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中图分类号:TU208文献标识码: A
一、高层建筑火灾的危险性和防火的重要性分析
(一)建筑高度高、建筑结构复杂、逃生困难
高层建筑顾名思义,就是建筑的层数多、高度高,也就是垂直的疏散距离较长,高层在火灾发生时最大的影响和限制就是由于其垂直高度高,再加上电梯在火灾发生时不可以使用,所以高层的住户疏散到地面所需的时间较长,大大增加了火灾逃生的困难度,也就是大大增加了火灾的危险性。
(二)可燃物较多、防火器材不足
高层建筑除了用作住宅外,另一个十分广泛的用途就是用作办公写字楼,在一些中大型城市,在城市分区上往往写字楼都较为集中。写字楼内的文件、电脑、打印机等电子设备较多,很多写字楼往往选择木质办公设备以及塑料组合材料等耐火性能较差的办公设备,总而言之,高层办公楼内往往可燃物较多,在火灾发生时,可燃物的充分燃烧往往就增加了火势的蔓延,再加上可燃物的分布较为广泛,很大程度上也阻碍了人们的逃生空间。
(三)人员较密集、安全有序疏散困难
不管是作为住宅使用的高层建筑,还是作为办公写字楼的高层建筑,楼层的办公人员和住户的分布都较为密集。人员的密集分布不但增加了高层的火灾发生的几率,更大大增加了逃生的困难度,火灾发生时,人们杂乱无章的逃窜和过分的拥挤都会影响人们对于火灾正确逃生路线的判断,阻挡逃生的出口,往往不利于高层建筑内人们安全有序的疏散。
(四)发生火灾几率大、火灾救援工作困难
由于高层建筑的垂直高度较高,在火灾发生时,消防队员所使用的灭火设备往往不易达到建筑的高度,这就给室外的消防灭火工作带来了极大的困难。室外灭火工作开展困难,就主要靠高层建筑内的室内消防灭火设施。但是,往往高层建筑的室内防火设施会受到各种条件的限制,影响最大的一点就是,当建筑内火势扩大时,室内的灭火设施往往水流小,不足以达到灭火的功能和效果,另一方面,由于是建筑内的灭火系统,其储水量往往有限,就需要利用消防车从建筑外进行补给,但是在建筑火势较大的情况下,消防车很难快速的从室外进行水量的输送和补给,再加上消防水袋的耐压能力和耐热能力往往不能适应进入建筑内部进行补给的要求,这就给救援灭火工作带来了极大的难度。
二、高层建筑防火设计的基本要求
从调查资料来看建筑消防设计基本要求主要表现在:
首先,在设计过程中必须认真遵循《高层民用建筑防火设计规范》《建筑设计防火设计规范》《火灾自动报警系统设计规范》等相关规范,用科学的理论基础确保设计过程。
其次,在建筑消防设计中,必须和其他部门及时沟通联系,在保障各项工作顺利进行的同时,避免一切不必要的麻烦。
再次,由于建筑消防由多种联动方式构成,在建筑消防设计中,必须根据实际情况选用科学的联动控制方式,在建筑消防设计中联动控制方式主要包括:灭火器、应急照明工具、或者自动报警装置、自动喷水、疏散指标以及防火卷帘等。
最后,火灾自动报警的双电源,也就是直流备用电源与主电源,其中直流备用电源应该尽量使用火灾报警控制器的专用蓄电池,主电源一般使用专用消防电源,对于消防系统的用电设施必须根据负荷等级要求进行处理。在电源设计中,也可以使用双回路的供电形式,避免主电源突然断电或者发生故障后,对消防设施造成的影响;而双电路设计可以在主电源出现故障后,在无法正常供电的情况下,自行使用备用电源。
三、高层建筑防火设计的要点
(一)积极预防系统 ―― 耐火构造设计
我国《高层民用建筑防火规范》将高层建筑分为两大类,并对建筑物各个部位的耐火性能及耐火极限作了明确规定。一类包括性质重要的高级旅馆、医院,建筑高度超过50m或24m以上部分的任一楼的建筑面积超过1000m2的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼等;建筑高度超过50m或24m以上部分的任一楼层的建筑面积超过1500m2的商住楼、建筑高度超过50m的教学楼、普通旅馆、办公楼、科研楼以及十九层及十九层以上的住宅等为一级,并规定墙柱耐火极限和燃烧性能为3h,粱板分别为2h和1.5h;二类包括10~18层住宅,高度24~50m的办公楼,教学楼,旅馆等,它的耐火等级为二级,规定墙柱须耐火2.5h,梁板分别为1.5h和1h。
(二)火灾发生后的防火设计系统
1、总体规划布局系统
(1)选址应在交通便捷处
根据城市规划确定的高层建筑位置应有方便的道路通过,要求既宜靠近主干道,便于高层建筑中大量人流的集散,又便于消防时的交通组织与疏散。
(2)保持建筑间的防火间距
为了保证登高消防车灭火操作的要求,及防止火势飞扬蔓延,高层建筑总体设计应保持建筑间的防火间距,另外,带有危险性质的设备用房应远离并分区设置。
(3)对裙房附体的限制
我国《高规》对裙房作了明确的规定:高层建筑的底边至少有一边或周边长度的1/4,且不小于一个长边的长度,不应布置高度大于5m、深度大于4m的裙房,且在此范围内,必须设有直通室外的楼梯,或直通楼梯间的出口。
(4)消防车道的要求
