防火分区扩大（精选6篇）
防火分区扩大 篇1
现有剧场建筑功能多样, 除设置大型舞台与观众厅外, 还可能设置其他小影剧院、餐饮大厅、展厅及旅游集散中心等。剧场建筑结构造型复杂, 内部空间高大, 给防火分隔设计、人员疏散路径设计带来难点。另外, 剧场属于人员密集场所, 建筑内用电设备多, 舞台区、观众席区或包厢区等可燃物较多, 一旦发生火灾, 人员疏散、消防扑救困难。若剧场建筑消防设计不合理或用电用火不规范, 往往造成恶性的火灾伤亡事故。
以往的剧场火灾资料表明, 舞台发生火灾多因使用未经阻燃处理的帷幕被舞台明火或大功率灯具引燃, 帷幕着火后快速蔓延并引起观众厅闷顶燃烧, 或者由于违法施工、不规范用火等原因造成严重事故。随着相关部门吸取类似火灾的教训, 规范对剧场建筑的要求加严, 并对该类公共建筑的防火管理提出更高要求, 舞台帷幕达到难燃要求。
依托于某剧场建筑的功能设计与结构设计特点, 分析该建筑中的防火分隔设计难点, 并提出解决措施, 该措施已通过专家评审。
1 工程概况
该剧院建筑主体部分由里外层套的伊斯兰穹窿造型组成。外壳为一组相对而立的半穹窿, 类似于雪莲花的花瓣形态, 每一个半穹窿底平面半径56m, 高72m。内核为一个椭球穹窿切掉两肩, 椭球底平面长边140m, 短边90m, 类似于含苞欲放的雪莲花花蕾。内外壳之间通过环形的玻璃幕墙连接成为一个整体。建筑效果图见图1所示。该建筑依据GB 50045-95 (2005年版) 《高层民用建筑设计防火规范》 (以下简称“高规”) 及JGJ57-2000《剧场建筑设计规范》进行消防设计, 建筑分类为一类高层, 地上、地下建筑耐火等级均为一级。
2 剧场防火分隔设计难点及解决方案
“高规”5.1.1条规定:高层建筑每个防火分区允许的最大建筑面积一类建筑为1 000m2, 地下室为500m2;当设有自动灭火系统后, 其允许最大建筑面积可增加1.00倍。即地上防火分区面积可达到2 000m2, 地下为1 000m2。该工程剧场建筑内由于舞台演出的需求及固有条件的限制, 防火分区面积超出规范2 000m2的要求。对于该问题, 通常采用性能化防火设计的方法予以解决, 对建筑火灾危险性、风险性进行分析, 尤其是建筑的疏散设施设计、排烟设计等进行量化分析, 从而提出合理的防火分隔措施、消防设计要求及管理要求。在此, 结合某剧场建筑常见的防火分区扩大的问题, 进行定性分析, 并提出解决措施。需要分析的区域主要包括舞台区、观众厅、共享大厅等区域, 如图2所示。
2.1 防火分区扩大的危险性
“高规”对防火分区最大建筑面积作出的规定, 其主要目的是在保证使用功能的条件下, 将可能的最大损失控制在可接受的范围之内。增大防火分区面积将会增大火灾大面积蔓延的可能性, 同时由于疏散距离和人员数量的增加也将导致人员疏散的危险性增加。因此, 针对防火分区扩大问题, 应该从控制火灾规模、防止火灾大面积蔓延以及保证人员安全疏散等方面进行分析, 并采取必要的措施以保证人员生命安全, 尽可能减少财产损失。
以往一些剧场火灾事故调查表明, 多是舞台因明火引燃幕布, 火势迅速蔓延到观众厅闷顶内部并快速燃烧, 产生大量浓烟和有毒气体, 造成群死群伤。因此, 舞台作为火灾高发区, 而观众厅作为人员密集区, 火灾时将舞台与观众厅进行有效的分隔显得尤为重要。
2.2 舞台区防火设计问题及解决方案
现代剧场建筑的舞台常采用机械式舞台, 包括推拉、升降、旋转功能。舞台面因表演需要, 一般均采用木地板, 使用中往往还有一些演员经台仓升到主舞台表演, 导致下部台仓与上部空间贯通且无法形成有效防火分隔。该剧场的主舞台、侧舞台和后舞台因下部台仓贯通而划为一个防火分区, 面积达7 198m2, 超出规范2 000m2的要求。该舞台主要用于戏剧和杂技表演等, 其舞台可燃物相对于需设置大量道具的传统剧场要少一些。但演出中不可避免地出现明火, 增加了发生火灾的可能性。调研还发现舞台演出时使用的音响、空调、发电、变电、照明、发烟发光等设备, 特别是很多照明和效果灯耗电量大, 且移动照明灯具等用电设备经常需要拉接临时电气线路。这些电气设备如果安装不慎, 或长时间工作、线路老化、局部过载、使用不当等, 极易造成火灾事故。
舞台作为火灾高发区域, 舞台上应尽量减少明火出现。禁止使用明火加热器, 后台使用的小型加热器必须放在单独的防火单元里 (实体墙+防火门分隔) , 并且不能靠近服装室、化妆室、道具间等有大量易燃材料的房间;舞台上宜采用冷光源, 大功率发热灯具应固定在不燃材料基座上, 与幕布保持一定距离, 且应对灯具加设铅丝防护网或不燃材料作挡板;电器线路宜采用穿金属管、采用封闭式线槽或难燃塑料管等防火保护措施;机械舞台台板采用的材料燃烧性能等级不得低于B1级, 普通演出帷幕、幕布应采用永久性难燃织物;舞台应按相应规范要求设置雨淋等自动灭火系统;采用漏电保护措施防止电气火灾, 保障人身安全;舞台宜采用多种火灾探测器相结合的组合式火灾报警探测器。
