高层建筑防火技术范文

时间:2023-11-08 17:19:37

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高层建筑防火技术

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关键词:高层建筑 防火 疏散 设计

中图分类号:TU972 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)02(c)-0061-01

我国是一个人口大国,人均土地占有量非常有限,随着社会主义市场经济的蓬勃发展,人民生活水平逐渐提高,城市人口的数量也急剧增长,为满足城市人口住房需求,越来越多的高层建筑拔地而起。高层建筑用于居民生活居住呈现出人口密集性大、工程结构复杂、纵向交通容量有限等特点。虽然高层建筑的存在为城市经济与社会的发展起到了一定的支撑作用,但不可忽视的一个事实是伴随着高层建筑的上述特点,加上其对外不开放空间的有限性,在发生地震、火灾等灾害的过程中,给消防和避难带来了巨大的挑战,人民群众的生命财产安全较易受到来自高层建筑的火灾损失。因此,为提高高层建筑的防火和疏散功能,加强对人民群众的生命财产安全的考虑,本文对高层建筑防火与疏散设计技术进行了探析。

1 高层建筑火灾的特点

高层建筑火灾因其高层建筑楼层高、容纳人员多、火势蔓延快、扑救和人员疏散困难等特点而具有非常大的危害性,高层建筑自身的特点决定了其发生火灾的性质与其他一般类火灾的不同。具体如下。

1.1 火势蔓延迅猛、途径多

高层建筑在设计过程中涵盖楼梯间、电梯间、管道井、排气道、风道、电缆井等各种竖向的管井,犹如一个烟囱,在发生火灾的过程中,各种管井就会发生“烟囱效应”,造成火势的整体迅猛性蔓延。此外,高层建筑的装修不乏易燃或者可燃性材料的使用,一方面加速了火势的蔓延;另一方面伴随着有毒气体的释放造成人员的昏迷、窒息等情况的发生,对救援工作带来诸多的不便。而高层建筑由于其自身的高度,加之管井、窗口、房顶床以及各种设备孔洞,来自于外部空气的风力则会加速火势的进一步蔓延。

1.2 人员疏散困难

高层建筑在发生火灾的过程中,造成人员疏散困难主要有两个方面的因素,一是由于高层竖向距离长、楼层多、造成垂直距离人员疏散耗时长、且易受到有毒气体和烟雾的困扰,在烟熏和热气流的影响下极易造成人员的踩踏、窒息等情况的发生。另一个方面则是高层建筑人员相对集中,而相应的疏散设施较少,加之各种管井的存在造成火势的迅速蔓延,密集的人员造成疏散过程中危险系数的增加。

1.3 消防设施配套欠缺,管理存在漏洞

高层建筑火灾发生后造成人员财产和生命安全损失的一个主要方面则是高层管理业主缺乏必要的高层防火意识,在管理制度上存在漏洞,如违章关闭消防设施等,此外,高层建筑内部配备的自动消防设施等其他消防其他不齐全,人员管理不及时,人员流动性强等特点造成消防设备形同虚设。

2 高层建筑防火和疏散设计存在的问题

2.1 消防给水和防排烟问题

按照我国高层建筑防火设计要求,消防加压泵的选择必须满足消防流量和消防泵所需的扬程。而目前,个别高层建筑的消费加压泵的选型无法满足流量和扬程的需求。高层建筑由于各类管井、设备孔洞以及门窗等诸多,室外风向和风速极易通过,造成火势的迅速蔓延,烟气流动迅猛。当着火后,背风面朝向房间则会向窗外排除烟气,而迎风面的房间则会吸收更多的烟气,而目前,高层建筑的防排烟设计问题突出,不能全方位考虑人员疏散、风速变化等问题。

2.2 人员疏散问题

从高层建筑设计的角度出发,造成人员疏散问题存在的一个突出表现是,按规定应设置封闭或者防烟楼间的建筑在消防审核和验收的过程中均没有存在,而对于封闭和防烟楼梯间中防火门的设置是极其必要的,应在设计过程中加以强调和突出。

2.3 高层建筑管理漏洞问题

高层建筑从设计到施工到后期的使用存在着一些列的管理问题。最为突出的表现为三个方面:首先,消防责任落实不明确,多产权、多使用权的高层建筑缺乏统一的消防管理机制,人员和设备配给不足等。其次,高层建筑功能的改变,如办公用房、商业用房以及居民住宅的相互变更造成部分高层建筑消防功能的丧失,如喷淋、火灾报警、机械排烟等设施的随意更改。最后,高层施工忽视高层消防的需求,施工现场可燃性材料的增加,户外消防障碍的增多等等造成高层建筑火灾的潜在风险增加。

3 高层建筑防火与疏散设计安全对策

3.1 严格把控高层消防设计环节

高层建筑消防设计应该严格按照我国消防法的指导思想和《高层建筑消防法规》的要求进行设计,对高层建筑的防火需求、条件和要求等进行严格的考核和把关,明确和落实高层建筑消防设计责任主体。在高层建筑消防防火设计过程中应重点考虑高层建筑的总体布局、合理的对高层建筑的疏散区域和防火区间进行划分,严格把关高层建筑的组成构件的耐火性,对安全疏散通道、自动报警和灭火系统等进行把关,严格把控高层建筑消防用水设计,满足在火灾发生情况下的旬水量,提倡难燃或者不燃装饰材料的使用,以此提高高层建筑防火设计的安全系数。

3.2 构建和完善高层建筑消防管理制度,强化消防意识

构建完善高层建筑消防管理制度,对高层管理业主消防从业人员进行有效的培训,增强其自身的消防意识,制定和落实专人负责消防区域,构建定期或者不定期的安全消防检测,强化员工和居民的危机消防意识,增强其责任感。构建完善的消防训练机制,对负责消防安全的管理和工作人员必须培训上岗,待其掌握正确的人员疏散方法之后方可任职。此外,加强人民群众的消防意识,提高高层建筑内人员的应急灭火能力,强化火灾面前逃生意识和知识常识,提高高层建筑人员疏散的安全系数。

4 结语

高层建筑在城市发展过程中做出了巨大的贡献,满足了人民群众对于住房的需求,但整个社会和普通人员都应高度关注高层建筑的消防。尤其是对于高层建筑防火和疏散设计人员,更应该增强安全意识,严格按照国家的消防法规和技术规范进行高层建筑的设计,坚决杜绝恶性火灾事故的发生,切实维护人民群众的生命财产安全。

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【关键词】高层建筑;防火;防火分隔消火栓

1 保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性

目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏 450~650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。

1.1 耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级。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,到被破坏为止的这段时间。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体 、难燃烧体和非燃烧体之分。

1.2建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体,梁须为耐火极限2 小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。

2 做好防火分隔与安全通道设计

高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70% 左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s,垂直方向扩散速度为 3.4m/s,当烟气无阻拦时,只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径,易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员安全疏散和扑救。因此,超高层建筑在上述部位设置机械加压送风系统, 能够达到疏散和扑救通道上无烟的目的,从投资方面又低于机械排烟系统,是可行的。其裙房的楼梯间内可统筹考虑布置。其风压值应为防烟楼梯间50Pa,前室、合用前室、封闭避难层25Pa,既能方便疏散安全门的开启,又能保证安全地带的压力,对烟气起到排斥作用。同时,超高层建筑封闭避难层内设置机械加压送风设施,除满足避难层内一定的正压值,防止烟气入侵,也为躲避在避难层里的人们提供呼吸用的新鲜空气。

2.1 防火间距:为防止火势通过辐射热等方式蔓延,建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于6米,它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7米和9米。高层建筑因火灾时疏散困难,云梯车需要较大工作半径,所以高层主体同一、二级耐火等级建筑物的防火距离不得小于13米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18米。厂房内易燃物较多,防火间距应加大,如一、二级耐火等级厂房之间或它们和民用建筑物之间的防火距离不得小于10 米,三、四级耐火等级厂房和其他建筑物的防火距离不得小于12和14米。生产或贮存易燃易爆物品的厂房或库房,应远离建筑物。