规范要求高层建筑周围应设宽度大于4m的环行车道,或设不小于15m×15m的尽端式回车场。如果建筑物总长度大于220m或临街长度大于150m则应设置净高、净宽大于4m的穿过建筑的消防车道。
(5)材料选择
设计阶段中应严格保证建筑物主体的耐火稳定性,以便获得充足的疏散时间,且在火灾过后,建筑物容易修复。如一级耐火等级的承重墙、柱必须为耐火极限3h的不燃烧体,梁必须为耐火极限2h的不燃烧体,钢筋保护层厚度≥30 mm。室内装修和陈设家具宜避免使用易燃材料,如采用经过防火处理的吊顶,可有效控制火势的蔓延和减少火灾的发生。
2、设必要的安全的疏散通道和避难层
消防安全的重中之重是人身安全,所以安全疏散设计就成为建筑防火设计中最根本、最关键的技术,安全疏散设计的目标就是要保证建筑内人员疏散完毕的
时间必须小于火灾发展到危险状态的时间。安全疏散设计的重点是安全出口、疏散出口、安全疏散通道的数量、宽度、位置和疏散距离,每个防火分区必须设置
两个安全出口;疏散路线必须满足室内最远点到房门,房门到最近楼梯间的行走距离限值;疏散出口应分散设置,选用合适的疏散楼梯形式,地上与地下不共用
楼梯间,疏散方向应尽量为双向疏散;疏散宽度足够。设计中设置防烟楼梯间和封闭楼梯间,应急照明和疏散指示标志等为人员疏散提供条件。
3、设置合理的防排烟系统
高层建筑火灾中烟气是隐形杀手,所以在建筑内设置防排烟系统非常重要。各种竖向管井成为高层建筑火灾垂直方向蔓延的途径。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道,为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员的扑救安全,高层建筑应在这些地方设置机械加压送风系统,与此同时,高层建筑封闭避难层内也应设置机械加压送风设施,能为躲避在避难层里的人们提供新鲜空气,并保证空气的正压力防止烟气进入。
4、合理的设置消防设施
(1)高层建筑报警系统主要包括人工报警和自动报警系统2种,前者以电话、报警按钮为主要设施,简便经济但不准确及时。后者主要包括探测器、区域报警器及集中报警器3个部分,其中探测器又主要包括感温探测器和感烟探测器。感温探测器主要用于地下车库等火灾发生后产生烟少的部分,感烟探测器则反之。另外消防中心作为整个火灾过程中的指挥、控制中心,管理着高层建筑内分散各处的警报装置、灭火装置、防火门、排烟机等设备,宜尽量布置在首层且与室外联系方便,接近消防车道之处,该中心应以耐火的墙体及防火门围护。
(2)高层建筑灭火系统。高层建筑火灾必须立足于自救,因此灭火设备极其重要。初期灭火主要采用自动喷水(气、泡沫)灭火设备和手动灭火设施,前者包括闭式和开式两种给水方式,具体选择根据地区气候特点及建筑功能部分的性质决定。
5、设置屋顶直升飞机停机坪
目前世界上登高消防车最大工作高度是60米,直接吸水扑救火灾的最大供水高度是24米。高层建筑发生火灾,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。尤其是建筑高度超过100米,且标准层建筑面积超过1000平方米的超高层。同时,从火灾现场看,人员的疏散不是向上就是向下,而火势常将人逼向屋顶。因而可以考虑在高层建筑顶部设计直升飞机停机坪,用直升飞机疏散受困人员,减少人员伤亡。直升飞机还可以运送消防器械,必要时载水灭火。
社会的稳定繁荣和经济的发展都和消防工作息息相关。目前的高层建筑的防火设计不仅仅是企业的事,这还需要得到来自政府部门的支持,在各个部门相互合作的情况下共同制定出切实可行的建设方案,严格管理好各项管理工作的实施,这些措施都为保障建筑消防安全发挥重要作用。这样才能尽可能的降低高层建筑的火灾发生可能性,从而避免火灾带来的人员伤亡和财产损失。
1 保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
《高规》规定,一类高层建筑的耐火等级为一级,二类高层建筑耐火等级不低于二级,在高层建筑防火设计中应保证建筑物的耐火等级,使火灾发生时建筑物结构在较短时间内不会损坏,为人员疏散赢得时间,同时也减少火灾损失。可靠的耐火构造能减少起火,蔓延及保护人和建筑的安全。设计中除了应首先保证主体结构的耐火能力之外,还须对天棚,墙面等装修部位的耐火性能给予充分的考虑。高层建筑的防火要尽量的降低火灾发生的可能性。随着科技的发展,人们的知识技术水平的不断提高,对于高层建筑的火灾的预防和应对都有了很大的飞跃,安全水准越来越高。性能设计是目前比较流行的防火系统设计体系,由于建筑的防火需要和各种防火技术的不断发展,在此基础上产生的性能设计是一个比较综合的,更能适应高层建筑防火的一种新的设计方法。性能设计的目的就是要设计到最有利于防火的方案以及为防火提供最有效的措施。
1.1 耐火等级和材料选择
根据我国的各种不同种类结构建筑的耐火能力制定出来的四个等级来分的话,一般高层建筑务必要达到前两个等级。建筑能不能有很好的耐火性能主要是看它的耐火最高温度、耐火时间以及燃烧性能。建筑物达到了耐火极限的时候通常就会逐渐失去本身的承载能力。高层建筑在构件的选材上面要注意选择什么类型的燃烧体比较合适。燃烧体根据构件的材料依燃烧的容易程度可以分为燃烧体、难燃烧体和非燃烧体。
