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关键词:雨淋系统;大口径喷头;气体灭火系统;消防
引言
随着我国经济建设的迅速发展,人民生活水平的不断提高以及其他各项事业的兴旺发达,城市用地日益紧张,促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展,该建筑物的装修用料和方式也越趋多样化,并随着用电负荷及煤气耗量的加大,因其自身特点,火灾的隐患较大,一旦发生火灾,火灾蔓延迅速,人员疏散困难,救援难度大。极易造成人员伤亡和财物损失。在紧急情况下,如果仅靠消防人员人工灭火,显然是不够及时和迅速的。因此消防就成为至关重要的,而建筑消防设计正是建筑防火安全中的一个重要组成部分。
1工程概况
某办公大楼占地面积4.3×105n2,总建筑面积5.3×105n2。分为主楼和附楼,主楼地上17
层,建筑高度为64m;附楼地上5层,建筑高度为24m。地下2层主楼和附楼合用地下停车库,在2层~3层间用连廊连接。该建筑为重要区域性办公中心。
2消防系统设计
虽然主楼、附楼共用一个地下室,且地上有连廊相通,但附楼建筑高度较低,且建筑面积却和主楼接近,若设一套消防系统,则对附楼可能会产生“超压”现象。若考虑日后的运行管理,设计时将主楼和附楼的消火栓和喷淋系统以及水泵接合器分别单独设置,在地下室设置两个消防泵房,建筑基地周围城市管网成环,消防泵直接从城市管网抽水。
2.1消火栓消防系统
消火栓系统消防水源来自市政两路DN200进水管。主楼的室外消防水量为30L/s,室内消防水量为40L/S。动压超过50m的消火栓进水支管上设减压孔板,孔径分别为:地下室~5层DN20,6层~9层DN22,10层~1l层DN26。主楼内消火栓布置间距控制在30m之内,消火栓消防系统顶部和下部均成环布置。
附楼消火栓系统消防水量:室外为30L/s,室内为20IJs,消火栓的布置控制在50m之内。
消防系统水泵性能参数详见表l。
2.2自动喷水灭火系统
主楼喷淋系统水源由市政管网两路DN200管道进水。自动喷水灭火系统采用湿式系统闭式喷头,危险等级为中危险等级II级,水量为27L/S,系统设湿式报警阀4套,喷淋泵
设在地下层泵房内。附楼喷淋系统水量为35L/s,喷淋水泵设在地下车库泵房内。
2. 3 10 min消防初期水量和稳压系统
火灾初期10min用水贮存在屋顶专用消防水箱内,容积为18m3。主楼的屋顶消防水箱设置在电梯机房上部,与17层消火栓、喷头高差均大于8m,满足《高层民用建筑设计防火规范》7.4.7.2.条规定,所以不再设置稳压泵,自屋顶消防水箱接一根DNl00管道直接和消火栓系统连通;同时自屋顶消防水箱接一根DN80稳压管道接至自动喷水灭火系统湿式报警阀与喷淋泵出水管之间的管段上。
附楼和民用住宅距离较近,建筑规划上对建筑高度有限制,所以不能设置屋顶水箱,生活用水采用变频调速水泵供水,消火栓系统、自动喷水灭火系统初期的10min的消防水量无法由屋顶水箱提供,只能由消火栓稳压泵、喷淋稳压泵和气压罐联合供给,气压罐的调节容量均为300L。
2.4气体灭火系统
地下室档案库房、计算机中心采用七氟丙烷气体灭火系统,为全淹没式保护系统。保护区为独立封闭空间;喷头分两层布置,吊项层及工作层,七氟丙烷钢瓶设置在保护区附近的专用房间内。气体灭火系统设计中应注意以下两点:
1)计算机中心内为静电地板,下面铺设弱电桥架。为控制系统造价,静电地板下高度控制在25cm内,可以不再设置气体喷头。
2)进出七氟丙烷系统保护区的通风空调系统须设置电动防火阀门,在喷放七氟丙烷灭火剂前应关闭。档案库房中间有办公室、文印室,为减小气体容量,只在档案库房内设置气体灭火系统,办公室和文印室不计在气体体积内,但整个档案库房、办公室和文印室的恒温恒湿空调与事故排风为一套系统,在库房和文印室间的风管上应设置电动风阀,与气体灭火报警主机联动,气体释放前该风阀自动关闭。
2.5火灾报警系统的联动
1)火灾报警后的联动。包含防烟楼梯机械正压送风系统的联动、机械排烟系统的联动、电动挡烟垂壁的联动潆开防火门的联动等。
2)确认火灾的联动。
包含一切非消防电源、火灾警报装置和应急广播的联动、防火卷帘门联动、消防电梯及客梯的联动、气体灭火系统的联动。在设计配电回路时,在条件允许的情况下,根据建筑的功能分区,尽量细化配电回路,在配电所设置消防模块,从而在确定火灾后减小断电面积。
3该办公楼的暖通设计
3.1防排烟系统
1)裙房部分集中设置排烟系统,排烟风机设置于设备层。
2)防烟楼梯问、合用前宰、前室设机械加压送风系统。楼梯间每两层设一个常开风口,合用前室每层设多叶送风口。
3)中庭、无直接自然通风内走道(长>20m)及面积超过100m2,无自然排烟条件的房间设机械排烟系统。4)进、出空调机房的送回风管上设70℃熔断的防火调节阀。5)有可开启外窗房间,满足开启面积和作用距离要求的房间作自然排烟。6)地下车库设机械排风兼排烟系统,自然补风。7)避难层的机械加压送风量按避难层净面积每平方米不少于30m3/h。
3.2防火
1)通风、空调及防排烟风管均采用不燃材料制作。
2)通风空调的防火、防烟分区服从干建筑的防火、防烟单元。凡穿越不同防火分区、沉降缝。空调机房等火灾危险性较大房间的隔墙或楼板处的空调和通风管道,均装防火阀。
3)空调风管采用不燃离心玻璃棉保温材料。
4)肖防控制中心可在火警发生时向大楼内所有空调通风系统发出指令,停止其运行。
4消防电气设备设计
4.1消防报警主机及有关设备的联动控制设备设置在地下一层的消防中心内。在办公室、餐厅、门厅、厨房、走道、客房、配电间等场所均设置感烟或感温探测器,在公共部分、走道设置手报按钮、警铃。
4.2联动控制要求:当火灾发生时,探测器报警,由主机自动开启警铃:关闭非消防用电回路,电梯迫降至底层,启动消防泵。当喷淋系统喷头动作时,水流开关动作,报警至主机,启动喷淋泵。
5人防工程消防系统
本建筑地下2层设有6级人防工程,与地下车库、地下消防泵房和地下2层电梯厅贴邻并设有两个出入口直通室外。人防工程战时和平时为戊类物资库,单独设置为一个防火分区。根据人民防空工程设计防火规范规定,同时使用水枪数量为1支,室内消火栓用水量为5.0 L/s,与地下车库组成平面的消火栓给水环管。喷淋系统按中危险工级考虑,喷水强度6 L/rain・m2),作用面积160 m2,单独设置水流指示器和信号蝶阀。在人防工程内设置独立的消防排水用的集水坑和污水提升泵。
参考文献:
[1]张立成,孙健,王洪嫔,李景田,张爽,建筑内高大中庭灭火系统技术优化与经济分析[J].中国给水排水2008.(22):34―37.
