員能夠順利得到疏散,在高層建筑設計中必須滿足《高層民用建筑設計防火規范》中規定的全疏散距離,如高層建筑內的觀眾廳、展覽廳、多功能廳、餐廳、營業廳和閱覽室等,其室內任何一點至最近的疏散出口的直線距離,不宜超過30m;其它房間內最遠一點至房門的直線距離不宜超過15m。高層建筑的安全出口應分散布置,安全出口之間的距離大于5m,高層公共建筑的大空間設計,必須符合雙向疏散或袋形走道的規定。

2.2.2高層建筑的安全出口的設計

按照規定,高層建筑每個防火分區的安全出口不應少于兩個,公共建筑中位于兩個安全出口之間的房間,當房間面積在60平方米以內時,或房間面積在75平方米之內且房間位于走廊盡端,都可設置一個門;地下室的安全出口的確定要求:每個防火分區的安全出口不應少于兩個。房間面積在50平方米之內時,可設一個門。對于安全出口的分類:

a)疏散樓梯:在火災發生時,幫助逃生人員緊急疏散時所用的樓梯。疏散樓梯的形式有很多種,主要根據防煙作用來劃分,如敞開樓梯、封閉樓梯等。疏散樓梯應分布在平面的兩端或電梯間附近,這種方式起到雙向疏散的作用,大大保證了疏散的安全程度。

b)疏散通道: 在火災發生時,逃生人員逃離現場到安全場所或避難層所用的通道。疏散通道在設計時應保證逃生人員進入通道后順利逃至疏散樓梯或者其他安全場所。首先,通道應盡量保證直線,減少轉彎,不設置臺階,同時按照規范設置安全疏散指示燈。其次,應保證門向外開啟,保證開啟方向與逃生方向相同,且在1.8m的高度范圍之內不能設置管道[4]。最后,高層建筑的通道的寬度也有最低限制,規范規定最小值為1.1m。

c)消防電梯:提供給消防人員在火災發生時進行救援的通道,消防員可以人工操作,實現緊急迫降,消防電梯連接的是雙路電源,提高了火災時使用的安全系數,消防電梯主要是由消防人員使用。在設計時,消防電梯的前室必須能防火、防煙,這能保證救援工作的順利進行。

2.2.3高層建筑避難層的設計

由于受高層建筑高度的影響,人的逃生時間遠遠超過煙氣、火焰的擴散時間,為了保證人員在逃生過程中可以暫時躲避危險,需要在高層建筑的中間設置避難層,高層建筑的避難層的間距應為12~15層左右,大小應該以全樓人員為標準。在火災發生時,為了保證人們可以順利進入到避難層躲避,需要在建筑內設置直達避難層的疏散樓梯或消防電梯。在逃往避難層的通道還要設置安全疏散指示燈,幫助逃生。

3.加強對高層建筑消防的審核力度

3.1 高層建筑施工過程中的消防審核

在設計過程中,確保建筑的防火設計要根據規范進行,在高層建筑的施工過程中,要對工程的防火措施、消防措施進行嚴格的把關,保證高層建筑按照設計圖紙進行施工,施工方不得自行更改。對于設置的防火分隔物、電線等,需要做好記錄。在建筑材料的耐火等級不符合要求時,不能得過且過,需要多方進行協商,確定變更方案。施工完成后,驗收審查時,必須由施工方、設計單位、消防單位等共同審查,防止出現審查不徹底的現象,如果驗收不合格則需要整改,合格后方可投入使用。

3.2高層建筑消防設備的日常管理

高層建筑在使用過程中,需要定期對建筑的消防設備進行檢查、維修和養護,確保安全出口、疏散樓梯以及疏散通道等逃生通道的通暢;對火災警報、消防系統以及排煙系統進行檢查,保證設備及系統的有效性。對檢查人員進行相關培訓,培養專業技術人員,制定檢查制度,引進先進設備,及時消除火災隱患。對于高層建筑的用戶,應該加大宣傳力度,提高消防意識,增強自救能力,從而避免在火災時發生大的人員傷亡情況。

4結語

高層建筑發生火災時會造成很大的財產損失和人員傷亡,因此,高層建筑的防火設計必須得到高度的重視,但由于現在的設計人員的防火意識淡薄,設計不規范;施工單位的施工過程沒有嚴格遵照圖紙進行;監督部門和審查部門對防火設計的審核不到位,致使高層建筑存在火災隱患,嚴重威脅人民的生命安全??傊?,必須認識到高層建筑防火的重要性,通過各級單位嚴格的把關,確保建筑的安全性能。

參考文獻

[1] 司戈. 高層建筑非傳統安全疏散理念探討[J]. 消防科學與技術,2009,28(6): 404-407.

