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摘要：随着我国经济建设的发展，高层建筑如雨后春笋般快速崛起。这些建筑单层建筑面积大，楼层高，使建筑设计方案与现行防火设计规范相矛盾。因此做好建筑防火设计迫在眉睫。本文在此就高层防火设计的几个重要注意问题做逐一分析。
关键词：高层建筑；防火设计；防火分区
Abstract: With the development of economy in China, such as bamboo shoots after a spring rain as the rapid rise of high-rise building. These building storey building area is large, high floor, the building design and the code for fire protection design in contradiction. So the imminent building fire protection design. In this paper, the analysis of several important problems on high-rise fire protection design.
Key words: high-rise building; fire protection design; fire partition
中图分类号：TU2
一、高层建筑火灾的特点
1、人员集中、疏散困难
高层建筑层数多,垂直距离长,一般高层建筑办公室,平均可容纳4000～5000人火灾时由于现场混乱状态的影响,受烟气的威胁,人的本能恐惧心理和逃生欲望都强烈暴露出来,人们便一窝蜂的涌向安全通道。大量的人流在楼梯间汇集后,极易发生拥挤堵塞,影响疏散安全。
2、火灾蔓延途径多、火势迅猛
高层建筑内一旦起火,建筑内的楼梯间、管道井、电缆井、排风道等各种竖井犹如高耸的烟囱,拔火效应十分强烈。因此,所有的竖井可使火灾迅速扩大。高层建筑所承受的风力也是火灾蔓延的主要因素。建筑物越高,风速越大,火灾扩散速度越迅猛。
3、火灾扑救难度大
现在的消防云梯车数量、高度有限,另一方面缺乏地面消防行动展开的场地。高层建筑的主题建筑周围往往设有裙房,妨碍登高车全方位靠近主体建筑进行灭火救援活动,所以有些高层建筑上部楼层发生火灾,消防队员无法进行外攻。
二、做好防火分隔与安全通道设计
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9米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于11和14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（丙、丁类）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（丙、丁类）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、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、二级耐火等级民用建筑的最大允许防火分区面积为2500米2;三、四级耐火等级民用建筑的最大允许防火分区面积分别为1200米2和600米2。一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000米2或1500米2内,地下室则控制在500米2内。防火墙应为耐火极限3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。
3、安全疏散通道出口
疏散走道及楼梯的设置: 疏散楼梯是发生火灾时用于人员疏散的唯一通道,它必须是安全可靠的。特别是在有电梯、自动扶梯以后,疏散楼梯在垂直交通方面己退居次要位置。但在火灾情况下, 它是人们逃生的主要途径。
4、楼层的防排烟设计
烟气是造成火灾中人员伤亡最主要的原因。因此控制好的安全性保障人员全尤为重要。《高层民用建筑设计防火规范》中对于高层建筑的防排烟设计有较明确的规定。多层建筑无明确的要求, 但规范中明确规定建筑物在有条件的前提下尽可能的采用自然排烟的方式进行烟控设计。商业建筑具有火荷载大、发烟量大及火灾发展迅速等特点。防火设计应本着安全、实用与经济的方针,尽量采用以自然排烟为主,机械防排烟为辅的防排煙设计方案。
(1)设置防火门的部位一般为疏散门或安全出口, 它既是保持建筑防火分隔完整的主要物体之一, 又是人员疏散经过的疏散出口或安全出口时需要开启的门。
(2)自动扶梯出入口附近设置喷水幕帘,它能从不同的方向喷淋建筑内部,这将用于延迟那一层火灾早期阶段的热量、烟气和燃烧体进入电梯, 该系统与建筑物内的喷淋系统一起共同延迟火灾的蔓延,并为人员撤离提供时间。
