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[中图分类号] TU998.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-9-376-1
高层建筑相对于一般民用建筑来说结构较为复杂、楼层较高,因而在高层建筑发生火灾时安全疏散、防烟排烟都给火灾扑救工作带来一定的困扰,若设计中未充分考虑到这些因素,将导致火灾发生时火势难以控制且迅速蔓延,严重威胁着人们的生命和财产安全。因此,在高层建筑消防安全设计中,设计人员必须根据高层建筑的特点考虑到各方面因素,确保合理的设计使火灾发生的情况下人员能够及时疏散,尽可能降低人员的伤亡数量和财产的损失。
1高层建筑消防安全疏散设计的概念
在发生火灾时引导人们撤离到安全的区域也就是所谓的安全疏散。而高层建筑安全疏散设计是提前预测高层建筑在发生火灾的情况下的安全疏散形式。往往在高层建筑安全疏散设计过程中需对烟气流动方向、火势大小等进行重点考虑,这样在发生火灾的情况下有利于进行安全疏散,以保障人们的安全[1]。此外,在高层建筑消防安全疏散过程中,考虑到高层建筑各方面的特点设计工作的重点,要确保高层建筑在发生火灾时处于任何一个位置的人都能够迅速撤离危险的地方,特别是针对一些残疾人或老年人,由于行动不便,因此要考虑到设计专门的安全通道。
2高层建筑消防安全疏散设计的特点
从当前高层建筑的实际情况来看,安全疏散问题给高层建筑设计工作带来了较大的难度,甚至一直困扰着高层建筑的高计。与其他建筑相比,高层建筑的特点主要体现在[2]:①高层建筑住户较多因此集中的人员较多,在发生火灾时人们内心充满恐惧,撤离时乱成一团,导致极易出现拥堵或混乱的现象,甚至盲目逃跑而走错通道;②高层建筑内物品较为集中且非常多,特别是一些易燃、易爆物品,使高层建筑发生火灾的几率升高;③通常在高层建筑发生火时,火势蔓延迅速,并且会随着通道、管道使整个建筑浓烟滚滚。这些因素在高层建筑发生火灾时都会影响着安全疏散工作的实施。对此,掌握高层建筑的特点是消防安全疏散设计的关键。
3高层建筑消防安全疏散设计的原则
由于高层建筑结构较为复杂,决定着在消防安全疏散设计过程中采用单一的疏散方式是难以达到安全撒离的,因此需根据具体情况采用多种疏散方式,并且还要考虑到机械故障等问题是否会影响到疏散工作的顺利进行。为此,必须严格遵守消防安全相关技术规范进行设计,充分考虑到各方面因素,明确高层建筑的安全区域,以确保在发生火灾时业主能迅速撤离到安全的地方。通常设计人员在设计之前需制定疏散计划,尽可能确保疏散通道和安全区域的安全,不允许出现易燃、易爆的建筑材料,以避免影响到人员疏散。
4高层建筑安全疏散设计的方法
4.1合理设计疏散路线
通常在高层建筑安全疏散设计中需对出口到房U最远端部分的距离、出口的数量及宽度进行充分考虑。具体应注意到以下几个方面:(1)做好疏散路线的设计。由于高层建筑内部结构比较复杂,内部走廊较多,且综合性较强,往往在发生火灾紧急疏散时难以辨认方向,因而难以找到出口。因此,在设计高层建筑的疏散路线时应遵循简单明了的原则,并且将疏散指示标志设置在醒目的地方;(2)进行合理疏散。往往人们在情况紧急的情况下都缺乏思考,因此要将疏散口布置在靠常人们习惯走的路线,最好能将疏散通道和经常使用的楼道相结合,有利于人们在短时间内安全撤离。
4.2合理设计安全出入口
合理设置安全出口重点要考虑到以下方面[3]:(1)确保安全出口数量。往往人们在遇到火灾情况下都处于惊慌状态,难以有秩序进行疏散,在疏散过程中容易出现拥堵、踩踏,因而在设计安全出口时,应确保足够的安全出口数量,使人们能够从多个安全出口撤离;(2)确保安全出口的宽度。在以往的火灾事故中,安全出口被堵的现象较为常见,其主要因安全出口的宽度较窄而导致现场拥堵,从而延长人群通过的时间,因而在高层建筑消防设计时为避免再出现这一问题,要确保安全出口设计时符合消防要求,按照人数指标进行计算安全出口的宽度,以彻底解决安全出口被堵的这一问题。
4.3合理设计避难层
对于高层建筑通常应该专门设置一个避难层,也就是设置一个临时的避难楼层以供受灾人员躲避火灾。在设置避难层时,若建筑楼层高于25层,则应在建筑中部设置一层专门的避难间。避难层的形式主要包括专用避难层及与设备层结合这两种。其中专用避难层主要以垂直交通设施和设置为避难层的核心部位,需采用耐火时限超过1小时的围墙围护起来;而与设备层结合一般采用较多,其主要通过集中布置设备管道,并利用采用耐火时限超过1小时的墙围护起来,在发生火灾时要以在此等待救援。
4.4合理设计报警系统
在高层建筑中,某一层住户发生火灾时,往往其他层的住户难以发现,等到人们发现时而火势已逐渐扩大。因此,在高层建筑中设置消防自动化系统起着至关重要的作用,一旦火灾发生后,通过利用自动化建筑消防系统可进行自救,及时开启喷淋装置浇灭大火。同时,设计火灾报警系统能够在高层建筑发生火灾后及时通知建筑中居住的人员,并且火灾报警系统会与自动灭火系统连接,使喷淋装置被自动开启,从而控制火灾的源头,有利于消防人员进行检查。往往在设置应急广播扬声器时,应考虑到设置在每一层的不同位置,以确保在每一个位置都能听到火灾报警。
5结语
总之,随着高层建筑的出现,满足了人们居住需求的同时给人们工作、生活带来了极大的便利,但对于高层建筑来说,由于楼层较高,一旦发生火灾后影响人们疏散的因素较多,这是高层建筑疏散设计中一个大问题。为确保在发生火灾时人员能够及时疏散,并保障人们的安全,就要求高层建筑在消防安全疏散设计中考虑到各方面因素,以确保安全疏散工作的顺利进行。
参考文献
[1]李元会.浅谈高层建筑消防安全疏散设计的优化与措施[J].有色金属设计,2008,04:56-62.
关键词:高层建筑; 防火 ;疏散设计
Abstract:With the continuous development and prosperity of China's economy, the increasing high-rise buildings, but the tall building major fires have occurred from time to time. The cause of this situation, often with high-rise buildings, large number and function also features more complex is closely related to. Due to the different types of tall building is the main place for people life and production, but also the property of highly concentrated place, so it can be said that the damage to people is the most direct, the most serious is the high-rise building fire, so in recent years the main aspects of fire prevention is the high layer building fire. In recent years, fires with commercial buildings increases, component showed a rising trend. To commercial buildings, fire prevention and safe evacuation design in its mass, large space, multi functional characteristics tend to be more difficult than ordinary construction. Therefore, the focus of social commercial building fire safety and evacuation design is how to prevent and reduce fire losses. Therefore, research on high-rise building fire protection and evacuation design, has the very vital significance.
