03wx高层建筑防火排烟设计的探讨Word格式.docx
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对于高层建筑进行内部结构设计时,没有对相应的防火区域进行划分,随便划分防火分区使得火灾发生后留下巨大的隐患。
出现火灾后使其向水平和垂直方向不断延伸,扩大了灾情的范围面积。
2建筑主体结构的耐火稳定性当前钢筋混凝土结构是高层建筑中的主要结构形式,尽管这种结构具有很强的整体性及稳固性,但在耐火稳定性能方面却存在着很达到问题。
在火灾发生过程中,钢材的抗拉和、承载等方面性能都会因为受到高温的影响而大大降低,一般只要温度达到摄氏400700度则会丧失承载能力,出现严重变形,引起建筑倒塌等事故。
2.1选择良好的耐火等级。
建筑构件的耐火极限和燃烧性能是建筑耐火能力的决定性因素,在防火设计中需要对这方面进行足够的重视,参照建筑设计标准进行等级分配与材料选择。
构件的耐火极限规定为自构件从受火的作用起,到被破坏为止这一过程的时间范围内。
根据燃烧性能可以将构件材料划分为燃烧体、难燃烧体、非燃烧体等形式。
2.2制定科学的构造方式。
在设计中应该根据建筑的实际情况对内部构造进行优化设计,通常情况下:
一级耐火等级的承重墙、柱须设计为耐火极限3h的非燃烧体,梁须为耐火极限2h的非燃烧体,而钢筋保护层的厚度控制在30mm以上。
在设计过程中务必确保主体结构的耐火稳定性,这样才能在火灾发生时争取更多的人员疏散时间,避免火灾中火势蔓延。
3高层建筑的防火间距和防火分区要设计的合理防火分区和防火间距是建筑防火设计中必须考虑的问题,尤其是在高层建筑防火设计中,合理的防火分区可效地把火势控制在一定范围内,阻止火势蔓延,减少火灾损失,并为火灾时人员逃生、消防扑救提供时间。
防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间、空间内防止火灾向该建筑的其余部分蔓延的局部区域。
防火分区一般分为垂直分区和水平分区两部分,大多采用防火墙、防火卷帘以及钢筋混凝土的楼板来实现。
垂直防火分区应以一定耐火极限楼板及窗槛墙作耐火分隔,对贯穿部分,如中厅、自动扶梯、楼梯、电梯等,而且须有相应耐火封闭措施。
水平防火分区是指用防火墙、防火门和防火卷帘等防火分隔设施将各楼层在水平方向上分隔出防火区域,以此来阻止火灾在楼层水平方向的蔓延。
防火墙上不应开设除安全疏散门以外的其他门、窗、洞口,可燃气体管道严禁穿越防火墙;
建筑面积超过防火分区面积的较大空间和敞开式楼梯间及自动扶梯在适宜位置设防火卷帘,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,发生火灾时可以自动落下将火势控制在最小范围内。
防火间距是指相邻两栋建筑物之间,保持适应火灾扑救、人员安全疏散和降低火灾时热辐射的必要间距。
防火间距应保证建筑物在发生火灾时,其相临建筑在辐射热的作用下,不加任何保护而又不被火侵入。
高层建筑的主楼与主楼之间的防火间距不应小于13,主楼与裙楼之间的防火间距应不小于2.4合理设计安全疏散楼梯楼梯是垂直疏散通道的重要途径,自动扶梯、电梯、扇形楼梯不能作为疏散楼梯使用。
高层建筑的楼梯间形式应该设计成防烟楼梯、封闭楼梯间和室外楼梯,这样不但能保证发生火灾时人员疏散到楼梯间在一定的时间内是安全的,又能阻止火势蔓延。
每个防火区应设置不少于两部的疏散楼梯,疏散楼梯应分散布置,这样有利于人员朝多个方向疏散,避免火灾时人流拥挤的现象,也可以防止两个疏散楼梯同时被烟火封堵的现象发生。
楼梯间在各层的位置不应改变且应设有直通首层室外的安全出口。