2.2 防火分区:建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区,即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米2;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、600米2。一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000米2或1500米2内,地下室则控制在500米2内。防火墙应为耐火极限4小时的非燃烧体,上面如有洞口应装设甲级防火门窗,各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘,用水幕保护。

2.3安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。

3 强化报警系统和灭火装置

设置自动报警装置和自动灭火装置。前者的探测器有感温、感烟和感光等多种类型;后者主要为自动喷水设备,不宜用水灭火的部位可采用二氧化碳、干粉或卤化烷等自动灭火设备。设有自动报警装置和自动灭火装置的建筑应设消防控制中心,对报警、疏散、灭火、排烟及防火门窗、消防电梯、紧急照明等进行控制和指挥。考虑到高层建筑以自防自救为主,室内消防用水量比室外的要大些,室内消火栓用水量为40l/s,即消火栓用水量70l/s,是规范规定的建筑物消防用水的上限值。一般情况下,超高层建筑具备两种及两种以上使用功能。因此,其火灾延续时间为3.00h,考虑到市政给水状况,由此可确定是否设置室外消防水池及其容量。

3.1 室内消火栓的设置范围:(1)高层建筑的主体及裙房内;(2)消防电梯前室或与防烟楼梯间的合用前室内,方便消防队员尽快利用消火栓向火灾发起进攻和开辟通道;(3)避难层内设置用于人员自救保护; (4)屋顶或直升飞机停机坪处,用于检查消火栓压力和防止火灾蔓延至顶层及保护人员的作用;(5)室内消火栓箱内应设消防卷盘,用于非消防专业人员扑救初起火灾。

3.2室内消火栓设置的技术要求:(1)消火栓充实水柱需经水力计算,且不小于13m,以避免浓烟高热对灭火工作的影响,又能保证消防队员正常使用;(2)消火栓间距在高层内不大于30m,在裙房内不大于50m,保证两股充实水柱同时到达同层内任何部位;(3)采用分区给水系统,有串联供水和并联供水两种方式,当消火栓栓口处的出水压力大于0.5Mpa时,应设减压装置;(4)屋顶水箱。为了保证初起火灾时消防用水量和消防水压的要求,超高层建筑屋顶水箱设置高度应满足最不利点消火栓静水压力0.15Mpa。不能满足时,应设气压水罐或稳压泵等增压设施。如是并联给水方式,其分区消防水箱的容量应与高位消防水箱的容量相同,发生火灾时,消防水泵供给的消防用水应进入高位水箱,而串联给水方式中是允许的;(5)水泵接合器。在消防车供水压力范围内的各个分区均需分别设置水泵接合器。也就是说,根据现有或将有的消防车供水能力,确定各个分区是否应设水泵接合器;(6)消防管网采取防超压措施。常用的方法是采用流量―扬程曲线平缓的消防水泵,设置安全阀、泄水阀门等,避免超高压造成给水系统的破坏。

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当高层建筑的层数达到了40层以上时,发生火灾之后的人员疏散工作就会变得尤为困难。这主要是由于在如此高的建筑中垂直逃生通道的距离会大大加长,人员要想从顶层到底层的逃生距离所花费的时间会很长,使得最终的逃生希望渺茫。

2竖向管井较多,易形成烟囱效应

在高层建筑的内部装饰之中所使用到的很多材料都是易燃材料,因此一旦有火源引起,很容易使其点燃,最后火灾会顺延楼梯间、管道井、电梯井、排气道、电缆井、垃圾道等高层建筑中的各种管道向外蔓延。一旦发生火灾,这些存在于高层建筑中的竖向管道就会变成一个个高大的烟囱,最终会形成烟囱效应使得烟和火流动的速率急剧加快,从而最终导致火灾的恶化,使得高层建筑受到更大的伤害。

3施工周期长,施工期间火灾隐患大

由于高层建筑本身的特点导致其整个施工的过程会比较长,而在施工过程中正是火灾隐患比较多的时候,这个时候的用电量很大、临时的火源比较多、现场摆放的易燃物品也很多,因此在高层建筑施工过程中一旦发生火灾则会导致火势蔓延比较迅速,由于施工中基础设备都不完善,也会造成发生火灾之后的救援和扑灭工作难度加大。

4装备要求高,灭火救援难度大

相比于普通建筑的着火扑救,高层建筑的火灾扑救难度要大一些。先今很多的高层建筑外墙都是使用的玻璃材质,当发生火灾之后玻璃受热破碎之后一方面会使得救援设备和车辆等受到很大的阻碍,另外一方面也会使高层建筑内的人员受到一定的伤害。当高层建筑外墙为玻璃幕墙时,如果其实采用的固定窗的话,就会导致消防救援人员很难靠近起火位置,也就无法从根源上彻底的扑灭火灾。受限于现在消防设备的高度一般都在一百米一下,所以当高层建筑的高度超过一百米时,救援消防登高车和供水设备都无法有效发挥作用,这也会使得救援的难度大大增加。

5高层建筑防火设计

在高层建筑的设计之中,防火设计一直都是其中比较重要的一个环节。笔者针对高层建筑火灾发生的相关特点,对高层建筑的防火设计提出了相应的改善措施

5.1防火分隔方面

当高层建筑发生火灾时,要尽可能将火源控制的起火点位置,防止其向其它楼层和房间蔓延,因此在防火设计中要考虑到住宅的单元墙和防火墙在阻止火灾蔓延起到的作用。

5.2防火设计方面

对于高层建筑而言,每一个建筑本身由于其建筑规模、功能设计、地理位置等不同使得每一栋高层建筑都有不同的防火设计要求,针对这些不同的防火设计要求显然不能通过一个防火设计规范来实现。因此在设计高层建筑的防火设计时必须要在防火设计规范的基础之上发挥主观的能动性,加强防火隔断,避免使用可燃材料,增加灭火手段,加强防排烟措施,增加建筑构件的耐火性,采用不同的解决办法,以求最终能够实现防火的要求。

5.3室内装修陈设方面

消除建筑物室内的火源几乎是不可能的,但是换一个角度,室内采用难燃、不燃陈设或装饰却是能够实现的,因此在高层建筑的装饰、装修中尽可能采用难燃甚至不燃的材料。

5.4安全疏散方面

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【关键词】高层建筑;安全疏散;防火设计;策略

随着我国城镇化进程加快,各种建筑纷纷拔地而起,由于种种原因,导致建筑消防及安全疏散问题层出不穷,引起人们高度关注,纷纷寻找解决问题对策。这就要就社会、政府、企业、个人在思想上高度重视起来,积极采取各种手段,明确消防安全责任,提高消防安全意识,以行动来解决建筑消防及安全疏散问题,最大限度地减少人们的损失。

一、高层建筑火灾危险性

1、 火灾发生概率大

现阶段的高层建筑物其内部设计比较复杂,而且用电的设施较多。这些设施中可能就包含着许多种火源或者可燃物。据调查,建筑火灾在火灾总数中占绝大部分,比例可高达60%。火灾原因基本都是可燃物太多,内部功能复杂。尤其是一些较大面积、楼层较高的公共高层建筑物,其情况更为复杂,存在许多火灾安全隐患,一旦火灾发生其后果不可估量。

2、 火灾蔓延及烟雾蔓延速度快

高层建筑物其内部设计一般都有竖向管井,如有楼梯间、管道井、排气道、电缆井等。在发生火灾时,其强力的拔气作用能够助长烟雾蔓延的趋势。楼层越高,拔气越强,蔓延的速度就更快。从安全的综合性考虑,当下大多高层建筑一般都安装有固定窗或无窗玻璃幕墙。这些固定窗和无窗玻璃幕墙空间狭小,当受热过高时,极易发生爆燃,加重火灾情况,甚至造成建筑的坍塌。既不利于救援人员展开营救工作,也可能会引起一系列连锁反应,造成更大的损失。