1.2 高层建筑物要按照具体的耐火等级来决定使用什么样的构件材料和构造设计。举例来说,假如耐火等级比较好的承重墙和柱须能够承受时间最多为3小时,其构件材料主要是非燃烧体,当然,构件材料的厚度的大小也影响着建筑体的耐火极限。在整个高层建筑的构造设计之中,由于高层建筑在遭遇火灾的时候灭火救援的时候难度比较大,在设计之初务必要确保整个建筑的主体结构的耐火稳定性,这样才能有利于救援的时候获得的疏散时间,而且这样的设计也有利于灾后的建筑物修复工作。
2 做好防火分隔与安全通道设计
在导致火灾出现人员伤亡的相关调查之中,具体数据显示,大约有七成的死亡都是毒烟气窒息造成的,也就是说在高层建筑的火灾之中影响生命安全的最大因素就是烟气。主要的原因就是烟气的物理性质就是高速度的水平流动和垂直扩散能够使得有毒的烟气在短短的几分钟不到就蔓延到高层建筑的各个楼层。烟气只要蔓延的话,人往往是来不及疏散的。烟气在比较狭窄和封闭的楼梯间或者是电梯之间流动的尤其的快,而这些地方又是人群疏散求生免灾的重要通道。因此我们要将防烟排烟系统的设置作为高层建筑设计过程中需要给予特别的注意。这样才能及时的排出烟气防范烟气侵入保障人员的疏散和求援人员的拯救。通常情况下特别高的建筑物在这些关键性的通道都安装了机械排烟或加压送风设备,用来及时的排放出有毒的烟气和防范烟气侵入。对于其裙房的楼梯来说则可以综合的考虑使用什么样的设备比较好。比如说楼梯间的风压值务必要设置得高一点,而前室、合用前室、封闭避难层可以相对降低一点,这样的话不仅有利于疏散安全门的开启,还能够确保安全地带的压力,能够很好的防烟。
2.1 防火间距:高层建筑在设计的时候要为建筑物之间隔出一定的距离,这样才能够尽可能的避免火势的蔓延影响到其他的楼层,一般情况下,对于民用的建筑物来说最低的防火间距也必须是大于6米。而对于高层建筑来说,由于它在遭受火灾的时候会比一般的民用建筑物疏散困难,消防救援车辆需要较大工作半径才能满足比较有效的强求。因此高层建筑的防火距离一般都得大于13米。相对的,厂房内常常都堆放着很多的易燃物,所以说防火的间距更要加大。
2.2 防火分区:防火分区就是指高层建筑中用于遏制住烟气扩散的分区,常常利用防火墙、档烟垂壁等建筑构件把建筑划为若干区域。根据耐火等级的不同各个建筑物分区的面积以及防火墙的设置是不一样的,需要按照实际考察进行,比如说一、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米。防火墙在设计的时候就要让它能够承受住至少4个小时的非燃烧体。
2.3 安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。在大家常见的公共建筑剧院、影院或者是体育馆等里面,基本上都得保证有两个以上的人员疏散口。因为这样的地方往往是人口比较集中的地方,所以设置的数量要满足人员的快速疏散才能确保火灾发生时的人员人身安全。设计的时候高层建筑的安全出口大多为楼梯,这样的楼梯尽量要比较封闭才行,因为只有比较封闭才能都遏制住烟气的扩散,为人群的疏散争取时间。而不是想当然的越宽敞越有利于人员流动为准。对于楼层特别多的那种建筑务必要增设暂时安全区或避难层。有条件的地方还可以还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。
3 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、七氟丙烷或卤化烷等自动气体灭火设备。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。
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,且不小于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)采用分区给水系统,有串联供水和并联供水两种方式,当消火栓栓口处的出水压力大于0.5Mpa时,应设减压装置;(4)屋顶水箱。为了保证初起火灾时消防用水量和消防水压的要求,超高层建筑屋顶水箱设置高度应满足最不利点消火栓静水压力0.15Mpa。不能满足时,应设气压水罐或稳压泵等增压设施。如是并联给水方式,其分区消防水箱的容量应与高位消防水箱的容量相同,发生火灾时,消防水泵供给的消防用水应进入高位水箱,而串联给水方式中是允许的;(5)水泵接合器。在消防车供水压力范围内的各个分区均需分别设置水泵接合器。也就是说,根据现有或将有的消防车供水能力,确定各个分区是否应设水泵接合器;(6)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] 陈猛.浅谈高层建筑的防火设计[J].科技资讯,2010,(09).