针对舞台防火分区面积较大的问题, 消防设计原则及解决方案主要是将舞台区与周围其他功能区 (如后台准备区、排练区等) 进行严格分隔, 并控制和减少演出时舞台的可燃物分布。相应要求如下:
(1) 舞台及舞台下部台仓与周围区域的分隔应采用防火墙和甲级防火门, 以保证防火分隔的可靠性。
(2) 舞台与观众厅之间有较大开口, 应采用防火幕进行分隔, 耐火极限不能低于3h, 同时应加强日常维护, 保证防火幕在火灾时能够顺利降落到地面。
(3) 演出和排练期间, 侧台、后台不允许放置大量道具等可燃物, 仅作为演员候场的区域。
(4) 该舞台空间高大, 可采用性能化量化分析判断防火分区面积扩大后带来的不利影响。如在建筑内设置典型的火灾场景, 在舞台区、跑场道区等不同地方设置火源点, 并设置可信最不利的火灾规模。结合建筑结构设计特点, 分析防排烟系统设计和疏散设施设计能否满足人员在一定时间内安全疏散至室外。
2.3 观众厅的防火设计问题及解决方案
该项目观众厅内设有伸出式舞台, 该舞台下同样分布有台仓。伸出式舞台下部台仓与观众厅同属一个防火分区, 面积达6 377m2, 突破规范2 000m2的要求。参照GB 50016-2006《建筑设计防火规范》提到的剧院观众厅由于使用需要, 往往要求较大面积和较高的空间, 其防火分区面积可适当扩大, 在扩大时需要进行充分论证。
在制定观众厅内部的消防设计方案时, 主要考虑到观众厅人员密集, 除了将观众厅与火灾高发区的舞台分隔外, 还应尽量在观众厅采用不燃材料或难燃材料进行装修。相应的消防设计原则及解决方案为:
(1) 位于观众厅内部的伸出式舞台台仓与主舞台台仓之间采用防火墙与甲级防火门进行严格的防火分隔, 避免主舞台与观众厅之间在地下台仓串通。
(2) 观众厅与主舞台之间利用防火幕进行分隔。
(3) 观众厅座椅燃烧性能等级应达到B1级, 舞台普通演出帷幕、幕布应采用永久性难燃织物;顶棚与墙面应采用燃烧性能等级为A级的材料, 地面材料燃烧性能等级不应低于B1级。
(4) 其他方面包括疏散设计、自动灭火系统、火灾自动报警系统等, 应严格按照相关规范执行。
(5) 该项目观众厅较大, 如按照相关规范13次/h要求计算排烟量非常大, 不仅实施困难、成本高, 且目前普遍认为按换气次数法计算出的排烟量不尽合理。所以设计上参照DGJ08-88-2006《建筑防排烟技术规程》, 利用单次火灾的烟气生成量来计算所需的有效排烟量。火灾规模保守设为10 MW, 需要维持的人员疏散最小清晰高度为池座前排到楼座后排上方2m的高度, 确保烟气被控制在人员疏散平面之上。排烟口设于储烟区 (清晰高度之上的区域) 内, 排烟口距储烟区内任一点的距离不大于30m。因观众厅比较密闭, 需设置机械补风系统, 补风量不应低于排烟量的50%, 如图3所示。
2.4 共享大厅的防火设计问题及解决方案
剧场建筑通常在观众厅外围设计一个共享大厅, 空间高大、通透, 贯通观众厅的多个疏散平台, 其防火分区面积往往超出规范要求较多。该项目共享大厅即前厅, 是作为外来人员休息和短暂的停留的区域。且由于该项目所有观众必须经过共享大厅进出, 观众厅和共享大厅属于不同的防火分区, 即观众厅人员借助相邻防火分区进行疏散。设计上将共享大厅设计为人员疏散的“安全过渡区”, 以解决人员疏散不能直接对外的设计难题。因此共享大厅的消防设计应满足共享大厅及观众厅内人员的安全疏散要求。
共享大厅消防设计原则及解决方案是不允许在共享大厅分布其他功能, 避免这些功能区发生火灾后对观众疏散路径造成封堵, 详细要求如下:
(1) 共享大厅仅用于走道和短暂休息区, 除少量的休息座椅和装饰品外, 不应集中摆放大量的可燃物, 更不得堆放可燃物阻挡疏散通道。另外, 共享大厅不能随意增加其他功能, 如纪念品小卖部、咖啡厅等。
(2) 共享大厅的吊顶、墙面、地面应采用不燃材料。
(3) 共享大厅与剧场及其他功能空间, 如剧场观众厅, 应采取防火墙或防火门进行分隔, 以避免共享大厅受到其他区域火灾时的影响。贵宾休息室需采用耐火极限不低于2h的墙体、1.5h的楼板和甲级防火门分隔成独立的小单元。
(4) 共享大厅采用机械排烟方式, 利用低位可开启外窗和门自然补风;排烟口设于大厅顶部, 排烟量参照中庭按换气次数法计算。
(5) 与共享大厅相通的观众疏散平台, 对于有顶板区域, 应设置机械排烟系统, 排烟量按每层对应楼板面积60m3/ (h·m2) 进行计算。
2.5 典型火灾场景的火灾规模设置
针对剧场建筑防火分区扩大的问题, 火灾燃烧蔓延及烟气蔓延规律的分析是重点。对这些进行定量分析的前提是合理设置不同可燃物的火灾规模。在此, 给出剧场建筑内典型可燃物的火灾位置及火灾规模统计表, 见表2。火灾场景规模设置参考文献[3]~文献[5]。