3、 疏散困难

随着社会发展,建筑物不仅是人们居住和生活的地方,更是一个城市市容的表现。因此许多建筑物不仅为了满足建筑内部的设计需要,还有满足整体的艺术感,建筑物的平面设计十分复杂。加之建筑物本身楼层偏高、垂直距离远以及可容纳人数众多,而其疏散通道的数量却十分有限。就当下大部分建筑物而言,往往一栋单元楼只有两个楼梯道,其中一个基本是常年关闭的,甚至有些单元楼里楼道是走不通的。如果火灾发生,人员很难在短时间之内撤离。特别是居民住宅区,楼层高且楼与楼之间相隔太近,极其可能引起连锁反应,引燃旁边一座单元楼,造成更多的人员伤亡。在商场,特别是餐饮娱乐为一体的综合商业楼等高层建筑物的疏通道设计更为复杂,纵横交错、数量多,极难找对正确出口,这给人员的疏散及消防人员的救援工作都带来的一定的困难。

4、 消防设备有限

由于楼层越建越高,但是消防车辆、器材等装备的发展无法跟上超高层建筑的发展节奏。而且,现阶段能够有100 m 以上举高的消防车数量很少,还要考虑当时的天气情况等一系列因素,火灾发生之后的及时救援受到影响相当大。而且,现阶段大部分城市的消防直升机的配到还处于停滞状态,很多超高层建筑消防给水也无法满足灭火的要求。

三、高层建筑安全疏散防火设计的策略

1、 合理设置防火区域

当建筑火灾发生时,烟雾是对人们生命安全造成危害最大的一项因素,对此,就需要我们能够在建筑出现火灾情况之后能够最大程度的降低建筑楼道内的烟气层厚度,以此最大程度的延长危险来临时间,为建筑居民的疏散争取宝贵的时间。具体操作方面,在建筑中要以科学、合理的方式对竖向、横向的放回分区进行设计与建设,并在楼道内设置好自动灭火系统。可以说,在现今的高层建筑中,自动灭火系统是提升建筑消防水平、保障人员疏散的重要方式,且能够在火灾发生后起到消烟、延缓火势蔓延以及降温等作用。除此之外,自动排烟系统也是建筑中可以应用的一种方式,能够在对烟雾扩散情况进行有效控制的同时为疏散通道的安全性进行保障。同时,消防机构也应当能够以定期检查的方式确保建筑内部消防设备安装的完整性,并在建筑物消防控制中心对防火设备如防火门等进行安装,以及设置紧急事故照明灯以及安全疏散标志灯等等,通过上述的多措并举为建筑的安全疏散以及消防安全提供最有力的保障。

2、 缩短疏散时间

当建筑物发生火灾之后,疏散工作是对建筑居民安全进行保障的重要措施,在实际疏散过程中,疏散开始的时间是非常重要的,如果建筑内部的居民能够更早的发现险情,就会具有更多的疏散时间,人们安全逃生的概率也就最大。对此,就需要我们能够加强建筑物的火灾探测设备建设。其中,火灾探测以及报警系统是较为有效的一种设备类型,能够在火灾发生的第一时间探测险情、并组织人员疏散。在相关设备安装之后,当地的消防机构也需要以定期的方式组织居民进行火灾发生的紧急疏散演习,并做好居民应对火灾的相关知识,以此大幅度的提升居民在火灾情况下的逃生能力。同时,为了能够确保火灾险情在发生之后能够及时的被更多的居民所知,也需要在建筑中安装广播系统,保证广播系统能够在建筑出现火灾情况之后能够为人们的疏散提供更为有效、及时的信息。

3、 合理布局建筑

在火灾救援行动中,建筑布局的合理性也是十分关键的,良好的布局能够为居民的疏散提供更为有利的环境与条件。对此,在建筑的布局设计阶段,就需要保证建筑内部的疏散通道、安全出口以及防火安全距离等等都能够满足我国相关规范的要求。同时,也应当保证建筑布局的简洁性,以此方式避免建筑居民在实际疏散的过程中由于对于建筑内部结构的不熟悉而出现迷路现象、并因此浪费疏散的最佳时机。另外,建筑在安全出口位置也应当设置明确的标识,保证建筑居民在实际疏散过程中能够具有更为清晰、明确的逃生方向,在建筑的内部也应当设置建筑平面图,以此为火灾救援以及疏散活动的开展提供帮助。

4、 设置诱导系统

随着我国现今科学技术的提升,越来越多的新式科技设备也能够应用到建筑的疏散工作之中。首先,可以从视觉、听觉以及安全疏导预防等方面入手,在建筑中设置人员的安全疏散诱导系统。其中,听觉诱导主要有广播诱导以及语音自动诱导、视觉诱导则为以视觉信号对火灾信息进行传达。其次,也需要以新式材料的应用在火灾发生时为人们提供一个防火、防烟以及防热的疏散环境,以此大幅度的提升火灾人员疏散效率;最后,可以针对建筑火灾问题制定一套科学、完善的火灾安全预案,以此保障在火灾发生时能够帮助工作人员严格以安全疏散方案进行疏导工作,在对人们可能存在的不稳定情绪、行为进行稳定、控制的同时迅速完成火灾的扑救工作。

5、设计辅助安全疏散设施

(1)避难梯。是简单的疏散设施。一般设置在建筑的凹廊或阳台处,多为金属结构。避难梯可以垂直设置以节省面积,也可以大角度倾斜设置。避难梯的通行孔洞每层要错位设置,使逃生人员取保安全的前提下进行疏散。

(2)救生袋。也为避难袋,是人员进到里面可以直接到达安全区域的避难工具。人员进入救生袋后可以调整自己的或做动作来控制身体下降的速度,使逃生者安全地滑落。

(3)避难滑竿。滑竿是最简捷的竖向通行工具,消防队一直沿用至今。避难滑竿一般安装在建筑的凹廊或阳台等处,一般用直径比较合适的光滑钢管作为滑竿,滑竿每两层要断开,进行错位设置,而且滑竿上下两头要紧固,保持滑竿的稳定,来保证人员下滑时的安全。

总之,高层建筑消防安全疏散是高层建筑火灾救援的重点,仍有很多问题需要继续探究,有必要与时俱进不断提高消防工作的实用性以及安全性引导与管理,以减少火灾给国家、人民带来的不必要损失。

参考文献:

[1] 卢晓青. 建筑消防及安全疏散问题及解决方法研究[J]. 四川水泥. 2015(04)

[2] 吴建松. 建筑消防及安全疏散问题及解决方法探析[J]. 江西建材. 2015(02)

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关键词:性能化设计;高层建筑;防火;运用

GB50016-2014《建筑设计防火规范》的出台,克服了原《建筑防火设计规范》和《高层建筑防火设计规范》不协调的问题,使我国建筑防火设计规范更加严谨,新《规范》的出台符合我国现阶段建筑工程建设特点的,并且也是时代和社会发展的必然结果。新《建筑设计防火规范》,不仅增强了建筑工程防火设计规范的科学性、合理性和适应性,还提升了建筑物抗御火灾的能力,对建筑物火灾事故的发生,具有十分重要的意义。性能化建筑防火设计作为国外普遍应用的先进防火设计方法,在新《建筑设计防火规范》出台的背景下,具有更加广泛的推广和应用价值。

一、高层建筑火灾的特点和危害

城镇化进程的推进,促进了我国建筑工程的发展,如今高层建筑已经成为城市建筑工程施工的一大特点。高层建筑在给我们城市发展提供更多空间的同时,防火设计要求也更加严格和严谨,与传统建筑防火设计有很大区别。