Key words: High-rise building; fire; evacuation design
Abstract: As China's economy continues to develop and prosper, high-rise buildings continue to increase, but the major high-rise building fires have also occurred. The reasons for this result are often associated with high-rise buildings quantity, body mass and functions are more complex features are closely related. Because different types of high-rise buildings are people's lives and production of the main sites, it is also the property of the highly centralized place, it can be said that the harm to people is the most direct, the most serious is the high-rise building fires, so in recent years a major fire prevention aspect is the high-rise building fire. With fires in recent years the growing number of commercial buildings, components, showing a rising trend. To the commercial building fire and safety evacuation design in its large-scale, big space, multi-functional characteristics often under more than ordinary construction difficulties. Thus, social current commercial building fire safety and evacuation design focus is how to prevent and reduce fire losses. Therefore, the study design of high-rise building fire safety and evacuation, has very important significance.
Key words: High-rise building; Fire; Evacuation Design
中图分类号:[TU355]文献标识码:A文章编号 :
1.引言
中国13亿人,既有非常发达的城市,也有相对落后的农村,城市里面既有现代化的建筑,不亚于纽约、东京的高楼大厦和商场餐馆,又有消防安全基础较差的城中村、小胡同,消防基础设施不配套。很多城市建设很快,道路修得很好,大厦修得很好,但是公共消防设施配套并不齐全。公安部消防局陈伟明局长指出,高层建筑防火、地铁火灾等是一个综合问题,需要外国先进经验和中国情况相结合,走出适合中国国情的一条新路。
近年来,随着全国各地城市化进程的加快,鳞次栉比的高层建筑成了城市现代化的标志之一。与突飞猛进的高楼设计技术和发展形势相比,高层灭火救援技术研究与应用相对落后,消防救援难题越来越凸显。
这就需要我们研究怎么适应我国经济社会快速发展,做好我们的消防工作。要创新,学习外国的先进经验。比如高楼大厦、地铁的消防安全,西方发达国家的经验就比我们多,有一些经验是可以拿来借鉴的,学习人类优秀科技成果也不丢人。但是,有一些东西又不可能完全学习,要结合中国的情况,水土不服也不行,要结合我们的情况走出一条新路。
比如高层建筑防火怎么办,地铁防火怎么办?在国外也是世界性的难题,美国也没有完全解决,日本也没有完全解决。还是要用综合的办法,从防范入手,从抓点滴入手。我到上海的时候看过日本投资最高的大楼。
浦东由日本投资最高的大楼,消防安全管理非常严格规范,哪一层什么状态,一目了然,监控得非常清晰,监控员非常认真负责任,大楼里面这么多电气,这么多人,不用火是不可能的,还有饭店和酒吧,安全用火、规范用火非常的重要。如果发生了火灾,已经大面积过火再救,即便救下来损失也是非常大的。
所以说高层建筑防火是一个综合问题。又比如地铁火灾怎么能防范,现在社会安全意识都提高了,地铁安检是非常好的措施,危险品不带入车站,就为大家的安全提供了一个保证。这些课题正在进行研究,这需要一个过程。
2.高层建筑的火灾危险性及火灾特点
高层建筑的火灾危险性比一般建筑大得多,楼层高、人员多、蔓延快,扑救和疏散难度大,一旦发生火灾,极易造成重大人员伤亡和财产损失。
2.1火势迅猛,蔓延途径多
高层建筑内的楼梯间、管道井、电缆井、排气道等各种竖向管井,就像一座座高耸的烟囱,易形成“烟囱”效应,使火势迅速蔓延扩大。另外,高层建筑特别是有豪华装修的建筑,其内部陈设和装修材料大多是可燃或易燃材料;燃烧后产生有毒的气体。建筑物内起火后烟火先是向上扩散,遇到顶棚等转向水平方向,再沿着墙壁向上、下运动,随着空气的对流,愈烧愈烈。一旦烧透房顶、门窗或设备孔洞等,就会迅速向外蔓延。据测试,火灾时烟火水平方向的流动速度为0.3~0.8米/秒;垂直方向为2.4米/秒。烟气在无阻挡的情况下,对一座长百米左右的建筑物,只要2~5.5分钟就可以从一端扩散到另一端;在垂直方向不到1分钟就可以蔓延几十层,不要很长时间,整座大楼就可能形成一片火海。
2.2人员疏散困难,伤亡严重
高层建筑一旦发生火灾,人员疏散比较困难,往往会造成大的人员伤亡,这是因为:一是楼层多,建筑物高,垂直疏散距离远,需要疏散的时间长。而且人的疏散正好与烟火蔓延的方向相反,不得不在烟熏和热气流的烘烤中进行疏散,进一步增加了疏散的艰巨性和危险性,疏散人员往往会被烟火熏倒。二是人员集中,疏散设施少。由于普通电梯井拔烟火的作用强,容易扩大火势,不能保证疏散安全,只能使用楼梯疏散。高层民用建筑容纳人数较多,要在较短的时间内将人员全部撤离危险区难度很大,而且在慌乱中,难免发生挤伤等惨剧。
2.3高层建筑自动消防设施的运行状况欠佳,存在火灾隐患多