对建筑内的人员生命安全而言, 最重要的安全判据是火灾发生时, 火灾发展到对人构成危险所需要的时间必需大于人员疏散到安全场所所需要的时间。为了充分评估该项目的消防安全设计目标是否能实现, 上述典型的火灾位置和火灾规模设置可对火灾发展对人员构成威胁的程度进行量化。并且设计过程中可根据量化结果的优劣优化设计, 提高安全系数。
4 结语
现有规范对防火分区的面积、分隔方式进行了规定, 但随着建筑功能多样化、结构复杂化、体量需求加大, 局部区域难以完全按照规范要求进行防火分隔设计。此时, 可采用性能化防火设计的方法予以解决。给出了相应的解决思路和措施, 可作为同类建筑的设计参考。由于消防安全贯穿建筑的设计、施工及使用, 每个阶段的消防安全管理对人员安全及建筑物的保障都至关重要。为减少剧场建筑的火灾发生, 并确保人员疏散的通畅性, 应加强消防安全管理。
(1) 该项目共享大空间作为人员安全疏散的过渡空间, 使用经营方应明确其消防设计的特殊性, 高度重视该空间的消防管理与设备维护。
(2) 加强建筑内部可燃易燃物的管理, 避免出现火灾荷载大量集中的现象出现, 降低火灾隐患。除了定期开展预防性维护工作以及消防安全管理计划以外, 需要进行日常的内部管理工作, 从而消除火灾隐患并确保喷淋系统和逃生线路不被堵塞。应制定应急计划, 并每年至少开展一次包括项目管理人员参与的消防演习, 以便火灾时能及时疏散人员和开展火灾自救工作。
(3) 在人员疏散方面, 应随时保持疏散通道的畅通, 不得在疏散通道内摆设和堆放物品, 防止疏散门有被锁死的现象, 保证疏散路线上应急照明供电。
(4) 加强消防设施等日常维护管理, 保证消防通道的畅通, 严禁被占用;确保其他消防设施 (自动喷水灭火系统、消火栓系统、防排烟系统、火灾报警及应急照明、消防广播系统等) 的正常运作, 并确保消防用水的可靠性。
摘要：以某剧场建筑为例, 针对建筑中的舞台区、观众厅及共享大厅防火分区面积扩大的问题, 采用性能化防火设计的理念, 从严格分隔各个功能区、控制可燃物分布、采用不燃材料和难燃材料装修、将共享大厅设计为疏散过渡区等方面提出了消防设计的原则及解决措施。研究结论可作为同类建筑消防设计的参考。
关键词：剧场建筑,防火分区扩大,性能化防火设计
参考文献
[1]GB 50045-95 (2005年版) , 高层民用建筑设计防火规范[S].
[2]JGJ 57-2000, 剧场建筑设计规范[S].
[3]DGJ 08-88-2006, 建筑防排烟技术规程[S].
[4]NFPA 101 (2009Edition) , Life safety code[S].
[5]DD 240:Part 1, 1997, Fire safety engineering in buildings, Part 1, Guide to the application of fire safety engineering principles[S].
[6]涂建新.影剧院火灾的特点及防火改造探讨[J].消防科学与技术, 2000, 19 (2) :83-84.
[7]赵泽文, 徐海斌.某悬挂式球幕影院消防设计数值模拟分析[J].消防科学与技术, 2011, 30 (11) :1022-1025.
建筑防火分区设计探析 篇2
所谓的分区, 指的是在建筑中, 使用防火的物质将其分成很多个区域, 这样在火情出现的时候, 就可以形成一定的阻隔, 避免火情发展到别的区域之中。其实避免火情蔓延的关键空间模式。其划分属于后续的管控, 其能够将火情控制在合理的范围之中, 尽量的降低对群众的生命以及财产的影响。
2 防火分区措施简述
2.1 其考虑的要素非常的单一
它的设置是为避免火情发生的时候, 其四处扩散而设置的, 其意义是为了将火情控制在特定的区域之中, 以此来降低对群众的生命以及财产的影响。不过导致其四处扩散的要素很多, 而且对其开展单纯的类型区域之后, 明确分区许可的最宽建筑范围时, 也未联想到建筑自身的装饰问题、易燃品以及建筑的功效特征和其中的人员状态等等的一些要素。此类要素均是民居汇总非常关键的要素。比如, 将大型商场、宾馆、酒店等人员密集的建筑物与一些人员稀疏的办公楼, 装修较复杂的酒店、商场与相对来讲装修较简单的学校、工厂等同进行防火分区, 很明显是不正确的。
2.2 区域的分隔措施和使用特征之间的规定互相矛盾
对空间整体功能需要的建筑如工艺设备连续性强的一些工业建筑, 无法使用防火墙, 但是用帘的话, 又无法确保其能够起到作用, 此项内容非常的令人头疼。除此之外, 在非常宽的区域中, 假如要进行该项设置的话, 不但会导致总的空间受到影响, 同时还使得它的功效规定受到干扰, 同时其规模和高度等都非常的大, 自身的稳定性不高。假如使用帘的话, 它的重量很大, 因而对于构造等等规定比较的严苛, 同时安装也很麻烦, 大规模的设置还使得其有失美感, 而且活动也不便。如果使用水幕的话, 它的用水量很大, 所以对存水设备有着非常严苛的规定, 同时它的效果也不是很好。
2.3 其分隔时间非常的模糊