首先,高层建筑其结构比传统建筑更加利于火势的蔓延,高层建筑中,不仅有着传统建筑的结构,还有着电梯井、管道井、电缆井、垃圾道、排气道等竖向管道,当火灾发生时,这些通道会由于内温度高于外温度,使通道内的热空气沿着通道自然上升,而管道外的冷空气因密度大,会由低层渗入补充,从而形成烟囱效应,助长火势。

其次,由于高层建筑居住人口较多,而且人们平时主要凭借电梯出入,因此当火灾发生时,人员疏散是很低效的。虽然高层建筑都建设有消防通道,但由于高层建筑所容纳的人数较多,楼层较高,因此常规的疏散通道根本不能完成大量人员的疏散任务。由于高层建筑发生火灾时安全通道是唯一的自主逃生途径,电梯的停用会使人们对火灾的恐惧更加强烈,导致在人员疏散过程中更容易出现拥挤推拉现象,增大人员安全疏散的难度。

再次,高层建筑的业主关系较为复杂,因此在消防设施的安装和保养上容易由于互相推诿责任出现疏漏,由于建筑较高,地面火灾扑救措施很难实现对火情的及时控制,但是当火灾发生时,能够及时进行高层建筑火灾扑救的措施主要就是这些消防设施。一旦发生火情,很容易由于处理不及时蔓延成大火,并带来人员伤亡和经济损失。

二、性能化设计的概念和基本过程

1、高层建筑防火性能化设计的概念分析

新建筑防火设计规范中,对高层建筑的防火设计要求更加严格,对防火及疏散做出的规定也更加细致。建筑防火设计要求建筑发生火灾的概率降低到可控程度,并且当火灾发生时能够实现人员的及时疏散和对火情的有效控制。性能设计作为一种新型的防火设计方法,应用消防安全工程学原理从整体入手实现了整个建筑设计防火性能优化的目标,并且实现了对建筑可能发生火情的有效预防。在进行性能化建筑防火设计时,我们要在不脱离《建筑设计防火规范》的基础上,结合建筑主体结构设计可能存在的防火风险,并针对业主的需求进行综合设计,对建筑材料、构件、组件以及系统和建筑方法都要进行要求,使建筑达到最优的防火性能。

2、高层建筑防火性能化设计的基本过程

性能化设计比传统的高层建筑防火设计更加复杂,需要社会环境和技术条件的大力支持。高层建筑性能化设计的实现需要性能规范、技术指南、评估模型三个关键支撑要素,性能规范是指设计用来制定防火安全的系统目标,不仅规定了建筑设计需要满足的功能,还为建筑实现其社会性目标提供了具体的参数。技术指南主要描述了建筑性能化设计如何运用科学技术及防火工程原理,在火灾发生时对建筑内财产和人生命安全实施保护,并对整个建筑的防火安全性能进行评估。评估模型则是高层建筑性能优化设计最关键的一步,高层建筑评估模型的建立需要应用到概率分析技术、定性分析技术、火灾动力学原理、火灾影响模型定性和概率应用及有毒气体毒性影响模型等原理和方法,对高层建筑的火灾设计方案进行系统的模拟和测算,并综合判断建筑防火性能化设计是否符合建筑防火的设计要求。一般来说,高层建筑防火性能化设计的基本过程如下(图一)所示。

(图一)高层建筑防火性能化设计流程图

3、高层建筑防火性能化设计的步骤

高层建筑防火性能化设计包含确定工程参数与评估内容、确定消防安全总体目标和性能目标、设计目标的确定、火灾场景及火灾模拟设计、初期的常识性设计和评估、完成性能化设计报告几个部分。

确定工程参数与具体评估内容我们首先要了解高层建筑的综合信息,对大空间建筑和人员密集的商务办公楼要重点关注,并针对建筑的工艺特征合理安放特殊作业区、危险物品存放区、昂贵设备区以零故障区等。确定火灾场景是指针对该建筑在某一特定情况下发生火灾可能的发展和蔓延情况进行模拟,并分析其对建筑造成的破坏程度。火灾场景设计和模拟时我们需要对火灾场景的确定性和概率因素进行构成确认,并依次为基础对建筑的火灾场景进行模拟研究并得出其特征。由于高层建筑设计报告需要进行反复的常识性设计才能完成,因此需要进行系统的尝试性设计并对其进行评估,并从中选出最合适的设计方案,最终以这个设计方案为基础完成性能化设计报告。

三、高层建筑性能化防火设计的火灾模拟研究

高层建筑性能化防火设计的火灾模拟是建筑性能化防火设计中最重要的环节,在这个环节我们需要对诸如影响人员安全疏散的因素、高层建筑火灾场景设计、高层建筑热释放率设定以及高层建筑的烟气特性进行模拟研究。随着计算机科技的发展,现如今国外在高层建筑性能化防火设计的火灾模拟中已经实现了智能化,通过火灾模拟分析软件的应用,能够有效的帮助设计人员完成建筑性能化设计的模拟。

其中最著名的就是美国国家标准技术局建筑火灾研究实验室发展的FDS,FDS综合了火灾模拟的多个因素并将其进行数值模拟化,采用数值方法求解一组低马赫数流动的 Navier-Stokes 方程(粘性流体方程),来计算火灾中产生的烟气和热传递过程。该软件通过将空间分成多个小长方体或计算单元,每个小单元的内部的气体速度、温度设为一致,仅随时间变化,通过对同一网格使用有限体积技术来计算热辐射。流体流动中存在湍流现象,追踪预测火灾气体的产生和移动,并结合家具、墙壁、地板和顶棚的材料特性来计算火灾的增长和蔓延。随着软件技术的发展,FDS 不断被完善,不仅可以用于解决实际的火灾问题,甚至已经可进行火灾过程和疏散过程的联合模拟,进入了工程建设领域,成为建筑性能化设计的辅助工具之一。

综上所述,随着我国新《建筑设计防火规范》的应用,性能化设计将会越来越广泛的应用于高层建筑的防火设计,并将给我国的建筑防火设计带来革命。为了使我国高层建筑具备更优秀的火灾防控性能,我们在高层建筑防火设计时积极引用先进的设计理念和技术,并通过相关计算机模拟软件的应用让我们的高层建筑性能化设计方法更加可靠合理,为我国的高层建筑的发展和应用保驾护航。

参考文献:

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关键词:高层建筑;防火;措施

近年来,接二连三的高层建筑火灾事故的发生,让人们意识到高层建筑防火的重要性和必要性。例如2010年11月15日上海静安区高层住宅大火事故,大火最终造成:58人死亡,其中男性22人,女性36人。70余人受伤送医,56余人失踪,直接经济损失1.58亿元。这场火灾无论是在人身安全上,还是在经济上,都造成了较大的损失。由此可见,高层建筑防火措施是非常重要的。

1.高层建筑火灾特点

1.1高层建筑火灾蔓延途径多、火势迅猛

高层建筑内一旦起火,建筑内的楼梯间、管道井、电缆井、排风道等各种竖井犹如高耸的烟囱,拔火效应十分强烈。而且高层建筑由于楼层较高,受风力的影响也较大,在风力的影响下其火势扩散的速度也快。同时由于高层建筑中的自动化电气化之类的电气设备较多,增加了由于短路而发生火灾的可能性;此外,由于目前建筑中大量可燃性装修材料的使用,会在火灾发生助长火势,同时还会排出大量的对人体有害甚至是有毒气体,从而提高了火灾的危害性。

1.2高层建筑楼层高、人员集中、疏散困难

高层建筑高度要高,当发生火灾时进行疏散需要用很长时间。另外,由于高层建筑设计结构紧凑,单位区间内人员数量大,这也人为的增加了疏散工作的困难,而有的建筑在设计阶段对楼梯、电梯等重要部位重视度不够,在发声火灾的时候反而容易引导和加速烟火范围的扩大,因而导致逃生工作变得极为被动,造成重大人员伤亡。由于高层建筑自身高度,现在很多消防设备都无法满足消防灭火的需要,消防梯还有高压水龙头在高层建筑上往往无法发挥作用,这就给消防造成了很大的困难。

