高层住宅的火灾防控（精选8篇）
高层住宅的火灾防控 篇1
自1885年在芝加哥第一幢高层建筑 (The Home In-suronce Building) 诞生, 高层建筑至今已有一百年的发展历史。由于经济的发展以及人们需求的提高, 高层住宅的规模以及高度都不断增加, 这给火灾救援带来了极大的难度。如果从防火的角度给高层住宅下一个定义, 那么我们可以说:高层住宅是指内部紧急疏散非常不便, 并且由于其高度高的特点, 火灾必须从内部扑灭的住宅性建筑。
1 高层住宅发生火宅的特点及危害性
1.1 高层建筑火灾扑救困难。高层建筑从其字面就可以知道高度很高, 并且建筑内由于人员较为密集、设备较为复杂、用水用电量较大, 不确定因素太多, 因而时刻隐藏着火灾的导发因素, 并且由于外部条件的制约导致扑救十分苦难。
1.2 人员援救困难。高层建筑一旦发生火灾, 人员疏散非常困难, 原因是: (1) 疏散手段有限。现在目前高层住宅建筑一般的交通工具就是垂直电梯, 而就我们当前国内通用的客用电梯而言, 一般都不具备“三防” (防火、防烟、防水) 功能。一旦发生火灾必须立刻停止使用电梯, 这就造成了住户不得不选择唯一的手段—走楼梯。 (2) 疏散时间长。虽然住宅用户每层大概不会超过十户, 但是都必须用唯一的楼梯进行逃生, 外加上由于楼层较高, 逃生距离比较长, 这些因素都造成了疏散时间的大量增加。 (3) 疏散人流拥挤。火灾时, 由于烟雾较大, 逃生住户的视线以及身体状况都会受到影响。并且由于人的本能, 逃生人员会产生恐惧以及强烈的求生欲, 会大量的跟风涌进安全通道, 拥挤程度可想而知。
1.3 经济损失严重。虽然随着经济的发展, 消防事业得到了很大的提高, 但是火宅也随着大量增长。每年都会因为火灾造成大量的经济损失和人员伤亡。统计数字明, 1981~1990年10年间, 平均每年火灾死亡人数为2272.5人, 直接经济损失3.6亿元;1991~2000年10年间, 平均每年死亡人数为2456.4人, 直接经济损失则达到11.6亿元。
2 避难设计
2.1 临时避难场所设计。临时避难场所的设计可以从卫生间功能的扩大着手。 (1) 扩大卫生间的面积, 并将卫生间墙壁周围都设计为耐热混凝土浇筑的剪力墙体。在卫生间范围内禁止设置可燃物质, 以此来延长热混凝土的安全寿命。 (2) 卫生间设计为防火门窗。防火门窗对于防止烟气以及火势的扩散争取救援时间具有重要的作用。当前防火级别有多甲乙丙三种等级, 但是我认为现行耐火极限应提高到3H以上, 为逃生自救赢得足够的时间。 (3) 卫生间设计强制性防排烟措施。一是设计机械加压送风。机械加压送风使卫生间保持正压从而阻止烟气进入, 达到防烟的目的。二是设计机械排烟。机械排烟通过强行抽走烟气, 来降低被保护区域的烟气浓度, 对于排出烟气具有显著效果。 (4) 卫生间内设计自救工具箱及呼救系统。自救工具箱包括:灭火器具、防毒面具、强力照明灯、消防钩、应急包等。发生火灾时, 自救工具箱的使用可以达到灭火、自救、保证安全时间三种目的。无线呼叫系统采用无线连接, 发生灾情时按下呼叫器, 物业管理部门的主机就可以准确的了解失火位置。 (5) 卫生间设计简易喷淋设施。喷淋设施一方面可降低对门窗的辐射热, 另一方面可以净化空气, 保证安全。 (6) 卫生间设计逃生出口, 其宽度和高度要保证人员逃生需要。在四层以下能够用安全绳、气垫、滑梯等设施自救的, 应严禁安装铁栅栏。
2.2 避难层的设计。避难层即在高层住宅建筑中专门用于火宅发生避难的楼层。一般避难层的防烟楼梯设置要求是应在避难层分隔、同层错位或上下层断开, 但是逃生人员必须经过避难层才能够上下, 只有这样才能够真正达到避难逃生的目的。避难层火灾设计的技术条件应有较严格的要求。具体如下:[1]第一个避难层设置的位置应该充分考虑到当前消防水平和实际的疏散情况。根据新《高层民用建筑设计防火规范》第一个避难层的设置应该不超过50m, 因为就相关研究以及实践来看, 50m左右的人员如果经楼梯疏散将对消防救援工作非常不利。 (2) 避难层的位置应该显著, 因为火宅发生, 人员比较恐慌, 很难理性思考问题, 并且火宅发生烟雾较大能见度低都会对避难层的识别造成影响。为了让人员轻松进入避难层, 对于防烟楼梯的设置具有很严格的要求, 如防烟楼梯必须在避难层错动位置或上下层断开位置, 但是不管怎样都必须通过避难层, 这样才能很准确的指引人员进入避难层。 (3) 避难层的人员面积指标, 应该在设计的时候重点关注。因为高层住宅建筑人员密集程度较高, 但是又必须考虑拥挤程度。后有研究表明, 考虑到我国人员的体型, 每平米容纳5个人是比较理想的。 (4) 避难层的其他条款在设计中也是非常重要的, 都必须严格遵循。
3 建议与对策
3.1 制定《高层民用建筑防火管理规则》。高层民用建筑防火管理规则主要作用就在于在高层住宅交付后作为火灾预防和火灾发生时进行处理的一种规范性的指引。这种规范性的指引主要从以下几个方面来进行制度性的规定:队伍管理、消防教育、设施检查、预案制定、全员演练、安全检测等。同时还应该完善高层建筑的安全管理、安全保障机制和实时跟踪动态机制等。
3.2 普及火灾逃生常识。普及生命安全的逃生常识和逃生体验, 制作逃生常识科教片。可以借助电影、电视媒体感官性较强的媒体来对火宅逃生常识进行宣传;同时根据实际高层住宅的情况可以对火宅进行模拟, 让民众体验逃生, 让人员能够熟练掌握逃生技巧, 同时加深其消防安全意识。只有这样在火宅发生时才能够有效逃生。
3.3 研发生命保护、逃生装备。生产逃生设备的厂家应该跟科研机构进行合作, 研发有效性较强的并且比较实惠的逃生设备, 如防烟面罩、强光照明灯具、救生气垫等。同时我们也可以根据自己实际情况借鉴国外先进的设计。如美国研发的小巧轻便的降落伞, 日本发明的滑梯索道, 丹麦发明的滑动鞋等。
结语
本文研究高层火灾的特点及危害性, 探讨临时避难场所和避难层的设计, 并提出了自己的对策和建议。总的来说, 高层住宅火宅问题是一个关乎生命和财产的重大问题, 应该引起足够的重视。
参考文献
[1]蒋如型.现代办公楼设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 1995.
