高层建筑防火设计的几点探讨

发布于:2021-09-22 18:27:10

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 高层建筑防火设计的几点探讨 作者:王延尚 仇剑峰 来源:《中国新技术新产品》2011 年第 20 期 摘要:由于高层建筑火灾隐患多,扑救难度大,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。针对高层建筑发生火灾的特点,国内外在防火设计上 达成了共识,本文做出详细分析。 关键词:高层建筑;防火;防火分隔消火栓 中图分类号:TU352.5 文献标识码:A 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(高层 建筑必须为一或二级)。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(如失去支承能 力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧 体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)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(如用砖或混凝土作成 180 毫米厚的墙或 300×300 毫米的柱),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*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 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 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。 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;三、四 级耐火等级建筑的上述指标分别为 100 米、1200 米和 60 米、600 米。一、二级防火等级的高 层建筑防火分区面积限制在 1000 米或 1500 米内,地下室则控制在 500 米内。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(住宅楼为 30l/s),即消火栓用水量 70l/s(住宅楼 为 50l/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(住宅楼为 2.0

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