2.高层建筑防火措施设计

2.1出口设计

出口设计在高层建筑防火中占据重要位置。当高层建筑发生火灾时,为了尽可能减少损失,要以最快的速度将建筑物中的人员和重要物资撤离火灾现场,此时出口设计是非常重要的。凡是符合安全疏散要求的门、楼梯、走道等都称为安全出口。如建筑物的外门;着火楼层梯间的门;防火墙上所设的防火门;经过走道或楼梯能通向室外的门等,都是安全出口。 直通室外的安全出口的上方,应设宽度不小于1m的防护挑檐。布置安全出口要遵照“双向疏散”的原则,即建筑物内常有人员停留在任意地点,均宜保持有两个方向的疏散路线,使疏散的安全性得到充分的保证。安全出口数量的多少,对保证人身安全和物资疏散极为重要。但是,从经济角度出发,也不是设得越多越好。一般来说,每个防火分区安全出口的数量不得少于两个。不过于人员较少或面积较小的防火分区,以及消防队能从外部进行扑救的范围,由于其失火率相对较低,疏散与扑救较为便利,因此也可以适当放宽,不完全强调设两个安全出口。九层及九层以下的塔式住宅,每层不超过6户,建筑面积不超过400 m2者;十层至十八层,每层不超过8户,建筑面积不超过500 m2,且设有一座防烟楼梯和消防电梯的。

2.2消防电梯

消防楼梯最为关键的作用就是要在高层建筑发生火灾时候,便于消防队员迅速到达建筑物起火的部位,从而做到对火灾的扑灭和对受困遇难人员的救援。如果在消防过程中仅仅依靠消防梯,会对消防队员的体力消耗较大,相应的也会影响到灭火的效率,同时也会受到疏散人群的影响。因此在建筑物内设计消防电梯具有重要的现实意义。消防电梯主要设置在以下几类高层建筑物当中:一类公共建筑、建筑高度高出三十二米的二类公共建筑建筑、高度超过三十二米的高层厂房、十二层以上的通廊式住宅和单元式住宅、以及塔式住宅。

2.3高层建筑物照明和疏散指示标志

当高层建筑发生火灾时,一般会在第一时间将正常电源切断,但是人们在疏散过程中离不开光源,此时事故照明和一些疏散指示标志就变得非常重要。事故照明和疏散指示标志的安装部位 :1)封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室,消防电梯及其前室; 2)消防控制室、配电室、消防水泵室、自备发电机房; 3)观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、商场营业厅、地下室等人员密集的场所。事故照明和疏散指示标志的安装要求 。1)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;2)安装高度距本楼层地面1.5―1.8m处;3)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。

2.4高层建筑防排烟系统

高层建筑防火的一个重要措施就是防排烟系统。当火灾发展蔓延后,由于火灾烟气具有遮光性、毒性和恐怖性等特点,因此防排烟系统对于保证人员安全疏散具有重要意义。防排烟系统主要包括防烟设施和排烟设施。我国《高层民用建筑防火规范》中规定:一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑下列部位应设排烟设施: 1)长度超过20m的内走道。2)面积超过100,且经常有人停留或可燃物较多的房间。3)高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。

3.结语

随着建筑火灾发生率的不断升高,高层建筑火灾危险性不容乐观,本文从高层建筑特点入手,对高层建筑防火措施设计进行了分析,如出口设计、消防电梯、高层建筑物照明和疏散指示标志、高层建筑防排烟系统。这些都是高层建筑防火不可忽略的事项和内容。高层建筑防火措施做到位,不仅保证了居民的财产安全,而且还确保了居民的人身安全,由此可见,高层建筑防火研究是目前社会的关键问题。

参考文献:

[1] 付闯.高层建筑防火设计与消防问题分析[J].中国高新技术企业.2008(22).

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【关键词】高层建筑;防火设计;分析

一旦高层建筑出现火灾事故,则会造成巨大的经济财产损失,甚至威胁到人们的生命安全。比如2010年9月9日,吉林省长春市一座在建楼盘的两栋32层高楼发生火灾,造成经济损失约600万元人民币,42人受伤;2011年2月3日,沈阳市皇朝万鑫国际大厦发生火灾,虽然没有人员伤亡,但是造成的经济损失达到了1亿元以上,整个大厦的墙面全毁。各种高层建筑火灾事件的出现,表明加强高层建筑的防火设计有着非常重要和紧迫的意义。

一.高层建筑火灾发生的特点

由于高层建筑不仅用于办公和娱乐,也作为住宅功能使用,因此高层建筑中的人群组成复杂且比较集中,而高层建筑火灾具有火势蔓延速度快、人群疏散工作困难、扑救难度较大的特点,因此若高层建筑起火,由于其内部可燃烧的装饰材料和家具陈设比较多,这些装饰和陈设均会迅速燃烧加剧火势,并且释放出有毒有害的气体,导致人体呛烟或中毒死亡,并且部分高层建筑时间较久日常维护不周导致其内部安全疏散标志不明显,使得在发生火灾时对人群的疏散引导工作更加难以开展,当起火位置高于50米时,消防车的云梯也很难达到起火位置,扑救的难度非常大。

例如:2010年11月15日,上海静安区一处高层建筑发生火灾,该建筑于1998年1月建成,共有500户居民,建筑高28层,面积为17965万平方米,底层为商场,二至四层为办公,五至二十八层为住宅,发生火灾的原因是由于4名电焊工无证违规操作,引燃了周围的易燃物。在救援的过程中,消防车的云梯无法达到着火大楼顶部的高度,云梯加上高压水枪也只能到达大楼三分之二的高度,而火势太大直升飞机还无法靠近,造成灭火工作无法顺利的进行。这场火灾造成了58人遇难,70多人受伤,将近5亿元人民币的经济损失。

二.高层建筑防火设计中的问题

目前在部分高层建筑防火设计中存在着如下几方面的问题:

(一)防火材料劣质

部分高层建筑施工单位忽视了在施工环节加强建筑的防火要求,为了大幅度降低施工建设的成本而选择了不合格的防火材料,造成高层建筑存在巨大的火灾隐患。

(二)消防设施不齐全

随着经济的快速发展,高层建筑的数量逐渐增加,促使了《高层建筑设计防火规范》不断的完善,但是目前仍然有一些早年修建的高层建筑,其内部消防布局和消防设施不齐全,防火性能差并且功能落后,存在一些必须安装消防设施的地方没有安装相应设施或设施已经不能使用等情况。

(三)建筑内部功能及布局复杂

一般高层建筑体量大、功能多,导致其内部功能布局非常复杂,若高层建筑设计人员缺少专业的知识,并不能够结合高层建筑实际的防火问题,而是简单的进行建筑内部空间布局设计,防火分区、疏散通道及安全出口的布置不尽合理,则会留下巨大的火灾安全隐患。

三、加强高层建筑防火设计的措施

笔者认为加强高层建筑防火设计可以从以下几个方面入手:

(一)保证合理防火间距

在高层建筑的防火设计中要保证相邻高层建筑之间有合理的防火间距,这样的设计能够便于消防人员顺利开展救援工作,有利于降低火灾造成的危害。如果高层建筑出现火灾事故,火焰产生的巨大热辐射会使周边其他的建筑物起火,并且高层建筑由于楼层数比较多,开展消防救援工作时,疏散相关人员非常的困难,因此在进行高层建筑的设计时,应当根据建筑不同的耐火性,科学合理的设置建筑物之间的距离。比如两座高层建筑或高层建筑与不低于二级耐火等级的单层、多层民用建筑相邻,当较高一面外墙为防火墙或比相邻较低一座建筑屋面高15米及以下范围内的墙为不开设门、窗洞口的防火墙时,其防火间距可不限,而两座高层建筑或高层建筑与不低于二级耐火等级的单层、多层民用建筑相邻,当较低一座的屋顶不设天窗、屋顶承重构件的耐火极限应不低于1小时,且相邻较低一面外墙为防火墙时,其防火间距可适当减小,但不宜小于4米。