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關鍵字:高層外墻保溫外墻保溫材料防火

我國近日頒布的《關于新建居住建筑嚴格執行節能設計標準的通知》,對新建建筑實施強制性節能標準,提出到2020年實現全國城鎮新建建筑節能達到60%的總目標。為達到此目標,我國對在建項目強制性地推廣建筑保溫材料的應用。國內雖然已經頒布了外墻保溫系統標準,然而規范中很少涉及防火方面的內容,而隨著節能標準要求提高,有機保溫材料使用厚度的增加,為樓體提供了更大的燃料源。對于高層建筑來說,一般的消防設備難以從建筑外部實施補救,因此其外保溫系統的防火工作更是不可忽視的問題。

中國是全球高層建筑最多的國家,其高層和超高層建筑已超過全世界高層建筑總量。目前,國內有高層建筑16.2萬座,建筑高度超過100米的超高層建筑有1500多座,未來幾年還將建設約10萬座高層建筑。這給我國外保溫材料產業既帶來發展機遇也帶來嚴峻挑戰。特別是高層和超高層建筑的外保溫材料防火安全問題,成為我國迫切需要解決的難題,也是世界性難題。

一、 外墻保溫系統在我國的發展

近年來,隨著國內建筑節能技術的發展,建筑部門對建筑節能標準的提高,外保溫技術的市場前景越來越為社會所看好。另外,在對國外的先進技術、理念的學習中,外保溫系統的研究也越來越朝著正確軌道前進。加之政府頒布相關政策的引導作用,一大批企業以多種多樣的方式參與到外保溫系統的研究里來,從新型保溫材料的研發配制,新型保溫層構造等到保溫層的施工技術,使得外墻外保溫市場欣欣向榮。

在這之中出現的問題也引起了研究機構的關注,其別突出的防火安全性問題即是一例。外墻保溫系統不規范施工,外保溫層設計方案對防火安全的疏漏等造成一次又一次的火災給我們拉響了警鐘。公安部、住房和城鄉建設部等多部門多次印發通知,出臺新標準規范等以避免悲劇的再次發生,也引起了社會各界對于外墻外保溫系統防火問題的持續關注。但是到目前為止,同類火災事故仍是不斷發生,且社會影響日益增大。

2009年央視新址大火之后,為了避免此類重特大事故的再次發生,公安部和住建部聯合下發《民用建筑外保溫系統與外墻裝飾防火暫行規定》,暫行規定中給出了嚴格的標準,規定名用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A級,且不應低于B2級。但貫徹情況似乎并不理想。在沈陽萬鑫大火發生之后,政府為了更好地規范市場,下達了更嚴格的《關于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監督管理有關要求的通知》,通知簡稱為“65號文”?!?5號文”規定,民用建筑外保溫材料消防監管一切從嚴,規定“民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料”。

二、外保溫材料防火的必要性

在國內的外墻外保溫中應用最普遍的有機材料,防火安全性差,易燃燒,特別是普通的泡沫板、擠塑板,在80℃ 就熔融變形滴落,一旦起火,火勢蔓延速度特別快,而且會產生大量有毒煙氣,致使建筑物存在很大的火災危險性。

外保溫材料一旦被點燃,有機材料如聚苯板會產生大量有毒氣體,會對火災現場的人員造成巨大危險。聚苯板在受熱情況下會有熔縮變形情況。在火災情況下,聚苯板的變形會導致瓷磚脫落、墜落等,易在逃生人員和救助人員通過時造成致命傷害。

墻體保溫層經過長時間使用后會出現表面龜裂、脫落等,造成內層保溫材料的直接。在遇到明火情況下,失去了保護層的保護的有機保溫材料會很快被引燃?;馂难杆傺刂獗夭牧洗蠓秶杆俾?。,同時,外墻保溫材料著火之后,由于室內的自動消防設施對外墻不能及時采取有效滅火措施,特別是當高層建筑外墻外保溫材料著火后,不僅室內消防措施無可奈何,且外部消防設施也很難覆蓋,無法阻止火勢蔓延。這種情況對建筑內人員的是非常不安全的,嚴重影響樓內人員的疏散以及滅火救援工作。

建筑物在施工階段,由于外墻保溫材料容易被施工明火或高溫點燃,所以這些材料進入施工現場后和貼墻施工時極易發生火災。而且由于施工現場一般消防供水、消火栓等撲救設施尚未安裝到位,起火后單憑滅火器難以控制,加之施工現場情況比較復雜,疏散通道、出口不明,特別是貼在外墻上的保溫材料向上燃燒蔓延很快,一般消防車到場后也難以及時發揮作用,所以滅火撲救難度大,往往會造成很大的經濟損失和人員傷亡。

三、高層建筑外保溫材料防火問題的建議

1.施工現場的防火問題解決

根據現有的施工消防規范和外保溫施工標準的規定并結合工程實際情況,采取與外保溫系統構造想對應的合理手段,制定技術管理方案,并在工作中時時貫徹。比如在現有保溫材料的基礎上進行保溫系統構造技術改進,如增加防火隔斷的構造,防火隔斷水平設置在建筑的樓層處,并要具有一定的防火寬度等。或在保溫材料進入施工現場前涂刷防火涂料等,讓外墻保溫系統的防火安全性得到提高。

2.保溫材料的要求不宜過高

由于保溫層是以“系統”的整體投入使用,在考慮防火安全問題時,應著重考慮整體燃燒等級的要求。且在目前經濟條件以及技術條件的限制下,不宜過高限制有機材料的燃燒等級。在制定標準時從務實的原則出發。

3.對標準條文的修訂建議。

筆者認為外保溫材料燃燒等級不應定為低于B2級。受理設有外保溫系統的民用建筑消防設計審核和備案抽查申報時,應要求建設單位提供的消防設計文件中明確建筑外保溫材料燃燒性能。對設有外保溫系統的民用建筑消防設計審核和備案抽查中,發現消防設計文件中未明確建筑外保溫材料燃燒性能或建筑外保溫材料燃燒性能低于B2級的,應不予審核合格或備案抽查合格。