由于高层建筑的使用管理单位火灾防范意识不强,没有真正将消防安全责任制和消防安全制度落到实处,普遍存在消防设施维护管理不善、违章关闭消防设施等隐患。高层建筑大多数都有自动消防设施,但由于使用单位缺乏技术过硬维护管理人员,日常管理维护不善,再加上人员不固定,流动性强,导致了自动消防设施的运行质量差。
3.高层建筑消防系统设计存在的常见问题
3.1消防给水问题
消防加压泵的选型必须满足流量和扬程的需要,经计算,消防流量为20L/s,消防泵所需扬程为105m。水泵选型时,很难选到符合设计要求的水泵。
3.2防排烟问题
对于高层建筑,室外风向、风速对室内烟气流动有显著影响。风力作用在建筑物外墙时,迎风的一面产生正压即压力,背风的一面产生负压即吸力。当着火的房间位于背风面时,房间内烟气在负压作用下沿外墙窗口排出;当着火的房间位于迎风面时,房间内的烟气在正压作用下不能向外排出,而是沿内墙门、窗及通风管道向同楼层其它部位扩散,风速越大,风压越大,扩散的速度就越快。
3.3安全疏散问题
在消防审核、验收的过程中,凡应设置封闭或防烟楼梯间的建筑,均按照规范要求设置了封闭或防烟楼梯间。但发生火灾时,这些理论上安全的封闭或防烟楼梯间的安全值究竟有多大?因此,对封闭及防烟楼梯间中防火门的设置有必要进行探讨。
3.4消防安全责任没有得到全面落实
与《消防法》相配套、适应经济社会发展要求的公共消防安全评价机制、部门信息沟通和联合执法机制还不够完善。一些单位、企业内部高层消防安全检查管理制度没有得到有效执行。多产权、多使用权的高层建筑无统一的消防管理机构,业主职责分工不够明确,消防设施维护管理和维修费用不落实,消防器材投入不足,自动消防设施未实行年度专业检测维护。物业公司人员老化、数量不足、专业素质不理想,部分消防控制室监控设备未发挥应有作用,值班人员未经消防专业培训,不具备对自动消防设施的维护、操作技能。相比较而言,旧小区和商住一体建筑内安全责任的落实情况更为令人担忧。
3.5高层建筑用途变更带来消防管理隐患
一是办公用房租售为商业用房。部分楼层在开发设计时为办公用房,没有喷淋、报警、机械排烟等消防设施设置,租售出去后转为商业用途,必然形成先天性火灾隐患。二是商业用房变为居民住宅。少数下部商业、上部办公和宾馆式公寓的高层综合楼,经有关部门批准后,上部改为住宅出售,业主因与开发商的各种矛盾,导致公用区域大量占用,公共消防设施无人、无资金维护管理,消防设施损坏或被盗,形成消防真空。三是消防通道不畅。高层商业部分装修分隔影响了原有疏散通道布局,货架隔断和广告牌设置封堵外窗,影响自然排烟和火灾扑救,不利人员疏散。消防管理环节的缺失,必然导致隐患滋生。
3.6高层建筑施工、使用中的不规范行为增加火灾隐患
一是户外消防障碍多。高层商业楼户外停车区域设置和管理不规范,设置石墩、铁桩,影响消防车通行和靠近扑救;高层住宅区车位设置数量不足,停车占用消防车通道,户外新增停车泊位和绿化景观占用消防车的扑救面和回车场地。二是施工现场可燃材料多。高层建筑施工现场的脚手架、支模架、防护网为可燃材料,内部大量使用可燃装修材料,有的内部还有员工宿舍,施工期间无临时消防给水设施,违章用火用电极易导致火灾发生。三是部分业主安全意识不够强。存放易燃易爆物品,大量使用可燃物装修,常有燃放烟花爆竹等不规范、不安全的行为。四是公民自我保护的能力弱。一些居民不懂得灭火器的操作使用方法,缺乏火灾预防、初起火灾的扑救知识及逃生自救能力。
4.世界各国高层建筑防火经验
4.1法国
高层建筑分成若干防火区
法国要求高层建筑划分成若干个防火区,各区间以耐火极限为两小时的隔墙分开。
在结构布局上,他们还规定如果不能在外立面墙设置消防设施,除主楼梯外还需另外设置疏散用的消防、防烟楼梯。该楼梯宽度相对于主楼梯可稍窄,但位置要求在与主楼梯不会同时受到烟雾包围的地方。
此外,高层建筑应避免地下室和地上各层直接相通,地下各层的楼梯间应能在一定程度上防止烟火蹿入地上的居住层。如果地上需与地下室直接相通,就要在相通处设置过厅,并安装能自动关闭的实心门和耐火极限为1.5小时的防火装置。为了在火灾初起时能迅速疏散居民,法国还要求在设计中每户出口与最近楼梯间的距离不超过20米。
4.2美国
超过30层楼顶必设停机坪
美国在上个世纪建立了世界上第一代火灾模型,并尝试利用大型计算机模拟高层建筑火灾发展。在大量实验研究基础上,美国的高层建筑防火立法已趋完善。
在建筑设计上,美国规定高层民用建筑必须安装紧急照明设备、紧急排烟设备、感烟火灾自动报警系统、自动灭火装置以及安全疏散设施。超过30层的公共场所,其楼顶必须设置直升机停机坪。在建筑物的室内装修上,美国通过立法限制建筑物的火灾荷载,提高建筑耐火等级。如高层建筑内禁止采用可燃性物质进行装修,禁止铺设可燃性化纤地毯。同时规定室内家具,如沙发、床等,也应具备一定的阻燃功能。
4.3香港
每25层应有1个避难层
香港《疏散方法规范》要求,在非工业建筑中,至少每25层应有1个避难层。避难层可以为疏散中的人群提供休息,为残疾和受伤人员提供保护,也可用作救援队的疏散指挥点,便于建筑内人员有序疏散。避难层面积应满足预期避难人数的要求,在结构上具备充分的净空高度、防火分隔、耐火和灭火系统以及防止烟气滞留的通风系统,在设备上具备灯光和信号指示。
5.高层建筑的防火安全管理对策
根据高层建筑的使用特点和火灾危险性,应加强对高层建筑的消防安全管理。
5.1严格把好设计、施工关、验收关
坚决杜绝高层建筑在设计或施工时留下隐患。严格把好高层建筑的二次装修审批验收关,严格控制可燃、易燃材料装修,防止随意改变使用功能,破坏原建筑消防安全布局。
5.2坚决贯彻“预防为主,防消结合”的消防工作方针
高层建筑的防火工作,要坚决贯彻“预防为主,防消结合”的消防工作方针,建立健全防火安全责任制,实行责任到人、层层负责的消防管理机制,定期地进行消防模拟演习,加强消防宣传培训,提高员工的消防意识。
5.3高层建筑的消防设施要加强维修保养,确保系统正常运行
高层建筑内消防设施比较完善,如防排烟系统、火灾自动报警系统、火灾自动喷淋系统、气体自动灭火系统等。这些设施可以及时地发现火灾和尽快地扑灭火灾,减少损失和伤亡,有效地提高高层建筑的自防自救能力。因此加强高层建筑消防设施的维修保养,是确保消防安全的一项重要的工作。
5.4加强用火用电管理,是高层建筑避免和减少火灾事故发生的有效措施
从历年火灾发生的情况分析,电气火灾发生率占比例最大,因此必须加强高层建筑用电的管理,在用电管理方面,不得随意增加用电设备,不得乱接乱拉临时电线,电器设备的安装要严格按电气安装规程的要求设计施工。在用火方面,必须严格管理,公共场所要防止烟头可引起可燃物起火。酒店的厨房用气用油必须严格遵守安全操作规程,油烟机必须经常清洗,防止积油过多引起火灾。高层建筑的电焊作业应遵循三级动火审批规定,确保动火安全。