(二)进行防火分区

对高层建筑进行防火分区的设计,能够保证一旦高层建筑发生火灾时,可以在较短时间和空间内控制火势,通常防火分区分为中庭防火分区、竖向防火分区、平面防火分区三种。其中中庭防火分区具有将高层建筑的室内和室外相连接的功能,但是由于中庭防火分区的空间比较大,极易造成火势蔓延、烟雾扩散等问题,因此需要对与中庭防火分区连接的窗户、门等采取防火措施并且在高层建筑的每一个回廊内都安装自动喷淋系统、防排烟设备等。

(三)留出消防车通道及扑救场地

当高层建筑发生火灾时,若高层建筑留有消防车通道,则消防车可以快速的到达高层建筑实施救援工作,但是由于目前大部分的高层建筑都建有裙房,这样不利于消防车顺利的进入到发生火情的高层建筑的周边,因此在加强高层建筑防火设计时应当在建筑的四周或两个长边或留出消防车的通道,其净宽度和净高度均不能小于四米。从而能够在发生火灾时保证消防车可以顺利进入扑救场地。扑救场地必须为硬地,能够承载消防车登高作业,地面坡度应不大于3%,同时要有合理的消火栓和水泵接合器,保证消防车能够顺利作业。

(四)设置消防电梯

当高层建筑发生火灾时,通常会切断高层建筑内所有电梯的电源,这个时候如果高层建筑中没有设置消防电梯,会给消防人员的救援工作造成巨大的阻碍。因此,在进行高层建筑防火设计时需要设置消防电梯,并根据高层建筑中单层面积大小及防火分区的划分设置不同数量的消防电梯且每个防火分区不应少于一台,如果高层建筑的高度超过100米则应该设置避难层,保证第一个避难层至室外地面的高度不大于50m且两个避难层之间的高度不宜大于50m。

(五)保证灭火装置的数量

灭火装置是扑灭火灾的重要工具,需要保证高层建筑中的灭火装置数量能够满足现行《建筑灭火器配置设计规范》中的标准,并定期对于高层建筑中的灭火装置如灭火器、消火栓、喷淋设备和防排烟设备等的质量和性能情况进行检查,保证灭火装置能够在高层建筑发火灾时发挥出灭火的作用。

结语:

加强高层建筑的防火设计,有利于提高高层建筑的实用性和安全性,降低火灾造成的危害,因此需要在高层建筑防火设计时保证其具有合理的防火间距、消防扑救场地,对高层建筑进行功能及防火分区设计,实现在较短时间和空间内控制火势,并根据高层建筑中单层建筑面积大小及防火分区的划分设置不同数量的消防电梯,合理布置安全疏散出口,控制疏散距离和疏散宽度,设置好安全疏散标志,保证灭火装置的数量和正常使用,从而更好的保障高层建筑用户的生命和财产安全。

参考文献:

[1]王朱亮.简析当前现代城市高层建筑防火设计[J].中国新技术新产品,2015(12).

[2]于鹏祖.高层民用建筑的防火设计技术探析[J].建筑设计管理,2015(08).

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关键词:建筑;防火设计;安全疏散;探讨

在建筑防火设计中采取必要的防火措施,保障生命和财产的安全,结合实际工程,根据建筑空间特点灵活利用各种方法进行防火分区的划分,将火灾控制在局部空间内,从而为火灾时的人员疏散和火灾扑救提供有利条件,有效的减少火灾造成的人员伤亡和财产的损失。

1 高层与非高层建筑设计现状

由于高层建筑火灾隐患多,扑救难度大,疏散困难,火势蔓延快,因此,在建筑设计中应采取防火措施,以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。建筑防火包括火灾前的预防和火灾时的措施两个方面,前者主要为确定耐火等级和耐火构造,控制可燃物数量及分隔易起火部位等;后者主要为进行防火分区,设置疏散设施及排烟、灭火设备等。

高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、排气道等竖向井道,如果防火分隔或防火处理不好,发生火灾时好像一座座高耸的烟囱,成为火势迅速蔓延的途径,其中风速对高层建筑火灾也有很大的影响,因为风速是随着建筑物的高度增加而相应加大的,由于风速增大,势必会加速火势的蔓延扩大,由于高层建筑层数多,垂直距离大,人员密集,疏散到地面或其他安全场所的时间也会长些,增加疏散难度,有些城市从国外购置了为数很有限的登高消防车,而大多数建有高层建筑的城市尚无登高消防车,即使有,高度也不高,不能满足高层建筑安全疏散和扑救的需要。普通电梯在火灾时由于切断电源等原因往往停止运转,因此,多数高层建筑安全疏散主要是靠楼梯,而楼梯间内一旦窜入烟气,就会严重影响疏散,从火灾救助的角度讲,消防电梯的前室不宜与普通电梯厅设在同一空间内,以免火灾时,慌乱的人群对消防人员灭火救助造成很大的干扰;但现在大部分设计中普通客体和消防电梯共用前室,既然这样,还不如将普通客梯也设置成消防电梯,理由是两梯相邻,消防电梯要求设计的前室、防火分隔、排水井都很容易共用。

非高层建筑的防火设计,没有强调设置消防环路的条文,因此,有的多层小区设计的大量的近端车道,而且不设近端回车场地,由于各种原因,实际的大火扑救中,一般不能使用室外消火栓直接灭火,有的是管理不当,无水,有的是根本就打不开,而是由消防车加压灭火,当多辆消防车进入现场,没有足够的场地,没有环路,甚至没有回车场,这无疑给灭火行动增加了不必要的麻烦,因此,建筑密度比较大的小区一定要设计消防环路。

2 建筑防火设计的考虑问题

随着城市开发规模的不断扩大,成片街区的统一规划设计今年已见增多,大型基地统一开发建设,就会产生大面积的裙房,在大面积群楼上设计的若干栋高层建筑,其实安全疏散若一定要到达首层,通过首层疏散到室外,则可能使宝贵的首层失去较多创造效益的面积。解决的办法之一,就是疏散到裙楼的平台上,然后再通过专用直达楼梯疏散到地面;也可停留在平台上等待救援。以上两种疏散结果都要求裙楼平台有足够的面积和足够的开敞空间,或采取相当于避难层的安全防护措施,以便在设计之初就考虑这些问题。

对于防火玻璃而言不一定就是安全玻璃,同样,安全玻璃未必一定适于防火,相当多的设计,为了追求形式,在需要设置防火隔断的位置上采用安全玻璃。最常见的是全玻璃防火门,与中庭连通的商铺,也大面积使用玻璃隔断。真正的防火玻璃隔断,不仅应能经受一定时间火焰的烧烤,而且应在遇水骤冷时不宜炸裂破碎,从这个意义上讲,可能只有多层夹胶玻璃符合要求。夹丝玻璃,一般限制在较小面积上使用,才具有防火安全性;夹层注满液体的防火玻璃,在实际工程中使用还很少,至于全玻璃防火门,即使使用的是夹胶防火玻璃,也会因其构造上的原因,很难达到防火门对密封性能的要求。因此,设计实践中,必须慎重使用大面积玻璃防火隔断,不仅需要专业厂商提供可靠的技术保证资料,而且应当取得消防部门的书面认可。

为了追求空间美感和采光的效果,一些建筑采用中庭设置,中庭上顶采用玻璃屋盖采光。当中庭两长边间距大于6m时,可将其封闭屋盖去掉作为内天井或内院,形成自然排烟,这样面积可不叠加计算;然而按照现行消防规范,防火分区由中庭贯穿的各层建筑面积叠加计算,这样计算往往较易超过规范允许的防火分区面积。一般规定沿中庭四周设置防火卷帘,或把与中庭相通的门改为防火门等分隔措施,所以,中庭的防排烟是中庭防火设计的重要内容,但真正解决好中庭的防排烟问题是很困难的,不仅需要根据各种不同的情况,建立多种模拟计算,更应进行大量的模型试验,才能做出一些基本的原则规定,所以,现在我们做中庭的设计,只有参照国外经验,待条件成熟了,积累了一定的经验之后,再作进一步规定。