在设计的时候, 通常是使用防火墙, 假如这个办法不具有实际意义的话, 可以使用别的一些构造来进行。比如防火的卷帘和门等等。它们的抗火等级是不一样的, 而且适合的区域也不一样。对于防火墙来讲, 它的抗火时间超过三个小时。有防火冷却水幕配合的防火卷帘可替代防火墙作防火分隔物使用, 其耐火极限也不低于3.00h。防火门 (窗) 是设置于防火分区间或防火隔间与疏散走道、安全出口间的防火分隔物, 分为甲、乙、丙三级, 其耐火极限分别为不低于1.20h、0.90h、0.60h;防火水幕仅用作舞台口等小开口部位的防火分隔, 其用水量不小于2L/ (s·m) 。设置分区的好处是可以确保火情不会向别的区域扩散, 它的有效时间要结合其抗火性来决定。结合相关的条例, 我们发现, 防火墙和防火卷帘的耐火极限是不低于3.00h, 作为竖向防火分隔物的楼板的耐火极限是不低于1.50h, 设置在防火墙上的门、窗应为甲级防火门、窗, 其耐火极限是不低于1.20h, 那么, 防火分区定义中提出的“一定时间内”应该是多长时间?这是个值得去探讨的话题。
3 关于该项分区设置工作的分析
3.1 建筑中庭设置防火分区设计
为了获取美观性等的规定, 很多建筑都是使用中庭模式, 其上方使用玻璃屋顶, 此时, 按照现行消防规范, 这些建筑的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, 投资大而且用于防火卷帘联动控制的设备能否正常动行还不能确定, 使用这种方法还会干扰到他的整体性。若中庭两长边间距大于6m, 则可将其封闭屋盖去掉作为内天井或内院, 此时就变成了自然排烟形式, 此时不用重复计算规模。要想应对雨雪天, 可在其上设置棚子, 周围的洞口是开放的, 全部的规模要大于天井的规模, 此时也可作为天井考虑。这只是笔者在消防设计中的一点经验, 仅供大家参考。
3.2 设置防火带对空间连续性需求的大空间建筑防火分区
所谓的防火带, 具体的讲是说在放置易燃品的建筑中, 布局合理的位置, 此位置之中的结构等使用的都是不易燃的物质, 同时其中不能放置易燃品。而且要使用合理的防烟方法, 防止一边的烟雾向着另外的区域发展, 从而在空间上形成一个无形的防火分隔区域。如在一些影剧院、体育馆、候机厅、大商场等对建筑物空间连续性要求较高的建筑物防火分区划分中, 现在条例中论述的分区措施, 很显然已经无法合乎当前的形势规定了, 使用防火带不失为一项优秀的措施。其宽度要结合建筑中存放的物质的特性来明确, 可将防火带另一侧的物品等同于用这些物品堆建的小型建筑物来考虑, 假如其中的物质是不易燃的, 一般把它当成是一、二级耐火等级建筑。结合条例中的规定, 把其宽度设置为六米左右。假如其中的是可燃的, 则将其视为四级耐火等级建筑, 结合条例中的规定, 把宽度设置为玖米。其一般是当成群众撤退, 特别是车辆通行的关键区域, 它连接到进出口, 群众达到这个地方的时候, 能够看到出口, 这样就能降低其惊恐心理了。
3.3 开展性能化的设计活动
引用性能化设计理念来设置防火分区就是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。在工程实践中, 如采用这种方法确定的防火分区有可能会与我国现行消防技术规范规定的防火分区有些出入, 而且, 采集和验证防火分区的技术指标目前没有确切的方法和手段, 因此, 要真正将性能化设计理念引入防火设计, 应由国家制定相应的规范, 形成以现行指令性规范为基础, 性能化设计为补充的规范体系, 这样才可以合理的应对上述的分区设计的时候, 面对的不利现象, 确保设计更加的合理有效。
3.4 合理的布置区域, 还要凭借工作者具有的知识
目前的规定, 因为有着一些编写的前提, 会面对一些不利现象, 所以在设计的时候, 就应该借助工作者平时具有的知识, 来积极的开展设计活动, 此举也能够带动行业的进步。
4 结束语
关于分区的划分和相关措施的设计工作, 因为它的意义非常的关键, 所以在实际工作中要高度的关注。由于科技高速发展。很多性质独特的建筑开始大量的出现在我们的生活中, 设计者对于分区等有了全新的了解, 所有的要素都在带动行业的进步, 带动了行业内容的发展, 而且对工作者也有了更为严苛的规定。
摘要：如果建筑出现了火情的话, 其就会以对流的形式, 发展到别的区域之中, 进而在非常短的时间中, 使得整个建筑都面对灾害。所以, 对于那些规模很大的区域设置防火分隔, 能够合理的应对这种不利现象。文章关键的分析了分区的设计相关的内容。
关键词：防火分区,设计,探析
参考文献
[1]1GB50016.2006建筑设计防火规范[S].[1]1GB50016.2006建筑设计防火规范[S].
[2]GB50045-95高层民用建筑设计防火规范 (2005年修订版) [S].[2]GB50045-95高层民用建筑设计防火规范 (2005年修订版) [S].