室外楼梯可作为辅助的防烟楼梯,且具有良好的自然排烟条件。
为了防止火灾时火焰从门内窜出而把楼梯烧坏,高层民用建筑设计防火规范规定室外楼梯和每层处平台,应采用非燃烧材料制作,平台的耐火极限不应低于2.5合理的设计消防电梯和避难层当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。
此时消防电梯则成为运送消防人员、消防器材尽快抵达火灾现场,抢救伤员撤离的一种交通工具,同时为扑救火灾赢得时间。
消防电梯井应单独设置,并且要分别设置在不同的防火区内;
消防电梯数量也应结合高层建筑的面积合理设置。
消防电梯还应在井底设置排水设施,避免火灾时大量水流进电梯,使消防电梯不能使用。
高层建筑楼层多,人员密集,火灾时很难保证人员能在较短时间撤出现场。
加之火场各种意外堵塞等情况,高层建筑防火设计时有必要考虑在适当的位置设计临时避难的防火避难层。
避难层的设置,可以缩短避难人员的垂直疏散距离,发生火灾时不用完全撤离火场,而只需走几段楼梯即可到达安全区避难。
两个避难层之间不宜超过15层,疏散楼梯必须设计在避难层转换,但经转换后的疏散楼梯间不能改变方向,而需直达室外地面。
避难层净面积应能满足避难人数要求,一般按人每平方米计算。
避难层应设消防电梯出口、消防专线电话、并应设有消火栓和消防卷盘。
避难层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层。
3高层建筑火灾扑救措施除了内部结构设计外,在防火工程中同样需要重视扑救措施的运用。
在对高层建筑内部结构综合分析后,结合建筑特点及火灾发展形式进行设计,能够为消防人员的火灾扑救提供帮助,以及时扑救火灾,确保人员安全。
急救人员到达火灾现场时,要对于建筑结构及火灾形式迅速做出判断,对于云梯车、手摇梯、挂钩梯等消防设备要灵活运用起来;
确保火场足够的供水量,尤其是高层建筑火灾的用水量更大。
供水过程中应正确运用铺设水带;
维持通讯网络畅通,由于高层建筑结构复杂,进入内部救活后容易迷失方向,高层上的灭火阵地与地面之间的通讯联络必须畅通无阻;
制定科学的救援方式,如:
缓降器救、消防梯救、梯子搭桥救等。
必要时,可根据火灾蔓延情况做出适当的调整,一切以保证人员安全为目标展开火灾扑救。
二、高层建筑的排烟设计1高层建筑防排烟设计存在的问题1.1自然排烟窗的开窗面积达不到规范要求。
国家标准高层民用建筑设计防火规范以下简称高规对采用自然排烟部位的开窗面积均有明确规定,例如8.2.2.5净空高度小于的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的。
但由于部分设计人员未按规范要求执行,导致部分工程排烟窗面积达不到规范要求,直接影响自然排烟效果。
1.2不具备自然排烟条件的封闭楼梯间未采取防烟设计。
高规第6.2.2.1条规定:
封闭楼梯间当不能直接天然采光和自然通风时,应按防烟楼梯间规定设置,高规同时规定了防烟楼梯间的设计要求,其中高规第6.2.2.1条规定防烟楼梯间应在楼梯间入口处设前室、阳台或凹廊,高规第8.3.1.1条规定不具备自然排烟条件的防烟楼梯间应设置机械防烟设施。
实际工程中,尤其是一些大型商场中设在中部的封闭楼梯,为节省投资,增大商场使用面积,许多未按规范设正压送风并增设前室。
1.3防排烟风机的配电与规范要求不相符合。
风机的供配电达不到高层民用建筑负荷级别要求,有的供电线路不是接自消防电源,而是接至楼层照明配电箱,有的设计采用单回路配电线路,有的设计未设末端电源自动切换装置,均达不到一、二级供电负荷要求的专用双回路,设末端自动切换装置的规定,防烟楼梯间与防烟前室共用正压送风系统的设计有缺漏。