中图分类号:TU97 文献标识码:A
1.高层建筑发生火灾的特征
1.1 引发火灾的因素多元化
由于高层建筑自身的建筑面积比较大,居住的人口十分密集,室内装修易燃物品比较多,建筑所承担的功能繁杂等因素的存在,使得高层建筑发生火灾的几率较低层建筑更高。
1.2 发生火灾时蔓延速度很快
由于高层建筑结构内部的楼梯间、电梯井、管道井以及排气管道等大多都是竖向设计的,当发生火灾时,都会为火势的快速蔓延提供便利,在一些防火分隔设计不好的高层建筑内更加明显。尤其是在酒店、综合写字楼以及科研机构办公楼等高层建筑内,由于室内的易燃物质比较多,火势的蔓延就会更加迅速。
1.3 被困人员解救难度大
高层建筑内部被困人员解救难度大,主要有以下几个方面的因素:第一,由于高层建筑楼层很多,距离地面有相当大的高度,解决被困人员到地面安全地带所需要的时间比较长;第二,由于火灾发生会导致停电,因此高层建筑内的电梯通常都不能正常运转,而往往依靠人行楼梯进行解救工作,但是如果有烟气进入楼梯间内部,那么就会给整个解救工作带来极大的困难;第三,由于高层建筑内部人员密集,加之面对火灾时所产生的极度恐慌心理以及强烈的逃生欲望的存在,使得狭窄的楼梯间内急速涌进大量人员,造成堵塞,也会导致解救难度的增加。
2.高层建筑防火设计应把握的几个要点
2.1 安全出口
高层建筑物内发生火灾时,为了减少损失,需要把建筑物内的人员和物资尽快撤到安全区域,这就是火灾时的安全疏散,凡是符合安全疏散要求的门、楼梯、走道等都称为安全出口。如建筑物的外门;着火楼层梯间的门;防火墙上所设的防火门;经过走道或楼梯能通向室外的门等,都是安全出口。直通室外的安全出口的上方,应设宽度不小于1m 的防护挑檐。
2.1.1 安全出口布置的原则布置安全出口要遵照“双向疏散”的原则,即建筑物内常有人员停留在任意地点,均宜保持有两个方向的疏散路线,使疏散的安全性得到充分的保证。
2.1.2 安全出口的数量安全出口数量的多少,对保证人身安全和物资疏散极为重要。但是,从经济角度出发,也不是设得越多越好。一般来说,每个防火分区安全出口的数量不得少于两个。不过于人员较少或面积较小的防火分区,以及消防队能从外部进行扑救的范围,由于其失火率相对较低,疏散与扑救较为便利,因此也可以适当放宽,不完全强调设两个安全出口。九层及九层以下的塔式住宅,每层不超过6 户,建筑面积不超过400m2者;十层至十八层,每层不超过8 户,建筑面积不超过500m2,且设有一座防烟楼梯和消防电梯的。
2.2 火灾事故照明和疏散指示标志
建筑物发生火灾时,正常电源往往被切断,为了便于人员在夜间或浓烟中疏散,需要在建筑物中安装事故照明和疏散指示标志。
2.2.1 事故照明和疏散指示标志的安装部位 1)封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室,消防电梯及其前室;2)消防控制室、配电室、消防水泵室、自备发电机房;3)观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、商场营业厅、地下室等人员密集的场所。
2.2.2 事故照明和疏散指示标志的安装要求1)安装在疏散走道、疏散门、太平门和居住建筑内长度超过20m 的内走道的墙面上顶棚上、门顶部、转角处;2)安装高度距本楼层地面1.5~1.8m 处;3)安装在非燃烧材料或难燃烧材料上,并应有玻璃或其它非燃症材料制成的透明保护罩;4)事故照明和疏散指示标志
应有备用电源,并有一定的光照度。
2.3 消防电梯
高层建筑发生火灾时,要求消防队员迅速到达起火部位,扑灭火灾和救援遇难人员,如果消防队员从楼梯登高体力消耗很大,难以有效地进行灭火战斗,而且还要受到疏散人流的冲击,因此设置消防电梯,在利于队员迅速登高,而且消防电梯前室还是消防队员进行灭火战斗的立足点,和救治遇难人员的临时场所。
2.3.1 消防电梯的应用场合下列建筑物应设消防电梯:1)建筑高度超过32m 的高层厂房和仓库;2)一类公共建筑;3)塔式住宅;4)12 层及12 层以上的单元式住宅和通廊式住宅;5)高度超过32m 的其它二类公共建筑。
2.3.2 消防电梯的技术要求1)消防电梯必须设置前室。前室的面积居住建筑不应小于4.5m2,公共建筑不应小于6m2。前室与走道之间应设乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘,还应设有消防专用电话、专用操纵按钮和事故照明。在前室门外走道上应该设置消火栓和紧急用插座;2)消防电梯间前室宜靠外墙设置,在首层应设直通室外的出口或经过长度不超过30m 的通道向室外;3)消防电梯的井壁、机房隔墙的耐火极限应不低于2h,井道顶部要有排烟措施;4)消防电梯应有备用电源,使之不受火灾时断电的影响;5)消防电梯前室门口宜设挡水设施,井底应有排除积水的设施;6)由于火灾并非经常发生,所以平时应将消防电梯与服务电梯兼用,但必须满足消防电梯的要求。另外,在控制系统中要设置转换装置,以便在发生火灾时能迅速改变使用条件。
2.4 火灾事故广播
在安装有事故照明和疏散指示标志的场所,应同时安装事故广播系统。以便在紧急情况下同时有声光效应,使人员尽快有秩序地疏散。事故广播系统可与火灾报警系统联动,并按现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》的有关规定设置。2.5 屋顶直升飞机停机坪建筑高度超过l00m,且标准层建筑面积超1000m2的公共建筑。宜设置屋顶直升飞机停机坪或直升飞机救助的设施,并应符合下列规定:1)起降区的大小,主要取决于可能接受的最大机种的全长。为了保证直升飞机的安全起降,起降区的长、宽应为最大机种全长的1.5~2.0 倍。在此范围内,不得设有高出屋顶的塔楼、烟囱、金属天线、航标灯杆等障碍物;2)屋顶停机坪要有明显标志,其四周要设边界标志,还需设有灯光标志;3)屋顶直升飞机停机坪要设置等待区,等待区要能容纳一定数量的避难人员,在其周围设安全围栏,等待区与疏散楼梯间顶层有直接联系,出人口不少于2 个,以利于人员集结;4)直升飞机停机坪须配备灭火抢险的工具和固定灭火设施。
3.防火设计的方法措施
3.1 科学设计高层建筑的防火间距以及防火分区
高层建筑的防火间距以及防火分区设计,是提高高层建筑防火性能首先应当考虑的方面。科学的防火间距与防火分区能够在高层火灾发生时使火势能够被有效的控制在较小的空间内,有效制止火势的快速蔓延,不仅能够降低火灾给人民生命财产带来的损失,而且还能够为消防人员的扑救工作以及建筑内人员的疏散逃生提供宝贵的时间。高层建筑防火设计中的防火分区是由垂直分区以及水平分区两部分组成的,水平分区通常依靠防火墙、防火卷帘以及混凝土楼板来实施;而垂直分区往往依靠具有较强耐火性的楼板以及窗槛墙来实现。
3.2 设计合理的安全疏散通道以及避难场所
面对火灾的发生,最为重要的就是广大人民群众的人身安全。因此,加强高层建筑的火灾安全疏散通道设计就成为当前提升高层建筑防火设计水平的最重要的因素。安全疏散通道设计的关键环节在于安全出口、疏散通道的数量、位置、宽度等方面。高层建筑内的每一个防火分区都至少应当设计两个安全出口,安全出口的位置应当分散开选用合适的疏散楼梯形式,地上与地下不共用楼梯间,疏散方向应尽量为双向疏散;疏散宽度足够。除此之外,在高层建筑的防火设计中,还应当设置防烟楼梯间和封闭楼梯间,应急照明和疏散指示标志等为被困人员的快速疏散提供有利条件。