浅谈高层建筑火灾特点及防控措施 篇2
关键词:高层建筑 火灾 火灾特点 防控
中图分类号:TU972 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(c)-0034-01
1 高层建筑定义及特点
在我国根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)规定:10层及10层以上或高度超过24m的多层建筑称为高层建筑。当建筑高度超过100m时,称为超高层建筑。高层建筑具有功能结构复杂,用途多样、人员密集,火灾荷载大等特点。
2 高层建筑的火灾特点
(1)高层建筑火灾火势蔓延发展快。高层建筑由于垂直距离高,空间大,在火灾发生时“烟囱效应”效应作用明显。高层建筑内的楼梯井、电梯井、管道井、电缆井、排风管道以及个别设有中庭的建筑就为烟气的流动提供了很大的方便,一旦着火,这些竖直通道的烟囱效应就会使烟火很容易由建筑物的下层蔓延到上层。据实验资料证明,在火灾初起阶段,因空气对流,在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s;烟气沿楼梯间或其它竖向管井扩散速度为3～4m/s。如一座高100m的高层建筑,在无阻挡的情况下,半分钟左右,烟气就能顺竖向管井扩散到顶层。另外,火灾时,大量的烟气从燃烧层窗口喷出,在窗外风力的作用下,热烟气烤裂上层玻璃窗,引起上层室内的可燃物燃烧。如此层层蔓延,使高层建筑形成立体火灾。
(2)高层建筑发生火灾疏散困难,损失伤亡大。高层建筑平时上下楼层的主要交通工具是电梯,而在火灾时必须停止使用,高层建筑唯一的疏散设施就是楼梯,因此,由于楼层高,烟气蔓延快、浓烟的影响很难在较短时间内将人员全部撤离危险区,在慌乱中难免发生摔死、摔伤、跳楼等惨剧。火灾中烟气在竖直方向上的流动速度是人员疏散速度的100多倍,这就进一步增加了疏散的艰巨性和危险性,被困人群也往往因来不及疏散而被烟火燻死或烧死。
(3)高层建筑发生火灾因素多。?高层建筑功能复杂,电气化和自动化程度高,用电设备多且用电量大,漏电、短路等故障的几率增加,容易形成点火源。另外,由于室内人员多,人为因素引发火灾的机率也会相应增多。
(4)高层建筑火灾扑救难度大。①登高困难。高层建筑发生火灾时,如不借助消防电梯,一般的消防队员徒步跑上6、7层,其体力已消耗到基本丧失战斗力,而由于经济等因素,消防电梯的设置终究有限。若是利用登高消防车,目前一般的登高消防车一般也只能达到数十米,这显然不能适应当今高层建筑火灾扑救的需要。②用水量大,供水困难。高层建筑发生火灾时,冷却和控制火灾蔓延扩大的用水量是相当大的,从国内外高层建筑火灾实例来看,高层建筑火灾实际用水量需要每秒上百升至几百升,而目前,扑救高层建筑火灾的消火栓系统的供水量约为每秒几十升,因此,只好借助消防队千方百计往高楼供水,但由于受水带耐压强度和消防车供水高度的影响,常因水供不上而贻误灭火战机。
3 高层建筑火灾防控措施
(1)把握好建筑的防火设计关。在进行总平面设计时,应根据城市规划合理确定高层建筑的位置、防火间距、消防车道和消防水源等内容。在楼内设置合理的防火分区是防止火灾大面积蔓延的主要措施。高层建筑的人员安全疏散设计应考虑到水平与竖直两个方向,每层楼应至少设两个方向的疏散路线,并宜将楼梯设在大楼的两端。同时还应考虑到防排烟、通风空调系统等问题。设计中遗留下来的问题其他工作难以补救,所以一定要把握好设计这道“源头”关。
(2)控制室内可燃物的数量和种类。火灾统计表明,由于钢筋混凝土材料的使用,当前高层建筑的主要火灾问题已由建筑结构材料问题转变为楼内装修材料和室内存放或使用的物品问题,现在楼内最先起火的通常是办公用品或设备及存储的商品、家具、床上用品等。所以,一方面要控制室内装修可燃材料的数量在一定限度内,尽可能推广使用难燃、不燃材料,对易燃材料要作阻燃处理;另一方面,根据室内存放物品的数量和种类,采取相应的防火保护措施,降低场所的火灾危险性。
(3)按规范要求,设置各类消防设施和器材。因为高层建筑一旦发生火灾,火灾扑救难度大、人员疏散困难,所以在高层建筑的设计施工过程中要根据需要严格按规范要求设置火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、卤代烷灭火系统、二氧化碳灭火系统等自动消防设施,及消火栓系统、防排烟系统、消防电梯、疏散楼梯等设施,配置应急照明、疏散标志、灭火器等消防器材。
(4)加强高层建筑的消防安全管理。1)高层建筑的使用单位应成立消防安全组织,确立消防安责任人和消防安全管理人,健全消防安全机构,落实防火安全责任制,制定各项消防安全管理制度,做好每日防火巡查,制作完善的消防档案,确定消防安全重点部位,定期组织开展消防宣传、培训,加强用火、用电管理和建筑防火管理。有条件的单位,还应成立群众性义务消防组织,定期进行学习、演练和考核,达到能防火、报警、会灭初起火灾及组织楼内人员安全疏散的目的。2)高层建筑发生火灾时,有组织、有计划、有步骤地疏散人员对减少傷亡是至关重要的,所以在高层建筑的日常管理工作中要制定相应的疏散预案并实施演练,使工作人员熟悉疏散路线,了解疏散计划和各自的行动要求,以及防烟防毒的基本知识。
4 结语
高层住宅建筑火灾避难设计的思考 篇3
(1)高层住宅面积超大,结构复杂,人员密集,用火用电用气量大。一旦发生火灾,人员逃生和灭火救援都非常困难。
(2)高层住宅发生火灾极易产生“烟囱效应”,扩大灾情。住宅内设置的楼梯间、电梯井、管道井、电缆井等竖向井道,如果消防措施不力、封堵不严,都会成为烟气、火势迅速蔓延的主要途径。
(3)高层住宅比多层住宅潜伏着更多的火灾危险,如电气故障、机械故障、违章施工、强电暗装、居民抽烟、采用可燃装饰装修材料等。特别是高层住宅住户集中,日常生火做饭、用电过负荷和小孩玩火等,都是引发火灾的不确定性因素。
(4)高层住宅大量使用易燃可燃保温材料作外墙保温处理,增加了火灾荷载。一旦发生火灾,容易迅速形成立体燃烧,扑救难度极大。如:2009年央视大火、2010年上海胶州路“11·15”火灾和2011年沈阳“2·3”皇朝万鑫国际大厦火灾,均与外墙易燃保温材料有关。
(5)高层住宅建筑消防设施标准较低。建筑内部消防设施严重缺乏管理维护,缺失和损坏率较高;建筑外部环境复杂,道路不畅,间距过小。另外,消防队站布局不合理,消防装备水平不够,消防登高车的登高灭火能力差等也是影响高层住宅建筑火灾扑救的难题。
(6)高层住宅建筑消防设计的人员疏散能力不足。国家现行规范仅要求超过百米的高层公共建筑设置避难层,而对于大多数高层住宅建筑,没有做可靠的避难层设置要求,而且基本上都是一个单元一部疏散楼梯,一旦发生火灾,人员疏散十分困难。
(7)公民消防安全意识普遍淡薄,火灾防范常识、灭火常识及逃生能力严重匮乏,发生火灾后惊慌失措,不能开展有效的自救逃生,往往成为火灾的受害者。
2 高层住宅建筑的避难设计
高层住宅建筑应着重考虑逃生措施,设计时可以考虑扩大卫生间的功能,使之成为临时避难场所。
(1)高层住宅在设计卫生间时可以适当扩大面积,将周围墙壁设计为耐热混凝土浇筑的剪力墙体,在此范围内不设置可燃物质,以延长耐热混凝土的安全寿命。耐热混凝土是指能够长期在不超过900℃高温作用下保持所要求的物理和力学性能的特种混凝土,是由合适的胶凝材料、耐热粗(细)骨粉及水按一定比例配制而成的。
(2)卫生间设计为防火门窗。防火门窗是建筑物防火分隔的主要措施之一,通常用在防火墙、楼梯间出入口或者管道开口部位,可以防烟并隔离火源。防火门窗对防止烟气、火势扩散并减少灾害损失起着重要的作用,必须对其有严格的要求。我国的防火门窗标准定为甲、乙、丙三级,其耐火极限分别为1.2、0.9、0.6h。笔者认为现行耐火极限要求较低,应提高到3h以上,与防火墙的耐火极限匹配,为逃生自救赢得时间。
(3)卫生间设计强制性防排烟措施。一是设计机械加压送风。机械防烟是通过风机加压送风,使卫生间保持正压,从而阻止烟气侵入,达到避难要求。二是设计机械排烟。机械排烟是利用排烟风机强行将烟气抽走,从而降低被保护区域的烟气浓度。它由挡烟垂壁(活动或固定式挡烟垂壁)、排烟口(或带有排烟阀的排烟口)、防火排烟阀门、排烟道和排烟风机组成,对于排出烟气具有显著效果。
(4)卫生间内设计自救工具箱及呼救系统。自救工具箱包括:灭火器具、防毒面具、强力照明灯、腰斧、消防钩、安全绳、阻燃毯、应急包等,一旦发生火灾,一可灭火,二可逃生,三可保证安全时间。无线呼叫系统采用无线连接,安装方便,操作简单,采用微电脑数码控制、高频发射技术和高灵敏度接收技术,传输距离远。发生灾情时按下呼叫器,物业管理部门的主机LED屏即可启亮,并播放声音提示。呼救人员所在的位置及信息由指示灯闪烁并提示。
(5)卫生间设计简易喷淋设施。利用卫生间上水管网安装保护门、窗洞口的雨淋设施。一可降低对门窗的辐射热,二可净化空气,保证安全。
(6)卫生间设计逃生出口,其宽度和高度要保证人员逃生需要,在四层以下能够用安全绳、气垫、滑梯等设施自救。窗口内、外部严禁安装铁栅栏。
3 建议与对策
(1)修订GB 50045-95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》,提高高层住宅建筑的火灾防范系数和安全系数。特别是在建筑总平面布局、消防通道、灭火战斗场地、防火间距、避难层、安全疏散、防排烟、防火分隔、消防供水、室内外灭火设施、自动报警系统、自动灭火系统、建筑材料装修、楼层通讯、应急照明、事故广播等方面,要做出强制性规定,提高防火级别。
(2)制定“高层民用建筑防火管理规则”。高层建筑交付使用后要有可遵循的导则和规则,要从组织建设、制度建立、队伍管理、消防教育、防火巡查、设施检查、监控值班、预案制定、全员演练、安全检测等方面入手,制定基本的安全标准,做出规范性、定性、量化的规定,建立完善高层建筑的安全管理机制、安全保障机制和实时跟踪动态机制。
(3)普及生命安全的逃生常识和逃生体验。制作逃生常识科教片,借助电影、电视等媒体向公众展示各种避险逃生技能。高层建筑业主要按照逃生预案定期开展火场逃生模拟体验。通过宣传和普及消防知识,培养全民消防安全意识,熟练掌握逃生技巧,才能在火灾发生时有效地保护自身安全。
(4)研发生命保护、逃生装备。科研机构和生产厂家应联合推出各种实用性强、经济合理的逃生产品。如美国研制的袖珍降落伞,日本研制的自重救生索和滑梯、滑道,丹麦发明的高楼“滑动鞋”安全系统,阿根廷发明的“逃生箱”等产品,都可以借鉴。要结合我国实情和高层建筑的类别、公民的需求,配置防烟面罩、逃生绳索、强光照明灯具、救生气垫以及其他安全逃生类装备。
摘要：详细分析了高层住宅建筑的火灾特点和火灾危险性,从改造卫生间作为避难场所等方面提出了一些新的意见和建议,并就当前高层建筑火灾防范提出了相应的对策。
关键词：高层住宅,避难设计,消防
参考文献
[1]GB50045-95(2005版),高层民用建筑设计防火规范[S].