建筑防火分区5点建议 篇3
1. 加快修订规范步伐, 明确防火分区划分目标
建议有关部门抓紧规范的修订工作, 明确防火分区的概念, 统一规范用语。同时要在现行规范中加入性能化设计思想, 结合我国实际, 根据火灾荷载、财产损失评估及人员密集度, 明确规定各类型建筑防火分区应达到的目标。同时, 对防火分隔物规定耐火极限要求, 为设计人员选择替代方案提供可能。
2. 准确把握防火分区划分原则
防火分区是建筑防火设计的重要内容。应采用资格认证、定期培训等多种方式对建筑设计人员进行培训, 使其充分认识防火分区的重要性, 准确把握防火分区划分的原则。一是法律的原则, 划分防火分区必须符合规范规定。二是功能和安全一致性原则, 划分防火分区必须结合建筑物使用功能、平面形状及人员疏散要求等情况, 合理确定防火分隔物的位置。三是以人为本的原则, 对作为人员疏散的通道和为扑救火灾而设置的消防通道进行完全保护。四是特殊性原则, 建筑物内特殊场所或有特殊防火要求的部位, 在防火分区之间应设置更小的防火区域或进行特殊的防火分隔。五是经济性原则, 设有自动喷水灭火系统, 防火分区的面积就可加大, 并结合安全疏散情况综合考虑防火分区的面积。
3. 正确选用防火分隔方法
建筑防火分区要靠防火墙、不燃烧体分隔物、防火门 (窗) 、防火阀、防火卷帘、防火封堵等防火分隔物实现。一般而言, 在不影响建筑使用功能的前提下, 首先应考虑用防火墙, 防火墙上尽量不要开设任何门洞, 否则, 防火墙的防火隔烟性能就会受到影响。对一些特殊场所, 可考虑选用防火卷帘, 但在主要的疏散通道上, 不宜采用防火卷帘门代替防火门进行防火分隔。选用防火水幕时应有可靠的消防水源作保证。
4. 加强管理, 实行全过程监督
建议依照行政审批制度的改革, 充分发挥市场中介机构的作用, 变一次性审批, 为全过程监督。消防机构对中介机构的审核进行抽检, 对其运作进行监督管理, 使建审 (建设工程消防设计审核) 工作由粗线条审核向关注细节转变。在施工过程实行消防工程监理负责制, 由消防监理对施工过程进行全过程监督, 监理职责可以由相关专业监理兼任, 但应进行培训和考试, 取得相应资格, 解决施工过程中监督不到位的问题, 使建审工作由一次性审批向全过程监督转变。
5. 加强防火分隔产品质量监督和新产品研发
防火分区划分中防火分隔物的耐火性是关键, 要加强对防火门、防火卷帘门生产厂家的质量监督。一是实行施工现场抽样检测制度, 避免产品认证合格生产厂家违规经营问题。二是应注重产品性能的改进, 如防火门上的锁、闭门装置、五金件等与防火门一样均属消防产品, 其产品选型必须同样纳入管理程序, 耐火试验过程应以成品为对象。三是大力研发与推广新型装置。安编辑袁辉
大空间建筑的防火分区设计方法 篇4
关键词：大空间建筑,消防设计,自动喷水灭火装置,防火卷帘,防火分区
引言
近年来随着经济建设的发展和建筑技术的不断进步, 一批大空间建筑在全国各地相继投资建设, 且有进一步增长的趋势, 对于这些大型建筑, 如大会堂、体育馆、展览馆、候机厅等, 单层建筑面积超大, 楼层超高, 内部空间不能分隔, 其特殊使用的要求使建筑设计方案与现行防火规范相矛盾, 套用现行防火设计规范无法解释及确定出完善的防火分区的设计方案, 而这类大空间建筑又都存在着危险等级高、火灾水平蔓延速度快的特点, 近年来全国各地的大空间建筑也多次发生重、特大火灾事故。大空间建筑火灾之所以迅速发展为大火并造成巨大损失, 主要原因是没有进行有效的、必要的防火分隔, 因此研究大空间建筑的防火分区问题是预防火灾事故的一个重要方面。
1 大空间建筑的火灾特性
由于建筑结构上的特殊性和使用方面的复杂性, 大空间建筑的火灾预防与普通建筑有着明显的区别, 主要表现在以下几个方面:
1.1 不易进行防火分隔
在建筑物内设置防火防烟分区是控制烟气蔓延的主要方法, 但是对于大空间建筑, 由于建筑结构、生产工艺、使用功能等方面的影响, 特别是一些大型体育场馆、工业厂房, 很难利用防火墙、防火卷帘等有效防烟隔烟措施进行防火分隔。
1.2 普通火灾探测技术无法及时发现火灾
目前在普通建筑中广泛使用的火灾探测器大都是以烟气浓度或温度为信号进行探测的, 且探测器大多安装于顶棚之下。普通建筑的楼层高度多数在6m以下, 火灾烟气能够很快到达顶棚, 因此这类探测器对普通建筑是适用的。另外, 由于建筑物内部热风压的影响, 大空间上部常会形成一定厚度的热空气层, 它足以阻止火灾烟气上升到大空间的顶棚, 从而影响火灾探测器的工作。
1.3 常用的自动喷水灭火装置不能有效发挥作用
在普通建筑中, 洒水喷头通常是按一定间距沿顶棚分布安装的。当顶棚附近的温度达到喷头的启动温度后, 洒水喷头便开始洒水。另一方面, 普通喷头喷出的水滴从十几米乃至几十米的高度落下来, 往往到达不了燃烧物的表面就失去了水滴的浓度和灭火范围, 即失去了有效的灭火作用。
1.4 人员的安全疏散相当困难
大空间建筑一般都是人员高度集中的场所, 常常有成千上万的人, 而且这些人来到这里通常是没有组织的 (例如剧场、体育馆等) , 一旦发生火灾, 在较短的时间内将人们迅速疏散到外界是一个极为困难的问题。
2 合理的大空间建筑防火分区设计方法
2.1 利用防火墙进行防火分隔
防火墙应直接设置在基础上或钢筋混凝土的框架上。防火墙应截断燃烧体或难燃烧体的屋顶结构, 且应高出非燃烧体屋面不小于40cm, 高出燃烧体或难燃烧屋面不小于50cm。当建筑物的屋盖为耐火极限不低于0.5h的非燃烧体时、高层工业建筑屋盖为耐火极限不低于1h的非燃烧体时, 防火墙可砌至屋面基层的底部, 不高出屋面。防火墙中心距天窗端面的水平距离小于4m, 且天窗端面为燃烧体时, 应采取防止火势蔓延的设施。建筑物的外墙如为难燃烧体时, 防火墙应突出难燃烧体墙的外表面40cm;紧靠防火墙两侧的门窗洞口之间最近的水平距离不应小于2m, 如装有耐火极限不低于0.9h的非燃烧体固定窗扇的采光窗, 可不受距离的限制。设计防火墙时, 应考虑防火墙一侧的屋架、梁、楼板等受到火灾的影响而破坏时, 不致使防火墙倒塌。