关键词:高层建筑 消防设计 科学技术
高层建筑因其体积大、层数高的特点导致火灾时人员多、疏散困难等问题,因此在高层建筑设计中要加强防火设计的要求,从高层建筑防火规范要求和防火科学技术的发展两个方面浅谈高层建筑防火设计。
一.高层建筑防火的重要性
建筑新材料和新结构的运用,高层建筑拔地而起,以其体积大、省土地等优势成为城市建设的主角。但是近些年,高层建筑火灾事故屡见不鲜。由于建筑防火措施不到位,不能及时有效地进行人员疏散,导致绝大部分人员因为延期窒息、中毒而死亡,给人身安全和财产甚至国家经济带来一定的损失。2003年10月发生在美国芝加哥政府大楼的火灾事故,因许多人不能及时找到逃生的通道被困楼内,大火导致浓烟滚滚,向高层部分蔓延,多数人因受到浓烟的威胁失去了生命。因此高层建筑防火问题成为国内外建筑科学技术研究的重点。
二.高层建筑防火设计规范要点
1.安全疏散和消防电梯相关规范
高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两个。十八层及十八层以下,建筑面积不超过650平方米、每层不超过8户,同时设有一座防烟楼梯间和消防电梯的塔式住宅可以设置一个安全出口。在塔式高层建筑设置剪刀楼梯时应保证其为防烟楼梯间。剪刀楼梯的梯段间应设置耐火极限不低于1.00小时的不燃烧体墙分隔。剪刀楼梯需要分别设置前室。高层建筑设计的大空间设计要符合双向疏散或袋形走道的规定。安全出口分散布置的同时要满足两个安全出口之间的距离不应小于5.00米。建筑高度在100米或100米以上的公共建筑应设置避难层,自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间不宜超过15层。避难层按照5.00人/m2计算。避难层可以兼作设备层,但是设备管道宜集中布置,同时避难层应设置消防电梯出口。避难层应设消防专线电话,同时设有消防栓和消防卷盘。封闭式避难层应该设置独立的防烟设施。避难层应该设有应急广播和应急照明。建筑高度超过100米,标准层建筑面积超过1000平方米的公共建筑,宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助设施。通向停机坪的出口大于两个,同时每个出口的宽度不宜小于0.9米。停机坪适当位置设置消火栓、航空障碍灯和应急照明。一类公共建筑、塔式住宅、十二层及十二层以上的单元式住宅或通廊式住宅和高度超过32米的其它二类公共建筑要设置消防电梯。当每层建筑面积小于1500平方米时,应设置1台消防电梯;当每层建筑面积大于1500平方米平且小于4500平方米时,应设置2台消防电梯;每层建筑面积大于4500平方米时,应设置3台消防电梯。在符合消防电梯的要求下,消防电梯可以与客梯或工作电梯兼用。消防电梯间前室宜靠外墙设置,首层应设直通室外的出口或精工长度不超过30米的通道通向室外。
2.消防给水和灭火设备相关规范
高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。消防用水可由积水管网、消防水池或天然水源供给。利用天然水源确保枯水期最低水位时的消防用水量,设置可靠的取水设施。采用高压或临时高压给水系统满足室内消防给水。当室内消防用水量达到最大时,其水压应满足室内最不利点灭火设施的要求。高层建筑的消防用水总量应该按照室内、外消防用水量之和计算。高层建筑内设有消火栓、自动喷水、水幕、泡沫等灭火系统,其室内消防用水量应该按照需要同时开启的灭火系统用水量之和计算。高层旅馆、重要的办公楼、一类建筑的商业楼、展览楼、综合楼等和建筑高度超过100米的其它高层建筑,应该设置消防卷盘,其用水量可不计入消防用水总量。按照现行的国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》确定高层建筑室内自动喷水灭火系统的用水量。当出现市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量、市政给水管道为枝状或只有一条进水管等情况的出现,应该设置消防水池。消防水池的补水时间不宜超过48个小时。消防水池的总容量超过500立方米时,应该分成两个能独立使用的消防水池。供消防车取水的消防水池应该设置取水口回取水井,其水深应该保证消防车的消防水泵吸水高度不超过6米。取水口或取水井与被保护高层建筑的外墙距离不宜小于5米,不宜大于100米。室外消火栓沿高层建筑均匀布置,消火栓距高层建筑外墙的距离不宜小于5米,并且不宜大于40米,距路边的距离不宜大于2米。在该范围内的市政消火栓可以计入室外消火栓的数量。室外消火栓宜采用地上式,有明显标志的情况下才设地下式消火栓。
3.消防车道相关规范