通過科學方法評定保溫系統的燃燒性能等級。我國現行的標準中,相比保溫材料的燃燒性的規定,對系統整體的規定顯得少有要求。事實上,保溫層作為整體要求防火能力更具科學性。應該參照國外的相關大型空間火災試驗結論,并結合真實案例對系統燃燒性能進行評定分級。用于高層建筑的外保溫系統的燃燒等級必須達到B1級,即難燃,才能在火災情況下起到保護建筑的目的。我國幅員遼闊,不同地區不同氣候條件下的建筑使用的外保溫系統各不相同,但對不同保溫層的防火安全要求應該是相同的,因此對外保溫系統的燃燒等級性能的測定和劃分是必然的。

4.加強施工現場的防火管理

根據國外經驗,若施工現場管理到位,火災是可以在很大程度上避免的。建議各地盡快推廣北京等地出臺的外保溫施工防火安全管理條例。對現場的施工人員進行安全教育,重點提高施工現場的管理水平,規范有機外保溫材料的堆放和明火作業?,F場管理還應布置滅火器等,并考慮人員疏散等制定救災預案。

5.加大力度開發新型的節能與防火兼顧的保溫材料

國家應加大投入,引導社會加大開發新型保溫材料的力度,研發低毒低煙不燃的高性能材料以適應未來社會的需要。關鍵還要使新型材料價格合理,能為市場所接受。例如,國內外已有使用酚醛泡沫作為建筑外墻的保溫材料,可以起到安全與節能“雙保險”效果。酚醛泡沫耐熱性好,25毫米厚的酚醛泡沫平板經受1700℃的火焰噴射1O分鐘后,僅表面略有炭化而不會被燒穿,而且酚醛泡沫即使被高溫點燃,其在燃燒時也無滴落物、發煙量低,幾乎不產生一氧化碳等有毒氣體,可以有效防止火勢蔓延。酚醛泡沫保溫效果也不錯,導熱系數在0.022到0.3之間。另外,酚醛泡沫有很好的透氣性,良好的透氣性使建筑外墻不會產生水霧和霜的現象。

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【關鍵詞】 電氣配線 耐火耐熱 防火性能 明敷 暗敷

隨著高層建筑蓬勃興起,對高層民用建筑消防用電設備電氣系統設計提出了較明確的規定和要求。但是《高層民用建筑防火設計規范》、《民用建筑電氣設計規范》、《低壓配電設計規范》等國家規范中對高層民用建筑消防用電設備電氣配線的防火設計規定和要求較少,因此本文結合高層建筑防火要求和電線電纜的應用,對高層民用建筑消防設備配電線路的選型、敷設、防火設計與性能要求等進行了分析探討。

1 我國高層民用建筑防火設計原則

我國高層民用建筑防火設計要求采用可靠的防火措施,做到安全適用、技術先進、經濟合理,并能夠自防自救。因此,高層民用建筑中消防供電系統是按《工業與民用供電系統設計規范》規定進行設計的,而消防用電設備配電線路的具體要求由其供電系統的要求決定,并應達到可靠性、耐火性、安全性、有效性和科學性等方面的要求,這其中主要是消防設備供電線路可靠性和火災時供電的持續性即電氣線路的耐火性。

消防配電線路的可靠性主要是指火災過程中,特別是在火災和撲救初期具有的高可靠性,同時包括平時運行過程中具有的高可靠性,以確保正常供電和火災時有效地實施人員疏散與火災撲救,使火災損失降低到最低限度?;馂臅r對消防配電線路可持續供電的要求,也可理解為消防配電線路可靠性的延續;是用以確保一旦發生火災且消防配電線路可能處于火場之中時,能夠按一定要求持續供電,以實施有效地疏導和初期火災撲救。

2 消防設備的耐火耐熱配線要求

(1)消防設備配電線路進行暗敷時一般是采用普通電線電纜,并將其穿金屬管或阻燃塑料管后,埋設在不燃燒體結構內,且穿管暗敷保護層的厚度>3cm。根據四川消防科研究所提供的鋼筋混凝土構件內鋼筋溫度與保護層的關系,這種敷設方法可達到耐火配線要求,經濟安全可靠;(2)當消防設備配電線路只能采用明敷方式時,對穿電線的金屬管或金屬線槽可采用涂防火涂料方法提高線路的耐燃性能,或是直接采用具有合適阻燃性能的阻燃型電線電纜、耐火型電線電纜和礦物質絕緣防火電纜等;(3)當消防設備配電線路采用絕緣層和護套為不延燃的電纜并敷設在電纜豎井中時,因電纜本身具有耐火耐熱性能,可不用金屬管保護。但是,當與延燃電纜敷設在同一個電纜井時,兩者中間必須用耐火材料隔開。