[2]苏才英.浅议当代高层住宅火灾隐患及对策[J].广西民族大学学报(自然科学版),2007,(S1):128-130.
高层住宅的火灾防控 篇4
近年来,随着我国城市化建设的发展,城市建筑用地日益减少,高层住宅建筑成为我国城市住宅建筑发展的必然趋势。高层住宅建筑高度比较高,容积率比较大,一旦发生火灾,容易造成大量人员伤亡[1,2]。如2010年11月15日,上海静安区胶州路一栋28层教师公寓在实施建筑节能综合改造项目时,由于无证电焊工在实施电焊工作时,点燃了尼龙网和竹片板,引发火灾,造成了58人死亡。当发生高层住宅火灾后,确保人员快速安全的疏散是确保人们生命安全的关键,研究高层住宅建筑火灾发生后的人员快速疏散具有较强的现实意义。
高层民用建筑有高层居住住宅建筑和高层公共建筑之分。通过长期调研发现,虽然高层住宅建筑户型设计各异,但我国目前人们居住的高层住宅形式主要有塔式高层住宅、单元式高层住宅和通廊式高层住宅三种形式。塔式高层住宅又称点式高层住宅,塔式高层建筑一般共用一个楼梯井或者共用一个楼梯与电梯组成的疏散通道,多套房在一个单元式的平面上,其中的每一套住房到达楼梯井的距离和消防前室的距离都不超过10m;单元式高层住宅有几个住宅单元,每个单元都有独立的楼梯井或一个楼梯与电梯组成的疏散通道;通廊式高层住宅也是共用一个楼梯或一个楼梯与电梯组成的疏散通道,每套房的住户通过走廊进入房内,最少有一套房到达楼梯井的距离和消防前室的距离大于10m。
1 某塔式高层住宅人员疏散仿真计算
1.1 软件介绍
Building EXODUS是由英国的格林威治大学火灾安全工程实验室(FSEG)开发,是目前一款国内外常用的比较优秀的模拟各类复杂建筑物中大量个体的逃离与行为而设计的软件[3]。
CFAST是由美国国家标准研究所(NIST)建筑研究实验室开发的区域模拟软件,CFAST利用的是火灾双层区域模拟的理论,当火灾发生后,在浮力的作用下,迅速变热的烟气层向上运动,烟气和火穿过冷空气到底顶部,热的烟气在顶部和周围墙壁的限制作用下水平、向下运动,形成上烟气层与下烟气层的现象。随着火灾的持续发展,烟气层的高度不断降低,人将由于不适应而将改变逃跑方式,当烟气层继续降低,人将面临窒息的危险[4]。
1.2 某塔式高层住宅建筑结构分析
塔式高层建筑具有高容积率,低覆盖率的优点。塔式高层建筑垂直高度上的尺寸远大于水平长宽方向的尺寸,整个体型上近似一个“点”,这种户型的布局比较灵活,特别适应不平整的地形起伏坡度较大,规划用地形状不规则的地段,由于水平宽度方向的尺寸相对较低,不会轻易遮挡小区内其他住户的视线,脏空气排出较易,对小区内的通风有利。这种“点式”建筑户型一方面能在目前国内地少人多的现状下为更多人提供住房,另一个方面开发商也有更多的利益可图,得到众多居民和开发商的青睐。
本文以长沙市某高层住宅为研究对象,研究塔式高层住宅一旦发生火灾后人员疏散的情况。如图1所示,本栋楼只有一个一楼通向室外的出口。大部分人只能通过连接室外出口的剪刀梯逃离建筑物。
如图1所示,a1为户型A1的室外出口,a2为A2户型的室外出口,b1为B1户型的室外出口,b2为B2户型的室外出口。1、2、3、4为消防门。1和2两消防门间为消防前室,3和a2间为共用前室。户型A1、A2、B1和B2分别有两条逃生路线。
1.3 模拟灾害场景
当火灾发生后,人员能否能快速顺利疏散取决于建筑物本身的安全疏散设计、人员疏散过程中的行为和建筑物的火灾火情的相互作用[5,6]。在火灾发生后的整个疏散过程中,由于个人的耐力、敏捷性、驱动力和受教育程度的不同,会表现出不同的行为;建筑物起火楼层不同,起火原因不同等也会造成不同的火势,形成不同的灾情表现形式[7]。
1.3.1 人员行为对某高层住宅仿真模拟的影响
根据调研结果,利用Building EXODUS 4.06软件人群面板在北面房间A1、A2分别添加不同年龄段的5人;在南面B1、B2房间分别添加不同年龄段的4人,此栋高层住宅总共添加人数494人,所有人员都熟悉此栋建筑物的地形,了解两条逃生路线,消防门1、2、3、4都处于自由开启,模拟结果如图2所示。
结果发现,28层每一层的户型A1、A2、B1和B2在发生紧急情况时双数层的住户如28层、26层、24层等全部选择了通往逃生楼梯的门4通向楼梯逃生;单数层如27层、26层、24层等的住户全部选择了通往逃生楼梯门1逃生。由此可见,剪刀楼梯虽然起到两座楼梯的作用,但是在发生紧急情况时,在没有任何引导的情况下,只有一条逃生路线起到了作用。另外一条逃生路线相当于闲置。这跟门1和门4的位置有关,A1、A2、B1、B2通往消防前室的门a1、a2、b1、b2离门4的距离较门1近,在发生紧急情况时,人们更愿意选择距离较近的门4逃生。当只有一条逃生路线被利用起来时,群集效应和羊群效应的作用,人们之间互相影响,都趋向于人多的逃生路线,导致另外一条逃生路线闲置。鉴于此,采用人工干预引导疏散方法[8],合理配置,当发生紧急情况时,关闭每层的消防门3,起到人工分流作用,房间A1和B1的住户将被迫选择门1通往楼梯逃生,房间A2和B2的住户被迫选择门4逃生。
一般情况下,发生火灾时出现浓烟、高温、有毒气体、缺氧导致人死亡的时间最早的在5-6min,最晚的也只能在10-20分钟[9],所以快速顺利的疏散尤其重要,比较图2(a)和图2(b)可以看出当没有采用人工干预时,所有人员逃生总共需要795.96s,约13min;采用人工干预时只需478.40s,约8min。鉴于最晚死亡时间最短为10min,采用人工干预后更利于人员安全疏散。
1.3.2 起火楼层对某高层住宅仿真模拟的影响
采用上例中的人工干预疏散后关闭消防门3的模型,分别假设此栋28层楼的第25层、第18层和第7层起火,并研究其对人员疏散的影响。Building EXODUS默认人的站立高度为1.7m,当烟气层高度低于人的默认高度时,人将面临窒息死亡。高层建筑中最常见的起火原因是吸烟不慎[10],本例每层起火的情况均假设户型A1的客厅内由于烟头落在沙发上引起沙发起火,导致火灾的发生。采用人工干预后,疏散到第7层、18层和第25层所需时间分别如图3、4、5所示,CFAST模拟烟气高度随时间变化规律如图6所示。
添加人工干预疏导后,有两条疏散路线可供选择,分别为通过门1下楼的疏散路线和通过门4下楼的疏散路线2,这栋楼每一层之上的全部居民疏散到这一层之下所需的时间以到达这一层的最后一个居民通过这一层的疏散楼梯口的时间为准。如图3、4、5所示,到达7层、18层、25层的居民最后一个疏散到下层分别选择了疏散路线1、疏散路线1和疏散路线2。7层、18层、25层最后一个居民疏散到下层所需时间分别为320s、120s、55s。如图6所示,100s左右时,A1房间的烟气层高度首先达到1.7m。随着时间的推移,烟气层的高度越来越低。烟气、毒物将致人死亡。当此栋建筑物第25层发生火灾时,当人员疏散到25层时,只需55s左右,当人员往下疏散逃离火场时,烟气层的高度还未低于1.7m,人员疏散效率高。人员疏散到第7层和第18层时,分别需要320s 、120s左右,当7层或18层着火时,人员还未到达7层或18层,烟气层高度已经越来越低。人员必须穿过能让人致死的烟气层疏散到一楼,逃离起火建筑物,人员疏散效率将大大降低,特别是7楼着火时,烟气早已蔓延整个7层空间,将造成大量人员伤亡。
2 结论
高层建筑火灾人员疏散研究对保证高层建筑住户的生命安全具有较强的现实意义。本文利用相关软件对长沙市某塔式高层住宅建筑的人员疏散和烟气进行模拟,得出如下结论:
(1)剪刀楼梯的设计位置对疏散至关重要,目前的塔式高层建筑剪刀梯大多设计在靠北面位置,以便可以开设外窗采用自然通风,未添加加压送风系统,一旦发生火灾,排烟措施不够健全。
(2)剪刀楼梯靠一边设计,四个住户关于楼梯口不对称,居民分别到达两条疏散楼梯口的距离不等,一旦发生紧急情况,居民都将选择较近的疏散线路,结果可能导致一条线路拥堵,另一条线路闲置的情况,影响疏散效率。
(3)进行必要的人工干预引导疏散和疏散演习,有利于两条疏散路线的有效利用。
(4)高层住宅建筑起火楼层越底越不利于疏散,所以,位于底层的楼层应该设为消防管理的重点,房内设计避免采取易燃材料。
摘要：基于高层建筑火灾的严重危害,本文在具体分析阐述我国目前高层住宅建筑的户型设计现状后,以长沙市某高层塔式住宅建筑为研究对象,利用人员疏散软件Building EXODUS(V4.06版)和烟气模拟软件CFAST对发生火灾后建筑物的人员疏散和烟气流动情况仿真模拟。研究表明,逃生楼梯的设计位置对高层塔式住宅的人员疏散效率影响较大;在发生紧急情况后,事前是否进行过疏散演习和事中的人工干预引导疏散对保障高层住宅建筑火灾居民的生命安全尤为重要;高层住宅建筑火灾,起火楼层越底,伤亡越大。
关键词：高层住宅,塔式建筑,火灾,人员疏散,仿真模拟
参考文献
[1]龙腾腾,王辉东,王秋华,等.高层建筑火灾事故致因理论模型构建研究[J].中国安全生产科学技术,2011,7(5):16-20 Long Ten-ten,WANG Hui-dong,WANG Qiu-hua,et al.Research on model building with lligh-rise building fire accident-causing theory[J].Journal of Safety Science and Technology,2011,7(5):16-20
[2]Oven V A,Cakici N.Modelling the evacuation of a high-rise office building in Istanbul[J].Fire Safety Journal,2009,44:1-15
[3]张靖岩,霍然,王浩波,等.高层建筑安全核区域防排烟技术探讨[J].中国安全生产科学技术,2006,2(1):10-15 ZHANG Jing-yan,HUO Ran,WANG Hao-bo,et al.Study on the technology of smoke control in safe core of high-rise buildings[J].Journal of Safety Science and Technology,2006,2(1):10-15
[4]NIST(CFAST–Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport),Installation from the CFAST Web Site,Special Publication,2008,10.