3.3 设置合理的防排烟系统
高层建筑火灾发生时,烟雾可以说是一个无形的杀手,因此,在建筑内设置防排烟系统是十分重要的。各种竖向管井成为高层建筑火灾垂直方向蔓延的途径。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道,为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员的扑救安全,高层建筑应在这些地方设置机械加压送风系统。除此之外,高层建筑封闭避难层内还需要设置机械加压送风设施,能为躲避在避难层内部的人员提供新鲜空气,并保证空气的正压力防止烟雾的进入
4. 结语
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
一.前言
建筑物的防火安全设计是一门综合性科学,是由多专业( 建筑、结构、空调、电气、给排水) 共同采取安全措施的综合体现,高层建筑在消防系统设计上应优先保证人员在火灾中的安全,同时考虑如何减少火灾的发生和火灾的损失防止火灾大面积蔓延,最大限度地降低火灾对人们生命和财产的破坏,利用性能化设计合理划分防火分区、组织人员安全疏散达到高层建筑防火性能总目标的实现,最大限度地保障人民生命财产安全。
二.高层建筑火灾危险性分析
2.1可燃物较多,火势蔓延较为迅速
在高层建筑的楼梯间、电梯间、管道井、风道、电缆井、排风道等竖向井道部位,如果防火分隔或防火处理不好,一旦发生火灾就好像一座座高耸的烟囱,成为火势迅速蔓延的途径。高级旅馆、图书馆、档案楼、科研楼、办公楼等高层建筑,一般室内装修家具等可燃物较多,一旦起火,发烟量大,燃烧猛烈,火灾容易蔓延。据测定,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;在燃烧猛烈阶段,由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.5~0.8m/s,烟气沿楼梯间或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,烟气能在半分钟内达到顶层。日本在一个医院里做过燃烧试验, 证明在几分钟内就能把每层3500m2 的二十三层大楼都充满烟气。建筑物越高,风速越大。风速增大,火势的蔓延扩大速度也相应增加。据测定:距地面高度10m 处风速为5m/s;30m 处风速为8.7m/s;60m 处风速为12.3m/s;90m 处风速为15m/s。
2.2建筑高度较高,平面结构复杂,安全疏散困难
高层建筑的特点,一是层数多,垂直疏散距离长,疏散到地面需要较长的时间;二是人员集中,疏散时容易出现拥挤情况;三是发生火灾时烟气和火势向上蔓延快、且易窜入楼梯间,而火灾发生时人们大量涌向楼梯,增加了疏散难度(平时使用的普通电梯,在火灾时必须切断电源,停止使用,因此,高层建筑的安全疏散主要靠楼梯)。火灾案例分析表明,被烟薰死的(包括被烟薰倒后烧死的),占火灾死亡人数的一半以上。
2.3火灾扑救难度较大
高层建筑发生火灾时,消防队员使用的灭火救护设施往往不易达到建筑高度,因此,扑救高层建筑火灾主要立足于室内消防给水设施。由于受到各种条件的限制,扑救的难度很大。火灾现场热辐射强、烟雾浓、火势向上蔓延的速度快和途径多,消防队员难以堵截;当火势扩大,形成大面积火灾时,室内消防水量显然不足,需要利用消防车从室外进行补给,但消防水带耐压能力常常不能适应需要。此外,建筑物如果没有安装消防电梯,消防队员则需要“全副武装”的通过楼梯冲上高层,不仅体力消耗大、速度慢,还会与向下疏散的人流发生对撞而延误时间,不能及时到达着火层进行扑救,消防器材也不能随时得到补充,均将严重影响扑救。
三.设计中所要注意问题
3.1保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450~650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。
(一)耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。
(二)建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延
3.2做好防火分隔与安全通道设计
高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s,垂直方向扩散速度为3.4m/s,当烟气无阻拦时,只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径,易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员安全疏散和扑救。因此,超高层建筑在上述部位设置机械加压送风系统,能够达到疏散和扑救通道上无烟的目的,从投资方面又低于机械排烟系统,是可行的。其裙房的楼梯间内可统筹考虑布置。其风压值应为防烟楼梯间50Pa,前室、合用前室、封闭避难层25Pa,既能方便疏散安全门的开启,又能保证安全地带的压力,对烟气起到排斥作用。同时,超高层建筑封闭避难层内设置机械加压送风设施,除满足避难层内一定的正压值,防止烟气入侵,也为躲避在避难层里的人们提供呼吸用的新鲜空气。
(一)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13米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18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。
(二)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、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米2;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、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米以内。防火墙应为耐火极限4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。
一、保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450~650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。
(一) 耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。
(二) 建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。
二、做好防火分隔与安全通道设计