在建筑物頂棚內的消防電氣線路,一般宜采用金屬管或金屬線槽布線:在難燃型材料的吊頂內,可采用難燃型(如氧指數大于50)硬質塑料管、塑料線槽布線。

3 高層民用建筑各類消防配電線路防火設計分析

3.1 火災自動報警系統電氣配線

火災自動報警系統是預報火災的重要設施,對于早期發現火災以及火災初期的及時撲救起著十分重要的作用。由于其作用主要表現在非火災時期和火災初期,因此,火災自動報警系統電氣線路的支線部分最好采用阻燃型電線穿保護管敷設在不燃結構層內(保護層厚度>3cm),或按第2部分第1條措施處理。對于當前普遍采用的總線制火災報警系統中的干線,由于一股回路干線線路較長,時常要穿越不同的防火分區,并且多為明敷,一旦干線出現故障將造成干線回路內的所有監測點處于無監測狀態。因此需提出更高的要求,如采用耐火電纜敷設在耐火電纜橋架內,有條件的可采用鋼皮保護礦物質絕緣防火電纜。

3.2 消火栓泵、噴淋泵等配電線路

根據消防工程現行做法,消防水泵一般集中設置在水泵房,其配電線路包括雙電源或雙回路電源干線和各個水泵電動機配電支線兩部分。通常,水泵電動機配電線路的敷設方法可采用穿管埋地暗敷,如選用阻燃型電線穿保護管并埋設在不燃結構層內,或者采用電纜橋架架空明敷,如選用耐火電纜則最好配以耐火型電纜橋架,以提高電氣線路的耐火耐熱性能。而水泵房供電電源一般由高層建筑變電所直接提供;當變電所與水泵房貼鄰或相距較近并屬于同一個防火分區時,可采用耐火電纜或耐火母線沿防火型電纜橋架明敷;當變電所與水泵房相距較遠(如穿越不同的防火分區)時,應該采用銅皮防火型電纜供電。

3.3 防排煙裝置配電線路

防排煙裝置是高層民用建筑中重要的防火設施,它包括送風機、排煙機、各類閥門、防火閥等,這些設備運行正常與否,直接關系到人員疏散效果和能否有效防止火災蔓延。由于防排煙裝置的布置一般比較分散,因此其電氣線路防火設計既要考慮供電主回路線路,也要考慮聯動控制線路。鑒于阻燃型電纜在遇到明火時,其電氣絕緣性能會迅速降低,防排煙裝置配電線路明敷時應采用耐火型交聯低壓電纜或銅皮防火型電纜,而暗敷時可采用一般耐火電纜,聯動和控制線路也應該采用耐火電纜。此外,防排煙裝置配電線路和聯動控制線路在敷設時應盡可能縮短線路長度,并避免穿越不同的防火分區。

3.4 防火卷簾門配電線路

在高層建筑中,大堂或中庭往往面積很大,許多高層賓館還具有內置高空間和回廊,因而按照《高層民用建筑防火設計規范》要求,應采用防火卷簾門將不同的防火分區加以隔離,阻斷火災蔓延。防火卷簾門的隔離火勢作用是建立在通過配電線路可靠供電以使防火卷簾門有效動作基礎上的。一般,防火卷簾門的電源可引自高層建筑中各樓層帶雙電源切換的配電箱,經防火卷簾門專用配電箱向防火卷簾門控制箱供電,供電方式多采用放射式或環式。通常為了便于配電線路敷設、維護及使其具有耐火耐熱性能,當防火卷簾門水平配電線路較長時,宜采用耐火電纜并在吊頂內使用耐火型電纜橋架明敷,以確?;馂陌l生并造成室內溫升較高時仍能可靠供電并使防火卷簾門有效降落,阻止火勢蔓延。

4 高層建筑消防設備電氣配線防火設計要點

高層建筑中消防設備電氣配線防火設計的關鍵是確定具體消防設備或系統的耐火耐熱配線要求;一般從高層建筑變電所中應急母線或主電源低壓母線到具體消防設備點的所有配電線路都是耐火耐熱配線的考慮范圍。實際應用中,由于目前我國還沒有制訂消防配電設備和電線電纜的耐火耐熱技術標準,因此,消防設備電氣線路的耐火耐熱配線可參考圖3示例確定。

參考文獻:

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關鍵詞:性能化設計;高層建筑;防火;運用

GB50016-2014《建筑設計防火規范》的出臺,克服了原《建筑防火設計規范》和《高層建筑防火設計規范》不協調的問題,使我國建筑防火設計規范更加嚴謹,新《規范》的出臺符合我國現階段建筑工程建設特點的,并且也是時代和社會發展的必然結果。新《建筑設計防火規范》,不僅增強了建筑工程防火設計規范的科學性、合理性和適應性,還提升了建筑物抗御火災的能力,對建筑物火災事故的發生,具有十分重要的意義。性能化建筑防火設計作為國外普遍應用的先進防火設計方法,在新《建筑設計防火規范》出臺的背景下,具有更加廣泛的推廣和應用價值。

一、高層建筑火災的特點和危害

城鎮化進程的推進,促進了我國建筑工程的發展,如今高層建筑已經成為城市建筑工程施工的一大特點。高層建筑在給我們城市發展提供更多空間的同時,防火設計要求也更加嚴格和嚴謹,與傳統建筑防火設計有很大區別。

首先,高層建筑其結構比傳統建筑更加利于火勢的蔓延,高層建筑中,不僅有著傳統建筑的結構,還有著電梯井、管道井、電纜井、垃圾道、排氣道等豎向管道,當火災發生時,這些通道會由于內溫度高于外溫度,使通道內的熱空氣沿著通道自然上升,而管道外的冷空氣因密度大,會由低層滲入補充,從而形成煙囪效應,助長火勢。

