談論室內防火隔離帶裝置
時間:2022-04-11 11:49:00
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防火隔離帶被廣泛應用于森林、草原、城市消防規劃、民用建筑外保溫系統中,作為重要的阻止火災蔓延措施,保護人員生命和財產安全。近幾年,防火隔離帶又進一步被引進室內建筑,力圖以一種新型的、邏輯的防火分隔措施,應對高大空間建筑中需防火分區而區域功能統一又無法物理分隔的難題。室內建筑空間采用防火隔離帶進行防火分區,由于受煙氣流動特性、室內燃燒能量、消防設施、人員、物品流動以及后期安全管理等諸多因素的影響,其設置方法不能簡單等同于室外防火隔離帶,即以間距為唯一控制指標。據了解,近年來的國內不少工程在防火分區中采用了室內防火隔離帶的理念,但是目前各地防火隔離帶的設計指標各不相同,而現行的國家技術規范、地方標準又無相關規定,只能根據公安部《建設工程消防性能化設計評估管理暫行規定》的要求,進行性能化評估和專家論證。而性能化評估方法、模擬軟件、安全曠據等也存有一定爭議?;诜阑鹪O計必須有效、可靠、安全的實質出發,筆者對室內防火隔離帶的設計進行分析和總結,以期尋找出共性規律及防火要求。
1室內防火隔離帶的概念和特性
室內防火隔離帶是指在建筑空問內,為阻止火災大面積延燒,通過熱輻射模型計算確定,利用室內空間的自身條件設置一定有效寬度的間隔區域,并在該區域設置可靠的消防設施,保證火災時一側的火焰、煙氣不會輻射蔓延至另外一側。室內防火隔離帶的阻隔火災蔓延的效果類似于防火墻、防火卷簾等物理分隔措施,但只是一種邏輯的防火分隔方法。應具有以下4個特性:
(1)阻火可控性。設定的間隔距離可有效地阻止火災區域的熱輻射進一步影響到相鄰的防火分區并引燃可燃物后造成火災蔓延。
(2)隔煙清晰性。該區域必須能阻擋煙氣擴散,空間始終保持足夠的清晰高度,以利于人員疏散和救援。
(3)本體不燃性。在防火隔離帶嚴禁放置任何可燃物,包括展位、商鋪等。該區域自身不可能發生火災,是一種變通的安全區域。
(4)空間整體性。隔離帶是由區域上下整體形成的一個區域空間,同時可利用該區域設置的消防設施發揮整體阻隔火勢的作用。對于室外非受限空間火災,影響其蔓延的是可燃物、飛火、風力、風向等主要因素。因此,森林、草原防火隔離帶的設置寬度較大,一般為4O~100m,城市防火隔離帶需6~5Om,外墻保溫材料防火隔離帶為300~500mm。室內受限空間發生火災’時,造成火災蔓延的主要原因是火焰和煙氣蔓延。室內防火隔離帶的設計要實現兩個安全目標:阻止火焰蔓延和煙氣蔓延,同時還應滿足火災撲救和安全疏散的基本要求。
2室內防火隔離帶阻止火焰蔓延的設計要點
2.1室內防火隔離帶的寬度
在已有工程中設置的室內防火隔離帶寬度各不相同,有6、8、9、12m等,為有效達到阻止火焰蔓延的安全目標,筆者認為應先采用熱輻射引燃經驗公式進行估算,再用計算機?;M行驗證來確定室內防火隔離帶的有效寬度。
(1)輻射引燃經驗公式估算法?;鹪磳Ψ阑鸶綦x帶另一側的熱輻射包括火焰的直接輻射和熱煙氣層的輻射兩部分。由于設置室內防火隔離帶所在的建筑空間一般較高較大,有較大的蓄煙、排煙能力,煙氣層的溫度不高,因此,計算中可忽略煙氣層輻射熱的影響。而對于火焰的熱輻射,消防安全工程領域通常將火源假設為一個具有輻射發射性的點火源來考慮,隔離帶的寬度計算僅考慮火源點熱輻射,見式(1)所示。=㈩式中:Q為火源熱釋放速率,kW;R為可燃物距火源中心的距離,m;q為可燃物接收到的火源輻射,kwm。根據美國消防協會NFPA92B以及參考DGJ08—88—2006上海市建筑防排煙技術規程》取值,火災規模為2OMw,引燃可燃物的最小輻射熱流為1Okwm。由式(1)計算可得,“防火隔離帶”的理論最小寬度應不低于7.29ITI,選取安全系數1.2~1.6,室內防火隔離帶寬度為9~12nl。