高层建筑的周围应该设置环形消防车道。当设置环形车道有困难时,可以沿高层建筑的两个长边设置消防车道。当建筑的沿街长度超过150米或总长度超过220米时,应该在适中位置设置穿过建筑的消防车道。高层建筑的内院或天井,当短边长度超过24米事,宜设置有进入内院或天井的消防车道。消防车道的宽度不应小于4米,消防车道距高层建筑外墙宜大于5米,消防车道上空4米以下范围不应有障碍物。尽头式消防车道应该设有回车道或回车场,回车场不宜小于15米×15米,大型消防车的回车场不宜小于18米×18米。消防车道下的管道和暗沟等应该能够承受消防车辆的压力。穿过高层建筑的消防车道,其净宽和净空高度均不应小于4米。消防车道与高层建筑之间,不应设置妨碍登高消防车造作的树木、架空管线等。
三.高层建筑防火科技技术的发展
国家通过在实施中积累经验,吸收大量科技成果,总结并编制了《高层民用建筑设计防火规范》、《自动喷水灭火系统设计规范》、《火灾自动报警系统设计规范》、《建筑内部装修设计防火规范》,并在1995年针对1982年颁布的《高规》进行了完善。近些年,随着各种新型防火材料、防火构件、挡烟垂壁的出现,不断解决高层建筑消防设计中存在的安全隐患。自动喷水灭火技术从老式的旧式喷头经过几次发展运用后改为最新的自动喷水灭火系统和循环启闭自动喷火灭火系统。在高层建筑设计中消防控制中心的功能空间的加入,通过计算机总线通讯和软件编程可以自动完成报警和联动,达到火灾自动报警、自动灭火的现代防火效果。我国建成搞成建筑火灾试验塔,通过实践数据发展了正压送风机械排烟技术,弥补了机械排烟系统和走道内的排烟口靠近疏散出口带来的安全隐患。建筑高度超过250米的民用建筑在按照一般高层建筑的通用防火规范外,需要采取特殊的防火要求,同时要提交国家消防主管部门组织专题研究论证后方可实施开工建设工作。
现代消防设施离不开设计人员的精心设计、施工队伍的精心施工、监督部门的严格监督,把高层建筑消防设施与设计、施工摆在同等位置上,实行科学地维护、管理。同时,作为国内外共同关注的高层建筑消防安全问题,我们应该加强国际合作,加强消防科技信息交流。在掌握和甲流消防科技研究新动态、新成果、发展目标等消防科技信息,合理地应用消防科学技术,推动消防科学技术的发展。
四.总结
高层建筑防火设计应该根据其范围大小、功能变化、建筑结构、建筑风格等,严格实施高层建筑防火设计规范等相关要求。建设实用、安全、经济、美观的高层建筑,让我们的城市未来发展地更好。
参考文献:
关键词:高层建筑;消防问题;建议
建筑消防系统的设计是建筑设计的一个重要环节,消防设计的科学合理性就决定了高层建筑的安全系数的大小,在火灾面前,消防设施可以确保我们的生命财产安全,虽然规范还并不完善,但是作为一名设计人员,我们都应增强自身的消防知识,提高消防意识,在建筑消防给排水系统设计实际应用中,不断总结完善存在的问题,更好的保护人民的生命财产安全。
1 高层建筑消防设计中存在的问题
高层建筑指十层及十层以上的建筑,其具有建筑挺拔,采光通风良好,中上层部位视线开阔,节约土地资源等优点,所以在城市建设中高层建筑呈现出逐年增多的良好趋势。但是高层建筑存在火灾扑救难、防火要求高等一系列的问题,因此为解决好这些问题必须从消防系统的设计阶段着手。
1.1 自然排烟方式的限制条件理解不全
由于紧张的城市用地,导致了建筑高度不断的上升,一类高层公共建筑,超高层住宅楼随处可见。但是一些开发商及设计人员为了节省投资,对于高层建筑的防烟楼梯间及前室、消防电梯间前室等的设计只采用了自然排烟方式,却没有设置机械防烟设备。
1.2 设计的总平面布局不够合理
如今的建筑已十分讲究住宅环境的设计,小桥流水、假山花园、绿化措施等被大量采用,但有些景观设计如果处理不当就会给高层建筑的消防车道、云梯车登高等造成不良影响,问题百出。
1.3 消防通道的设计不够精细
安全通道是用来紧急输送人员的通道,安全通道是建筑设计中一个相当重要的部分,尤其是高层建筑的安全通道的设计。据估计,高层建筑火灾伤亡人员中有50%以上是因燃烧的烟气及二氧化硫等毒气窒息而死,可见,烟雾毒气是建筑火灾伤亡中的罪魁祸首。所以,设计人员在建筑设计时一定要认真考虑建筑内消防排烟系统的科学性,充分考虑到火灾发生时烟气的流速(水平流速为0.8m/s,垂直扩散速度为3.4m/s)。
1.4 火灾报警系统不完善
高层建筑都安装了火灾自动报警系统,这主要是考虑到消防电梯和防排烟系统的控制,一般安装在电梯厅、走道楼梯等公共场所,火灾自动报警系统中的探测器大多采用感烟型,由于烟气是从户内穿过密闭性良好的分户门才到达探测器的,需要相当长的时间,根本起不到早期发现火灾的作用,所以实际效果并不理想。
1.5 自动喷水系统常见的问题