高层建筑的防火安全管理是一个动态过程,要从设计施工入手,避免遗留先天性火灾隐患。在使用过程中还要加强管理,定期维护保养消防设施,提高高层建筑使用人员的消防安全素质,是做好高层建筑防火工作的重要措施。
5.5大力推广使用建筑防火材料
在传统装修中,内部装修所用建材产品的防火安全问题一直没有引起人们的关注,建材产品的耐火性普遍不高,因此在火灾发生时,建材产品便成为大火的“推手”,普遍使用以木材、板材为代表的建材及装饰用材。我国现行的高层建筑防火法规,关于耐火等级等方面都有严格要求,因受成本及利益驱使,按规定办事的少之又少。只有严格按照标准建设,才能从根本上有效预防超高层建筑火灾。
5.6大力加强工程施工防火监管
《消防法》和《消防条例》都有相关条文,《建设工程施工现场消防安全管理规定》也对建设工程施工现场有更为明确的管理要求。但施工中经常因缺乏有力监管而存在安全隐患问题。据在建工地火灾案例查阅,一个月内就会发生好几起,可见这类事故的发生机率之大。
5.7大力发展城市防灾救援能力
俗语“工欲善其事,必先利其器”,城市高层建筑迅速增多,对防灾装备和救援能力都带来了新的挑战。上海火灾中警用直升机也参与了此次救援,但因为现场浓烟太大,无法靠近大楼。原本考虑将楼内居民从楼顶通过直升机疏散的计划没能实现。救援的困难在于云梯难以到达20层以上,20层以上火势难以控制。从周边高楼向该楼喷射的水因力量不足灭火效果不佳。从一个侧面反映出目前消防救援能力与高层建筑发展的失衡问题。我们在不断发展高层建筑的同时,更要重视及时跟进消防安全和救援能力,甚至应该超前发展,以防止出现“有灾救不了”的局面,城市发展与城市防灾需要综合考虑。因此要加大财政投入,研发新型防灾科研成果;配备和更新常用消防救援器材装备;加强消防队伍力量建设;加大消防宣传力度;增加公共消防设施等等。
5.8进一步加强建筑固定消防设施操作方法训练
5.8.1积极开展理论培训
理论培训要编印相应教材,有针对性地开展研究,进行课堂教学。需要请聘请关消防专业人员作为教员,结合典型案例并结合相关工程图纸与图片等资料进行讲解。这样的培训方式使得理论培训不仅仅是对固定消防设施的相关操作方法进行了系统全面的理论学习,更是结合了本区域的固定消防设施的实际情况。
5.8.2科学、全面地开展固定消防设施训练
开展固定消防设施训练应该从建筑环境、设备状况出发,因地制宜制定训练计划,虽然没有一个固定的模式,但必须遵循“以固为主,固移结合”的原则。
5.9要增强忧患意识,提高对高层建筑消防安全的重视程度
高层建筑消防安全是重大的民生问题,体现了对每个人宝贵生命的珍视。近两年,一些大中城市高层建筑火灾接连发生,一起比一起影响大,一起比一起损失重。上海公寓大火致58人遇难70余人受伤,长春在建高层建筑突发大火直接经济损失600万,重庆29层居民楼大火住户财产损失巨大,火灾后的现场让人惨不忍睹,多少家庭家破人亡,灾民悲痛欲绝。海安县城与周边县市相比,高层建筑最多,号称“市中心”,高层建筑的消防安全形势比周边县市严峻,我们要把别人血的教训变为我们自身加强全县高层建筑安全防范的实际行动。做好城市规划,确保高层建筑协调有序发展,避免一味求高。处理好经济发展与高层建筑消防安全的关系,把高层建筑消防安全放在比海洋渔业生产安全、工业生产安全还要重要的位置,不断推动上级的政策、规定、要求的落实,形成社会化全员化齐抓消防工作的新格局。前不久,我省出台了《江苏省高层建筑消防安全管理规定》,已于6月1日施行,我县也应该根据本县实际出台相应管理办法,提升重视程度,细化工作责任,为建设大美海安构筑良好的社会消防安全环境。
5.10要立足自身、立足长远,认真抓好高层建筑消防安全宣传培训工作
消防部门和相关主管部门要认真抓好物业管理队伍的消防安全培训,使其能够掌握消防管理的基本常识,实现持证上岗。公安消防部门要积极会同住建、房产、城管、广电等部门,充分运用各种宣传媒介和手段,广泛深入地宣传消防法律法规,普及防火、灭火和自救逃生知识。社区、街道应组织开展消防灭火演练,熟悉建筑消防设施的操作。高层建筑使用单位、业主要成立志愿消防组织,配备必要的消防器材和救生设备(如缓降器、安全带、手电筒、呼吸面罩等),开展日常火灾自救互救演练。
高层建筑的增多是时展的必然,预防火灾是全社会的共同责任,做好高层建筑火灾防范工作“责任重于泰山”。我们坚信,高层建筑消防安全在县委、县政府的统一领导下,通过严格的规划设计、规范的施工监管、防范措施的落实,消防能力将进一步增强。
6.高层商业建筑防火实例分析
6.1商业建筑防护与安全疏散的常规要点
6.1.1正确理解安全出口、疏散出口的概念,重视生命的逃生之门。
安全出口、疏散出口从建筑消防设计角度来讲,是生命的逃生之门,设计必须要确保安全可靠。消防规范对安全出口的概念作了明确的解释,指的是通向疏散楼梯的出入口或直通室内、外安全区域的出口。室外安全区域,从疏散安全的角度解释就是室外地坪,不能看作安全区域。室内安全区域指的是地下建筑相邻两个防火分区之间,或者是高层建筑中建筑面积之和不超过1400平方米的两个防火分区之间,其中一个可以作为另外一个的安全区域。在设计时,对安全出口的概念要正确理解,绝对不能和平时联系的通道口混为一谈,主要应注意以下问题:首先,室内安全区域概念中两个防火分区之间,其中一个作为另外一个安全区域的情况仅针对地下建筑相邻的两个防火分区和高层建筑中建筑面积之和不超过1400平方米的相邻的两个防火分区而言,并没有延伸到建筑中其他情况的防火分区。其次,即便是地下建筑相邻的两个防火分区或者是高层建筑中建筑面积之和不超过1400平方米的相邻的两个防火分区,把相邻的甲级防火门作为安全出口时,相邻防火分区也必须要有足够的安全疏散条件直接将人员疏散到地面。消防规范对疏散出口的概念没有作明确的解释,笔者认为疏散出口指大开间的出口、房间的房门等直接能通到疏散走道上的出口。开向其它房间的房门不能视为疏散出口。因为通向其它房间的房门很有可能会因为使用者的不同而上锁,或者到另外一个房间之后,由于分隔的阻挡或家具的影响不能通向安全出口等等。在设计时,对疏散出口的设计应注意以下问题:
6.1.2疏散走道的设计必须要简捷,疏散楼梯首层必须要直通室外
(1)疏散走道、疏散楼梯地面、墙面、吊顶一般均不得采用可燃材料装修,设置自动喷水灭火系统且火灾危险性较小的场所等规范另有规定的除外。
(2)疏散走道必须设置门与房间隔开,起到一定的隔火作用。
(3)走道上距安全出口1.4米范围内不得设置台阶,走道上也应尽量避免设置踏步,宜采用缓坡代替。