2.2 利用防火卷帘进行防火分隔
当采用以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时, 其耐火极限不应小于3h, 如双轨、双帘无机防火卷帘和气雾式等特殊防火卷帘。当采用不以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时, 其防火卷帘两侧应设独立的闭式自动喷水灭火系统保护, 系统喷水持续时间不应小于3h, 喷水强度不应小于0.5L/som, 喷头间距应为2m~2.5m, 喷头距卷帘的垂直距离宜为0.5m。
2.3 用水幕进行防火分隔
喷头布置应为3排, 防火水幕带的有效宽度不应小于6m。供水强度不应小于2L/som, 喷水延续时间不应小于3h。水幕上部不应有可燃构件和可燃物。自动扶梯、开敞式楼梯和防火墙上根据需要开设的孔洞均应设置防火卷帘或水幕进行分隔。
2.4 高层建筑中庭防火分区面积应按连通的面积叠加计算。
当超过一个防火分区的面积时, 应符合下列规定:
房间与中庭回廊相连的门, 应设能自动关闭的乙级防火门;与中庭相连的过厅、通道应设防火门或防火卷帘。
2.5 利用增加火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统, 达到防火分区增加一倍面积的目的。
一般的, 对于大空间建筑宜采用非接触式火灾探测器, 主要是光束对射式或图像式探测器, 自动喷水灭火系统喷头采用大水滴快速反应喷头或远程数控水炮。从而达到满足大空间探测和扑救火灾的需要。
2.6 利用性能化设计方法进行防火分区设计
在大空间建筑的防火设计中应用“性能化”防火设计的方法, 可以解决“处方式”设计安全性不确定的问题, 使大空间建筑的消防安全性得到有效的保证。对大空间建筑进行“性能化”防火设计, 首先必须要设计火灾———即建立火灾场景模型。在建立火灾场景模型之前, 应首先判断不同区域的火灾类型, 火灾类型不同, 燃烧速度、放热量及火灾的时间就不同, 那么数学模型也不同。火灾荷载的大小、可燃物的性质、通风条件是决定火灾严重性的三个重要因素。大空间建筑的火灾模型要考虑到空气供给速度及材料的分布情况。由于这种建筑的空间较大, 较易获得建筑物外环境风量补偿, 因此空气供给速度也较快。而材料的分布与建筑的使用功能有着直接关系。通过对火灾的模拟, 即放热量大小和持续时间的确定, 可以得出对整个建筑各个部分构件耐火性能、防火分区、防排烟、安全疏散等各方面的要求。对耐火性能、防火分区、防排烟、安全疏散等各方面进行安全检验, 若不符合防火要求, 应反复进行校对, 直到满足安全性的要求为止。从“性能化”设计的步骤可以看出:“安全检验”是“性能化”设计区别于“处方式”设计的一个重要方面, 因此, 在大空间建筑的防火设计中应用“性能化”的设计方法, 可以使建筑的消防安全性得到更有效的保证。
3 结束语
对于大空间建筑, 由于其使用功能的复杂性和不确定性、人员密度及火灾荷载都较大的特点, 所以合理进行防火分区十分必要。在一般大空间建筑中, 常规的防火分隔物还是可以适用的。在实际工作中, 还必须结合实际, 根据建筑空间的特点灵活利用以上六种方法进行防火分区的划分。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, 因而必须从整体分析大空间建筑发生火灾时所具有的性能特性为出发点, 进而实施防火安全综合设计。
参考文献
[1]中华人民共和国公安部.《建筑设计防火规范》GB50016-2006.
[2]中华人民共和国公安部.《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95.
[3]《消防科学与技术》.
[4]DBJ50-054-2006, 大型商业建筑设计防火规范[s].
防火分区扩大 篇5
1 工程概况
该商场地上6层, 建筑面积111 655 m2, 包括百货商场、电器商场和电玩城、KTV、影城等组成的娱乐楼及室内商业步行街商铺;地下局部3层, 建筑面积102 051 m2, 包括超市、设备房和停车库。属一类高层建筑, 耐火等级为一级。其中室内步行街宽8～14 m, 长约300 m, 共3层, 室内净高15.6 m, 如图1所示。
如果严格按照现行的国家相关防火规范对其进行设计, 需要采用防火卷帘将各层的开口与回廊进行分隔, 但此做法无疑会破坏建筑设计的效果。另外, 在工程应用中, 由于中庭的面积越来越大, 形状也越来越不规则, 防火卷帘的使用逐渐暴露出可靠性较低的问题。但如果不分隔, 将导致室内步行街防火分区面积过大, 不能满足相应防火规范的要求。
2 设计方案
防火分区的主要功能为通过限制火灾蔓延和烟气扩散而减少火灾产生的危害, 为人员疏散和灭火救援创造有利条件, 达到减少财产损失、降低火灾对建筑结构影响的目的。根据建筑室内步行街商业布局的特点和火灾蔓延规律, 笔者从防止火灾通过接触、延烧、热传导、热辐射等方式大规模蔓延的角度, 提出了如下防火分隔方案。
(1) 大型百货商场、KTV、电玩城等采用防火墙按规范限定的面积划分防火分区, 朝步行街必需的人流通道可采用常开甲级防火门或特级防火卷帘替代防火墙, 但应控制这些开口的宽度, 不宜大于一个柱距, 约8.0 m。