自动喷水系统常见的问题主要有:①消防水箱的设置,根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定:“系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05Mpa”也就是要求消防水箱与距离最不利点喷头的垂直高度不低于5m,但一些建筑工程消防水箱没有满足设置高度也没采取其他措施。正确的操作是在屋顶设置增压水泵,在增压水泵出水管一侧设旁通管,出水流量不应小于扑救初期火灾需要的用水量。②试水装置设置,根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定:“每个报警阀组控制的最不利点喷头处,应设末端试水装置,其他防火分区、楼层均应设直径为25mm的试水阀、末端试水装置和试水阀应便于操作,且应有足够排水能力的排水设施。”但是一些末端试水装置处的排水设施排水量小于试验阀的泄水阀的泄水量甚至不设排水设施,以至于无法进行防水试验。
2 对消防系统设计的建议
2.1 科学处理自然排烟方式
建筑规范明确规定了一类建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m二类建筑以及塔式住宅,均应设防烟楼梯间。消防电梯间前室由于受到自然环境的影响,应按照《高层建筑规范》上的要求设置好防烟设施,而不应该只利用自然排烟方式进行排烟,只有规范化的设计,才能保证大家的生命财产安全。
2.2 合理布局总平面
对于总平面的布局,我们认为在规划住宅环境的总体布局时,高层建筑的长边应尽可能的沿街或小区的边缘布设,来充分利用上临近的市政道路设施,这样不仅消防车可以不进入小区内,就可以方便地进行火灾扑救及人员的营救,而且小区内最低可设计一条消防车道,从而大大节约了土建方面的成本,可以说是一举两得,充分利用资源。对于建筑间距,应该以满足防火间距为先,但确有困难,不易布置时,也应将相邻墙设计为无窗、无阳台的防火墙。
2.3 相邻建筑间设计一定的防火间距
众所周知,一旦发生火灾,它就会快速的向四面八方蔓延,因此为了防止火势进一步扩大,在建筑设计时要使相邻建筑间设计一定的防火间距,建议标准提高为:高层建筑的主体同一、二级耐火等级建筑物之间的防火距离不得小于15m,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于18-21m。
2.4 火灾报警系统
火灾报警系统对消防来说也是关键,对于条件充足的高层建筑可以把烟感探测器设置在建筑物内的厨房、客厅等很容易早期探测到火灾发生的部位,防火效果会更好。因此高层建筑的火灾报警系统的设计应该由早期发现火灾出发,合理地配置设备。火灾报警系统也可结合楼宇智能化设计,把火灾探测器、手动报警按钮等传感器件纳入到智能化系统中,然后进行统一设置及管理。
2.5 加强自动喷水灭火系统设计能力
自动喷水灭火系统的设计尤为重要。第一,应该采用快速响应喷头或者自动消防炮。这种喷头主要能在火灾发生的早期进行自动灭火,且能很快的实现自动报警,帮助消防队员及时接警,最大限度控制火势。第二,自动喷水灭火系统在高层建筑中除在建筑面积小于5的卫生间、住宅及不宜用水扑救等部位设置外,其余的地方均要设置,才能加强自动喷水灭火系统对火灾的有效控制。第三,合理布设管网和喷头,进行喷淋系统管网水力的计算。自动喷淋系统的管线布置很复杂,若考虑不到管网系统整体水力的均衡性,而任意布置,就会导致使用时水压不够均匀,影响消防灭火的效率。因此,根据平面图的设计要求尽量对称布置喷淋管线和水管喷头,然后进行水力计算来确定管网各管段管径、计算出各管网所需的供水压力,确定高位水箱的位置,选择消防水泵,调整部分管线和喷头的位置,使自动喷水系统得到优化,确保能及时控制火灾。
此外建筑主体应运用耐火材料结构来设计,目前高层建筑所采用的钢结构,耐火性能普遍比较差,在温度升高或在火中燃烧30分钟以上,钢材的抗拉和承重就会急剧下降,钢结构就会发生变形。所以,高层建筑的主体结构材料的选择一定要事先确定好材料的耐火等级,然后决定要采取何种结构设计。根据建筑常用结构的类型,国内把钢结构材料的耐火等级划分为四级,而高层建筑的选材,必须选择一级耐火材料。这种材料具有很好的耐火稳定性,如果用砖或混凝土做成180mm厚的墙或者300×500mm的柱承重墙的最大耐火极限为3.5个小时,而梁须设为耐火极限为2小时的非燃烧体,其钢筋保护层大于30mm。
3 结束语
高层建筑的快速发展引起了一些诸多不容置疑的新型式的问题,其中尤为重要且不可忽视的就建筑防火问题。回顾近些年来所发生的许多火灾实例,使我们不得不提高警惕,如果高层建筑一旦发生火灾,不仅会造成非常严重的人员伤亡以及一定的经济损失,而且会引发一定程度的社会负效应。因此,我们一定要充分认识并高度重视高层建筑的消防问题。
参考文献:
[1]李引擎,等.建筑防火性能化设计[M].北京:化学工业出版社,2008.