(4)疏散楼梯在首层位置宜直接将出口开向室外。建筑中情况比较复杂,疏散楼梯必须设置在建筑中部时,疏散楼梯应设置简短封闭的走道或门厅通出室外。封闭是指与其它部位采用乙级防火门与其它走道或房间隔开。绝对不能将功能复杂的大堂、餐厅、商场营业厅等视为扩大的封闭楼梯间或扩大的前室来对待。
(5)疏散楼梯间内除设置与疏散走道相通的防火门外,开水房、厨房等其它任何房间的门均不得直接开向楼梯间。但大开间办公区、多功能厅、商场等,考虑到多方面因素,可以直接开向楼梯间,但应控制大开间内装修材料的燃烧等级。
6.1.3要严格控制好安全疏散的距离。
全疏散距离在规范中基本都有明确的规定,但也有一些特殊情况在计算时难以把握。
2.4人员疏散宽度的计算非常重要。
设计时,对人员疏散宽度中的人数的统计计算应掌握以下要点:
(1)无论高层还是多层,商业营业厅实际人数均可以参照2006年版的《建筑设计防火规范》商业营业厅人数的计算方法确定。
(2)录像厅、放映厅的人数按建筑面积1人/㎡的计算确定,其它歌舞娱乐放映游艺场所按0.5人/㎡确定。
(3)剧院、电影院、体育馆等按总座位数加上实际工作人员最大数量确定。
(4)其它场所按实际统计的最多人员数量确定。
6.2高层商业建筑防火与疏散设计实例——以观演商业建筑为例
观演建筑的防火设计主要分为三个部分:舞台防火,人流组织,安全疏散。
6.2.1舞台防火
舞台防火方面主要以下几种技术措施来实现:
(1)设防火幕。这里的防火幕主要是指防火台幕或是在台口上方的防火水幕,因为舞台范围内包括布景,灯光,设备等易燃物品,按术语来说就是火灾荷载较大,设防火幕可以阻断或延缓火情向敞开的观众席蔓延,利于人员密集的观众厅疏散。
(2)根据建筑的耐火等级,保证墙体和结构的燃烧性能和耐火极限,由于观演需要,一般观众厅的结构设计上要求跨度大,高度高,所以结构构件遇到火情时,需要有必要的耐火极限承受高温,以保证观众疏散的时间。
(3)舞台上部设出烟口。按以往经验火灾中,对于人员的最大伤害并非高温,而是烟气,在舞台上部设排烟口,就是为了防止烟气向观众厅扩散。
(4)设消防控制值班室,这点也是常规建筑所要求的,便于预警火情,以及控制相关消防设备,以及组织扑救和人员疏散。
6.2.2人流组织
人流组织主要是指平时人流的集散的迅速、方便;剧院人流的特点是人员多,疏散时间集中,多属非常驻人员。这就对于人流组织的提出了如下要求:
(1)明确、短捷,进出场口要明显,并有足够的数量和宽度;
(2)厅的布置要合乎人流特点;
(3)楼座与池座人流分开设置;这时针对有楼座的观众厅提出的要求,需要避免集散人流重叠,造成拥堵。
(4)要充分发挥中间过道和前厅的作用;在过道和前厅可以充当过渡和集散的作用,需要保持通畅,切忌堆放过多不必要的物品
(5)保证上下场观众的合理组织,最好出口和入口分开,防止上下场的观众人流冲突。
6.2.3安全疏散
以下是安全疏散的一些一般规定,这其中一些关键数据时需要设计人员牢记的:
(1)应设置足够数量、足够宽度并分布合理的内、外安全出口和相应的疏散通道、疏散楼梯。出入口人流避免交叉和逆流。
(2)计算安全出口、疏散通道、楼梯宽度所取人数规定:池座、楼座按满座计算,门厅、休息厅内候场人数计算:
(3)池座和楼座应分别设置至少2个安全出入口(楼座小于50个可设一个),每个安全出口的平均疏散人数不应超过250人。
(4)观众厅每个安全口的规定:采用双扇外开,净宽不应小于1.40m,门口正面1.40内不应设踏步;严禁用推拉门、卷帘门、折叠门、转门;应设自动门闪;
(5)观众厅走道设计规定:布置应有利于分区疏散;袋形走道不宜大于6m;
(6)室内楼梯净宽不应小于1.40m;
(7)室外疏散楼梯宽不应小于1.10m;
(8)疏散楼梯要求:踏步宽度不小于0.28m,高度不大于0.16m,连续踏步不超过18步;超过18步,每增加一级踏步放宽0.01m,高度相应降低,但不超过22步,平台宽度不小于梯段宽度,且不小于1.10m。
结语
综上所述,近年来火灾的发生随着高层建筑的不断增多,组件呈现出上升的趋势。给而高层建筑的防火和安全疏散设计在其大规模、大空间、多功能的特点下往往会比普通建筑的更加的困难。因此,社会目前对高层建筑防火与疏散设计的关注重点就是如何预防和减少火灾的损失。
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关键词:高层建筑火灾特点防范措施
一、高层建筑火灾的特点
高层建筑火灾由其自身特点决定,概况起来有以下六个方面:
(一)建筑结构跨度大、特性复杂
高层建筑由于采用大跨度框架结构和灵活的环境布置,使建筑物开间和隔墙布置复杂,随着建筑高度增加,在起火前室内外温差所形成的热风压大,起火后由于温度变化而引起烟气运动的火风压大,因而火灾时烟气蔓延、扩散迅速。同时,高层建筑室外风速、风压随着建筑物的高度而增大,当建筑物高度为90m时,其顶层的风速达15m/s;室外风速增大,则火灾烟气蔓延速度急剧加快。
此外,高层建筑上下内外联系的主要交通工具是电梯,一旦发生火灾,则疏散困难。当火灾发展而必须切断电源时,普通电梯不能使用,仅能靠疏散楼梯进行安全疏散,费时多。据德国资料,在高度60m的高层建筑内,人员安全疏散的时间需0.5h;在高度150m的超高层建筑中,则需2h以上。
(二)建筑环境要求高、内部装修材料多
为了加强高层建筑室内空间的艺术效果和实现高层建筑的环境舒适性的要求,满足在其中工作、生活的人们的生理和心里的多种需要,高层建筑中的贴墙面层、天棚吊顶、地毯、灵活和空花隔断、窗帘、家具等均大量采用易燃或可燃材料,且有不少是有机高分子材料,尽管一些可能经过了阻燃处理,但遇火后这些易燃、可燃材料或有机高分子材料将分解出大量的CO、CO2及少量的HCN、H2S、HCL、NH3、HF、SO2等有害的烟气和毒气,直接危机人的生命安全。
(三)电气设备多、监控要求高
在高层建筑中,大量使用各种电气设备,如照明灯具、电冰箱、电视机、电话、自动电梯和扶梯、电炉、空调设备、驱动电机、自备发电机组等,还有通信、广播电视、大型电子计算机等电气设备,电气设备配电线路和信息数据通信布线系统密如蛛网,若一处出现电火花或线路绝缘层老化碰线短路而发生电气火灾,火灾会沿着线路迅速蔓延。
(四)人员多且集中
一般高层建筑容纳有成百上千甚至数以万计的人员,一旦发生火灾,人的荒乱心里加上建筑通道复杂及楼层多等,使人员疏散难度大,难以安全疏散逃离。
(五)建筑功能复杂多样