三、建筑物还要设计安全可靠的防雷装置
建筑物防雷设施应包括接地体、引下线、避雷网格、避雷带、避雷针、均压环、等电位、避雷器等八个技术环节。从设计到施工应分为两个阶段进行,第一阶段是随建筑物一体化施工的直(侧)击雷防护设施,其设计的目的是保护建筑物本身不受雷电损害以及尽最大可能去减弱雷击时对建筑物内的电磁效应,同时为建筑物内部设备的感应雷防护提供必要的基础条件,它的特点是与建筑工程的土建部分同步进行。第二阶段设计的目的是保护建筑物内的弱电设备安全,如通信系统、计算机系统、家用电气等,即建筑物防雷设施的感应雷防护部分,它的特点是与建筑工程设备安装同步进行。在第二阶段中应特别强调的是在安装计算机、通信设备等抗干扰(或过电压)能力比较低的电子设备前,首先必须弄清设备安装所在建筑物的直击雷防护设施的基本情况,包括:接闪器、网格、防雷接地体的形式及工频电阻值、等电位连接、引下线分布、动力进线形式、高低压避雷器安装等情况;高层建筑还要了解均压环和玻璃幕墙接地的形式及过渡电阻值等基本设计参数,才能确定机房的位置、缆线的分布、接地系统的形式和限压分流等技术方案。否则,脱离实际的设计将带有很大的盲目性。
四、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),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2.00h),考虑到市政给水状况,由此可确定是否设置室外消防水池及其容量。
室内消火栓设置的技术要求:(1)消火栓充实水柱需经水力计算,且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m。以避免浓烟高热对灭火工作的影响,又能保证消防队员正常使用;(2)消火栓间距在高层内不大于30m,在裙房内不大于50m,保证两股充实水柱同时到达同层内任何部位;(3)消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施;(4)高位消防水箱的消防储水量，一类公共建筑不应小于18米3；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12米3；二类居住建筑不应小于6.00米3;(5)消防管网采取防超压措施。常用的方法是采用流量—扬程曲线平缓的消防水泵,设置安全阀、泄水阀门等,避免超高压造成给水系统的破坏。
参考文献：
【1】付闯.高层建筑防火设计与消防问题分析[J].中国高新技术企业,2008,(22).
【2】GB 50045-1995.高层民用建筑设计防火规范 2005
关键词：高层建筑；防火设计；防火分区
Abstract: With the development of economy in China, such as bamboo shoots after a spring rain as the rapid rise of high-rise building. These building storey building area is large, high floor, the building design and the code for fire protection design in contradiction. So the imminent building fire protection design. In this paper, the analysis of several important problems on high-rise fire protection design.
Key words: high-rise building; fire protection design; fire partition
中图分类号：TU2
一、高层建筑火灾的特点
1、人员集中、疏散困难
高层建筑层数多,垂直距离长,一般高层建筑办公室,平均可容纳4000～5000人火灾时由于现场混乱状态的影响,受烟气的威胁,人的本能恐惧心理和逃生欲望都强烈暴露出来,人们便一窝蜂的涌向安全通道。大量的人流在楼梯间汇集后,极易发生拥挤堵塞,影响疏散安全。
2、火灾蔓延途径多、火势迅猛
高层建筑内一旦起火,建筑内的楼梯间、管道井、电缆井、排风道等各种竖井犹如高耸的烟囱,拔火效应十分强烈。因此,所有的竖井可使火灾迅速扩大。高层建筑所承受的风力也是火灾蔓延的主要因素。建筑物越高,风速越大,火灾扩散速度越迅猛。
3、火灾扑救难度大
现在的消防云梯车数量、高度有限,另一方面缺乏地面消防行动展开的场地。高层建筑的主题建筑周围往往设有裙房,妨碍登高车全方位靠近主体建筑进行灭火救援活动,所以有些高层建筑上部楼层发生火灾,消防队员无法进行外攻。
二、做好防火分隔与安全通道设计