高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s,垂直方向扩散速度为3.4m/s,当烟气无阻拦时,只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径,易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员安全疏散和扑救。因此,超高层建筑在上述部位设置机械加压送风系统,能够达到疏散和扑救通道上无烟的目的,从投资方面又低于机械排烟系统,是可行的。其裙房的楼梯间内可统筹考虑布置。其风压值应为防烟楼梯间50Pa,前室、合用前室、封闭避难层25Pa,既能方便疏散安全门的开启,又能保证安全地带的压力,对烟气起到排斥作用。同时,超高层建筑封闭避难层内设置机械加压送风设施,除满足避难层内一定的正压值,防止烟气入侵,也为躲避在避难层里的人们提供呼吸用的新鲜空气。
(一) 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13米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18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。
(二) 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、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米2;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、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4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。
(三) 安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
三、强化报警系统和灭火装置
Abstract: the high building fire hidden trouble, this paper analyzes how to do well the high-rise building fire characteristic and the existing fire safety problems, and proposes the concrete measures of fire prevention design.
Keywords: high building fire traits countermeasures
中图分类号: TU352.5文献标识码:A 文章编号:
1.引言
近几年来,随着经济建设的发展和改革开放的深入,城市人口的持续增长,土地资源的紧缺,城市建筑日益向着大型化、多功能化、高层化、地下化发展。这些建筑往往有着这样的特点:人员密集、结构复杂、疏散困难、可燃物装修多等,一旦发生火灾,将给国家财产和人民生命安全带来巨大的损失。因此,针对高层建筑的特点,从分析高层建筑火灾特点和扑救难点入手,就如何采取切实可行的措施做好高层建筑火灾扑救工作进行分析。
2.高层建筑火灾特点
(一)起火因素多:高层建筑本身建筑面积大,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。(二)火灾发生时火势蔓延快:高层建筑一旦发生火灾特别容易造成火灾蔓延、扩大。一方面,受气压和风速的影响,高层建筑内空气流动快,那些在普通建筑内不易蔓延的小火星在高层建筑内部却可发展成火灾。另一方面,大多数高层建筑都设有多而长的竖向管井如楼梯井、电梯井、管道井、电缆井、排风管道等,一旦室内起火,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。尤其玻璃幕墙建筑遭受这种危险性更大。(三)人员疏散困难:首先,由于楼层多,垂直距离大,疏散到地面的时间长;其次,发生火灾时电梯在火灾时因不防火或停电一般都而无法正常使用,多数高层建筑安全疏散主要是靠步行楼梯,而楼梯间内一旦窜入烟气,就会严重影响疏散;最后,发生火灾后人员在黑暗中的恐慌心理和逃生欲望等因素的影响,大量的人员在有限的楼梯间空间里拥堵,造成疏散困难。3、高层建筑防火可采取的设计措施3.1保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性。 (一)耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。 (二)建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。 3.2做好防火分隔与安全通道设计。 高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。 (一)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,所以高层与高层建筑物的防火距离不得小于13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。
(二)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。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。如设防火墙有困难时,可采用以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘(耐火极限3小时以上)、不以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘加闭式自动喷水灭火系统。防火卷帘是指在一定时间内,连同框架能满足耐火稳定性和耐火完整性要求的卷帘。其平时卷放在门窗洞口上方、中庭周围或防火分区部位的转轴箱内,火灾时,将其落下,阻止火势从门窗等开口部位蔓延。同时它还可配合防火冷却水幕替代防火墙作为防火分隔之用。按照规范,作为防火分隔,一般水幕带的有效宽度不宜小于6米,通常要做三排配水管,因此需要比较庞大的供水系统。(三)安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。 3.3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,要注意消防栓用水量的问题,一类公建室内消火栓用水量为40l/s,室外消火栓用水量为30l/s,室内外消火栓总用水量为70l/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。一类火灾延续时间为3.00h,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。
Abstract: once the fire, personnel evacuation and fire fighting all very difficulty, prevent high building fire is the design personnel center. This paper analyzes the characteristics of high building fire, discusses the high-rise building fire prevention design measures.