高层建筑多数是多用途的综合性大楼,往往设有办公室、写字间、会议厅、商业贸易厅、饭店、旅馆、公寓、住宅、餐厅、歌舞厅、娱乐场、室内运动场等,以及自身必要的厨房、锅炉房、变配电室、物资保管室、汽车库房、不同功能用房,从而造成安全疏散通道曲折隐蔽。
(六)管道竖井多
高层建筑内部必然设置电梯及楼梯井、上下水管道井、电线电缆井、垃圾井等。这些竖井若未加垂直和水平方向隔断设施,一旦烟火窜入,则会产生“烟囱”效应,使火灾迅速蔓延扩散到上层楼房。
二、高层建筑火灾危险性的特点
在防火条件相同的情况下,高层建筑比低层建筑火灾危害性大,而且发生火灾后容易造成重大的财产损失和人员伤亡。尤其是现代高层宾馆,由于服务对象的不确定性及其使用功能和装饰材料等方面的特殊性,所以,高层宾馆建筑火灾特点有别于其它民用建筑火灾的特点。
(一)功能复杂,起火因素多
随着我国经济的发展和时代的变迁,高层建筑的功能已由单一逐步走向多元化,比如高层建筑除提供本关本身所有的各种餐厅、宴会厅、咖啡酒吧;屋顶风味餐厅或旋转餐厅等服务外,还有格式商店、健身房、美容美发室、娱乐厅、会议室等服务,以满足旅客各方面的需要。因此,高层建筑在设备、设施、装修等方面的特殊的要求,必然增加了可燃和易燃物品等火灾荷载。所以说,高层建筑引起火灾的原因是多种多样的,总结国内外火灾实例,高层建筑火灾原因主要有:电气、吸烟、用火不慎、不明原因等。
(二)火势迅猛,蔓延途径多
高层建筑的楼梯间,电梯井,管道井,电缆井,风道,排气道等竖向井道很多,如果防火分割或防火处理不好,发生火灾是就像一座座高耸的烟囱,成为或是迅速蔓延的途径。尤其是现代高层宾馆,其功能复杂,多数是集餐饮、住宿、办公、商场和娱乐等功能为一体的综合楼。由于建筑物本身多样而复杂的使用功能,所以现代高层宾馆内的管道线错综复杂,往往是火灾蔓延扩大的途径。据测定,在火灾使烟气在水平方向的流动速度为0.3~0.8m/s;垂直方向的速度为2~4m/s。这表明,烟气在无阻挡的情况下,对一座长百米左右的建筑物,只需2~5. 5分钟就可以从一端扩散到另一端;在垂直方向不到1分钟就可以蔓延几十层,用不了很长时间,整座建筑就可能成为一片“火楼”。火灾初期阶段因空气对流,在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s;在火灾燃烧猛烈阶段高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0. 5~3m/s;而烟气沿楼梯间或其它竖向管井扩散速度为3~4m/s。
(三)疏散困难,伤亡严重
高层建筑起火,尤其是高层建筑发生火灾,要使人员能够迅速疏散到地面或建筑物内部不受火灾威胁的安全部位,是十分艰难的,这是因为:
1.垂直疏散距离长,需要疏散的时间长。根据实测和调查,50层高的大楼,在一般情况下通过楼梯疏散要2小时11分钟。发生火灾后,由于人员密集,下楼梯的疏散速度按15米/分钟计算,大约需要11分钟,而烟气在垂直方向的扩散速度是180~240m/min(3~4m/s),11分钟可以蔓延660~880m的高度(假定楼层高度按3.0m计算)。可见,实际疏散速度比烟气流动的速度要慢100多倍,而且人的疏散又与烟气蔓延的方向相反,人们不得不在烟熏和热气流的烘烤中进行,进一步增加了人员疏散的艰巨性和危险性,所以,人们往往来不及疏散到安全地点而在疏散中被烟火熏死、烧死。
2.人员集中,疏散设施少。随着社会的发展以及人们生活水平的提高,经济收入的增加和思想观念的改变,在长假和黄金旅游季节,外出到大城市和一些旅游城市旅游、度假的人逐年增多。高层宾馆容纳的人数多在千人以上,甚至高峰期可达数万人。另外,高层建筑发生火灾时,普通电梯必须停止使用。是因为电梯井拔烟抽火的作用很强,容易扩大火势;其次,电梯境内浓烟充塞,不能保证安全:三是为防止电气线路和设备扩散火势,非消防用电均要切断。所以高层建筑发生火灾后楼梯是用于人员垂直疏散的唯一通道,并且在慌乱中,还会发生挤伤、摔死等现象。因此,难以在较短的时间(国内外对高层建筑楼层的允许疏散时间定在3~8分钟)内将人员全部撤离危险区。
(四)消防设施不够完善,扑救困难
现代高层建筑由于功能和使用上的特殊困难,主体建筑下部往往连接附属建筑。尤其是临街宾馆,其附属部分或底层大都作为商场或其它经营活动用,而将主体建筑包裹在其中,这便存在消防通道不畅的问题。火灾发生后消防车不易靠近,降低了火灾后的扑救效率。而且,高层建筑高达几十米,甚至超过二、三百米,发生火灾时从室外进行扑救相当困难,所以说扑救高层建筑火灾主要立足于室内消防给水设施。但是,由于目前我国经济技术条件的限制,高层建筑特别是高层宾馆建筑内部的消防设施还不可能很完善,仍然以消火栓系统扑救为主,常常给消防扑救工作带来较大困难。
三、高层建筑火灾的防范对策
由于高层建筑火灾具有以上特点,高层建筑火灾的防治引起了人们的普遍重视,有专家指出,应把高层建筑火灾作为重要的特殊火灾问题来对待。因此,积极探研高层建筑火灾的防范措施已是当务之急。
(一)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问题。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是其他工作难以补救,所以一定要把握好设计这道“源头”关。
(二)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。
(三)按规范要求,配置自动报警和自动灭火系统
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配置火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、卤代烷灭火系统、二氧化碳灭火系统和消防电梯等项目,并由消防控制中心集中管理。
(四)根据城市需要给消防队配置高精尖灭火装备
目前国外正在开发举高能力更高的云梯车。芬兰一家企业不久前制造出有效举高能力达110米的云梯车。美国有家公司还研制出一种超大型超高压灭火喷枪,喷枪配有超大口径高压泵,能在极短时间内,喷射出大流量的灭火水流,或是将灭火泡沫喷至140 米的高空。日本还研制出可以冒着浓烟毒气走上高楼侦察火情的消防机器人。美国人研制的带有视频头的火场机器人可在有毒气等恶劣条件的地方代替消防人员搜索被困者,一种叫“安娜?肯达”的搜索机器人,有3米长,共有22节,看起来像一条大蛇,其顶部的摄像头非常灵活,能转动33个角度,全方位观察特定区域内的情景。德国人研制的消防机器人外形设计得很像甲壳虫,配备全球定位导航系统,并携带数个水箱,在遥控中心的指挥下,可“自行”前往着火区域灭火,使消防人员远离危险。通过给当地消防队配置先进的灭火器材装备可以有效降低高层建筑的火灾损失,降低火灾危险性。