其次,由于高層建筑居住人口較多,而且人們平時主要憑借電梯出入,因此當火災發生時,人員疏散是很低效的。雖然高層建筑都建設有消防通道,但由于高層建筑所容納的人數較多,樓層較高,因此常規的疏散通道根本不能完成大量人員的疏散任務。由于高層建筑發生火災時安全通道是唯一的自主逃生途徑,電梯的停用會使人們對火災的恐懼更加強烈,導致在人員疏散過程中更容易出現擁擠推拉現象,增大人員安全疏散的難度。

再次,高層建筑的業主關系較為復雜,因此在消防設施的安裝和保養上容易由于互相推諉責任出現疏漏,由于建筑較高,地面火災撲救措施很難實現對火情的及時控制,但是當火災發生時,能夠及時進行高層建筑火災撲救的措施主要就是這些消防設施。一旦發生火情,很容易由于處理不及時蔓延成大火,并帶來人員傷亡和經濟損失。

二、性能化設計的概念和基本過程

1、高層建筑防火性能化設計的概念分析

新建筑防火設計規范中,對高層建筑的防火設計要求更加嚴格,對防火及疏散做出的規定也更加細致。建筑防火設計要求建筑發生火災的概率降低到可控程度,并且當火災發生時能夠實現人員的及時疏散和對火情的有效控制。性能設計作為一種新型的防火設計方法,應用消防安全工程學原理從整體入手實現了整個建筑設計防火性能優化的目標,并且實現了對建筑可能發生火情的有效預防。在進行性能化建筑防火設計時,我們要在不脫離《建筑設計防火規范》的基礎上,結合建筑主體結構設計可能存在的防火風險,并針對業主的需求進行綜合設計,對建筑材料、構件、組件以及系統和建筑方法都要進行要求,使建筑達到最優的防火性能。

2、高層建筑防火性能化設計的基本過程

性能化設計比傳統的高層建筑防火設計更加復雜,需要社會環境和技術條件的大力支持。高層建筑性能化設計的實現需要性能規范、技術指南、評估模型三個關鍵支撐要素,性能規范是指設計用來制定防火安全的系統目標,不僅規定了建筑設計需要滿足的功能,還為建筑實現其社會性目標提供了具體的參數。技術指南主要描述了建筑性能化設計如何運用科學技術及防火工程原理,在火災發生時對建筑內財產和人生命安全實施保護,并對整個建筑的防火安全性能進行評估。評估模型則是高層建筑性能優化設計最關鍵的一步,高層建筑評估模型的建立需要應用到概率分析技術、定性分析技術、火災動力學原理、火災影響模型定性和概率應用及有毒氣體毒性影響模型等原理和方法,對高層建筑的火災設計方案進行系統的模擬和測算,并綜合判斷建筑防火性能化設計是否符合建筑防火的設計要求。一般來說,高層建筑防火性能化設計的基本過程如下(圖一)所示。

(圖一)高層建筑防火性能化設計流程圖

3、高層建筑防火性能化設計的步驟

高層建筑防火性能化設計包含確定工程參數與評估內容、確定消防安全總體目標和性能目標、設計目標的確定、火災場景及火災模擬設計、初期的常識性設計和評估、完成性能化設計報告幾個部分。

確定工程參數與具體評估內容我們首先要了解高層建筑的綜合信息,對大空間建筑和人員密集的商務辦公樓要重點關注,并針對建筑的工藝特征合理安放特殊作業區、危險物品存放區、昂貴設備區以零故障區等。確定火災場景是指針對該建筑在某一特定情況下發生火災可能的發展和蔓延情況進行模擬,并分析其對建筑造成的破壞程度?;馂膱鼍霸O計和模擬時我們需要對火災場景的確定性和概率因素進行構成確認,并依次為基礎對建筑的火災場景進行模擬研究并得出其特征。由于高層建筑設計報告需要進行反復的常識性設計才能完成,因此需要進行系統的嘗試性設計并對其進行評估,并從中選出最合適的設計方案,最終以這個設計方案為基礎完成性能化設計報告。

三、高層建筑性能化防火設計的火災模擬研究

高層建筑性能化防火設計的火災模擬是建筑性能化防火設計中最重要的環節,在這個環節我們需要對諸如影響人員安全疏散的因素、高層建筑火災場景設計、高層建筑熱釋放率設定以及高層建筑的煙氣特性進行模擬研究。隨著計算機科技的發展,現如今國外在高層建筑性能化防火設計的火災模擬中已經實現了智能化,通過火災模擬分析軟件的應用,能夠有效的幫助設計人員完成建筑性能化設計的模擬。

其中最著名的就是美國國家標準技術局建筑火災研究實驗室發展的FDS,FDS綜合了火災模擬的多個因素并將其進行數值模擬化,采用數值方法求解一組低馬赫數流動的 Navier-Stokes 方程(粘性流體方程),來計算火災中產生的煙氣和熱傳遞過程。該軟件通過將空間分成多個小長方體或計算單元,每個小單元的內部的氣體速度、溫度設為一致,僅隨時間變化,通過對同一網格使用有限體積技術來計算熱輻射。流體流動中存在湍流現象,追蹤預測火災氣體的產生和移動,并結合家具、墻壁、地板和頂棚的材料特性來計算火災的增長和蔓延。隨著軟件技術的發展,FDS 不斷被完善,不僅可以用于解決實際的火災問題,甚至已經可進行火災過程和疏散過程的聯合模擬,進入了工程建設領域,成為建筑性能化設計的輔助工具之一。