1.1高层建筑功能复杂,火灾发生途径多。高层建筑功能完善,结构复杂。因此,火灾发生的原因亦较为复杂,吸烟、电气等原因通常是火灾的源头。基于高层建筑的结构,会导致火势将以多种方式蔓延。因此,需要处理得当,防止火势进一步蔓延。许多重要的场所一旦发生火灾,后果不堪设想,如图书馆和档案馆等场所,室内的书本资料都是引起火灾的源头,还会加重火势的蔓延。1.2疏散难度大,消防设施少。高层建筑的火灾往往是突发状况,人们事先没有预料,很容易产生恐慌的心理,在疏散的过程中,会更加惊慌失措、秩序混乱,导致拥挤,给疏散工作带来了很大的影响。多数人遇到火灾时并不能保持镇静。因此,如何进行安全疏散,是需要思考的问题。另一方面,高层建筑的消防设施有限,一旦发生火灾,往往没有充足的设施灭火抢救,给抢救工作带来了很大的影响,如果不能及时控制火势,一旦室内消防水量不够用或室外消防用水发生问题,就会耽误抢救的最佳时机,造成重大损失和人员伤亡。
2、影响安全疏散的因素
2.1人的因素。当人们面对火灾时,会有恐慌和从众等盲目的心理,尤其是在陌生的环境中,本能会向有阳光的地方靠近。而人员密度和迁移速度也会影响到安全疏散工作能否顺利进行。由于高层建筑结构和功能较为复杂,就会导致每个房间中的人员密度有所不同,人员密度过大的房间,进行安全疏散时会花费一定的时间,而人员密度小的房间,人们撤离时相对容易。迁移速度快或慢都会影响到能否安全疏散。2.2内装修材料和疏散距离因素。高层建筑中的内装修材料和疏散距离会影响到安全疏散。必须要结合实际,进行安全疏散设计,既要保证人员安全,还要保证高层设施的安全,确保安全疏散设计方案可以顺利实施。而疏散距离会影响房间内的人员通过疏散通道到达安全地点的时间,距离越长,时间就越长,危险性就越高。一般情况下,疏散距离要根据建筑的类别、功能等元素,通过严格、合理的计算确定。
3、安全疏散设计目标和方法
3.1安全疏散设计目标。安全疏散设计主要是针对高层建筑发生火灾时所进行的安全疏散设计,具有一定的针对性和预测性,目的是通过安全疏散并设置防火措施,使损失降到最低点,避免人员伤亡。安全疏散设计为火灾发生时可以顺利疏散和防火保护提供了有力的依据。3.2安全疏散设计方法。3.2.1处方式设计。处方式设计主要是依据现有标准进行安全疏散设计,主要针对疏散通道进行设计。此种设计操作简单,按照规范进行即可。缺点是,缺乏针对性,由于每个建筑物的功能和结构存在一定的差异。因此,这种操作简单的设计往往并不适应所有的建筑,每个建筑物因自身差异化导致的安全水平也有所不同。3.2.2性能化设计。性能化设计首先要确定消防安全目标,对高层建筑的火灾指数和危险程度进行科学、系统地分析,结合以往的实际经验和教训,对火灾中的可燃物导致的危险性进行科学的分析和精确的计算。结合上述分析和得到的数据,合理预测火灾产生的原因、火势蔓延情况,设计安全疏散,预测疏散的可能遇到的问题,制定防火措施,并进行消防安全评估。
4、高层建筑人员安全疏散对策
为了保证高层建筑人员安全撤离火灾现场,最有效的做法是缩短疏散的时间。通过设计安全合理的疏散路线通道,确保人员可以安全撤离。此外,防火区、避难层、自动报警好自动灭火系统等设计亦需要进行优化,根据实际情况进行设置,目的是减少安全疏散的时间,不延误灭火的最佳时机。
5、结束语
关键词:高层建筑;消防设计
中图分类号:TU9文献标识码:A文章编号:
1 高层建筑中消防体系设计的重要性
随着我国经济社会和人们生活水平的不断提高,高层建筑在我国城市建筑的建设中迅猛发展,高则上百层几百米,少则十几层几十米,使高层建筑逐渐成为了日常生活中主要生活、办公和消费娱乐的重要场所。随之而来的高层建筑消防安全也成为了必须重视的安全问题,加之高层建筑中的各类电器增多,装修档次越来越高,气体能源的使用越来越普及,从而使发生火灾的可能性、危险性增大,高层建筑的消防体系设计成为了重要的建筑设计组成部分。目前,高层建筑消防设计的主要内容有:高层建筑的位置设计,建筑物防火间距的设计,消防车道、消防水源的设计,建筑物耐火等级的设计,以及建筑物内部的防火防烟分区、防火墙、隔墙和楼板、防火窗、防火卷帘、电梯井和管道井、疏散楼梯间和疏散楼梯、消防电梯、防排烟和通风、火灾自动报警系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统以及其他灭火设施、消防电源和配电、火灾应急照明和疏散指示装置的设计等。
2 高层建筑消防安全设计分析
2.1 建筑消防设计先天不足
国家出台的《高规》,为高层建筑的消防安全提供了规范保证,但此前一些老式的高层建筑在消防设施设计上存在先天缺陷,不符合国家现行的《建筑设计防火规范》以及《高规》的要求。
2.2 消防设施缺乏有效管理
在高层建筑的长期使用过程中,人们往往忽视了对消防系统的管理与维护。现代高层建筑一般都设有火灾自动报警、自动灭火、自动防排烟系统等。发生火灾时,上述系统均应做到联合动作。然而,由于管理人员重视不够,没有坚持对消防系统进行管理与维护,致使前期大力投资的消防设施老化、损坏,形同虚设,等到发生火灾时,消防系统无法发挥其应有作用。高层建筑的疏散楼梯按国家消防技术规范的要求应设有防烟楼梯或封闭楼梯,疏散通道上的防火门上装有闭门器,靠闭门器的作用防火门平时关闭,火灾时既方便逃生,又能有效地阻断烟气。有些高层建筑中的住户为了方便,将疏散通道上的防火门人为地敞开或是堆上物品,一旦发生火灾,大量的有毒浓烟就会沿楼梯间扩散到上层,使人员无法通过楼梯疏散到地面。
2.3 高层住宅存在避难层“空白”
有关专家指出,高层建筑发生火灾时,若超过消防车云梯能够达到的高度,从大楼外面施救的可能性很小,一般要依靠自救。建筑高度超过100m的旅馆、办公楼和综合楼等公共建筑,由于楼层很高,人员很多,尽管已设有防烟楼梯等安全疏散设施,火灾时其内人员仍很难迅速地疏散到地面。因此,对超高层公共建筑在其适当楼层设置供疏散人员暂时躲避火灾和喘息的一块安全区即避难层或避难间,是极为重要的。《高规》规定:建筑高度超过100m的公共建筑,应设置避难层(间)。有关部门曾经做过一个试验,让一名身强力壮的消防员从第33层跑到第1层,用35分钟。如果是一名身体素质一般的人员或老人、小孩,所需时间肯定会更多。这样算来,在高于50m的建筑中,遇到火险,人们能跑到楼外逃生的可能性很小。