(2) 步行街临街商铺与商铺之间采用耐火极限不低于2.0 h的墙体分隔, 并应控制精品店铺的面积, 建议不大于300 m2。
(3) 临街商铺采用耐火极限不低于1.0 h墙体或防火玻璃与步行街走道分隔, 火灾时店铺门应能自动关闭。
(4) 二、三层环廊的宽度不小于3.0 m。
(5) 步行街应具有一定的宽度, 不宜小于8.0 m。
(6) 步行街内不设置摊位, 不堆放任何可燃物。
(7) 步行街内采用不燃烧材料装修。
(8) 步行街内不再划分防火分区。
上述方案采用防火墙或隔墙将商业区域进行了分隔, 步行街内不设置商业设施, 采用不燃烧材料装修, 应能避免火灾因接触、延烧和热传导等蔓延。仍不能直接判断8.0 m的街宽是否能阻止火灾在水平方向上的蔓延, 3.0 m宽的环廊是否能避免火灾在竖直方向上的蔓延, 笔者利用消防安全工程学原理和方法进行验证。
3 设计目标及判定标准
在定量分析和判定所采取的措施能否阻止火灾有效蔓延时, 通常是利用火灾发展分析工具, 根据建筑的使用功能和空间特性等, 设定相应的火灾场景, 模拟烟气的运动规律, 计算烟气层的温度, 并以此为依据确定所设计的防火分隔措施的有效性。
当可燃物为离散布置时, 热辐射是导致火灾在室内及建筑物间蔓延的重要形式。在防火分隔部位的所有开口孔洞和缝隙均采用防火封堵措施严密封堵的条件下, 可采用防火分隔体背火面的辐射热流量作为判定火灾是否会蔓延到相邻区域的定量标准。
根据美国国家防火研究基金会 (NFPRF) 火灾风险评估方法中列出的不同材料的可燃性对应的引燃热辐射通量, 见表1, 易燃物品被引燃所需的最小热辐射强度为14.1 kW/m2。因此, 笔者保守地将10 kW/m2作为火灾在防火区域间蔓延的临界热辐射强度。
4 有效性验证
4.1 确定火灾场景
选择步行街宽度相对较窄、位于步行街首层中部的精品店为火灾发生区域, 如图1所示。纤维类火灾主要特征为初期增长速率都较缓慢, 当火灾增长到一定规模后, 增长速率加大, 火灾热释放速率可表示为火灾燃烧时间的平方与火灾增长速率的积。对于百货类商业建筑, 通常用t2快速火表示。为体现最不利原则, 设定火灾时自动喷水灭火系统因故障不能启动, 同时也设定机械排烟系统失效, 着火店铺的门处于开启状态。
已要求限制步行街两侧商铺的面积, 在消防队到达火场前火灾可能已达轰燃状态, 此时火灾的最大热释放速率为轰燃时的热释放速率, 其值由房间表面积和通风状况决定。利用托马斯轰燃公式进行计算, 见式 (1) 。
undefined (1)
式中:Q为轰燃时的热释放速率, kW;At为房间的内表面积, m2;Aw为通风口面积, m2;Hw为通风口高度, m。
根据火源所在库房具体几何尺寸 (20 m×15 m×4 m) , 计算得Q=7.8×680+378×8.5×1.58=10 380 kW。因此, 商铺火灾的最大热释放速率为10.4 MW。
4.2 火灾模拟计算
运用当前安全工程界常用的火灾动力学模拟软件FDS对该室内步行街的火灾烟气运动进行模拟计算。
火灾模拟计算的主要目的为分析火灾在步行街水平和垂直方向的蔓延情况。因此, 选择火源对面一层、二层、三层临街商铺门前2 m标高处 (SP1、SP2、SP3) 、火源上方二层、三层地面2 m标高处 (SZ1、SZ2) 的热辐射强度进行分析, 见图2所示。
将确定的火灾场景的相关参数输入FDS模型计算可得, 距离火源8.0 m远处的最高热辐射强度为6.3 kW/m2, 如图3所示;火源正上方二、三层商铺门口的热辐射强度最高为5.8 kW/m2, 如图4所示。
4.3 计算结果分析
从模拟计算结果看, 即使在建筑内设计的消防设施均失效的情况下, 距离火源水平距离8 m处的最高热辐射强度为6.3 kW/m2, 小于易燃物品被引燃的最低热辐射强度10 kW/m2, 因此, 可以判断8.0 m的间距能防止步行街内的火灾在水平方向上的蔓延;在设置3.0 m宽的环廊后, 相当于设置了一个防火挑檐, 火源竖直方向的最高热辐射强度为5.8 kW/m2, 小于易燃物品被引燃的最低热辐射强度10 kW/m2, 因此, 也可以判断3.0 m的环廊能防止步行街内的火灾在竖直方向上的蔓延。
5 结束语
防火分区的分隔有多种形式, 防火墙是最有效的, 但当采用防火墙划分防火分区对建筑的使用功能影响较大时, 可考虑采用其他方式代替。当采用其他方式替代防火墙划分防火分区时, 应与采用防火墙分隔等效。笔者利用室内步行街各层平面布局的特点, 提出将精品店铺设计为防火隔间、限制装修材料后, 利用不小于宽8.0 m的街道和3.0 m宽的环廊, 同样能起到防止火灾大规模蔓延的作用。
摘要：以某商场为例对室内步行街防火分区划分进行性能化设计。根据建筑平面布局和使用功能特点, 提出控制精品店铺的面积不大于300 m2, 临街商铺采用耐火极限不低于1.0h的墙体或防火玻璃与步行街走道分隔, 二、三层环廊的宽度不小于3.0 m, 步行街宽度不宜小于8.0 m等防火分隔措施。以公式计算确定商铺火灾最大热释放速率为10.4 MW。以FDS模拟水平及竖直方向不同距离的热辐射强度, 验证防火分隔方式的有效性。
关键词：防火分区,室内步行街,性能化设计,防火分隔,耐火极限
参考文献
[1]GB 50045-95 (2005) , 高层民用建筑设计防火规范[S].
[2]GB 50016-2006, 建筑设计防火规范[S].
[3]公安部天津消防研究所.建筑物性能化防火设计技术导则[R].国家十五重点科技攻关项目专题四研究报告, 2004.
[4]郑雁秋.商业建筑防火分隔设计分析[J].消防科学与技术, 2009, 28 (1) :43-46.