Keywords: high building; Fire prevention design; measures
中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A 文章编号:
随着社会经济的迅速发展,城市人口持续增长,高层建筑也在近几年如雨后春笋般在我国各城市涌现,由于高层建筑高、 楼内人员多、 情况复杂。 存在着引发火灾的诸多因素, 一旦发生火灾 ,人员疏散与火灾扑救都十分困难 ,防止高层建筑火灾是广大设计人员的重中之重 。
一、高层建筑火灾特点
1、起火因素多:高层建筑本身建筑面积大,功能复杂,使用单位多,人员集中,内部装修易燃材料多等这些都成为火灾的隐患。
2、火灾发生时火势蔓延快:高层建筑的楼梯间、排气道、电梯井、管道井等竖向井道偏多,如防火分隔处理不好,当发生火灾时都将成为火势迅速蔓延的途径。特别是宾馆、综合办公楼及图书楼、档案楼、科研楼等建筑物,室内可燃物一般比较多,一旦发生火灾,火势容易快速蔓延。
3、人员疏散困难:首先,由于楼层多,垂直距离大,疏散到地面的时间长;其次,发生火灾时电梯在火灾时因不防火或停电一般都无法正常使用,多数高层建筑安全疏散主要是靠步行楼梯,而楼梯间内一旦窜入烟气,就会严重影响疏散;最后,发生火灾后人员在黑暗中的恐慌心理和逃生欲望等因素的影响,大量的人员在有限的楼梯间空间里拥堵,造成疏散困难。
4、火灾扑救难度大。 首先,救火登高困难。 其次,灭火用水量大,供水困难。 高层建筑发生火灾时,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。
二、高层建筑防火设计措施
1、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13m,主楼与裙楼之间的防火间距应不小于9m。
2、安全疏散出口布置合理
(1)疏散楼梯。 综合性高层拥有的复杂功能及人流,故其安全疏散路线应根据功能的性质而确定。 如地下室、 地上商场 、上层办公或酒店人流路线应单独布置安全出入口,一定避免人车的交错,同时高层建筑的每个防火分区的安全出口不应少于 2 个。 按照火灾时人们的思维模式基本走向,我们可以得出这样的路线:房间--走廊--前室--楼梯间。因此楼梯间的布置显得格外重要,但是开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,故一类高层必须采用封闭的防烟楼梯间,且每个防火区要设置两部以上的疏散楼梯,以阻止火灾时烟气进入前室,利于人员疏散。 疏散楼梯的墙体应采用耐火等级2小时以上的非燃烧体,楼梯也应为 1- 1.5小时以上 踏步与平台不宜设计成扇形或旋转型,宽度不宜小于 1.2m,踏宽不小于 25cm,踏高不大于20cm。
(2)消防电梯。 一旦发生火灾,高层建筑一般会切断可用电梯的电源,此时仅剩供消防人员扑救的消防电梯可用。因此,消防电梯井要单独设置,并设置消防前室。我国规定公建、 住宅的前室面积不应少于 6m2和 4.5m2,若与消防电梯合用,则不能小于 10m2和6m2。当高层主体单层面积小于1500m2时只需设一部消防电梯, 1500- 4500m2应设两台, 超过4500m2应设三台。 若高层建筑超过 100米时,应增设避层,且两个避难层之间不要超过 15 层,疏散楼梯必须设计在避难层转换,经转换后的疏散楼梯间不要改变方向,而应直达室外。
3、设计好高层建筑的防排烟系统
发生火灾时,一方面是火焰伤人,另一方面火灾引发的大量烟气也是造成人员死亡的重要原因。 为了有效控制火灾烟气的流动蔓延,减少扑救工作难度,应合理设计高层建筑的防排烟系统。 设计时应首先划分防烟分区,防烟分区不应跨越防火分区,每个防烟分区的面积不应超过500m2,当用隔墙或挡烟垂壁划分防烟分区时,每个防烟分区应分别设置排烟口,排烟口应尽量设在防烟分区的中心部位,至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m,同一分区内设置数个排烟口时,要求所有排烟口能同时开启,排烟量等于各排烟口烟量的总和。 防排烟系统的另一方面是设计排烟风道,排烟风道也不能穿越防火分区,而且必须用耐火材料制做,要求安装牢固,并具有良好的气密性,厚度按排烟风道不同风速选定,竖直穿越各层的竖风道宜设在管道井内或采用混凝土风道。 防排烟方式常用的有自然排烟、 加压送风排烟和机械排烟在不具备自然排烟条件的楼梯间、 前室设置独立的机械防烟系统,分别给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,以保证火灾时这些安全疏散设施的安全。
4、 合理的设计避难层
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5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。
5、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 。
(1)室内消火栓的设置范围:(a)高层建筑的主体及裙房内;(b)消防电梯前室或与防烟楼梯间的合用前室内,方便消防队员尽快利用消火栓向火灾发起进攻和开辟通道;(c)避难层内设置用于人员自救保护;(d)屋顶或直升飞机停机坪处,用于检查消火栓压力和防止火灾蔓延至顶层及保护人员的作用;(e)室内消火栓箱内应设消防卷盘,用于非消防专业人员扑救初起火灾。
(2)室内消火栓设置的技术要求:(a)消火栓充实水柱需经水力计算,且不小于 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;(b)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;(c)采用分区给水系统,有串联供水和并联供水两种方式,当消火栓栓口处的出水压力大于 0.5Mpa 时,应设减压装置;(d)屋顶水箱。 为了保证初起火灾时消防用水量和消防水压的要求,超高层建筑屋顶水箱设置高度应满足最不利点消火栓静水压力 0.15Mpa 不能满足时,应设气压水罐或稳压泵等增压设施。 如是并联给水方式,其分区消防水箱的容量应与高位消防水箱的容量相同,发生火灾时,消防水泵供给的消防用水应进入高位水箱,而串联给水方式中是允许的;(e)水泵接合器。 在消防车供水压力范围内的各个分区均需分别设置水泵接合器。 也就是说,根据现有或将有的消防车供水能力,确定各个分区是否应设水泵接合器;(f)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] 鱼献珍. 高层办公楼电气设计消防问题的探讨[J]. 工程建设与设计, 2011,(09) .