綜上所述,隨著我國新《建筑設計防火規范》的應用,性能化設計將會越來越廣泛的應用于高層建筑的防火設計,并將給我國的建筑防火設計帶來革命。為了使我國高層建筑具備更優秀的火災防控性能,我們在高層建筑防火設計時積極引用先進的設計理念和技術,并通過相關計算機模擬軟件的應用讓我們的高層建筑性能化設計方法更加可靠合理,為我國的高層建筑的發展和應用保駕護航。

參考文獻:

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【關鍵詞】高層建筑;火災;防火;設計

中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A

一、前言

為了提高土地利用率,建筑物是越建越高,隨之而來的問題也是頻繁出現,為了保證高層建筑的安全,我們需要對高層建筑火災以及防火等問題進行論述、討論。

二、高層建筑火災的特點

高層建筑火災由其自身特點決定,概況起來有以下六個方面:

1.建筑結構跨度大,特性復雜

高層建筑由于采用大跨度榧架結構和靈活的環境布置,使建筑物開問和隔墻布置復雜,隨著建筑高度增加,在起火前室內外溫差所形成的熱風壓大,起火后由于溫度變化而引起煙氣運動的火風壓大。因而火災時煙氣蔓延、擴散迅速,同時,高層建筑室外風速、風壓隨著建筑物的高度而增大,當建筑物高度為90m時,其頂層的風速達15m/s;室外風速增大,則火災煙氣蔓延速度急劇加快。

此外,高層建筑上下內外聯系的主要交通工具是電梯,一旦發生火災,則疏散困難。當火災發展麗必須切斷電源時,普通電梯不能使用,儀能靠疏散樓梯進行安全疏散,費時多。

2.建筑環境要求高、內邦裝修材料多

為了加強高層建筑室內空間的藝術效果和實現高層建筑的環境舒適性的要求,滿足在其中工作、生活的人們的生理和心里的多種需要.高層建筑中的貼墻面層、天棚吊頂、地毯、靈活和空花隔斷、窗簾、家具等均大量采用易燃或可燃材料,且有不少是有機商分子材料,盡管一些町能經過了阻燃處理,但遇火后這些易燃、可燃材料或有機高分子材料將分解出大量的CO、C02及少量的HCN、H2S、HCL、NH3、HF、S02等有害的煙氣和毒氣,直接危機人的生命安全。

3.電氣設備多、監控要求高

在高層建筑中,大量使用各種電氣設備,如照明燈具、電冰箱、電視機、電話、自動電梯和扶梯、電爐、空調設備、驅動電機、自備發電機組等,還有通信、廣播電視、大犁電子計算機等電氣設備,電氣設備配電線路和信息數據通信布線系統密如蛛網,若一處出現電火花或線路絕緣層老化碰線短路而發生電氣火災,火災會沿著線路迅速蔓延。

4.人員多且集中

一般高層建筑容納有成百上千甚至數以萬計的人員,一旦發生火災,人的荒亂心里加上建筑通道復雜及樓層多等,使人員疏散難度大,難以安全疏散逃離。

5.建筑功能復雜多樣

高層建筑多數是多用途的綜合性大樓,往往設有辦公室、寫字間、會議廳、商業貿易廳、飯店、旅館、公寓、住宅、餐廳、歌舞廳、娛樂場,室內運動場等,以及自身必要的尉房、鍋爐房、變配電室、物資保管室、汽車庫房、不同功能用房,從而造成安全疏散通道曲折隱蔽。

6.管道豎井多

高層建筑內部必然設置電梯及樓梯井、上下水管道并、電線電纜井、垃圾井等。這些豎井若未加垂直和水平方向隔斷設施,一旦煙火竄入,則會產生“煙囪”效應,使火災迅速蔓延擴散到上層樓房。

三、高層建筑火災防控措施

1.把握好建筑的防火設計關。在進行總平面設計時,應根據城市規劃合理確定高層建筑的位置、防火間距、消防車道和消防水源等內容。在樓內設置合理的防火分區是防止火災大面積蔓延的主要措施。高層建筑的人員安全疏散設計應考慮到水平與豎直兩個方向,每層樓應至少設兩個方向的疏散路線,并宜將樓梯設在大樓的兩端。同時還應考慮到防排煙、通風空調系統等問題。設計中遺留下來的問題其他工作難以補救,所以一定要把握好設計這道“源頭”關。

2.控制室內可燃物的數量和種類?;馂慕y計表明,由于鋼筋混凝土材料的使用,當前高層建筑的主要火災問題已由建筑結構材料問題轉變為樓內裝修材料和室內存放或使用的物品問題,現在樓內最先起火的通常是辦公用品或設備及存儲的商品、家具、床上用品等。所以,一方面要控制室內裝修可燃材料的數量在一定限度內,盡可能推廣使用難燃、不燃材料,對易燃材料要作阻燃處理;另一方面,根據室內存放物品的數量和種類,采取相應的防火保護措施,降低場所的火災危險性。

