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理论研究

大空间建筑防火设计存在的问题及对策
发布时间: 2011/3/3 10:33:07

    随着经济的快速发展,商品的交流日益频繁,大空间场所如展览场馆、大型集贸市场等场所越来越多,这些场所普遍存在空间跨度大、人员集中密集、功能复杂等特点,在建筑防火、人员疏散、给水灭火系统、火灾报警系统、防排烟系统等方面都给大家提出了新的课题。本文针对大空间建筑的火灾特性结合现行技术规范对大空间建筑防火设计存在的问题进行了分析并从性能化设计的角度进行了初步的探讨。
    一、大空间建筑防火设计上存在的问题
    (一)防火分区难以满足规范的要求。为了满足建筑防火规范对防火分区的要求,以往设计中常采用防火墙、防火门、防火卷帘等防火分隔措施,但这往往限制了建筑物的使用功能,在科学性、合理性、经济性等方面都不得表现出一些弊端。对于大型展览场馆来说,固定隔断限定了展区的面积,而活动的隔断必须与火灾自动报警系统联动,火灾时才能发挥防火分隔的作用,系统比较复杂,增加了许多环节,满足了建筑设计防火规范的要求,就难以实现建筑物的使用功能。
    (二)人员密集,疏散困难。大空间场所往往人员密集,十分拥挤,紧急情况下由于人们对疏散路线、消防设备、应急措施等的不了解,疏散起来非常困难,特别对于中庭式建筑,常常采用防火卷帘等防火分隔设施与周围空间进行分隔,火灾情况下防火卷帘等设施的动作,更加容易引起人们的恐慌心理,极易产生拥挤。
    (三)普通的消防设施难以发挥作用。根据gb50116—98《火灾自动报警系统设计规范》和gb50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范》采用常见的点型感烟探测器、闭式自动喷水灭火系统,其最大设置高度分别为
128。因此,对于大空间场所(如大型展览馆)采用这些普通消防设施是难以正常发挥有效作用的。
    (四)烟气的危害性严重。对于大空间建筑,由于受到空气稀释、热风压效应和烟囱效应的影响,大空间烟气具有层化分布、下降速度快、烟气层温度低等特点,火灾蔓延速度加快,使得这些大空间建筑内的烟气危害性十分严重。
    二、大空间建筑防火设计上的对策措施
    (一)合理设置大空间建筑防火分区的划分。在一定时间内把建筑物的火势控制在一定区域内,防止在水平或垂直方向蔓延是非常重要的。现行消防技术规范防火分区划分,主要分为水平划分和竖向划分两种方式。大空间建筑不同于其它建筑之处主要在于其功能的要求,为防止火势的迅速扩散,需要解决的主要问题是对大空间进行合理的防火分区。
    (1)水平防火分区划分。我国《高层民用建筑设计防火规范》中规定:高层建筑内的商业营业厅、展览厅等,当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统,且采用不燃烧或难燃烧材料装修时,地上部分防火分区的允许最大建筑面积为
4000m2,地下部分防火分区的允许最大建筑面积为2000m2.《建筑设计防火规范》规定:一、二级耐火等级建筑防火分区最大允许建筑面积为2500m2,当设自动灭火系统时可扩大一倍,展览建筑的展厅,其防火分区最大允许建筑面积可适当放宽,当设在单层建筑或建筑首层,且按规范设置有自动喷水灭火系统、排烟设施和火灾自动报警系统,内部装修设计符合《建筑内部装修设计防火规范》的有关规定时不应大于10000m2.
    防火分区的划分在采用防火墙确有困难的情况下,可用特级防火卷帘、普通防火卷帘加冷却水幕或单独设置防火分隔水幕进行分隔,防火墙必须同其它部位相通时须设甲级防火门、窗或相当于防火墙耐火极限的防火卷帘。
    (2)竖向防火分区划分。大空间建筑往往设有上下层连通的中庭、自动扶梯、走廊等开口部位,在不采取防火分隔措施的情况下,将上下连通层作为一个防火分区,成为一个竖向的防火分区。竖向防火分区的划分同样应符合规范关于最大允许建筑面积的规定。水平和竖向防火分区划分方法是相互联系的,如竖向防火分区划分面积叠加,很容易造成防火分区超过国家规范允许的最大建筑面积,须在开口部位设置相当于防火墙耐火极限的防火卷帘或水幕分隔,管道井用不燃烧体封隔等措施。