在有的设计图纸中,当防烟楼梯间及其前室(非与消防电梯合用前室)均不具备自然排烟条件时,防烟楼梯间及前室分别设置了正压送风。
根据高层民用建筑设计防火规范以下简称高规第8.3.1.1条规定:
不具备自然排烟条件的防烟楼梯间应设置独立的机械加压送风的防烟设施,其不具备自然排烟条件的前室可以利用楼梯间送风的余压达到规范要求,无需再设置正压送风,从而满足经济合理要求。
实际的工程中,许多设计人员或施工人员,都忘了在楼梯与前室之间设计、安装一个余压阀,导致实际上楼梯间的风压无法进入前室,造成楼梯间的风压太大,影响到疏散,前室只靠楼梯防火门的缝隙漏风,风压又不足的事实。
明敷配电线路的安装不符合要求,有的防排烟风机的配电线路穿PVC塑料管,有的穿金属管未涂刷防火涂料,不符合穿管的防火性能要求。
1.4排烟阀安装位置不对。
由于施工人员对排烟阀的作用不理解,认为与送风阀什么两样,造成排烟阀经常被很规矩地安装在墙面的正中位置。
其实排烟口的设计、安装是有明确要求,如排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上,且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.5米,设在顶棚上的排烟口,距可燃构件或可燃物的距离不应小于1.0米。
2控制火灾烟气蔓延的措施2.1划分防烟分区防烟分区是指在建筑内部屋顶或顶板、吊顶下采用具有挡烟功能的构配件进行分隔所形成的,具有一定蓄烟能力的空间。
划分防烟分区能够在火灾初期阶段将烟气控制在一定范围内,使火场产生的高温烟气不致随意扩散,以便蓄积和迅速排除,人员疏散时烟气的浓度处在安全允许值之内。
高层民用建筑设计防火规范(以下简称高规)中明确规定了:
设置排烟设施的走道、净高不超过6.00m的房间,应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下凸出不小于0.50m的梁划分防烟分区。
同时,规范对防烟分区的面积做出了不宜超过500m2要求,这是因为若防烟分区面积太小,烟气迅速充满空间且提高工程造价;
防烟分区面积过大,会使烟气到达顶棚后横向扩散过程中遇周围的冷空气而变得较冷较薄,浮力下降,从而降低蓄烟排烟的效果。
2.2设置排烟系统建筑中的排烟可采用机械排烟方式或可开启外窗的自然排烟方式。
自然排烟是通过冷空气和热空气的对流运动实现的,可开启外窗成为冷空气的入口和热空气的出口。
而机械排烟方式是利用排烟机把着火区域中所产生的高温烟气通过排烟口排至室外。
这两种方式都是将烟气排至建筑物外,从而降低烟气浓度,控制建筑内的有烟区域保持一定能见度的系统。
排烟系统一般设置在长度超过20m内走道、面积超过100m2房间、中庭及可燃物较多的地下室。
2.3设置防烟系统建筑中的防烟可采用机械加压送风防烟方式和可开启外窗的自然排烟方式。
机械加压送风方式是对着火区以外的区域,如疏散通道等需要防烟的部位送入足够的新鲜空气,使其保持高于建筑物其他部位的压力,从而把着火区域所产生的烟气堵截于防烟部位之外。
自然排烟防烟方式是允许烟气进入安全部位,使烟气通过可开启外窗排出的防烟方式。
烟气顺楼梯间或电梯井等竖井中扩散速度极快,一般垂直为3.0m/s-4.0m/s,当建筑高度超过50m时可达到6.0m/s-8.0m/s,且建筑物越高,这种现象越明显,而楼梯间是人员疏散的主要通道,消防电梯是消防队员进入建筑物内部进行扑救的主要工具。
因此,防烟楼梯间及前室、消防电梯前室、合用前室是防烟系统的重点部位。