(五)普及消防宣传,提高消防认识
要强化高层建筑内部人员的消防安全培训,提高其消防安全素质。一方面要有计划地对物业管理人员进行有针对性的消防培训,目前,仅仅要求对消防设施操作人员持证上岗,随着培训的全面推广,应该加大受众面,逐步将培训规模扩大。有些物业管理人员往往没有消防管理工作经验,对消防规范要求不了解,要增强物管人员的消防安全意识,解决管的目的是什么、管的方法是什么、管的内容是什么的问题;另一方面,对高层建筑内的业主或租赁者要加强消防宣传。笔者在检查中发现,有些业主或租赁者并不是故意要违反消防规定,而是对于消防设计、设施用途不理解,属于“无心过失”。此外,还可以利用报纸、电视、网络等阵地有针对性的进行宣传。
(六)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,确立消防安全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,做好每日防火巡查并有巡查记录,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伤亡是至关重要的,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。
近年来,高层建筑越来越多,但与此同时,所带来的高层建筑火灾也越来越多,群伤群死事故很容易发生。高层建筑火灾的发生不仅对人们的生命和财产产生威胁,同时也影响了社会的发展。高层建筑是现代化发展的一大重要标志。目前,我国在高层防火设计方面还有些不足,本文对其进行了完善。
1高层建筑的火灾特点
1.1 火灾蔓延途径多,发生火灾的可能性和危害性大
在高层建筑结构中,其建筑内部的电梯井、电缆井、管道井、排风道以及楼梯间之类的通道较多,一旦发生火灾就极为容易出现烟囱效应,从而成为火势蔓延的途径。而且高层建筑由于楼层较高,受风力的影响也较大,在风力的影响下其火势扩散的速度也快。同时由于高层建筑中的自动化电气化之类的电气设备较多,增加了由于短路而发生火灾的可能性;此外,由于目前建筑中大量可燃性装修材料的使用,会在火灾发生助长火势,同时还会排出大量的对人体有害甚至是有毒气体,从而提高了火灾的危害性。
1.2 人员多而密集,安全疏散困难
由于高层建筑中的楼层较多,其建筑面积也大,在建筑内所容纳的人员必然也多,当高层建筑发生火灾时,由于电梯必然会停止使用,所有人都必须是依靠楼梯来疏散,但是楼梯的空间拥挤狭小,再加上人数多,发生火灾又比较慌乱,必然会有拥堵和踩踏情况的出现,同时来不及疏散的人员的生命安全就更难以得到保证了。
1.3 高层建筑火灾救援难度大
由于高层建筑自身高度,现在很多消防设备都无法满足消防灭火的需要,消防梯还有高压水龙头在高层建筑上往往无法发挥作用,这就给消防造成了很大的困难。
2高层建筑防火设计
2.1 安全疏散设施的设置
在高层建筑中的防火设计过程中,最为重要的就是对安全疏散设施的设置。安全疏散设施包括安全出口、疏散楼梯、消防电梯以及疏散走道等,当建筑物内发生火灾是,实现对人群的安全疏散主要就是依靠这些安全疏散设施,同时这些设施也是火灾发生时生命安全的重要保障。因此对于该设施的设置就显得尤为重要。
(1)安全出口的设置。首先,在安全出口的设置上一定要遵循一定的原则,具体就是“双项疏散”的原则,即在在建筑物内常驻人员地点一定要保持两个方向疏散路线,不能仅设置一条路线,从而提高疏散的效率;其次是在安全出口的设置数量上,要从建筑的安全性以及经济角度两个方面出发,并不是的越多越好,一般在每个防火分区会设置两个安全出口,即保证安全性,又比较经济合理。
(2)疏散楼梯。高层建筑中的疏散楼梯主要包括的有防烟楼梯、封闭楼梯和室外疏散楼梯三种。首先,防烟楼梯一般适用于建筑高度超过32m,并且每个楼层的人数基本都超过十人的高层厂房、一类高层建筑和高度超过32m的二类高层建筑、以及十一层以上的通廊式住宅;而封闭式楼梯间主要适用于十二层以上的单元式高层住宅、设置有空调系统的多层旅馆、医院以及疗养院的病房楼、高度不超过32m的二类高层建筑以及高层厂房、以及层数超过五层的公共建筑;而室外的疏散楼梯则可以适用于所有的高层建筑。
(3)消防电梯的设置。消防楼梯最为关键的作用就是要在高层建筑发生火灾时候,便于消防队员迅速到达建筑物起火的部位,从而做到对火灾的扑灭和对受困遇难人员的救援。如果在消防过程中仅仅依靠消防梯,会对消防队员的体力消耗较大,相应的也会影响到灭火的效率,同时也会受到疏散人群的影响。因此在建筑物内设计消防电梯具有重要的现实意义。
消防电梯主要设置在以下几类高层建筑物当中:一类公共建筑、建筑高度高出32m的二类公共建筑建筑、高度超过32m的高层厂房、十二层以上的通廊式住宅和单元式住宅、以及塔式住宅。
(4)疏散走道。所谓疏散走道,就是指从建筑物的着火地点到安全出口的这段通道,一般都是指建筑物内的过道或者走廊。从建筑防火的这个角度上来说,对于疏散走道在建筑设计上需要注意以下几个方面的问题:首先,在疏散走道的吊顶装修上,必须要保证其材料的耐火极限不能少于0.25个小时;为了保证疏散人群可以在最短的时间内抵达安全出口,其疏散走道的距离不能太长,同时在疏散走道内应该设置相关的防烟排烟措施;应该尽可能的减少疏散走道的转折,要保证明亮宽敞,同时还要具备一定的事故照明和疏散指示标志,从而保证良好疏散;疏散走道中的门必须具有良好的防火性,门两侧的一定范围内也不能设置台阶和门槛,防止人员在疏散拥挤的过程中出现跌倒现象。
2.2 高层建筑的防排烟系统设计
防排烟系统也是建筑被动防火措施的一项重要技术,当火灾发展蔓延后,由于火灾烟气具有遮光性、毒性和恐怖性等特点,因此防排烟系统对于保证人员安全疏散具有重要意义。防排烟系统主要包括防烟设施和排烟设施。我国《高层民用建筑防火规范》中规定:一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑下列部位应设排烟设施:(1)长度超过20m的内走道。(2)面积超过100m2,且经常有人停留或可燃物较多的房间。(3)高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。另外,由于高层建筑中烟气具有极易通过烟囱效应进行传播,因此管道上的各类防火阀对于高层建筑的防排烟具有十分重要的作用。
2.3 报警系统设计