[5]毕伟民,郭进平,赵江平.高层建筑火灾烟气竖直方向传播规律及分布研究[J].中国安全生产科学技术,2008,4(6):97-101 BI Wei-min,GUO Jin-ping,ZHAO Jiang-ping.Transport and distribution characteristics of the fire smoke in verti-cal direction in high-rise building[J].Journal of Safety Science and Technology,2008,4(6):97-101
[6]温晓虎,贾水库,林大建,等.高层建筑火灾安全疏散评估方法研究[J].中国安全生产科学技术,2008,4(2):65-68 WEN Xiao-hu,JIA Shui-ku,LIN Dajian,et al.Assess-ment method analysis on safety evacuation from the fire of high-rise building[J].Journal of Safety Science and Technology,2008,4(2):65-68
[7]杨云春,何嘉鹏,李静娴.自然通风下高层建筑条形走廊烟气控制的研究[J].中国安全生产科学技术,2010,6(6):80-85 YANG Yun-chun,HE Jia-peng,LI Jing-xian.Smoke control model in high-rise building aisle under natural ventilation[J].Journal of Safety Science and Technolo-gy,2010,6(6):80-85
[8]徐滢,叶永峰,蒋燕锋,等.地铁车站人员安全疏散仿真理论分析与应用[J].中国安全科学学报,2010,20(3):39-45 XU Ying,YE Yong-feng,JIANG Yan-feng,et al.Theo-retical analysis and application of personnel evacuation in metro station[J].China Safety Science Journal,2010,20(3):39-45
[9]许小磊,何嘉鹏,周汝,等.排烟口布置方式对高层建筑火灾排烟效果的影响[J].中国安全生产科学技术,2009,5(5):18-22 XU Xiao-lei,HE Jia-peng,ZHOU Ru,et al.Smoke ex-haust effect by different arrangement methods of smoke vent in hi:gh-rise building fires[J].Journal of Safety Science and Technology,2009,5(5):18-22
高层住宅的火灾防控 篇5
关键词：高层住宅,防火间距,耐火极限
0、引言
随着我国城镇化建设速度的快速提升, 城市土地价格暴涨, 用地日趋紧张。高层住宅因为容纳的人数多, 受到房产开发商的青睐, 加之市民观念的转变和现代技术进步, 居民购买高层住宅建筑成为首选, 高层居民楼也成为我国大中城市主要的住宅结构形式。高层住宅数量日趋增多, 成为现代城市的标志。由于社会、土地和人口诸多因素的影响, 在将来较长一段时间, 高层住宅建筑将是我国大中城市住宅楼的主要建筑形式。高层住宅节约用地, 美化环境, 给城市带来了更加广阔亮丽的工作空间[1]。但高层住宅建筑火灾危险性大, 发生火灾扑救困难, 对居民的安全构成极大威胁。因此, 研究高层住宅火灾的特点, 采取相应的预防措施, 对保证人民生命财产安全, 促进社会和谐稳定意义深远。
1、高层住宅火灾特点
(1) 高层住宅火灾蔓延速度快。高层住宅由于向高空发展, 竖向井道多, 如楼梯间、电梯间、电缆井、管道井等, 易形成竖向的“烟囱效应”, 造成火势蔓延途径多、速度快。而火灾竖向蔓延的速度比水平蔓延速度快5倍。发生火灾时, 这些井道就像一座座高耸的烟囱, 使火势迅速波及到较高楼层形成立体大火。香港九龙嘉利大厦 (16层, 总高度60m) 电梯维修时起火, 火势顺管道间迅速蔓延, 五分钟遍及整幢大楼, 致使大楼内许多人来不及逃生, 最终造成40人死亡, 80多人受伤。
(2) 高层住宅火灾扑救困难大。高层住宅结构复杂, 空间体积大, 给消防灭火带来特殊困难。特别是住宅楼内堆积大量可燃物, 通风条件差, 容易形成大量烟雾。当火沿着建筑内空间发展时, 消防人员会因烟雾阻碍和垂直攀登距离过长而延误战机;当火沿建筑外墙向上蔓延时, 消防人员往往会因消防云梯高度不够和供水不足而无法扑灭升腾的火焰。日本东京1幢28层大楼位于20层的1位住户因电视机起火引发家庭火灾, 由于该楼防火分隔设计不好, 室内大火沿建筑外墙和楼内走廊迅速蔓延, 很快波及到大楼24个层面。消防云梯高度无法达到火源, 消防员只得一步步爬登20层楼梯, 使救火行动十分困难和危险。
高层居住建筑高度大, 消防登高车辆举高有限, 难以从外部实施火灾扑救。目前, 我国消防登高车的最大举高101米, 也仅有一辆, 而北京、上海等大城市超过百米的高层住宅数量增多, 一旦发生火灾很难实施外部快速扑救。
(3) 高层住宅火灾持续时间长, 损失大。高层住宅内设备及构件多, 一旦失火, 燃烧时间将会很长。在长时间高温作用下, 钢筋混凝土构件和钢结构虽然不能燃烧, 但长时间高温作用导致材料强度、刚度降低, 建筑遭受破坏产生开裂而发生整体或局部倒塌, 造成严重财产损失和人员伤亡。居民住宅楼内在有限空间堆放大量的家用电器、衣物及家具, 加之装饰采用的大量易燃材料, 发生火灾后, 物资移动困难, 财物损失严重。
(4) 高层住宅安全疏散困难。高层住宅容纳人数多, 垂直距离大, 加之火灾中人们的恐慌心理, 使安全疏散成为一个较难解决的间题。特别是目前我国老龄化人口增多, 住宅楼内老弱病残及小孩的比例远高于其他类建筑, 但这些人行动能力差, 自救力弱, 这些导致高层住宅发生火灾人员伤亡大。
(5) 高层住宅火灾危害面大。现代城市规模日益扩大, 人口众多, 建筑物密集。新建建筑物与其他建筑之间应有一定的合理距离即防火间距, 否则一旦发生火灾容易造成“火烧连营”的恶果。如我国东北某大城市一高层住宅起火, 正值8级大风, 火势迅速蔓延, 波及5条街道, 数百幢房屋被毁。
2、高层住宅防火设计分析
高层住宅防火设计已成为现代城市防火减灾非常重要的一部分。根据国内外高层住宅发展趋势和我国消防的实际情况, 结合近年来发生的高层住宅火灾案例, 提出设计中预防的措施。
(1) 合理设计高层住宅的防火间距。为了有效防止火灾蔓延, 并为消防扑救创造条件, 在设计之初必须确定合理的防火间距。防火间距应保证在建筑物发生火灾时, 其相邻建筑在辐射热的作用下, 不加任何保护而又不被火侵入, 同时又满足消防扑救需要。高层住宅防火间距不应小于国家建筑消防设计规定数值 (见表1) 。
(2) 设计消防楼梯间。高层住宅的楼梯间必须设计成防烟楼梯或封闭式楼梯。这样既能保证火灾时人员的安全疏散, 又能阻止火势蔓延。电梯间必须用非燃烧材料制作, 材料耐火极限不低于3小时。电梯间内设2部及以上电梯时应用墙隔开, 墙体采用非燃烧材料。竖向井道如管道井、电缆井等必须采取防火分隔措施, 每隔2或3层用不低于楼板耐火极限的非燃烧材料密封堵塞。高度超过100m的建筑的管道间应每层进行防火分隔[2]。在施工过程中, 一方面因管道安装需要, 只有在所有管道安装完成后才能分隔封堵;另一方面在布满管道的竖井内封堵密实操作上困难较多, 一些设计施工单位常常忽略此项内容。因而在设计和施工中应加强监督检查, 特别在竣工验收时要作为重点检查事项。