3 防火设计问题分析与采取措施

建筑性能化防火设计是指在确定建筑应达到的防火标准后,充分考虑建筑物的使用性质、高度、耐火等级、消防设施、内部装修、可燃物的多少、建筑功能、疏散设施、建筑内人员的素质和数量以及分布等多种因素后,确定建筑的防火分区。建筑防火性能化设计是通过对随机建筑的综合防火性能评定,设计出特定的符合该建筑的防火安全系统模式,以实现火灾时,保证该建筑物内的人员生命安全和有效控制财产损失的总目标。

建筑防火性能化设计方法是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理和方法,根据建筑物的结构、用途、内部装修、火灾荷载等的具体情况,设计者根据建筑物的各个不同的空间条件、功能条件及其他相关条件,自由选择为达到消防安全目的而采取的各种防火措施,并将其有机地组织起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后对建筑火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得出最优化的防火设计方案,为建筑物提供最合理的防火保护。

建筑防火性能化设计是通过对随机建筑的综合防火性能评定,设计出特定的符合该建筑的防火安全系统模式,以实现火灾时,保证该建筑物内的人员生命安全和有效控制财产损失的总目标。那么,推行建筑防火性能化设计是适应社会发展的客观需要随着我国社会主义市场经济的快速发展,推行建筑防火性能化设计是丰富建筑艺术、推广新技术的最佳途径。采用现行规范进行建筑设计禁锢了建筑师的创新思维。而防火性能化设计则只需要规定该建筑物应达到的安全性规定的性能要求,建筑物应具备的性能要求的特征参数或者指标,建筑师在设计时摆脱了规范条条框框的禁锢,更能充分施展设计才能,大胆进行创新,设计出更有人情味、更富理性的优秀建筑艺术作品。同时,在建筑设计中,也可大力推广应用技术成熟的消防新技术、新工艺、新设备、新材料,从而进一步推动科学进步和技术革新的步伐。

4 结束语

建筑防火设计最基本的依据是防火设计规范,依据规范进行的防火设计实践中,有时会存在这样或者那样的问题,主要是管理问题,也有一部分技术问题。在建筑设计中,防火是很重要的一个因素,必须遵守国家的有关方针政策,和“预防为主,防消结合”的方针,针对高层建筑的火灾特点,从全局出发,结合实际情况,积极采用可靠的防火措施,保障消防安全。

参考文献:

[1] 黄进达,杨义.防火间距的性能化设计探讨[J].山西建筑,2011,(04).

[2] 朱耀武.建筑物性能化防火设计概述[J].山西建筑,2010,(06).

[3] 陈猛.浅谈高层建筑的防火设计[J].科技资讯,2013,(09).

[4] 户芳玲.高层建筑防火设计措施探析[J].陕西建筑,2011,(08).

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关键词:高层民用建筑;建筑设计;防火;注意问题

中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

近些年来,我们经常看到或者听到有关于高层民用建筑的火灾事故,对人民的生命财产和家园造成了巨大的损害,也严重影响了人们正常的生活节奏和居住家庭。所以,在一系列的火灾事故发生后,高层建筑的设计工作人员和政府人员以及居住者开始意识到了高层民用建筑设计防火的重要性,对后续的民用建筑均采取了相关的防火措施,以保障在火灾发生后人们能够正确的采取灭火措施来避免火灾的发生。

二.民用建筑的耐火等级

现行国家规范《建筑设计防火规范》GB50016-2006[1],适用于9层及9层以下的居住建筑、低于等于24m的公共建筑、高于24m的单层公共建筑、厂房、仓库等新建、扩建和改建的建筑物。规范根据建筑物的使用性质、规模大小和高度把民用建筑的耐火等级分为一、二、三、四级,并规定了民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积。现行国家规范《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)[2],适用于新建、扩建和改建的十层及十层以上的居住建筑、高于24m的公共建筑及其裙房。规范应根据建筑的使用性质、火灾危险性、疏散和补救难度等因素把高层建筑分为一类和二类,耐火等级分为一、二两级,并规定一类高层建筑的耐火等级应为一级,二类高层建筑的耐火等级不应低于二级。裙房的耐火等级不应低于二级。高层建筑地下室的耐火等级应为一级。在确定建筑物的耐火等级时,要考虑建筑物的规模、重要程度、火灾危险性、火灾荷载等多方面的因素。从安全的角度来讲,建筑物的耐火性能愈高愈好,但从经济的角度来看,建筑物的耐火等级高造价就高。因此,一个优秀的建筑防火设计方案应该使建筑物具有与之相适应的耐火安全储备,从而实现安全与经济的协调统一。建筑幕墙是建筑物的护结构或装饰性结构,其防火要求由其所属建筑物的耐火等级确定。在进行某建筑物的幕墙防火设计时,应查阅其建筑施工图的建筑设计总说明,明确建筑物的耐火等级。

三.高层民用建筑设计防火注意问题

1.建筑幕墙

建筑幕墙材料主要包括框架材料、饰面材料、密封材料、保温材料和五金配件。

幕墙的框架材料一般使用铝合金型材、钢型材或钢铝组合构造,但有时候也可能采用木材或其它一些可燃或难燃的复合材料。

幕墙的饰面材料品种繁多,包括玻璃及其制品、石材、金属板材和人造板材等。玻璃、石材、金属板材和无机人造板材在通常的情况下都属于不燃材料,但其复合制品和有些人造板材则有可能是可燃或难燃材料,如复合铝板(芯材为可燃或难燃材料)、夹胶玻璃(PVB胶膜为可燃材料)、高压热固化木纤维板、ETFE膜等。

幕墙的保温材料通常在建筑幕墙中大面积使用,若使用可燃或难燃材料则会使建筑幕墙的火灾载荷密度大大增加,在火灾事故中容易造成垂直蔓延。某些难燃材料虽然在高温下无火焰碳化,但有可能形成持续的阴燃,对其燃烧性能尚须作更深入的研究。

2.防火构造和封堵设计应符合规范

文献[1]和文献[2]规定:无窗间墙和窗槛墙的幕墙,应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.00h、高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙,幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙应采用防火封堵材料封堵。

3.超高层幕墙设计必须有防止火灾蔓延的措施

随着国民经济和超高层建筑技术的发展,超高层幕墙建筑越来越多,目前全国高度超过百米的超高层建筑已有一千余栋。超高层建筑灭火救援的难度很大,目前世界上最高的消防云梯也只有130米,而且通常消防云梯车只能升到限定值80%左右,如果地面风力达到4~5级,云梯车将无法正常使用。除非动用直升飞机救火,超高层建筑一旦发生火灾,只能依靠建筑内的防火设施自救。

四.高层民用建筑设计防火措施

1.认真遴选民用建筑的装修材料

建筑防火技术在民用建筑设计中的运用,遴选建筑装修材料质量的好坏,是确保民用建筑防火性能的基本保障。评价装修材料的好坏,不仅要结合建筑装修材料自身的燃点及其传播性,还应考虑装修材料在火灾燃烧过程中产生的烟雾与毒气的数值。就当前民用建筑火灾的原因来看,大多数的民用建筑火灾造成严重的后果大都是因为装修材料燃点过高导致火势蔓延,又因为装修材料的燃烧而产生了大量的有毒有害气体。因而在民用建筑设计过程中,作为设计人员,在遴选装修材料时,不仅要考虑经济效益和原材料的成本,还应考虑建筑装修材料的在火灾燃烧过程中产生的烟雾与毒气数量。确保建筑装修材料的质量,才能确保民用建筑的防火性能。