(2)用FDS軟件模擬計算驗證。在實際工程中,如采用計算機模化考量室內防火隔離帶,應嚴格設置軟件模擬計算的邊界條件,科學設定選取所在樓層的建筑高度、風速(通風條件)、火災荷載、燃燒速率等各種參數,并應假定燃燒區域的自動噴水滅火設施和排煙設施已失效,再經FDS軟件進行模擬計算,運用安全判據判定驗證其安全可靠性。
2.2室內防火隔離帶的消防設施
(1)滅火設施的設計。以上海某手工藝制品植絨車
間廠火災為例,該車間與之相鄰走道上噴水滅火系統動作成功阻隔了火災向同層的服裝廠蔓延。該火災案例證明了在防火隔離帶上設置自動噴水滅火系統保護很有必要,也是有效的。室內防火隔離帶是防止區域失控火災繼續蔓延的阻隔設施。在最不利的情況下,即假定著火區域的滅火系統可能失效,如著火區域消防系統處于維護維修期間,隔離帶區域的消防系統就必須處于正常工作狀態,才能可靠有效地控火,成為控制火災蔓延的第二道防線。為此,防火隔離帶的滅火設施應獨立于其他區域設置,為經濟節約,至少應設置獨立的報警閥組(閥前供水泵可與其他區域共用),使其相對獨立可靠。著火區域火災失控勢必造成火災蔓延,防火隔離帶的滅火系統就必須及時開啟,進行滅火、冷卻、阻隔。如仍采用普通噴頭,其水量、噴水強度、保護面積已無法理想控制火災蔓延,應提高噴水強度和縮短噴水響應時間進行彌補,可采用快速響應噴頭,并宜參照水幕設計指標進行加密布置保護(按噴頭間距不大于2in設置)。
(2)消防電氣設計。自動報警系統的設置應采用單
獨回路直接與集中控制報警器連接,包括控制中心對排煙機、活動擋煙垂壁、防火防煙閥的聯動回路以及應急照明、疏散指示標志等各種消防設備的控制,均應與其他區域的報警和控制系統分開,設置單獨回路。
2.3室內防火隔離帶的裝修材料
室內火災蔓延的主要途徑是沿墻面、吊頂以及吊頂內的管線或地面上的可燃物進行蔓延。為能切斷火焰通路,保證室內防火隔離帶的阻隔作用,必須對防火隔離帶的裝修材料作嚴格限制。因此要求室內防火隔離帶包括吊頂、墻面、梁、柱的裝修材料均應采用燃燒性能不小于A級的不燃材料,且嚴禁在防火隔離帶中設置任何展覽、經營活動用的掛飾、裝飾物品.空調、通風管道保溫材料、電器設備的線路管線也應盡量采用無煙無毒的防火、耐火材料。兼具采光功能的防火隔離帶,其采光天棚應采用防火玻璃或耐火極限較高的不燃材料,防止火災經頂棚蔓延甚至影響隔離帶的自身結構安全。
2.4室內防火隔離帶的后期安全管理室內防火隔離帶只是一種邏輯的分隔空間而非物理分隔物,其防火分隔的有效性很大程度依賴于后期的安全管理。室內防火隔離帶要求嚴格禁止放置任何可燃物、設置任何展示攤位或經營性商鋪等。為與周邊環境有機融合并且方便管理,可以結合室內裝修手段在隔離帶上采取布置綠化、人工水景或在隔離帶兩側設置觀景玻璃、固定裝飾(不燃材料)等靈活措施,變無形空間為有形,避免隔離帶有可燃物放置。防火隔離帶兩側分界處可劃制醒目的黃色警界線,在中間處設置醒目警示語,并制訂相應的管理制度、規定嚴格落實。
3室內防火隔離帶阻止煙氣蔓延的設計要點
3.1煙氣蔓延特性
目前,室內防火隔離帶運用較多的主要在展覽、展示建筑,大型購物中心、商場、超市或倉庫等高大空間建筑內,該類建筑均有樓層高度高、建筑面積大、區域功能統一、空間難以分隔等特點。建筑層高一般都在6m以上,有的甚至高達30m。建筑發生火災時,在受限空間內,隨著可燃物的燃燒速率增加,火源上方升騰的煙羽流不斷卷吸周圍的空氣,質量流逐漸增加,平均溫度和濃度逐漸降低。當受到建筑頂棚阻擋后,在頂棚下方四面擴散(熱煙氣水平蔓延的速度可達1~2m/s),受到梁或墻阻擋時,便轉向下流,在建筑空間上部形成逐漸增厚,溫度、濃度隨之增大的熱煙氣層,其危害是高溫度的熱輻射。如果熱煙氣層的厚度超過擋煙垂壁,就向相鄰的防煙分區蔓延。而對于層高較高(6~30m)的建筑,火災時,煙氣也會迅速充滿整個頂部空間,煙氣的有毒性及遮光性也可能造成危害。因此,能否及時有效地防煙、排煙對于控制煙氣和防止煙氣蔓延至關重要。