(3) 设计严密的阻隔火设施。为阻止火势通过窗子向上蔓延, 相邻两个楼层窗间墙高度不得小于l m。若相邻两楼层窗间墙高度小于l m, 墙体不起阻火作用。走廊两侧的隔墙用非燃烧材料砌筑, 耐火极限不小于1小时。高层住宅内的防火墙不宜开设门窗洞口, 可燃材料严禁穿越防火墙。公共面积超过l000m2的较大空间应在适当位置设防火卷帘。防火卷帘由钢板或铝合金制作, 平时不影响建筑内空间使用, 发生火灾时自动落下进行防火分隔。但当防火卷帘的耐火极限达不到防火墙的耐火极限时, 应在设计中加上自动喷水灭火系统, 喷头距离防火卷帘水平距离不能大于2m。
(4) 设计防排烟系统。为了有效控制火灾时烟气流动蔓延, 给扑救工作减少难度, 应进行防排烟系统设计。首先划分防烟分区, 每个防烟分区建筑面积不超过5 0 0 m 2, 而后选择防排烟方式。目前国内外常用的有自然排烟、加压送风排烟和机械排烟, 可根据具体情况选择。
(5) 设置消防电梯和避难层。消防电梯在发生火灾时用来运送消防人员、消防器材和抢救伤员。因为发生火灾时为保障消防人员安全, 必须切断电源, 平时使用的工作电梯全部停止运转, 只有靠消防电梯才能及时进行扑救活动。同时在设计时还可设置安全辅助设施如疏散阳台, 高空救生缓降器等。超高层住宅楼层多, 人员密度大, 火灾时很难保证在短时间撤出火场。加之出现意外阻塞等情况, 应当在适当位置设计临时避难的安全区即避难层, 这是当前国际防火设计的一项重要内容。两个避难层之间不宜超过15层, 避难层净面积应能满足避难人数要求, 可按5人/m2计算。避难区的建筑装修材料应采用非燃烧体, 严禁可燃气体管道穿过避难区。
(6) 设计直升飞机停机坪。目前世界上登高消防车最大工作高度是120rn, 直接吸水扑救火灾的最大供水高度80m。高层住宅发生火灾, 特别在有风天气, 风势多变, 仅凭常规消防器械很难接近火灾现场。同时, 从火灾现场看, 人员的疏散不是向上就是向下, 而火势常将人逼上屋顶。因而可以考虑在高层住宅顶部设计直升飞机停机坪, 用直升飞机疏散受困人员。如美国哥伦比亚市一幢40层大楼发生火灾, 4架直升机用3个小时救出500人。直升机还可运送消防器械, 必要时载水灭火。实验表明, 直升机一次可载水2吨, 对付7m/s以下的中等风力火灾是完全成功的。高度超过100m且标准层面积大于1000m2的高层住宅必须设停机坪。
3、结语
居安思危, 防患于未然。高层住宅的火灾具有特殊性, 灾害的破坏性巨大。只有认真分析造成火灾的原因, 有针对性做好高层住宅防火规划和设计, 才能减少灾害的发生, 保障人民群众生命财产安全和社会的和谐稳定。
参考文献
[1]江见鲸.土木工程概论[M]。高等教育出版社, 2008.
[2]包世华.高层住宅设计[M].北京:清华大学出版社, 2008.
高层住宅的火灾防控 篇6
1 高层建筑火灾形势
据统计,1998-2007年全国共发生高层建筑火灾9 481起,平均每天发生2.6起,每年成427人伤亡,直接经济损失9.7亿元,年增长率近30%;高层建筑其他灾害事故救援从1998年的62起增加到2007年的1 780起,每年增长近3倍。1972年5月13日,日本千日百货大楼起火,过火面积近2.6万 m2,扑救历时40 h,死118人,伤82人;1973年巴西圣保罗焦马大楼因空调起火,火灾迅速蔓延至整栋建筑,共造成179人死亡,300余人受伤;1985年4月19日,黑龙江哈尔滨天鹅饭店因旅客吸烟不慎引发大火,死亡10人,伤7人;2001年美国“9·11”事件中,世贸大楼遭飞机撞击起火坍塌,造成3 000多人死亡及数千亿美元的直接损失;2008年1月2日,新疆乌鲁木齐德汇国际广场批发市场火灾,过火面积6.5万 m2,直接财产损失近3亿元,造成5人死亡,其中包括3名消防官兵。大量的案例表明,高层建筑一旦发生火灾往往会造成巨大的经济损失、人员伤亡和社会影响,甚至带来灾难性的后果,而且随着高层建筑数量的日趋增多,高层建筑火灾呈现出明显的上升趋势,如何有效提高高层建筑火灾防控能力,是当前灭火救援和防火监督工作共同面临的课题。
2目前消防部队扑救高层建筑火灾的困难和措施
高层建筑火灾扑救之所以成为世界难题,主要难在“一高”、“一快”、“一少”。
(1)一高。
建筑高度制约了消防装备器材和人员作战能力的发挥。面对不断攀高的高层建筑,消防登高车的高度也是节节攀升,从53、72、90 m,到浙江杭州消防引进的世界最高的101 m,可以说登高车的高度已经发展到极限,但面对百米以上的超高层建筑,利用登高车从外部救人灭火的方法很难奏效,在风力2~3级的情况下,当53 m的云梯车举高高度为50 m左右时,云梯工作台有2 m左右的摆动,无法实施人员营救,水枪或水炮外攻射流的效果也会大打折扣。火灾时一旦消防电梯失效,消防队员只能从楼梯徒步攀登,一方面会与向下疏散的人群“对撞”;另一方面受体力限制,攀登一定高度后,心率和呼吸加快,体力下降,严重影响灭火战斗。据测试,消防员背负空气呼吸器、携带两盘水带、一支水枪(合计22.6 kg)徒步上20层楼,平均用时4 min,心律140次/min,空气呼吸器压力损失到6~8 MPa,基本上失去了战斗能力。
(2)一快。
火灾发展蔓延快,极易形成立体燃烧。高层建筑内房间众多、装饰装修多、火灾荷载大,其贯通整个建筑的孔洞、管道和竖井是烟雾和火焰迅速扩散蔓延的重要通道和途径。据测定,在火风压和烟囱效应的共同作用下,火势发展阶段水平蔓延速度为0.5~0.8 m/s,垂直蔓延速度为3~4 m/s,50 m的走廊只需1 min左右便能充满烟雾,一座高度为100 m的高层建筑,在无阻挡的情况下,烟气顺竖向管井扩散至顶层只需要30 s,瞬间整幢建筑即可形成“立体火场”。
(3)一少。
人员疏散途径少,极易造成群死群伤。
高层建筑起火时,由于人员密集,疏散楼梯数量有限,要使人员迅速疏散到地面或建筑物内不受火灾威胁的安全部位,是十分困难的,很多人往往来不及疏散而被烟火熏死、烧死,甚至出现人员跳楼事故。同时,因垂直疏散距离远,人的疏散又与烟火蔓延的方向相反,往往要在烟火的烘烤中进行疏散,进一步增加了疏散的难度和危险性。一旦火灾突破楼梯间,高温烟气就会迅速充斥楼梯间,不仅不能保证人员安全疏散,而且会成为火势蔓延的通道。
20世纪90年代,消防部队大力开展了车辆装备的配套建设,试图以车辆的举高高度解决高层建筑火灾扑救的难题。进入21世纪,随着火灾形势的发展变化,特别是国内外一系列灾难性高层建筑火灾事故的发生,促使消防部队扑救高层建筑火灾的重点逐步由外向内转变,第一时间依托内部自动消防设施将火势控制和消灭在有限范围之内的原则得到普遍认同,“以固为主,固移结合”的战术原则更加明确,“内外结合,以内为主”的战术思想更加牢固。同时针对内部消防设施损坏的情况,各级消防部队就如何发挥车辆装备效能开展灭火救援,进行了积极的尝试和大胆的实践,如开展车辆供水测试、装备A类泡沫车等措施。2009年7月,公安部在沈阳召开的打造消防铁军会议,充分肯定了组建灭火救援攻坚组的做法,进一步突出了人装结合,将消防员的能动性、装备的作战效能和固定设施的性能有机结合,进一步确定了内攻近战的总体作战原则。
3 自动消防设施在高层建筑火灾防控中的作用
高层建筑配置自动消防设施是抗御火灾事故的基本要求,对快速、有效扑救火灾,最大限度减少人员伤亡和财产损失发挥着极其重要的作用。大量火灾案例表明,建筑自动消防设施如果能及时有效动作,高层建筑火灾就能够得到有效控制,反之极易造成严重后果。2008年1月2日,发生在新疆乌鲁木齐市的德汇国际广场批发市场大火,通过现场勘查,市场内共有防火卷帘门129樘,火灾发生时动作下落的只有30樘,占总数的23.2%;用于灭火接出的室内消火栓立管阀门处于关闭状态;部分喷水系统水源控制阀和湿式报警阀被关闭。自动消防设施没有正常发挥作用,是造成这起特大火灾的重要原因之一。“1·2”火灾发生后,消防部门认真吸取火灾教训,不断加大建筑消防设施的专项整治工作,特别是2009年以来,强力推行以提升单位建筑消防设施管理水平和建筑消防设施完好率为主要目标的建筑消防设施标准化、标识化、规范化“三化”建设工程取得了显著成效。无独有偶,2009年3月2日,毗邻“1·2”德汇国际广场的新疆国贸大厦高层建筑发生火灾,大厦内火灾自动报警、自动喷水灭火系统等消防设施全部及时动作,5 000余名顾客和经营者在20 min内成功疏散,为消防队的扑救赢得了宝贵战机,将损失减少到最低限度。