2.4 柴油发电机房及高、低压变配电室的消防问题
按照规定,燃油、燃气的锅炉房、柴油发电机房宜设自动喷水灭火系统。许多设计同行包括比较权威的审图中心都按规范的字面意思,理解成了普通的水喷淋,这是不对的,柴油发电机房不应用普通的水喷淋系统来灭火。按照规定,可燃油油浸电力变压器、多油开关室宜设水喷雾或气体灭火系统,而现实高层民用建筑中大多数高、低压变配电室是采用无油干式变压器及开关,是否也应该采用水喷雾或气体灭火系统呢?这要根据工程造价综合考虑,采用水喷雾或气体灭火系统是高标准要求,许多工程的高、低压变配电室采用气体灭火系统也是可以的。
2.5 消防水池是否需设取水口
按照规定,供消防车取水的消防水池应设取水口或取水井。规范没有规定什么样的消防水池才供消防车取水,使许多设计者把握不准。笔者认为,应该分以下三种情况考虑:①如果消防水池在消防车的吸水高度(6m)内,不管消防水池是否储存了室外消防用水量,都应设置取水口。因为设置水泵接合器的目的之一就是以备消防泵无法启动时使用。如果消防泵出现故障,消防储备水因无取水口而无法取出,不合理。设消防取水口工程造价增加不多,但完善了消防设施;②如果消防水池不在消防车的吸水高度(6m)内,如设在地下3层的消防水池,而水池又没有储存室外消防用水量,则无需设置消防取水口;③如果水池不在消防车的吸水高度(6m)内,而水池又储存了室外消防用水量,则应设置专用消防取水加压泵,从消防水池内直接取水,向室外专用消防管网供水,取水口可做成室外消火栓的形式,要求取水加压泵1用1备,双电源供电,流量按设计建筑的室外消防用水量计,扬程应至少满足室外消火栓栓口处10m水柱的压力。
2.6 正确计算消火栓充实水柱长度,合理布置消火栓
对于建筑高度不超过100米的高层建筑,设计中我们可以根据水枪最小流量5升/秒,水枪喷嘴口径19毫米,查有关设计手册得出水枪充实水柱长度为11.3米;对于建筑高度超过100米的高层建筑,我们可以调整水枪流量以达到满足规范所需要水枪充实水柱长度。而在实际中,高层建筑标准楼层净高考虑经济因素一般控制在4.0米以下,如果根据公式Sk=(H1—H2)/SINα计算水枪充实水柱,当层高取4米,水枪上倾角取45°时,计算Sk为4.24米,远远达不到规范要求,即层高限制了充实水柱的长度。但是,我们可以调整水枪上倾角来达到提高充实水柱长度的目的,因为规范及有关手册提出水枪上倾角不应大于60°,并未规定其下限角度值。通过计算,当层高仍旧取4米,充实水柱取11.3米时,水枪上倾角为14.87°。
2.7 正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水
通常在高层建筑中,在市政供水不能满足消防用水量要求或市政为单路进水时,规范都要求设置消防水池。计算消防水池容积时,应将火灾延续时间内室内各消防用水量之和减去市政进水管的补水量。补水时间可按最长的火灾延续时间计。如果要考虑室外消防用水量或是设置生活、消防共用水池,则还需要补充相应的用水量。当设置生活、消防共用水池时,不能利用建筑物的本体结构做水池池壁及池底,以防止生活水质污染。对此,《强制性条文》中已经明令禁止。同理,如果高层建筑屋顶设有生活、消防共用水箱,也应满足该要求。从消防水池接入水泵间的引入管应该保证不少于两根,如果在接入泵房前就将引入管汇合为一,对消防水池而言,仅为单路供水,存在供水的安全隐患。同时,从消防水泵接入各消防管网的供水管也应保证两路。
2.8 消防水泵出口处的放水阀和稳压回流措施
《高规》规定“消防水泵的供水管上应设置N65的放水阀门”,目的是便于水泵检查试验时排水。排水量小时,可直接排至泵房集水池;排水量大时,可排回消防水池。同时,消防水泵出口还需要考虑一定的稳压回流措施。因为在实际使用中,会出现消防水量小于水泵选定流量值的情况,此时水泵扬程远大于设计值,在无任何回流措施保护下,消防管网压力过大,容易造成事故。简单的做法是在供水管上装设安全稳压阀,在管网超压时,可以通过回流管泄压,将回流水排至消防水池;在管网压力不稳定时,亦可稳压。
3 结束语
总之,随着《高层民用建筑设计防火规范》的不断完善,对高层建筑消防给排水设计的要求也日趋严格。及时准确的火灾报警、正确无误的灭火联动、安全可靠的消防电源等内容的消防设计就显得更加重要。
参考文献:
中图分类号: TU998.1 文献标识码: A 文章编号:
随着社会经济的快速发展,高层建筑的种类及形式风格也正发生有着日新月异的变化,贯通数个楼层和整个建筑,以及高层建筑中存在着数个中庭的建筑形式也并不鲜见。如何从建审的角度把握好中庭的消防设计,既能节约建筑投资. 又能保障消防安全以及提高建筑物的有效任用面积.是摆在每个消防建审人员眼前的一个课题。
1 高层建筑物中庭的火灾危险性
(1)中庭失火后,烟火蔓延速度极快。中庭又叫四季庭或共享空间。其内部空间由于上、下各层贯通,极易产生烟囱效应。如在中庭的下层着火.烟火会在中庭内和与中庭相连通的楼层迅速蔓延扩火;如在中庭的上层着火,当着火产生的高温烟气不能及时、迅速向中庭外部排时. 就会向中庭周围的建筑空间扩散. 进而导致整个建筑全面受灾。
(2)中庭失火后. 消防扑救与人员疏散难度大。中庭火灾. 往往涉及到数个楼层,很容易发展成为空间立体火灾,迫使人员安全疏散与灭火战斗必须在多个楼层同时展开。灭火救救援投入人员多. 极易造成火灾现场混乱。此外. 迅速充满整垫个中庭空间的烟气和热量,使消防扑救人员难以确认起火点和组织有效的进攻,中庭顶部破裂散落的物体,也对人员的安全疏散构成一定的威胁。