    (二)完善安全疏散措施,及时疏散人员。大空间建筑一般具有面积大、体量大、人员密集等特点,一旦发生火灾事故,极易造成人员伤亡。因此,该类建筑的安全疏散设计以及建筑防火性能化设计尤为重要。在进行安全疏散设计时,首先应考虑安全疏散时间。影响疏散时间的因素主要有建筑内人员的密集程度、物品的种类、疏散通道的条件、火灾发生时烟气的浓度及毒性等。进行建筑防火性能化设计,根据建筑物的总体建筑特点和人员分布,充分考虑影响安全疏散的不利因素,结合防排烟方案和措施以及火灾模拟研究结果,计算在最不利情况下,各防火、防烟分区人员疏散所需要时间、建筑物所能提供的疏散时间以及对应的疏散通道宽度和距离,为最佳人员疏散方案提供参考依据。一般地说,人员密度越大,则疏散越慢,且越困难。火灾时产生大量高温烟气,对人员疏散会造成很大影响。同时,某些大空间建筑为了管理需要,营业时间锁闭部分出口,使其有效安全疏散宽度大大减小,人为的造成安全出口数量和疏散宽度严重不足。因此,对大空间建筑应严格控制疏散指标,参照有关国家消防技术规范,其允许疏散时间可定为5min
    (三)寻求适合大空间场所的火灾自动报警探测器。由于大空间场所的建筑特点、烟气特征及其它因素(如空气流速、粉尘、温湿度等)的影响,常规火灾自动报警探测器很难应用在大空间场所,大家必须寻求其它类型的探测器。
    (1)红外光束感烟探测器。普通的点型感烟探测器烟气须进入采样室,经分析判断后才报警,而红外光束感烟探测器是利用烟颗粒具有遮光作用的原理,只要接收到光强度发生的变化就会报警。
    (2)双波段火灾探测器。双波段火灾探测器是一种火焰探测器,可采集可见光(波段400um-700um)、红外光(波段800um-1200um),由于探测波段广、波长长,所以可以安装在距离火焰较远的地方,用于大面积和大空间的火灾探测,但这种探测器的灵敏度不是很高。
    (3)空气采样火灾探测器。它主动抽取空气的成分进入激光分析器进行测量,判断是否发生火灾。保护面积最大可达
2000m2,探测距离200多米,可用于大空间的火灾探测。
    (四)选用适合大空间场所的自动灭火系统。由于大空间不宜进行防火分隔,所以增强灭火能力显得尤为重要,一般大空间场所的自动喷水灭火系统可采用以下两种方案:
    (1)采用雨淋系统。根据gb50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范》规定,水平快速蔓延的火灾和净空高度大于
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的场所应采用雨淋系统,它是一种开式系统,一旦确认火灾后即启动雨淋阀喷水灭火,对于大空间场所只要有足够的雨淋阀和开式喷头就可实现喷水保护。
    (2)采用水炮系统。目前国内已经研制出可与火灾自动报警系统联动的水炮,它能通过火灾自动报警系统探测到着火点的位置,提供火源坐标,通过串口通讯联动水炮对准火源进行自动灭火。但是采用这一系统时场所内的物品不能堆放过高,否则会产生死角,影响灭火效果。
    (五)按照性能化设计大空间排烟系统。由于大空间场所不宜进行防烟分隔,按照换气次数来确定排烟系统的设置受到了挑战,美国20世纪90年代已经抛弃了这种设计方法。目前国内已有中庭排烟性能设计的案例,抛弃了按换气次数来确定排烟系统的设置的简单设计,相信随着消防性能化设计在我国的不断发展,排烟系统的设计也将越来越趋于合理。
    三、结束语
    由于大空间建筑与一般建筑在火灾现象方面存在较大差异因而必须从其发生火灾时所具有的特性出发进而实施防火安全综合设计。本文通过分析大空间建筑存在的问题,利用性能化设计的思想弥补现行防火规范的不足,结合防火分区设置、火灾自动报警系统、自动灭火系统、防排烟设施及安全疏散等各种措施共同作用,达到大空间建筑防火性能总目标的实现。

 

 

 

 

 

 

信息来源:中国工程咨询网

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