防火分区扩大 篇6
关键词：消防,高层商住楼,防火设计评析,安全疏散
高层商住楼因其功能综合, 可容纳人数多等优点, 已成为当今建筑的一个趋势。同时, 高层商住楼也存在着较多消防方面的隐患。根据《中华人民共和国消防法》和公安部106号令《建设工程消防监督管理规定》的要求, 公安机关消防机构承担着消防设计审核的责任, 对落实消防技术标准和减少先天的火灾隐患具有重要意义。
本文研究对象为某高层商住楼, 工程为二类高层建筑, 总建筑面积18008m2, 建筑高度48.60m, 采用钢筋混凝土框支剪力墙结构体系。建筑地下一层为地下停车库和设备用房;地上共十六层, 一层为商业服务网点, 二层至十六层分为建筑形式完全相同的1、2号两栋住宅楼。建筑设室内外消防给水系统、防排烟系统、火灾自动报警系统, 地下一层还设有自动喷水灭火系统。
1 高层商住楼火灾特点
1.1 火灾蔓延途径多、速度快
高层商住楼由于建筑高度高, 竖直井道多, 如楼梯间、电梯间、电缆井、管道井等, 易形成竖向的“烟囱效应”, 由于火灾竖向蔓延的速度比水平蔓延速度快五倍之多, 因而在发生火灾时, 这些竖直井道就像一座座高耸的烟囱, 使火势迅速蔓延发展, 波及到较高楼层形成大面积的立体燃烧, 造成较大的经济财产损失。
1.2 持续时间长、损失大
高层商住楼内各类设备及建筑构件多, 一旦发生火灾, 燃烧将会持续很长时间。在长时间的高温作用下, 钢筋混凝土构件和钢结构虽然不能燃烧, 但会导致其力学性能降低, 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。
1.3 安全疏散困难
高层商住楼由于居住人数多、垂直高度大, 在火灾发生时, 大量居民同时疏散, 加之火场烟雾弥漫、能见度低, 逃生人员心理恐慌, 易造成人员拥挤、滞留甚至发生踩踏事故, 延误安全疏散时间。
2 防火防烟分区设计评析
2.1 耐火等级
该建筑为二类高层居住建筑, 根据《高层民用建筑设计防火规范》第3.0.4条“二类高层建筑的耐火等级不应低于二级”的规定[1], 该建筑耐火等级不应低于二级。根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 (GB50067-97) 第3.0.1条和第3.0.3条, 该建筑地下汽车库停车数量为52辆, 为Ⅲ类汽车库, 耐火等级一级, 符合规范要求。
2.2 防火分区、防烟分区和防火分隔
2.2.1 防火分区
为防止高层建筑内火势快速蔓延扩散, 为人员安全疏散和灭火救援赢取更多时间, 防火分区是最行之有效的保护措施。
根据《高层民用建筑设计防火规范》第5.1.1条及表5.1.1“二类居住建筑每个防火分区的最大允许建筑面积为1500m2;地下室每个防火分区的最大允许建筑面积为500m2。当设有自动喷水灭火系统时, 面积可扩大一倍。”及《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 (GB50067—97) 第5.1.1条、表5.1.1“地下汽车库每个防火分区的最大允许建筑面积为2000m2”及第5.1.2条“汽车库内设有自动灭火系统时, 其防火分区的最大允许建筑面积可增加一倍”的规定, 因此该建筑的防火分区具体划分如下:
1) 地下一层设自动喷水灭火系统, 共划分为三个防火分区, 第一、三防火分区为设备用房面积分别为407.7 m2和422.5m2;第二防火分区为地下汽车库面积为1717.1m2。该设计符合规范要求。
2) 一层为商业服务网点未设自动喷水灭火系统, 划分为一个防火分区面积为1949.7m2。该设计不符合规范要求, 应根据防火分区划分的规定, 重新划分至满足规范要求。
3) 二层至十六层住宅每层为一个防火分区面积均为417.6m 2。该设计符合规范要求。
2.2.2 防火分隔
1) 所有机房门及地下室门均采用甲级防火门, 防烟楼梯间及其前室门均采用乙级防火门, 管井检修门采用丙级防火门。防火门均采用平开门形式, 且均向疏散方向开启。
2) 所有穿楼板、穿防火墙、穿楼梯间的管道均采用套管, 施工后所有套管四周均用矿棉堵塞, 再用水泥砂浆封死。符合《高层民用建筑设计防火规范》第5.2.5条“管道穿过隔墙、楼板时, 应采用不燃烧材料将其周围的缝隙填塞密实”、第5.4.2条“防火门应为向疏散方向开启的平开门”的要求。这些防火分隔构件, 在火灾发生时可有效的减缓火势蔓延的速度, 把各防火分区相互分隔开[2]。
2.2.3 防烟分区
划分防烟分区可以把火灾烟气控制在一定范围内, 并通过排烟设施迅速排除, 从而有效地减少人员伤亡、财产损失和防止火灾蔓延扩大。根据《高层民用建筑设计防火规范》第5.1.6条“每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2, 且防烟分区不应跨越防火分区”的规定, 该高层商住楼的防烟分区具体划分如下:
1) 地下一层划分为3个防烟分区, 第一、三防烟分区为设备用房面积为407.7m2和422.5m2;第二防烟分区为地下汽车库面积1717.1m2。
2) 一层商业服务网点使用隔墙将每个商铺划分为1个防烟分区, 最大防烟分区面积为67.8m2, 因此该设计符合规范要求。
3 结论
本高层商住楼的防火防烟设计基本上符合规范标准。但是, 通过本文分析研究, 认为本工程还存在以下问题需要整改:一层防火分区面积超过规范要求的1500m2, 且该建筑一层为商铺, 人员密度大、可燃物多, 火灾危险性大。因此要重新合理划分防火分区, 不仅要满足规范要求, 更要切实考虑商铺的特点。
参考文献
[1]GB 50045-95 (2005年版) .高层民用建筑设计防火规范[S].