由于高层建筑外部救援能力有限、内部人员疏散困难,因此火灾自动报警系统在实现火灾的早期发现,从而能够及早的控制火灾发展,并为人员疏散提供足够的时间方面有着重要的意义。火灾自动报警设备发展日新月异,传统的感烟、感温等探测器在一定程度上已经不能满足当前一些特殊高层建筑的防火要求,因此一些新型火灾探测技术应运而生,如光声火灾探测技术、燃烧音火灾探测技术、微波火灾探测技术、图像火灾探测技术和无线火灾探测技术等。其中图像火灾探测技术是火灾探测技术发展史上的一个飞跃。
总而言之,高层建筑的火灾危险性是不容乐观的,本文从分析高层建筑的火灾特点出发,注重高层建筑防火设计,从而杜绝火灾隐患。
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【关键词】高层建筑;安全疏散;防烟防火
随着建筑科学技术迅速发展,城市人民居住条件不断的改善,城市用地越来越紧张,建造高层建筑日益增多。在防火设计上,要求设计者要去研究、解决好防火设计中的各种问题,以适应高层建筑发展的需要。高层建筑防火设计内容包括总平面布置、耐火等级、防火间距、防火分隔、安全疏散、消防给水,固定灭火装置、防烟排烟、通风空调、电气防火等。现阶段研究高层建筑的疏散设计很有必要,对提高高层建筑安全疏散性能,减少高层建筑火灾造成的人员伤亡具较强的现实意义。本文仅就高层建筑安全疏散浅谈设计中的若干问题。
1.高层建筑安全疏散设计应从严要求
高层建筑的安全疏散存在以下不利因素:一是层数多、垂直距离长,则疏散到地面或其他安全场所的时间要相应增长;二是规模大、人员多的高层建筑由于疏散通路处理不好,紧急疏散时容易出现混乱拥挤情况;三是各种竖向管井未做防火分隔处理,火灾时拨烟拨火的作用大,导致蔓延快,给安全疏散增加了困难;四是消防登高。因此,为了保障高层建筑的疏散安全,避免和大大减少伤亡事故的经济损失,其安全疏散设计必须考虑周到,完善。具体的说,当发生火灾时,设法做到人们从着火房间或部位,跑到公共走道,再由公共走道达到疏散楼梯间(主要指防烟楼梯间和封闭楼梯间),然后由疏散楼梯间直达室外或其他安全处所(避难间、层、屋顶平台)等,要尽量做到直接、简捷,即行程要短、转折要少。
2.宜布置成环形或双向走道
有些高层酒店、办公楼、多功能大楼等建筑,将疏散楼梯、电梯和空调设备、服务用房等集中布置在建筑平面中心部位,其走道布置成环形或双走道。国内外采用这种方法布置的实例很多,如原北京燕京饭店、广州白天鹅宾馆等将垂直疏散楼梯,电梯和辅助用房等布置在建筑平面中央,而将办公、客房等用房布置在建筑物的四周,形成环形走道或双向走道,这两种形式的疏散走道,其优点在于不论走道何处被火堵截,人们都能较顺利地疏散到楼梯间或其他安全地点,从而为人们安全疏散提供了良好的条件。因此,在设计中,宜结合高层疏散平面布置具体情况。
3.安全疏散距离必须适当加以限制
安全疏散距离一般指高层建筑的房门或住宅户门到最近的外部出口或楼梯间的最大距离。限制这个距离的目的,在于缩短疏散时间,尽快疏散到安全地点,避免造成严重损失。确定安全疏散距离,要考虑到房间的使用性质,人员密集程度和疏散能力等因素。例如,医院中的病人,行动困难,重病人还要人扶着或推着。又如,酒店的客人来往频繁,不熟悉疏散路线和疏散设施,紧急疏散容易惊慌,走错路,延误疏散时间;再如,教学楼的学生,人员较密集,又是青少年,火灾时容易失去理智,出现混乱拥挤情况;因此,确定安全疏散距离必须根据不同情况和条件区别对待。
4.合理设置疏散楼梯
高层建筑由于垂直疏散距离长,在设计中必须予以充分重视。在平时,垂直交通的通道,一是电梯,二是楼梯。发生火灾时,工作电梯往往因为断电而停止运转,而疏散楼梯则成为人们从上而下疏散的唯一通道,因此,在设计上必须保证疏散安全,具体应满足以下要求:
(1)防烟防火效果好。火灾实例和实验结果表明,防烟楼梯间阻挡烟火效果好,因为这种楼梯间在入口处设有前室,并设有防烟和排烟设施,或者设有专供排烟用的阳台、凹廊等,且通向前室和楼梯间的门采用防火门。封闭楼梯间次之,因为这种楼梯间设有能自行关闭的单向弹簧防火门,在一定时间内能阻挡烟气窜入楼梯间;敞开楼梯间仅三面有墙,而面向走道和房间的一面全敞开,一旦起火,往往成为火势蔓延的通道。
(2)楼梯通道应明确、简捷。为了避免人员在紧急疏散时不迷失方向,延误疏散时间,造成不应有的伤亡事故,高层建筑的疏散楼梯应不改变位置,上下直通,并应有直通室外的出口。
(3)疏散楼梯宜直通屋顶平台。高层建筑层数多,垂直疏散距离长,发生火灾时楼梯被烟火封堵住可能性大,尤其是当下部楼层起火,烟火向上蔓延快,容易切断人员向下疏散的通路,则上层人员不得不向上疏散,如果疏散楼梯能通向屋顶,人们跑到屋顶平台,借助其他安全疏散设施予以安全脱险,如跑到另一疏散楼梯进行安全疏散,设有直升飞机停机坪,借助直升飞机安全疏散。
(4)楼梯间不应设有危险物。为了保障高层建筑内疏散楼梯间及前室的安全,利于人员安全疏散,楼梯间和防烟楼梯间前室,不应设烧水间、可燃物品储藏室、可燃气体管道、易燃或可燃液体管道和影响疏散的突出物。考虑到高层住宅敷设煤气管道的实际需要,如必须在楼梯间设置时,只能水平布局通过,但通过的管段必须加设保护套管。
(5)疏散楼梯和走道上的阶梯不应采用螺旋梯和扇形踏步。
5.设置避难层或避难间
避难层或避难间是保障高层建筑内人员在火灾时安全脱险的一项有效措施。国内外规模大、层数多的综合性高层建筑,一般都设有避难层和避难间。设置应满足以下要求:
(1)为了保障避难层具有较长时间的抵抗火烧的能力,其上层、下层楼板应采取现浇的钢筋混凝土板,耐火极限不应低于2.00小时,避难间应用耐火极限不低于3.00小时的隔墙于其他部位隔开,隔墙上的门应采用甲级防火门;
(2)为了保障避难层内人员安全,则通向避难层的楼梯,其上、下层楼板应是不连续的上、下层错位布置,且通向避难层的出入口应设有防烟前室,室前的门应为防火门。
(3)根据当地气候条件,避难层可以使敞开式的,也可以是封闭式的。
(4)任何竖向管井通过避难层时,都必须完全封闭,不得开设任何孔洞。
(5)消防电梯除各层可停靠外,在避难层必须停靠,并应设有只供消防人员能开启和关闭的电梯门。
(6)封闭式避难间,必须设有独立的通风排烟设施。
6.设置屋顶直升飞机停机坪
层数多、规模大、人员密集的高层建筑,其屋顶设置直升飞机停机坪或供直升飞机抢救人员的设施十分必要,并符合以下要求:
(1)宜设置在旋转餐厅或电梯机房的顶上。因为这样布置,直升飞机的降落更安全。
(2)停机坪面积大小,主要取决于可能采用直升飞机最大全长。为了使直升飞机安全降落,停机坪的面积应为直升飞机全长的1.5~2倍,并在停机坪面积5米范围内部应设有长杆、航标灯杆、金属共用天线等障碍物等。
(3)停机坪承载能力应能满足承受动荷载和冲击荷载的要求。