2.注重民用建筑的平面布局和设置

为提升民用建筑的防火性能,降低和避免民用建筑因火灾带来的危害。在民用建筑防火设计过程中,必须严格按照国家有关民用建筑设计防火的相关规范进行设计,并结合建筑功能的需要进行民用建筑防水设计方案的制定和实施。

3.注重建筑结构的防火

在民用建筑防火设计中,建筑构造的防火设计容易处理,而又是最容易被忽视的地方,因而应对建筑结构的防火引起重视。

4.注重防火墙的设置

民用建筑防火墙的设置是否得到,对建筑防火性能的高低有着重要的影响。因而在民用建筑防火墙设置时,不宜在L字型或U字型等建筑内转角处。若在转角附近设置,内转角两侧墙的门窗洞口之间的最近边缘水平距离不得低于四米;若在相邻一侧进行乙级防火窗的固定,其距离没有限制。而在紧邻防火墙两侧的门窗洞口之间的最近边缘水平距离不得低于两米。

五.高层建筑防火设计

1.疏散走道的防火设计

疏散通道是火灾发生后人员及时疏散的重要通道。在疏散走道的防火设计时,应尽可能地确保走道简明直接,减少弯曲,且在疏散通道内不得设置门槛、解题等突出物体,否则影响疏散速度和效果。而地面建筑的水平疏散通道的顶棚装修材料应是不可燃材料。

2.疏散楼梯和楼梯间的防火设计

普通电梯通常不能作为疏散楼梯,因为其不仅没有防烟、防火、排烟设施,而且一旦发生火灾,因受到烈火和浓烟的攻击,极易导致二次火灾的发生,对电梯内的逃生人员的生命安全造成极大威胁。而楼梯作为重要的竖向疏散通道,其楼梯间的防火设计必须满足一下要求,一是满足安全疏散距离的需要,二是净宽度应足以满足百人以上逃生宽度,并尽可能的避免袋形走道。

3.安全出口的防火设计

安全出口的防火设计必须满足以下几点要求:一是每一防火分区的安全出口不得少于两个;二是分散布置安全出口;三是安全出口与安全出口之间的距离应大于五百米。

六.结束语

综上所述,我们知道高层民用建筑的防火设计是极其的重要的,在近些年来发生的火灾事故中,大多的居民是由于高层建筑缺少防火的措施以及设计者没有对民用建筑进行防火设计而造成了相当大的损失,甚至也因此失去了宝贵的生命,对家人和社会也是一种巨大的情感上的伤害。所以,我们在现今的高层民用建筑设计工程中要充分的考虑到防火中应该注意的问题。

参考文献:

[1]王伟轩. 对现代建筑防火设计发展动态的几点思考[J].安全,2008,(06):57-60.

[2]王若兰.高层建筑防火[J].现代职业安全,2008,(07)

[3]高层民用建筑设计防火规范[J].中国医院建筑与装备,2008,(06)

[4]李斌.建筑防火性能化设计的特点和基本步骤[J].山西建筑,2009,(15)

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【关键词】建筑; 性能化; 防火设计; 消防问题

引言:

新版工程建筑建设国家标准――《建筑设计防火规范》GB50016―2014版最新标准,已于2015年5月1日起正式开始在全国范围内实施。对于新版《建筑设计防火规范》标准的实施,其主要的目的还是为了保障建筑消防安全,服务于国家各类经济产业的健康、有序发展,最大限度的杜绝高层火灾事故的发生以及保护人民群众的人身财产的安全。新版GB50016―2014标准章程是根据《建筑设计防火规范》GB5016―2006以及《高层民用建筑设计防火规范》GB50045―95(2005版本)进行的整合与修订,是现代化社会发展的必然要求。

一、我国建筑防火规范设计的现状

随着我国建筑行业的规模不断扩大,像一些智能化的建筑相继建设起来,许多高新技术科技的普及与推广,使得我国建筑工程朝着现代化方向发展。但是,值得注意的是,我国建筑在防火及其规范设计领域还不够完善、科学,许多基本的建设标准体系还需要进一步改进。图1所显示的内容资料信息主要来源于《中国消防年鉴》,从中我们可以看出,火灾是我国最常见的安全事故之一,不仅是在2011年之前,在最近三年间,我国各地也都出现了大大小小的火灾事故,造成了重大的人员伤害,对人们的身心财产安全造成了严重的威胁。因此,就如何完善建筑防火设计仍是我国乃至全世界范围内共同研究的课题。

当前全国各地高层建筑性能化防火设计工作中所存在的问题:

①较多的忽略了防火排烟与电气防火的设计

在国家2014年安全死亡事故的数据统计中,在高层建筑火灾死亡事故方面,其中死亡人数中有超过百分之六十以上的人是死于烟气,所以说,像一些高层的居民建筑、办公大厦、商业建筑等,在防火排烟消防设计方面,普遍存在着严重的安全隐患。

②建筑性能化防火设计标准不够规范、严格

这是当前全国范围内在高层建筑建设过程中最为严重的问题之一,为了应对这一系列不良现象,国家在2014年出台颁布了《建筑设计防火规范》GB50016―2014,并于今年5月1日正式实施。

二、建筑性能化防火设计及其消防问题对策

(一)建筑防火设计在民用建筑设计中的应用

对于新版《建筑设计防火规范》GB50016――2014,其主要是将原来的《建筑设计防火规范》GB50016――2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045―95(2005版本)合二为一。之所以这样做,主要还是根据当前的实际问题与矛盾做出的方案改革,其现实意义主要体现在两方面:一是有助于解决当前高层建筑的安全尺度问题;二是有助于解决当前建筑防火设计的适用性问题。在今年5月1日开始实施的新版《建筑设计防火规范》中,主要内容共包括12个章节和3个重要的附录部分。正所谓“万变不离其宗”,但是总体上还是做了许多方面的改进与创新,大致内容可分为①生产和储存的火灾危险性分类、高层建筑的分类要求;②居民住宅建筑及厂房、仓库和公共工程建筑的耐火分级、平面布置、防火分区、防火间距、消防基本配套设施的设置等等。

在这里为大家介绍一下居民建筑防火分区的划分,关于民用建筑的防火分区的分隔方法,在《建筑设计防火规范》GB50016――2006年版中,其中的几条规定显然不能适应现代社会发展的实际要求。对于居民楼中的防火分区划分,不仅仅是指控制住火灾,防止火灾进一步扩散,同时还要求着在发生火灾时能够迅速的组织并开展火灾抢救及其人员安全疏散的一个区域。也就是说,要明确职责,具体分工,这样才能在火灾发生时让居民迅速的有序的逃离出去,最大限度的减少人员伤亡。因此,像一些防火墙、防火门、防火阀等方面的防火设计与消防机制,要坚持因地制宜的基本原则,科学合理的进行建筑性能化防火设计。在新版《建筑设计防火规范》中,对居民住宅建筑这方面做出了具体的防火要求标准,就是将2006版规定的按层数来划分高层,改为2014年新版的按建筑实际高度来划分高层,其中规定,居民住宅建筑凡是超过了27米的楼房,均属于高层建筑,27米――54米之间的属于二类级别的高层建筑,54米以上的属于一类高层建筑。

(二)建筑防火设计在现代商业建筑中的应用

现代商业建筑也是人群集聚密度比较大的建筑场合,近些年来我国各地许多的商业建筑都出现了火灾事故,所以当下,现代商业建筑大厦应该是重点规划的对象之一。在其具体设计应用上,主要分为性能化的防火设计和人群安全疏散这两个方面。根据新版《建筑设计防火规范》的标准要求,现代商业建筑要重点在防火消防设计与人员疏散设计方面进行创新。

所以,在现代商业建筑的性能化防火设计领域,要根据新版《建筑设计防火规范》的具体要求遵循以下步骤:

参考文献:

[1] 刘建军,周勇.浅析高层建筑电气防火设计的问题[J].价值工程,2011,30(3):104-104.