3.按規范要求,設置各類消防設施和器材。因為高層建筑一旦發生火災,火災撲救難度大、人員疏散困難,所以在高層建筑的設計施工過程中要根據需要嚴格按規范要求設置火災自動報警系統、自動噴水滅火系統、鹵代烷滅火系統、二氧化碳滅火系統等自動消防設施,及消火栓系統、防排煙系統、消防電梯、疏散樓梯等設施,配置應急照明、疏散標志、滅火器等消防器材。

加強高層建筑的消防安全管理。

(1)高層建筑的使用單位應成立消防安全組織,確立消防安責任人和消防安全管理人,健全消防安全機構,落實防火安全責任制,制定各項消防安全管理制度,做好每日防火巡查,制作完善的消防檔案,確定消防安全重點部位,定期組織開展消防宣傳、培培訓,加強用火、用電管理和建筑防火管理。

(2)高層建筑發生火災時,有組織、有計劃、有步驟地疏散人員對減少傷亡是至關重要的,所以在高層建筑的日常管理工作中要制定相應的疏散預案并實施演練,使工作人員熟悉疏散路線,了解疏散計劃和各自的行動要求,以及防煙防毒的基本知識。

四、高層建筑防火設計

建筑防火設計是建筑設計諸方面中一個很重要的問題。針對高層建筑發生火災的特點,其防火設計,應遵循“預防為主,防消結合”的方針,采用可靠的防火措施。

第一、防火設計方面。由于建筑使用功能、規模形狀不同、所處的地理條件位置及室內火災荷載、裝飾和陳設等不同,建筑防火規范不可能把各式各樣的高層建筑防火都詳細地規定下來。所以設計者需針對所設計建筑物的具體條件,在實際設計中靈活運用,加強防火隔斷,增加滅火手段,避免使用可燃材料,增加建筑構件的耐火性,加強防排煙措施,采用不同的解決辦法,達到防火安全的目的。

第二、安全疏散方面。高層建筑平時的垂直交通主要是電梯負擔,但在火災時因斷電,井道易進煙火傷人及造成蔓延而不能使用,樓梯則成為主要的疏散通道。其布置要滿足雙向疏散要求,設前室防煙且必須封閉處理好等,滿足建筑防火規范上對安全疏散提出的要求。另外,根據建筑的使用性質,室內可燃物的數量和性質,裝修和陳設,建筑結構布局等具體情況,估計火災時煙氣的流向,煙、毒氣以及缺氧條件達到危險程度的時間,決定加強安全疏散措施,考慮在適當地點設置避難層、避難室和直升飛機停機坪。

第三、防火分隔方面。發生火災后盡可能將火災局限在起火地點,也是建筑防火設計人員要注意的事項,特別是防火墻和住宅的單元墻是水平方向阻止火災蔓延的主要設施,樓板是垂直方向阻止火災蔓延的主要設施,為了滿足防火性能要求,即設法將火限制在起火房間內和防止由于結構局部破壞導致整個結構體系的破壞。建筑結構或構件必須具有承重功能和適當的分隔功能,這兩種功能都和受火時間或規定的某一極限時間有關,以確保發生火災時有足夠的疏散和救援時間。

第四、室內裝修陳設方面。在建筑中消除火源是不可能的,但是采用不燃、難燃裝飾或陳設是可能的,盡可能采用不燃材料或難燃材料做好內部裝修。因為可燃性的裝修材料、陳設等是導致火災發生、迅速蔓延及持續時間很長的重要因素之一,其危害性甚為嚴重。因此裝修時少用或不用燃燒時產生有毒氣體的可燃材料,這是從根本上減少火災發生、避免和減少火災傷亡以及財產損失的重要措施之一。

五、結語

國家的經濟不斷發展,土地越來越緊張,為了提高土地利用率,建筑物的高度不斷被提高,建筑物提高的同時也帶了許多的問題,其中的火災問題尤為突出,如何結合我國的具體情況對高層建筑進行有效地防范,完善防火措施,對于提高我國的建筑安全設計水平至關重要。

參考文獻

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[2]王澤 高層建筑防火設計措施探析 [J] 《城市建設理論研究(電子版)》 2012(11)

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【關鍵詞】高層建筑:防火安全;防火設計

0.引言

隨著我國經濟的迅猛發展,尤其是改革開放之后,在我國大中型城市,由于土地資源有限,人口不斷增長,越來越多人員密集、結構復雜的高層商用、民用建筑大量涌現,并且成為當代都市建筑主流。雖然為城市的經濟發展和建設帶來生機,但是也增加了城市消防安全的困難和負擔。由于高層建筑的建筑容積率增大,容納人數多,縱向交通容量有限,且外部開放空間面積較少,因此,在發生地震,火災等突發災害時,避難和消防難度較大,特別是高層建筑中各種原因引起的火災造成大量的人員傷亡和財產損失。所以現在高層建筑的火災問題及其防治措施越來越受人們矚目。

1.高層建筑火災特點

高層建筑的概念在不同地區、不同國家、不同時期有不同的含義。在我國,按照《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)2005 版的規定,建筑總高度超過24m 的非單層民用建筑和10 層及10 層以上的住宅建筑(包括底層設置商業服務網點的住宅樓)稱為高層建筑。高層建筑自身的特點決定了火災發生后其性質與一般火災不同,具有下列特點:

1.1火勢蔓延迅速

在高層建筑的樓梯間、電梯間、管道井、風道、電纜井等豎向井道,如果防火分隔不好,一旦發生火災就會形成煙囪效應,使火勢迅速蔓延。建筑物越高,形成風速越大。風速越大,火勢的蔓延速度越快。

1.2發生火災人員疏散困難

高層建筑物建筑高度越高,內部結構越復雜,發生災害是安全疏散越困難。高層建筑的特點,一是垂直疏散距離長,疏散到地人員需要時間較長;有人做過一個測試,讓一名健壯的消防員從30 層樓的高度向下跑整整用了30 分鐘的時間,二是疏散時人員集中,在疏散通道內容易出現擁擠踩踏情況;三是火災發生時火勢和煙氣迅速向上蔓延,而發生火災時人們涌向樓梯間,使煙氣竄入,增加了疏散難度。

1.3高層火災撲救難度較大

當高層建筑發生火災,消防隊員使用的滅火救援設備往往達不到高層建筑物著火層的高度,所以,撲救高層火災需要利用室內設施。但由于室內設施管路復雜,需水量大,滅火針對性不強,阻截火勢能力有限,建筑物自身消防水量有限,需要利用消防車從室外進行補給。

1.4發生火災概率較大

高層建筑內部一般較為復雜,電器設備繁多,用電量較大,電器線路老化等問題,很容易發生火災,而高層建筑現代化程度高,易燃物較多,引燃后不易撲救,如果管理出現漏洞,建筑物內自動報警系統不能正常啟動,高層建筑發生火災的概率會成倍的增長。

2.高層建筑防火安全對策

我國消防工作方針是“預防為主,防消結合”。堅持防患未然、立足自救、從嚴管理的原則,充分認識到高層建筑防火安全的重要性,采取積極必要的措施,從設計、施工、使用管理、維修等方面貫徹消防安全工作,防止火災發生,減少火災損失是完全可以做到的。

(1)嚴把消防設計關:設計高層建筑時,設計師進行防火設計應嚴格按照《高規》的要求。做好防火分析,結合建筑的使用性質做好各種功能要求,認真考慮防火安全。對高層設計、施工和驗收單位的負責人應對工程的防火設計要求負責,對對違反高規、不符合防火規范要求的不得審批驗收并交付使用。

高層建筑進行防火設計時,應著重考慮以下幾方面:

1)總體布局合理,設計理念要清晰。

2)合理劃分疏散樓梯間和防火分區。

3)高層建筑各構件要有足夠的耐火極限。

4)安全疏散通道要設計合理。

5)安裝自動報警和滅火系統時選用聯動效果好安全穩定的系統。

6)做好高層建筑消防用水設計,保障發生火災時有足夠的蓄水量,起到出不阻燃火勢的作用。

7)室內裝修盡量采用不燃或難燃材料,減少可燃物的數量,提高安全指數。

(2)完善管理、健全制度、增強意識高層建筑不僅要在前期設計、中期施工、后期消防設施配備上下足功夫,這些只是高層建筑防火要求的基礎條件,而且要在完善管理、健全制度、增強意識?!胺阑加谖慈弧弊顬殛P鍵。在建成后的使用過程中,安全管理者應該做到以下幾點:

1)完善管理、健全制度高層建筑落成后、在高規的要求下應配備相應的消防設施,設備長期使用會出現各種問題,這時很正常的,因此,這些設施的日常維護需要專人負責,專人管理,按要求每年每年定期檢查,定期檢測,相關單位形成日檢查制度,安全管理責任人,分區責任人,真正落實到人頭上,讓每一個責任人有危機意識,責任意識,盡早發現消除各種火災隱患。

2)建立督導機制,任何好的管理方法,都有一定的周期性,任何制約機制時間長了都會麻痹大意,這樣就需要在每一個周期到來之前,進行督導,達到警示的效果。

3)做好消防培訓,加強人員的消防意識。任何先進的消防設施、設備都是由人來操作的,按照《中華人民共和國消防法》的規定,消防控制室的操作人員一要固定,二要經過消防專業培訓,并取得合格證后才能上崗;上崗人員要正確熟練地掌握消防設施設備的性能、使用方法、一般故障的排除等專業技能,并堅持做好日常維護保養,及時發現、排除影響設施設備運行的不安全因素。

4)增強意識,加強消防宣傳,提高高層建筑內人員應急防滅火能力。任何好的設施都是只能是處理現場火災,卻無法救援困在火場的人員,這時就需要建筑物內的人員自行逃生,而逃生需要日常生活中不斷地灌輸樹立牢固的消防安全意識,不斷增強內部人員自救逃生的能力,加大逃生知識普及力度,從而減少火災發生時的人員傷亡及財產損失。

3.結論

隨著經濟快速發展,土地資源的減少,城市人口的不斷增多,高層建筑的迅猛發展已成為社會發展的必然趨勢。與此同時,防火安全工作也越來越重要,不僅要在設計之初消除火災隱患,而且要在思想上提高預防火災的意識,遏制和杜絕群死群傷等重特大惡性火災事故的發生,不要讓血的悲劇一次次重演。

【參考文獻】

[1]王有為.建筑防火的新動向[J].消防理論研究,2003(1).

[2]中華人民共和國建設部.GB50045-95 高層民用建筑防火規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2005.