(3)中庭的火灾预防难。中庭空间大,高度高,采用常规的火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统均难以发挥早期火灾探测和扑救初期火灾的作用。设置的机械或自然排烟装置. 往往失去功效达不到预期的设计排烟效果。
(4)中庭顶部及每层回廊敷设有大量电缆电线. 大功率照明灯具,扬声器以及大量的装饰性彩灯等,遇有节假日及庆典活动时,贯穿整个中庭的宣传、广告的标语、条幅、气球等大量的可燃材料剧增,无形中增加了中庭的火灾危险性及火灾荷载。
(5)中庭是每个建筑的主要人员出入口及停留、休息处,容易形成人员的密集场所。绝大多数的人员对场地周边的疏散线路不熟悉,更不了解整个建筑的布局及疏散楼梯的位置。而中庭内的人员又必须在短时间内迅速疏散,在火灾的情况下,人员容易惊慌,拥堵疏散通道和出口,如果在设计和管理方面出现问题,必然会造成大量人员伤亡。
2 高层建筑中庭的消防设计存在的疑问按照现行《高层民用建筑设计防火规范》第5.1.5条的要求,中庭与上、下连通层面积叠加超过一个防火分区面积时,所采取的四条措施还有不明确的地方。
(1)关于安全出口的设置问题,《高层民用建筑设计防火规范》第6.1.1条的要求,高层建筑中每个防火分区的安全出口不应少于两个。既然规范要求把中庭视作一个防火分区,又要要求中庭也设置两个直通室外的安全出口,因此从建筑设计的平面布局上也只能把中庭的一层与联通各层的回廊作为另一个防火分区,才能满足每个防火分区设置两个安全出口的要求。这样设计,势必会使中庭一层面积减少,或每层回廊的面积减少,或使中庭的连通层数减少,以满足不超防火分区面积的要求。这样要求的结果,往往满足不了使用单位当初所要求的大视角、大跨度、大空间的设计本意。
(2)关于中庭内人员安全疏散的问题。《高层民用建筑设计防火规范》第6.1.7条要求营业厅内任意一点至最近的安全出口的直线距离. 不宜超过30m. 中庭内底层人员的安全疏散距离,基本上能满足此要求。但中庭每层回廊内滞留的人员,如何能够安全疏做到中庭底层,是否每层回廊都应设置满足《高层民用建筑设计防火规范》要求的两部疏散楼梯. 以及回廊至安全出口的疏散距离如何计算,《高层民用建筑设计防火规范》都没有明确的规定。中庭顶部采光用的玻璃、阳光板等透明材料. 火灾发生时,破碎的屋顶材料既影响灭火救援工佧,又会妨碍人员的安全疏散。
(3)关于中庭防火分隔物的问题。《高层民用建筑设计防火规范》要求.与中庭相通的过厅、通道等处应设乙级防火门,或耐火极限大于3h的防火卷帘分隔。笔者认为,规范规定采用的分隔物不妥。因为既然把中庭视作一个防火分区,就应要求采用防火墙或耐火极限等同于防火墙的防火分隔物来分隔,亦即应采用甲级防火门或以背火面温升为判定条件的防火卷帘来分隔中庭。
(4)关于中庭的排烟问题。《高层民用建筑设计防火规范》笫八章,规定了中庭采用自然还是机械排烟的高度、排烟面积以及排烟量换气次数等。但如何能确保天窗或高侧窗能够保证烟气的排出. 而不因为抽吸空气穿过着火部位,防止增大的气流向着火区提供有氧气新风,《高层民用建筑设计防火规范》没有明确要求。当高温烟气上升到一定的高度时. 由于冷却而不再上升. 烟气会呈伞状向四周蔓延扩散。因此,天窗或高侧窗如何能够保证火灾时及时开启,烟气是否能够上升到天窗或高侧窗有效地排出,都有待于进一步探讨。
3 解决对策
(1)如果把中庭内部空间作为商业营业面积使用,即具有一定的使用功能,则中庭的安全出口的设置,必须满足《高层民用建筑设计防火规范》的要求。否则,中庭由于没有具体的使用功能,则可不设置直通室外的安全出口,但应设置与其他防火分区相连通的疏散门,保证滞留在中庭的人员能疏散到未着火的相邻防火分区。
(2)如果中庭内部空间具备一定的使用功能,中庭及其回廊内会有大量的人员活动,中庭每层回廊应设置两部敞开楼梯,否则可不设置。中庭回廊向至中庭底层的垂直疏散距离可忽略不计,中庭顶部采用的通明材料,必须是不燃的并应具有0.5h以上的耐火时间,保证中庭内人员的安全疏散。
(3)如果中庭内部空间具有一定的使用功能,与中庭相连通的过道、通道应采用甲级防火门和以背火面温升为判定条件的防火卷帘,否则可使用乙级防火门和以背火面辐射热为判定条件的防火卷帘。 (4)无论是闭式喷水灭火系统中喷头的设置高度,还是火灾自动报警系统中感烟探头的设置高度,都以8m为限,因此,笔者建议,高侧窗及排烟口的设置高度,也应以8m作为参考。并且还应根据中庭的平面布置,即可燃物品的摆放及火灾荷载的多少,合理设置挡烟设施及排烟装置。
Abstract: Since reform and opening-up, China's overall national strength enhances rapidly, and urban population is increasing, the emergence of the high-rise building is inevitable. The requirement of people to the construction is not only the lowest demand such as living, but has aesthetic feeling when living, and pays more attention to safety. So, the thing that people concern gradually moves towards particularity, generalization, and the contents people consider are much broader. The design of fire water supply for high-rise building was expounded, and meanwhile, some feasible Suggestions were put forward in this paper.