当高层建筑内设有避难层时,避难层也应设防烟设施。
三、总结在高层建筑设计中,对于防火设计必须要给予足够的重视,这是保证建筑安全使用的重要前提。
而设计者需要结合建筑的实际情况多方面制定防火设计方案,不仅要注重防火系统的设计,还需要对防火设备合理安排,这样才能真正保证高层建筑的安全性。
参考文献:
【1】徐胡珍.高层建筑消防安全探析J.安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2008,12(7):
33-35.【2】高层民用建筑设计防火规范【3】DGJ08882000,民用建筑防排烟技术规程S.1.高层建筑防火与防烟排烟设计探讨高层建筑防火与防烟排烟设计探讨一、前言目前,国内一些较大型的高层建筑的中房间、走廊、中庭、避难层、防烟楼梯间及其前室,消防电梯前室或合用前室等采取自然排烟,机械排烟、机械加压送风等几咱处理方式,但各种处理方式所选择的计算方法及计算参数却不尽一致。
根据1995年11月1日开始执行实施的高层民用建筑设计防火规范(GB5004595),对高层建筑防火与防排烟设计有了较明确的规定。
二、宏兴大厦工程简介宏兴大厦总占地面积为9774.71m2;
建筑基底面积为4168.36m2,总建筑面积为25938.3m2。
该工程1994年3月开始设计。
大厦设计风格独具:
由一幢综合楼、一幢高层点式住宅和三幢多层住宅构成,整个群体建筑呈现周边设置,内部则形成较大面积的室外庭园空间。
大厦内有商场。
杨杰将军纪念展览馆、办公用房,业务用房,商住宅房、“平,战结合”的地下室、卡拉OK厅,餐饮、洗衣房、桑拿健身中心等娱乐休闲设施,是昆明市建筑功能较多的高层建筑这一,祥见图1、图2。
根据昆明“四季如春”的气候特点及宏兴大厦的建筑功能,本设计商场、展览厅、商住宅房等部分采用自然通风方式,仅在C区接待住宅住房采用局部空调,A区商住宅和C区接待住房的浴厕采用局部机械排风。
地下停车库则按“平、战结合”的原则,和平时期按停车库考虑设机械排风和机械排烟;
战时按二个防护单元的人员掩蔽室考虑采用滤毒式机械通风和超正压排风。
此外,根据高层建筑防火规范有关规定,对”不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯前室或合用前室”和“采用自然排烟措施的楼梯间,其不具备自然排烟条件的前室”设置独立的机械加压送风防烟设施;
对“无直接天然采光和自然通风,且长度超过20m的内走道”设置机械排烟设施。
其通风、排风、排烟系统划分为:
1、地下室设二个防护单元的滤毒式机械通风系统(系统略述)2、地下室设二个排风、排烟系统。
二系统的机房分别位于A区和C区地下室设备附房内,其排风、排烟风机采用变频调速、平时(各平时期)风机按地下库所需排风量低速运转;
火灾时按地下室机械排烟有关规定由消防中心控制切换于高速运行;
战时,按滤毒式机械通风所需排风量考虑该系统人防防保护单元的超正压排风。
3、C区十二十四层内走道机械排烟系统,见表1、4、C区十二十四层接待住房局部空调系统(系统略述)。
5、A区、C区楼梯间区、前室与合用前室防烟系统,见表1。
6、浴厕局部排风系统(系统略述)。
三、建筑防火设计该大厦综合楼为一类建筑,耐火等级为一级;
高层住宅和多层住宅部份为二类建筑,耐火等级为二级,地下室分成四个防火区,高层部份分成三个防火分区,每个防火分区均有二个安全出入口,商场和地下室内设自动喷淋装置。
高层综合楼和高层住宅均有1-3以上临空面满足消防要求,此外,多层住宅后面考虑留有消防通道,等等。
四、防排烟设计目前,高层建筑防排烟方式一般分为三种。