高层建筑火灾扑救不同于一般的低层建筑,很难靠外部力量进行扑救。因此,高层建筑一旦发生火灾,立足于自救显得尤为重要,可以讲,建筑自动消防设施就是高层建筑消防安全的守护神。建筑自动消防设施一般由火灾自动报警、消火栓、自动灭火、防排烟、防火分隔、火灾应急照明和安全疏散等七大系统组成,其火灾防控功能可以概括为早期预警、自动灭火、防火分隔、诱导疏散、辅助内攻五大功能。
(1)早期预警。
火灾自动报警系统是现代建筑中最重要的消防设施之一,它能够有效探测火灾发生,实现早期报警和联动灭火,是所有建筑自动消防设施的神经中枢和发令枪,是火灾防控的第一道防线,特别是在高层建筑火灾中,实现早期预警对单位组织扑救初起火灾、为人员疏散争取宝贵时间至关重要。2008年5月新疆克拉玛依市家佳乐超市一楼货运电梯发生火灾,感烟探测器及时将火警信号反馈到控制室,单位迅速组织人员及时扑灭火势,避免了一起可能导致严重损失的火灾事故。
(2)自动灭火。
自动灭火系统通常包括自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统、气体灭火系统。在其应用发展的100多年历史当中,成功扑救了数以百万计的火灾,已经成为现代各类建筑不可或缺的安防设备。美国消防协会对早期(1925-1969年)安装自动灭火系统的建筑物做了统计,45年中此类建筑物共发生火灾81 425起,灭火和控火成功率为96.2%;新西兰、澳大利亚在1968-1986年的18年中共发生高层建筑火灾5 734起,自动灭火系统扑灭的火灾达99.8%。发达国家的调查统计表明,凡安装自动灭火系统的场所,发生火灾时很少有死亡的情况,火灾造成的财产损失可减少2/3。我国上海第一百货商场解放后曾发生3起火灾,都是由自动喷水灭火装置扑灭和阻止火势蔓延的。
(3)防火分隔。
高层建筑内部防火分隔的基本单元是防火分区,主要是通过防火墙、防火卷帘、防火门等防火分隔物将建筑分隔成相对安全的区域,以实现限制起火区域、防止火灾蔓延扩大的作用。我国《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)(以下简称“高规”)第5.1.2条对地上、地下防火分区面积做出了明确限制,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,地上部分防火分区允许最大建筑面积为4 000 m2;地下部分防火分区的允许最大建筑面积为2 000 m2。“高规”第4.1.5B条还规定:地下商店总建筑面积大于20 000 m2时,应采用防火墙进行分隔,且防火墙上不得开设门窗洞口。目前随着大型商贸建筑、大体量高层综合建筑等大空间建筑的不断涌现,鉴于其功能性和实用性的需要,大量采用防火卷帘进行防火分隔。因此,火灾时防火卷帘是否能够及时动作,对控制火势极其重要。新疆“1·2”德汇国际广场批发市场火灾中,因联动系统故障造成大量防火卷帘未能及时降下,最终导致整栋建筑陷入火海。
(4)诱导疏散。
应急照明系统、灯光疏散指示系统、应急广播等自动消防设施是火灾时诱导人员疏散的主要设施。火灾发生后,安全疏散设施是否正常工作,对减少火灾人员伤亡至关重要。高层建筑由于高度高、层数多、设备杂,各种管路交错纵横,火势一旦失去控制蔓延极为迅速,加之高层建筑结构复杂、人员密集、疏散距离长等特点,依靠消防队员到场对被困人员进行大规模疏散几乎不具备可操作性。当前世界上被广泛应用的建筑防火性能化设计中,对人员疏散安全评估采取的通行技术路线是通过设定火灾模拟场景,建立人员疏散模型,在对人员所需安全疏散时间RSET(Required Safety Egress Time)、可用安全疏散时间ASET(Available Safety Egress Time)进行计算比较后,对建筑防火设计进行评价和修改,其最主要的前提条件之一就是人员自主疏散到防烟楼梯间、避难层或室外等安全区域,而通过测算,高层建筑安全疏散允许时间一般可按照5~7 min考虑,可谓分秒必争。因此,利用自动消防设施正确诱导人员在火灾初期时主动疏散,快速抵达室外或建筑内安全区域,最大限度的缩短疏散时间,提高疏散效率,是解决高层建筑火灾人员疏散问题的唯一合理途径。美国“9·11”事件中300多名消防队员和警察遇难,如果当时适当减少辅助疏散人员,就会避免如此严重的伤亡。
(5)辅助内攻。
高层建筑内自动消防设施往往配置比较完备,基本具有灭火战斗所需要的供水、排烟、阻火、疏散等主要必备设施。因此,在第一时间内正确使用建筑自动消防设施,展开内攻近战,才是扑救高层建筑火灾最直接、最有效的方法。一是可以利用消防控制中心辅助侦查火情,了解最先发生火灾的部位和蔓延方向,确认防火卷帘、防排烟、喷淋等系统是否启动;通过建筑平面布置图、标准层平面图、消防设施系统图等,了解掌握建筑内部结构、可燃物分布等情况。实践证明,火灾自动报警和自动喷水灭火系统提供的火场情况要比侦察人员到火场所侦察的情况更快、更全面、更准确。二是可以及时启动消防泵供水,优先利用室内消火栓系统灭火,相比于单纯依靠人工铺设水带灭火省时省力,提高处置效率。三是通过水泵接合器向喷淋系统和室内消火栓系统供水,利用已开启洒水喷头直接作用于着火区域,并可以设立更多的水枪阵地,从而赢得灭火战斗的主动权。四是利用远程控制设备及时关闭防火门、防火卷帘等防火分隔物,阻止火势蔓延,并依托防火分隔设置灭火阵地。五是启动机械防排烟系统,有效地排除烟雾。六是开启火灾应急广播,分层、分区下达疏散命令,利用建筑内部各类疏散指示标志,指明疏散途径,引导被困人员有序疏散,防止出现惊慌,造成疏散通道拥挤、堵塞。
4高层建筑自动消防设施“三化”建设的作用和内容
4.1 开展建筑消防设施标准化管理工作的重要性
大量例证充分说明,凡是建筑自动消防设施能够充分发挥作用,绝大多数的高层建筑火灾都会得到成功扑救;反之,高层建筑火灾一旦在初期失去控制发展到猛烈燃烧阶段,完全依靠消防队到场扑救,成功几率甚微。美国国家消防协会(NFPA)对高层建筑火灾作了大量研究,提出高层建筑必须设置自动灭火、自动报警、应急照明、紧急排烟设备和安全疏散设施;“9·11”事件后,美国建筑与火灾研究实验室加强了对建筑防火设计、消防设备技术与指导、建筑火灾模拟和人员疏散模拟等专题研究,即强调高层建筑的自防自救功能。国外火灾防控科学研究动向表明,完善建筑自动消防设施配置和管理是解决高层建筑火灾扑救难题的基本方向。而通过开展建筑消防设施标准化管理工作,提升社会单位内部消防安全管理水平,提高建筑消防设施完好率,不仅是防患于未然,更是解决好高层建筑火灾扑救这一难题的现实需要。
4.2 建筑自动消防设施管理存在的主要问题
虽然近年来高层建筑消防设施配置不断强化,但由于各方面因素的制约和影响,建筑消防设施在管理方面仍存在着诸多问题,主要表现在:
(1)建筑消防设施先天不足。 2009年公安部消防局编写的《高层建筑灭火对策研究指南》中搜集的全国22个高层火灾案例中,没有固定消防设施的有12个,设有固定设施没有正常启用的有9个,占总数的95%,比例之高可谓触目惊心。
(2)消防设施故障率居高不下。 消防设施完好率与产品质量、安装施工质量和维护管理水平密切相关,近年来,公安部消防局在全国持续开展了一系列火灾隐患专项治理,建筑消防设施方面的隐患问题得到了
明显改善,但动态管理方面的问题难以有效根治,呈现出“整治、反弹,再整治、再反弹”的局面。据统计,长期以来全国多数地方建筑消防设施完好率平均在30%~40%,可见管理难度之大,形势之严峻。