关键词:高层建筑;高位水箱;高层住宅小区;贮水池
Key words: high-rise building;high cistern;high-rise residential area;reservoir
中图分类号:TU976+.5 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)23-0075-01
1几个关于高层建筑消防给水设计的注意方面
1.1 气压水罐或者水箱是临时的高压消防给水系统中必不可少的组成部分在此种系统中,我们通常会采用重力自流的高位消防水箱。我国现在执行的《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95对此也做了以下的规定,即建筑高度超过24米,但是未采用高压给水系统的高层建筑,均应设置高位水箱,以此来保证消防用水。现在的高层建筑一般会采用稳压水泵技术去维持网管的压力以及流量,取代高位水箱,以此来达到《高规》的要求。经过多年数次的消防实践以及消防实地考察,高位水箱具有其他高位消防设施无可比拟的优势。
1.1.1 安全性能的优越性比较来说,设置高位水箱来维持压力会比采用稳压泵维持消防管网维持压力更加能节能省电,安全可靠。采用稳压泵的消防设施虽然会采用两路电源,但是电路系统发生故障的可能性则仍会存在。一旦其中电路出现故障,那么水泵就无法进行正常的工作,从而会造成急用之时无法工作的局面。而如果采用高位水箱,如果发生断电事故,所受影响部位仅仅是最上面的需要有水泵增压的两层,而对于整栋高层建筑来说,最大限度的减小了所受干扰的范围。也因此,高位水箱相对于其他高位消防给水系统是安全可靠的。
1.1.2 相对低廉的设备运行维护费用在消防系统中,稳压装置电机的功率要比消防加压泵小很多,但是其有一个不可忽略的缺点,即需要长时间并且不间断的保持管网的压力。这样计算,一天所需要的电量也就是数十千瓦,并且其长期运转,综合起来运转的费用也相对昂贵。目前的住宅,大多数都会采用物业管理方式,也因此用户将会为此部分费用买单,在无形中就增加了住户的不必要经济负担。也因此,以住户的角度来考虑,设置高位水箱还是比较符合长远利益的。
1.2 如何确定高层建筑的消防水池储水量消防水池,即用来存储消防灭火用水的重要措施。目前我国的城市高层建筑多为宾馆、饭店、公用设施、新型住宅等综合性建筑。怎样经济、科学以及合理的设计高层建筑的消防水池储水量,防水池位置,都将直接关系到应急情况下灭火的安全性,并且会影响建筑面积合理利用以及建筑总体的布局,故而,其也将成为设计中比较关键的问题。
在《高规》中规定:“市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量;市政给水管道为枝状或只有一条进水,只要符合上述条件之一时均应设置消防水池。”同时《高规》还对水池的容积也作了规定:“当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内室外消防用水的要求;当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。”
很大一部分的高层建筑都会利用地下,以地下箱式为基础作为蓄水池。这样不仅可以节约了地上部分,更加可以充分利用地下室的使用面积,从而缓解城市用地相对紧张的现实情况。我国大部分地区根据《高规》的要求,其做法为每一幢的高层建筑都会设有一个相应的消防贮水池,并且其面积不可以小于864立方米。而且如果额外加上例如水幕系统、自动喷水灭火系统(其作用在于保护防火的卷帘)以及发电机房水喷雾灭火系统等等的用水量。那么消防水池的贮水量应该并且会大于1000立方米。如果现实生活中,每幢大楼地下都存在这么大的一个消防水池,那么首先其会增加大楼的造价,其次在换水的同时也会造成水源的不必要浪费,再次增加了物业人员的管理难度。笔者针对本问题建议高层建筑设计者在设计之初就采用较大的进水管,使得进水管发挥其最大功效。即可以在保证室外消防用水量的同时,在火灾发生时能够补充消防水池的用水量。
1.3 高层住宅小区消防加压设施的设置问题当今的社会,随着城市人口的日益增加,高层住宅小区的高速发展已经成为一种趋势。目前,我国的高层住宅小区系统日益成熟,势必成为日后发展的一个趋势。高层住宅小区的住户较多,也因此,消防设施更应该引起人们的高度重视。除自身注重消防外,小区建设的建筑单位也应将消防给水设计作为一个不可忽略的问题来考虑。首先我们要考虑给住户减少经济的负担,同时也是减轻了物业管理部门在管理工作上的工作难度和工作强度。也因此,笔者提出建议,高层住宅小区内可以采取统一设置集中的消防加压泵来保证消防用水的压力。
为了确保消防供水的安全性,我们可以将消防管网设置成环状的管网。在以此为前提,将各栋楼得消火栓改的给水管网同时接到消防水泵的出水管上。那么,也就相当于每一幢楼都同时有了消防水泵。距离远近虽然不同,但是这并不影响消防的加压的效果。此种方案不仅在经济上节约了住户的费用,同时在管理上,也给物业部门带来了方便。并且在满足以上条件的同时,确保了消防供水的安全。
2结论
虽然高层建筑消防给水的设计内容纷繁复杂,涉及的方面也比较繁多,但是其安全可靠最为重要。在设计高层建筑的给水设施的同时,我们同时要考虑设施使用的可行性、经济利用的合理性、维修方面的方便性、管理方面的可行性以及施行的可接受性等等的相关因素。我们应该结合消防工作的实际经验,在日后的工作中提出更具可行性的措施,来提高消防措施的安全性。
参考文献:
[1]杜俊涛,朱树干.高层建筑消防给水设计之初探[J].安防科技,2008,(8).