即:
1自然排烟;
2机械排烟;
3机械加压送风防烟了上述方法。
具体详见表1。
表1防排烟设计名称防排烟方式备注商场及商场业用房自然排烟位于B区展览馆自然排烟位于C区十五层商住宅房自然排烟位于A区四十四层接待住房自然排烟位于C区十二-十四层接待住房走廊机械排烟位于C区十二十四层地下停车库“平、战结合”机械排烟位于B区、C区地下室设备附房机械排烟位于A区、C区地下室防烟楼梯间及合用前室机械加压送风位于A区、C区楼梯间,合用前室。
笔者认为,符合下述条件的部分均可自然排烟:
1.需要排烟的房间可开启外窗不小于该房间面积的2%;
2.长度不超过60m的内走道,可开启外窗面积不应小于走道面积的2%。
3.净空高小于12m的中庭可开启天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5%;
4.排烟窗设置于上方,并设有方便开启的装置。
自然排烟是利用热压、风压使室内外空气对流并通过外窗,阳台等建筑设施排烟。
但其效果受许多不稳定因素影响,如风压随风速、风向、作用位置的不同而变化。
当着火层房间的窗户处于背风时,能起到很好的排烟效果;
但当其处在迎风面时,反而会降低排烟效电动机,甚至把烟气吹进走廊或其它房间,引起火势的扩散。
因此,采取自然排烟措施的部位应严格遵照高层民用建筑设计防火规范有关规定。
而采用机械排烟则只能在火灾初期,在正确的位置上报警,就可使烟气分离并排出,使烟难以流进避难层或其它房间,这是它的优点,另一方面,也有它的不足之处,即排烟能力受到限制,如果烟气向几个区域同时扩散的话,就毫不办法。
因此,及整个机械排烟设施时,其排烟风机设备选型和风量、风压选取、排烟风口位置、排烟管道材料以及整个系统的控制应符合现行的高层民用建筑设计防火规范有关规定。
在上述不具备自然排烟设施的楼梯间,设置独立的机械防烟系统,分别防烟楼梯间及其前室、消防电梯井及其前室或合用前室加压送风,以造成一个压力差,防止烟气侵入这些通道。
火警时,由消防中心联动,开启火灾层与上下层相邻楼层防烟送风口。
同时,关闭其它未受灾层的防烟送风口,用风机通过竖井混凝土同道作灾层与上下相邻楼层的机械加压送风。
其控制系统简单、安全,可靠,近年来已成为国内、外高层建筑广泛采用的主要防烟方式。
笔者通过工程设计总结得知,设计机械加压送风系统时主要需确定:
1.加压风机的风压;
2.加压送风风量;
3.加压送风系统与消防中心联动控制;
4.加压送风道断面尺寸和其送风口断面尺寸。
其系统的设计要点是:
1.楼梯间和合用前室应分别独立设置加压送风系统。
2.为保证有效的防烟效果,设计时计算确定的加压送风量不应小于高层民用建筑设计防火规范所规定的数值。
详见表2。
表2加压送风风量(m3/h)序号机械加压送风部位系统负担层数=20层系统负担层数20-32层1仅对防烟楼梯间加压(前室不送风)25000-3000035000-400002对防烟梯间及其合用前室分别加压楼梯间16000-2000020000-25000前室12000-1600018000-220003仅对消防电梯前室加压15000-2000022000-270004仅对前定和合用前室加压(楼梯间自然排烟)22000-2700028000-320005对全封闭避难层(间)加压按避难层净面积每平方米不小于30m3/h计算注:
表中1-4风量按开启2.0m1.6m的双扇门定,当采用单扇门时,表中风量乘0.75,当有两个或两个以上出入口进,表中风量乘1.5-1.75。
当建筑物超过32层时,加压送风系统应分段设置。