(3)消防设施检测维护率整体偏低。2009年调查统计,新疆全区设有自动消防设施的单位共有2 602家,其中1 392家单位未进行年度检测,占总数的53.5%;1 472家单位没有与消防设施检测机构签订维护保养协议,占总数的56.7%。调查结果显示,凡是开展年度检测的单位,自动消防设施基本运行良好,而未检测、未签订维护保养协议的场所,其消防设施的故障率明显偏高。
4.3 建筑消防设施“三化”建设的主要内容
2009年以来,新疆消防部门在认真分析研究火灾形势,深刻吸取近年来重特大火灾教训基础上,结合公安部消防局部署的“两个专项治理”工作,将目光瞄准了攻克建筑消防设施故障率高这一难题,提出了以提升单位建筑消防设施管理水平和建筑消防设施完好率为主要目标的建筑消防设施标准化、标识化和规范化“三化”建设工程。
(1)明确建筑消防设施管理标准,实现管理“标准化”。
结合公安部61号令及相关技术规范规定,重点编制了宾馆饭店、商场市场、公共娱乐、医院、学校、易燃易爆、养老院等七类典型场所消防安全标准化管理手册,统一明确了“一、二、三、四、五、十”的标准化管理体系:即制定“一份预案”——灭火应急疏散预案;完善“两个规程”——消防控制室应急操作规程、配电室应急操作规程;明确“三级管理职责”——消防安全责任人、管理人职责,部门消防安全责任人职责和岗位员工职责;落实消防控制室值班“四班三运转”;规范组织制度等“五项标准”;建立消防安全教育培训、防火巡查检查等“十项制度”。
(2)统一建筑消防设施标志标准,实现设施“标志化”。
综合运用可视化管理方式规范单位消防安全管理的各项规章、制度、操作规程,设置统一的消防设施认知类、警示类、提示类标志,规范各类标志内容、式样和悬挂张贴位置,重点推行消防控制室“十上墙”(即消防控制室管理及应急程序、自动消防设施操作流程图、灭火和应急疏散流程图、消防设施设备管理表、消防行政许可文书、消防安全培训合格证、单位消防安全组织结构图、建筑总平面布局图、建筑重点部位位置图、建筑消防设施平面布置图),使消防管理工作科学化。
(3)规范消防设施管理内容和程序,实现工作“规范化”。
全面规范单位内部各类消防设施的检查、检测与维护管理程序和内容;细化检查维护的责任部门、责任人职责和工作要求;组织开展消防设施巡查、单项检查和联动检查,统一检查记录表的样式和内容;建立建筑消防设施档案和管理、维护、操作人员登记备案制度,使消防监督机构能及时掌握辖区建筑消防设施动态管理情况。
(4)推广应用先进科技产品,提高标准化管理技术含量。
一是研发并推广“火盾消防安全管理系统”,量化每日防火巡查的频次、部位、内容,保证消防设施设备的巡查、检查、维护、管理“四到位”;二是在防火卷帘上安装了低温熔断装置,火灾断电情况下仍能依靠自重实现降落,起到防火分隔的作用;三是在消防水池和高位水箱处安装低水位报警装置,在水灭火系统安装压力显示、超压保护和低压报警装置,实现对水系统工作状态的实时监测。通过应用一系列先进科技产品为建筑消防设施标准化管理提供技术保障。
(5)强化建筑消防设施检测维护,为标准化管理提供服务保障。
一是联合建设行政主管部门组织对全区消防设施检测机构、维护公司进行全员培训,规范消防设施检测维护程序和行为;二是分级召开社会单位例会,督促单位与专业维护、检测机构签订检测、维护保养协议,按照《中华人民共和国消防法》要求每年开展一次全面检测;三是依托消防社会培训中心,强化对消防安全责任人、管理人和控制室值班操作人员的培训,为标准化管理提供专业人才保障;四是组织编制了一套集文字、图片和视频“三位一体”的《固定消防设施检查与维保》培训资料,为提高防火监督人员和单位管理人员业务素质和日常检查、维护保养水平提供专业技术指导。
(6)防消结合、联勤保障,充分发挥建筑消防设施标准化管理效能。
为充分发挥建筑消防设施在防、灭火工作中的实际效能,进一步增强防消联动工作机制,明确了消防大、中队在消防宣传、指导培训、答询服务和紧急救助方面的“四项联勤”职责,同时建立完善了重点单位检查、消防宣传“五进”、重大火灾隐患整治、建筑工程消防验收、火灾原因调查等“五项防消联动”机制,定期安排防火监督干部给中队官兵现场讲解自动消防设施的基本原理和使用方法,查验消防控制室悬挂的消防设施图纸,确保执勤中队人员能基本掌握自动消防设施功能及应急操作程序,一旦发生火灾能够最大限度发挥建筑消防设施效能,为扑救初起火灾、配合消防队员实施内攻提供保障,实现处置高层及大空间场所火灾“固移结合,以固为主”的灭火工作要求。
为确保“三化”建设工程取得实效,按照典型示范、
试点引路、逐步推广、全面达标的工作思路,强力推行“三化”建设工程,并提出了新中国60周年国庆前,全区所有设有自动消防设施单位完成“三化”建设任务,建筑自动消防设施完好率达到100%的工作目标。截至目前,全区设有自动消防设施的2 602家单位中,已有2 346家经验收达标,其中高层建筑自动消防设施完好率已近90%。“工欲善其事,必先利其器”,我们将以“三化”建设为突破口,不断提升自动消防设施管理水平,切实发挥好建筑自动消防设施这把尖刀利器的作用,打赢高层建筑火灾扑救这场攻坚之战。
5 几点思考
(1)推行“三化”建设工作,是实现建筑消防设施长效管理的有效途径。目前建筑消防设施故障率居高不下的问题,最主要的成因是单位内部管理不到位所致,而管理不到位的根源有两个主要方面:一是单位管理人员意识不到位;二是管理机制不健全。推行“三化”建设,根本目的就是帮助单位建立、完善、规范建筑消防设施管理机制,并通过指导、检查、宣传、培训等手段,强化单位消防安全责任主体意识,提高各类管理人员综合素质,以实现建筑消防设施长效管理的目标。
(2)加强消防产品质量监管,是提高建筑消防设施完好率的重要前提。目前,设施设备质量问题已成为影响建筑消防设施完好率的主要因素,各类质量差、易损坏、可靠性低的消防产品充斥消防工程市场,严重打击消费者信心,牵扯了大量消防监督警力。结合当前我国国情和日益严峻的火灾形势,国家标准规范和监管模式的设定必须从难、从严、从实际出发,采取强力措施改进消防产品监管体制,发挥职能部门宏观调控作用,加强源头管理,紧缩市场准入,建立市场退出机制,必要时可以对部分消防产品实行专控生产和销售,为质量过硬、信誉良好、性能优越的产品营造良性市场竞争环境。既能解决消防设施的问题,又能将有限的消防监督警力从目前繁重的产品监督工作中解放出来。
(3)规范消防施工、维护保养、检测等企业的管理,是确保建筑消防设施完好有效的根本保障。我国建筑消防设施的安装、施工、维护保养、检测质量不高的问题十分普遍,恶意压价、无序竞争导致的偷工减料、以次充好、虚假报告等现象严重,有的消防设施使用不到半年就瘫痪了,常修常坏、常换常坏,严重损害业主利益,严重影响了社会单位做好消防工作的信心。因此,对消防施工、维护保养、检测等消防企业有必要从市场准入、过程控制、诚信管理、行政处罚、市场退出等方面建立完善一整套管理体系,实施消防工程质量终身负责制,加大违法违章行为惩处力度,切实扭转当前消防
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摘要：针对当前高层建筑火灾形势,分析了消防部队扑救高层建筑火灾面临的困难,结合正反两方面案例和新疆工作实践,从完善建筑消防设施早期预警、自动灭火、防火分隔、引导疏散、辅助内攻五大功能入手,提出了以提升单位建筑消防设施管理水平和建筑消防设施完好率为主要目标的建筑消防设施标准化、标识化、规范化“三化”管理模式,为破解高层建筑火灾扑救这一世界性消防难题提供了新的思路。
关键词：消防设施,高层建筑,火灾
参考文献
[1]公安部消防局.高层建筑灭火对策研究指南[M].上海:上海科学普及出版社,2009.
[2]GB50045-95(2005年版),高层民用建筑设计防火规范[S].
[3]公安部消防局.中国消防手册(第三卷)[M].上海:上海科学技术出版社,2006.