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9米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于11和14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（丙、丁类）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（丙、丁类）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、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、二级耐火等级民用建筑的最大允许防火分区面积为2500米2;三、四级耐火等级民用建筑的最大允许防火分区面积分别为1200米2和600米2。一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000米2或1500米2内,地下室则控制在500米2内。防火墙应为耐火极限3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。
3、安全疏散通道出口
疏散走道及楼梯的设置: 疏散楼梯是发生火灾时用于人员疏散的唯一通道,它必须是安全可靠的。特别是在有电梯、自动扶梯以后,疏散楼梯在垂直交通方面己退居次要位置。但在火灾情况下, 它是人们逃生的主要途径。
4、楼层的防排烟设计
烟气是造成火灾中人员伤亡最主要的原因。因此控制好的安全性保障人员全尤为重要。《高层民用建筑设计防火规范》中对于高层建筑的防排烟设计有较明确的规定。多层建筑无明确的要求, 但规范中明确规定建筑物在有条件的前提下尽可能的采用自然排烟的方式进行烟控设计。商业建筑具有火荷载大、发烟量大及火灾发展迅速等特点。防火设计应本着安全、实用与经济的方针,尽量采用以自然排烟为主,机械防排烟为辅的防排煙设计方案。
(1)设置防火门的部位一般为疏散门或安全出口, 它既是保持建筑防火分隔完整的主要物体之一, 又是人员疏散经过的疏散出口或安全出口时需要开启的门。
(2)自动扶梯出入口附近设置喷水幕帘,它能从不同的方向喷淋建筑内部,这将用于延迟那一层火灾早期阶段的热量、烟气和燃烧体进入电梯, 该系统与建筑物内的喷淋系统一起共同延迟火灾的蔓延,并为人员撤离提供时间。
三、建筑物还要设计安全可靠的防雷装置
建筑物防雷设施应包括接地体、引下线、避雷网格、避雷带、避雷针、均压环、等电位、避雷器等八个技术环节。从设计到施工应分为两个阶段进行,第一阶段是随建筑物一体化施工的直(侧)击雷防护设施,其设计的目的是保护建筑物本身不受雷电损害以及尽最大可能去减弱雷击时对建筑物内的电磁效应,同时为建筑物内部设备的感应雷防护提供必要的基础条件,它的特点是与建筑工程的土建部分同步进行。第二阶段设计的目的是保护建筑物内的弱电设备安全,如通信系统、计算机系统、家用电气等,即建筑物防雷设施的感应雷防护部分,它的特点是与建筑工程设备安装同步进行。在第二阶段中应特别强调的是在安装计算机、通信设备等抗干扰(或过电压)能力比较低的电子设备前,首先必须弄清设备安装所在建筑物的直击雷防护设施的基本情况,包括:接闪器、网格、防雷接地体的形式及工频电阻值、等电位连接、引下线分布、动力进线形式、高低压避雷器安装等情况;高层建筑还要了解均压环和玻璃幕墙接地的形式及过渡电阻值等基本设计参数,才能确定机房的位置、缆线的分布、接地系统的形式和限压分流等技术方案。否则,脱离实际的设计将带有很大的盲目性。
四、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),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2.00h),考虑到市政给水状况,由此可确定是否设置室外消防水池及其容量。
室内消火栓设置的技术要求:(1)消火栓充实水柱需经水力计算,且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m。以避免浓烟高热对灭火工作的影响,又能保证消防队员正常使用;(2)消火栓间距在高层内不大于30m,在裙房内不大于50m,保证两股充实水柱同时到达同层内任何部位;(3)消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施;(4)高位消防水箱的消防储水量，一类公共建筑不应小于18米3；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12米3；二类居住建筑不应小于6.00米3;(5)消防管网采取防超压措施。常用的方法是采用流量—扬程曲线平缓的消防水泵,设置安全阀、泄水阀门等,避免超高压造成给水系统的破坏。
参考文献：
【1】付闯.高层建筑防火设计与消防问题分析[J].中国高新技术企业,2008,(22).
【2】GB 50045-1995.高层民用建筑设计防火规范 2005