3、为保证有效的防烟效果,设计时应使楼梯间加压送风的压力高于前室压力,前室压力高于走廊或室内压力,需符合高层民用建筑设计防火规范要求“防烟楼梯间为500Pa”,“前室、合用前室、消防电梯前室,封闭避难层(间)为25Pa”的有关规定。
4、楼梯间每隔二至三层可设一个加压送风口;
前室的加压送风口应每层设一个。
风口应采用自垂式百叶风口或常开百叶风口,当采用常开百叶风口时,应在加压机压出管道上设置逆止装置。
5、前室的加压送风口应每层设一个,送风口为常闭式。
当火灾烟感器探得火灾讯号时,其讯号将立即送至消防控制中心,并立即使加风机启动同时将火灾层上、下邻楼层前室的送风口找开,对前室进行加压送风。
6、对于超高层建筑,为了减少热压对机械加压送风系统的影响,可采用楼井竖向分区,在两区的送风之间设密闭门(或利用避难层隔断),分区设置独立的机械加压送风系统。
总之,机械加压送风防烟方式是目前国内外认为最安全的一种防烟方式,如果设计合理是可以取得很好的效果的。
已建成的许多高层建筑也证实了这一点。
设计人员在高层建筑设计方案阶段就应考虑好防火分区,防烟分区的划分,确定合理的、安全可靠的防排烟方式,这是保护国家财产和人民生命安全的重要措施和保证,应引起高度重视2.浅谈高层建筑的安全疏散防火设计随着国民经济的迅速发展,我国城市建设突飞猛进,高层建筑如雨后春笋般崛起,特别是出现了不少大体量的综合性的高层建筑,这对改善城市景观和人民居住条件起到了积极作用。
由于高层建筑的特殊性,安全疏散设计成了高层建筑中的重要问题,已经引起了相关部门的重视。
从已有的火灾案例来看,高层建筑存在较大的火险隐患,特别是在安全疏散方面问题突出,其防火设计必须受到重视。
高层建筑的安全疏散设计在满足高规规定的基础上,还应有其更严格和具体的要求。
一、高层建筑的概念高层建筑因其占地面积小、充分利用空间、能有效地解决城市用地紧张,特别是它的面积集中、体形高大、能满足人们多功能使用的需要等特点越来越受到人们的青睐,并已成为现代化城市特征的重要标志之一。
高层公共建筑为城市增添了锦绣,但同时也出现了火灾发生时火势蔓延快、人员不易疏散、火灾扑救困难等新的问题。
由此看来,高层公共建筑的安全疏散已成为我们要解决的首要问题。
高层建筑的特点,一是层数多,垂直疏散距离长,人员需要较长时间才能疏散到安全场所;
其二是发生火灾时,在“烟囱效应”作用下,烟气和火势竖向蔓延快,增加了安全疏散的困难,而平时使用的电梯由于不防烟火和停电等原因停止使用;
其三是人员集中,容易出现混乱,拥挤的情况。
而且在疏散过程中人往往具有一种恐惧心理,往往是向熟悉的路线疏散,向明亮的路线疏散,也增加了疏散的困难。
高层建筑的功能分区合理,交通路线通畅,人员安全疏散快捷,不仅反映了一个建筑物的实用性和经济性,同时还涉及到人民生命财产的安全性问题。
对高层建筑进行防火设计,应从其建筑及使用特点出发,充分考虑建筑功能与消防安全的合理关系。
安全疏散和避难设计攸关人员生命安全,要求高、难度大,无疑是高层建筑防火设计中的重点和难点。
二、高层建筑安全疏散设计的若干对策对于综合性的大型建筑,主要安全疏散设施是指疏散楼梯、公共走道和门;
对于高层旅馆、饭店和写字楼,还有安全疏散辅助设施,如疏散阳台、缓解器、救生袋等,超高层建筑还有避难层或避难间等。
合理布置安全疏散设施,为人们安全疏散创造条件,对于避免和减少人员伤亡事故和严重经济损失有着十分重要的意义。
1、合理布置安全疏散路线。
在发生火灾时,人们在紧急疏散时,一个阶段比一个阶段安全性高,即人们从着火房间或部位,跑到公共走
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