高层住宅的火灾防控 篇7
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摘要：该研究拟解决如下3个关键科学问题: (1) 建筑外墙保温材料的火灾特性及安全设计; (2) 高层建筑的立体火蔓延及其对建筑结构的损伤机制; (3) 高层建筑多作用力耦合驱动的火灾烟气输运及多模式协同的人群疏散。主要研究内容及目标:科学认识常用外墙保温材料的火灾特性, 建立外墙保温材料的火灾安全评价方法和标准;揭示高层建筑火灾立体蔓延的行为规律, 发展相应的阻控方法;揭示火灾环境下高层建筑关键构件和节点的损伤机制, 发展其失效预测模型与综合抗火能力评价方法;揭示高层建筑复杂空间内多作用力耦合驱动下火灾烟气的输运规律, 发展多技术协同的烟气控制方法, 以及耦合烟气控制的高层建筑人群多模式协同疏散技术及优化疏导方法。提升高层建筑自身对重大火灾的防控能力。围绕研究的目标设置5个方面的研究: (1) 建筑外墙保温材料的火灾特性与安全设计; (2) 高层建筑立体火蔓延行为及其阻控机制; (3) 火灾作用下高层建筑关键构件和节点的损伤机制与防护; (4) 多作用力耦合驱动下高层建筑火灾的烟气输运规律与控制; (5) 高层建筑火灾中人群的多模式协同疏散及优化疏导。
关键词：高层建筑,火灾,防控,保温材料,火蔓延,结构安全,烟气控制,人员疏散
高层住宅的火灾防控 篇8
关键词：高层建筑,消防设施,火灾,灭火系统
经济的迅猛发展加快了现代化城市的建设步伐,随着土地资源在近些年被广泛利用,土地资源短缺的情况日益严重,由此高层建筑成为了城市建筑的主流。但是高层建筑内部集中有大量人员和物资,且结构也比较复杂,因此在发生火灾的情况下,存在较大的消防扑救难度,造成严重的经济与人员损失,传统模式下的消防管理模式主要是以人为主,灭火作战方式主要是靠外部救援,这种方式对于高层建筑来说已经无法满足其消防要求,基于此种情况,建筑自动消防设施得到广泛应用,它能够及时探明初期火灾并对其进行有效控制,有效提升建筑物抵御火灾的能力,保护建筑物的消防安全,保障人民的生命财产安全。
1 高层建筑的概述及火灾发生的风险因素
建筑高度超过24 m或超过10层的住宅建筑或者其他民用建筑都属于高层建筑。高层建筑场所的人员和物资相对密集,引起火灾发生的因素众多,如果发生火灾,会严重影响到人民的生命财产安全,而高层建筑的结构复杂性决定了火灾发生的复杂性,具体主要表现在以下几个方面。
1.1 外部因素
很多不可抗性自然因素,比如大风、雷电等都隶属于外部因素范畴。首先是风,高层建筑楼层较高,因此风也会比较大,而风力的大小又直接影响到火灾的蔓延速度,在发生火灾的情况下,如果开启窗户,这时会形成空气的对流与风的影响,火的蔓延趋势会越来越大;由于高层建筑体积较大,因此受到雷击的几率也会变大,随着楼层层数的增加,受到雷击的次数也会增多。在当前,我国大多是将楼内的主钢筋通过接地的方式作为高层建筑采用的避雷方法,如果高层建筑在施工阶段有所疏忽或者是出现任何不当的行为,都会造成相应的安全隐患,如果遭受到雷击,则极易发生火灾。
1.2 人为因素
就整体而言,人为因素所造成的高层建筑火灾情况占据很大比例,究其根本原因主要是在建筑施工期间几乎没有过多考虑防火安全性,在处理建筑的各种缝隙问题时有所疏忽和懈怠,高层建筑内部的各种管道竖井如果没有采用一定的水平分割或者是设置有效的防火墙都会成为火灾发生的因素,再者就是对建筑物的使用方式不合理,并且存放有大量的可燃物等。
1.3 内部因素
高层建筑内部存有较多的像是电梯竖井、水管道、通风管道以及电缆井等多种竖井管道;如果不能够很好的处理这些竖井,那么在发生火灾情况下就会形成一种烟囱效应,进而造成火势的快速蔓延;其次是人员的疏散问题,高层建筑一般楼层数量较多,人员相对密集,垂直疏散的距离比较远,因此楼梯就是主要的疏散通道,但是火势蔓延的速度是相当快的,这就会造成人员疏散的困难性。消防设施的优劣也是是否能够最大程度的控制住火势的重要因素。
2 高层建筑火灾防控中固定消防设施的分类
固定消防系统中的自动消防设施在保障建筑消防安全以及人员安全上发挥着重要的作用,在高层建筑中是不可或缺的,当发生火灾时,这些系统能够有效提升火灾扑救的及时性,降低火灾带来的损失。这些消防设施主要包括以下几种。
2.1 火灾自动报警系统
火灾自动报警系统主要由火灾警报装置、触发器件和一些辅助性装置构成,在我国的大部分地区都将高层建筑的火灾报警系统与当地的消防部门进行了联通,如果高层建筑发生了火灾,消防部门就能够及时的接收到警报信号然后通报给消防中心立即进行灭火,有效的提升了灭火的及时性,在一定程度上避免了时间上的延迟。
2.2 防排烟系统
高层建筑的排烟设施分为两类,一种是机械排烟设施,另一种则是活动式外窗的自然排烟设施,而防烟设施又由活动式外窗的自然防烟设施和机械加压送风防烟设施两种构成,高层建筑内的防烟分区和机械排烟系统排出的烟量之间是有一定联系的,而且防烟系统主要是以在楼梯间正压送风的方式进行的。
2.3 防火分隔系统
较常见的防火分隔系统有防火卷帘、防火门等,它的主要作用是控制火势并防止它的蔓延与扩大,它是在一定时间一定空间内进行的。对于防火卷帘来说,它主要是利用卷轴内藏这一结构性设计,进而抑制火灾的蔓延,有助于人员的疏散,在高层建筑中运用较为广泛。
2.4 自动喷水灭火系统
自动喷水系统能够有效提升高层建筑火灾的防控能力,它不但在灭火效果上较好,而且它的安全可靠性与经济实用性在高层建筑中已经成为不可或缺的消防设施。
3 固定消防设施在高层建筑火灾防控中的应用分析
3.1 做好早期预警工作
火灾报警系统能够对建筑内部火灾发生的情况进行探测,作为有效防控火灾的第一道防线,它具有自动报警与联动灭火的作用,在我国的高层建筑火灾防控中应用较为广泛。它位于固定消防设施的中心,可以说是消防指令的发源地,它主要是通过早期预警的方式让单位组织对初期火灾进行扑救,这样就可以极大的增加人员安全撤离的时间,尽可能的减少损失。
3.2 能够自动灭火
自动灭火系统在西方国家的应用较早,它的分类有多种,比如泡沫灭火系统、干粉灭火系统、自动喷水灭火系统等等,泡沫喷雾灭火系统是采用高效能合成泡沫液作为灭火剂,在一定压力下通过专用的雾化喷头,喷射到灭火对象上迅速灭火;干粉灭火系统主要用于扑救可燃气体,易燃、可燃液体和电气设备的火灾;自动喷水灭火系统结构简单,在使用和施工方面较为方便简单,具备安全可靠、灭火速度和效率比较高的特点,在整个自动喷水灭火系统占据了绝大部分,这些优点使得它的使用范围较为广泛;这类自动灭火系统在我国高层建筑消防安全的保障上都发挥着重要的作用。
3.3 能够进行防火分隔
所谓防火分隔是指应用防火墙、防火门或者是防火卷帘等防火分隔物在一定时间内防止火灾蔓延到建筑的其他部分。这一措施有效地把火势控制在一定的范围内,减少火灾损失,同时可以为人员安全疏散、消防扑救争取时间并提供有利条件。但是值得注意的一点是防火分区划分的大小,一般来说,分区范围越小,对于建筑物的防火安全就会越有利。但是如果范围过小,又会对建筑物的使用功能造成影响,因此在确定防火分区面积大小时,要和火灾发生的严重程度、建筑物本身的使用性质以及消防能力等因素相结合来确定。
3.4 对人员进行诱导疏散
用于诱导疏散的消防设施有应急照明系统、灯光疏散指示系统、应急广播等,高层建筑层数较高,各种管道线路结构复杂,如果不能很好的控制住火势,那么它蔓延的速度会非常快。而且高层建筑人员疏散距离较长,仅仅依靠消防队员在操作性上是十分困难的,在当前世界范围以内应用较为广泛的是对火灾模拟场景进行设定并据此设置人员疏散的模型,通过对人员安全疏散时间的计算,对高层建筑的防火设计进行改造。
3.5 及时正确的运用消防设施
首先通过消防控制中心了解与掌握火灾发生的位置及蔓延趋势,进而确认相关的消防设施比如防排烟系统以及防火卷帘是否处于启动的状态;其次及时利用室内消火栓灭火,提高效率;再者要采用水泵接合器对相关消防系统供水;第四点则是有效利用远程控制设备将防火分隔物关闭,避免火势的进一步蔓延;第五启动排烟系统排除烟雾;最后要启动火灾应急广播,引导人员的疏散。
4 结语
固定消防设施在高层建筑火灾防控的过程中发挥着不可忽视的作用,对于火灾的有效控制与扑救有着良好的效果。为了更好的保障人民的生命财产安全,做好高层建筑的消防安全管理,在工程建设过程中,要从源头做好各项消防安全的防范措施,同时对固定消防设施进行大力推广与应用,并做好后期的维护与管理,为维护社会的和谐稳定提供保障。
参考文献
[1]高元.高层建筑火灾防控中的问题与应对策略分析[J].消防界(电子版),2015,1(4):67-68.
[2]王永武.固定消防设施在高层建筑火灾中的作用[J].居业,2014,32(15):52-53.
[3]潘海宾.高层建筑发展特点及火灾分析与防控对策[J].工程技术(文摘版),2015,7(38):286.