3.2防排煙設計
為達到阻止火災煙氣蔓延的安全目標,應充分考慮發生失控火災在最不利條件下的防煙排煙設計,即:建筑內部某區域發生火災時該區域的排煙設施、自動噴水滅火系統均處于失效狀態時,仍能防止煙氣通過室內防火隔離帶由著火區域蔓延到另一區域,這就要求防火隔離帶的防煙、排煙設施獨立于其他區域單獨可靠設置,防止受火災區域影響導致防排煙設施失效。
(1)防煙設計。為有效阻止煙氣蔓延及人員疏散安全,應在防火隔離帶兩側與相鄰區域交界處設置擋煙垂壁,擋煙垂壁可利用原有的梁或在梁下設置,且應滿足疏散所需的清晰高度,最小清晰高度可由公式(2)計算:H一1.6+0.1H(2)式中:H為最小清晰高度,m;H為排煙空間的建筑凈高度,m。擋煙垂壁的設置高度L應大于等于(H~H)。在穿越防火隔離帶的洞口處應采用不燃燒材料封堵,通風管道在穿越處應設置自行關閉的防煙防火閥進行隔斷。
(2)排煙設計。排煙有機械排煙和自然排煙兩種,其排煙效果各有優劣。自然排煙經濟、簡單、有效,但受外界風力風向等氣候因素影響較大,機械排煙效果好但管理、控制環節較多,失效風險及投資較大;設置室內防火隔離帶的場所如果是地下一層、首層或單層建筑,有條件的可利用可開啟采光天窗或采光天棚(在火災情況或故障狀態下能自動開啟的天窗、天棚)進行自然排煙,有機結合采光、排煙、防火隔離各種功能,如世博園中國館一層地區館的丁字型防火隔離帶。在不具備自然排煙條件的場所設置防火隔離帶時,應設置機械排煙設施進行排煙。這里需注意的是同時設有自然、機械排煙設施時,為保證火災時排煙有效、可靠,應考慮分層次啟動機械和自然排煙設施,并且設定其中一種設施為主,滿足排煙所需的流量,而另一種設施僅作為輔助的彌補措施。
4室內防火隔離帶的疏散要點
室內防火隔離帶平時可作為物品流通、人員行走的通道。由于室內防火隔離帶設置有獨立可靠的防排煙設施,獨立回路的自動報警系統、獨立報警閥組的自動噴水滅火系統,可視之為準安全區域。火災發生時人員疏散至防火隔離帶區域時處于相對安全狀態。但是,如果該區域無通向安全出口(樓梯間),可能造成人員無法安全疏散,勢必也會造成混亂和災害。為便于人員安全疏散,防火隔離帶應在不同方向至少與兩個安全出口或疏散樓梯連通,安全疏散的最遠距離不宜大于30m,安全出口的疏散寬度應根據隔離帶兩側區域中需要疏散的最多人數進行計算;另外,在火災發生時,室內防火隔離帶也是消防隊員迅速開展救援的重要通道,直接連通安全出口(安全疏散樓梯),還便于消防滅火隊員快速占據防火隔離帶展開火場進行滅火和冷卻保護,防止火災蔓延。筆者以福建省晉江市某國際采購與區域物流中心工程為例進行說明。該項目中,C2展廳地下一層平面布置局部截圖,見圖1所示。42圖1C2展廳地下一層平面布置為滿足大空間展示、功能統一的特殊要求,該項目采用寬度為9m的防火隔離帶將建材市場展示廳分隔為相鄰兩個防火分區。防火隔離帶總長度為59m,兩側均直通安全出口,到最近安全出口的疏散距離不大于30rn。該防火隔離帶的設置對防火分隔、人員的安全疏散以及消防隊員的滅火救援均起到有效的作用。
5結語
室內防火隔離帶在設計寬度為9~12rn,設有獨立報警閥組且采用加密快速響應噴頭的自動噴水滅火系統,獨立防排煙系統、獨立回路報警系統,采用不燃材料裝修且有良好的消防安全管理保障時,能夠達到防止火災蔓延的安全目標,可作為一種有效的防火分隔措施。但對于管理水平不足的單位,還應慎用此種隔離法,而更多考慮采用防火墻、防火卷簾進行物理分隔。
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