[2] 蔡永忠. 高层建筑电气防火设计探讨[J]. 中国科技信息, 2007,(20) .
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
随着科学技术和世界经济的迅猛发展,超高层建筑的出现已逐渐成为普遍,这些巨人在防火疏散设计方面是一个复杂的系统工程,因此,为超高层建筑防火设计寻找新思路,增加建筑防火设计的灵活性和多样性显得越来越重要。
1 保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏 450~650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。
1.1 耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏为止的这段时间。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体 、难燃烧体和非燃烧体之分。
1.2建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体,梁须为耐火极限2 小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。
2 做好防火分隔与安全通道设计
高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70% 左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s,垂直方向扩散速度为 3.4m/s,当烟气无阻拦时,只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径,易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员安全疏散和扑救。因此,超高层建筑在上述部位设置机械加压送风系统, 能够达到疏散和扑救通道上无烟的目的,从投资方面又低于机械排烟系统,是可行的。其裙房的楼梯间内可统筹考虑布置。其风压值应为防烟楼梯间50Pa,前室、合用前室、封闭避难层25Pa,既能方便疏散安全门的开启,又能保证安全地带的压力,对烟气起到排斥作用。同时,超高层建筑封闭避难层内设置机械加压送风设施,除满足避难层内一定的正压值,防止烟气入侵,也为躲避在避难层里的人们提供呼吸用的新鲜空气。
2.1 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13米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18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。
2.2 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、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米2;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、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4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。
2.3安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
3 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,即消火栓用水量70l/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,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。
3.1 室内消火栓的设置范围:(1)高层建筑的主体及裙房内;(2)消防电梯前室或与防烟楼梯间的合用前室内,方便消防队员尽快利用消火栓向火灾发起进攻和开辟通道;(3)避难层内设置用于人员自救保护; (4)屋顶或直升飞机停机坪处,用于检查消火栓压力和防止火灾蔓延至顶层及保护人员的作用;(5)室内消火栓箱内应设消防卷盘,用于非消防专业人员扑救初起火灾。
3.2 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,且不小于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)采用分区给水系统,有串联供水和并联供水两种方式,当消火栓栓口处的出水压力大于0.5Mpa时,应设减压装置;(4)屋顶水箱。为了保证初起火灾时消防用水量和消防水压的要求,超高层建筑屋顶水箱设置高度应满足最不利点消火栓静水压力0.15Mpa。不能满足时,应设气压水罐或稳压泵等增压设施。如是并联给水方式,其分区消防水箱的容量应与高位消防水箱的容量相同,发生火灾时,消防水泵供给的消防用水应进入高位水箱,而串联给水方式中是允许的;(5)水泵接合器。在消防车供水压力范围内的各个分区均需分别设置水泵接合器。也就是说,根据现有或将有的消防车供水能力,确定各个分区是否应设水泵接合器;(6)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。
4 结束语
由于高层建筑火灾隐患多,扑救难度大,因此,在建筑设计中应采取防火措施,以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。建筑防火包括火灾前的预防和火灾时的措施两个方面,前者主要为确定耐火等级和耐火构造,控制可燃物数量及分隔易起火部位等;后者主要为进行防火分区,设置疏散设施及排烟、灭火设备等。
1高层建筑的火灾特点
1.1高层建筑火灾蔓延速度快且途径多
高层建筑内一旦发生火灾,建筑内的各种楼梯间、电缆井、排风道、管道井等这些功能必要的内部通道会在火灾时形成若干个竖向火洞,火灾时烟气像高耸的烟囱一样向上升腾,烟囱效应非常强烈。火势沿外墙窗口向上卷曲、升腾,甚至跳跃式向上层建筑蔓延。高层建筑中竖向火的蔓延比横向要快的多。建筑物建的越高,火灾扩散蔓延速度就越快。邻近建筑物也会在外部风力作用下燃烧。
1.2高层建筑可燃材料量大
高层建筑标准较高、自动化、电气化程度也高,各种电器设备很多,漏电短路极有可能发生,且极易引起火灾。高层建筑火灾发生与蔓延和建筑材料的关系密切,特别是矿棉挤、塑聚苯板等常用隔热保温材料都是燃点较低的。目前的建筑材料保温和防火的功能有一定矛盾,保温性好的材料一般也是可燃性高的材料,这是无法绕开的事实。
1.3火险隐惠多,消防设施不完备,
一些综合性的高层建筑,功能复杂,可燃物较多,消防安全管理不严,火灾隐患较多,一旦发生火灾容易造成大面积火灾。如某些建筑物未增设火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统的情况下,违章堆放大量杂物在疏散通道,致使火灾一旦发生火势就迅速蔓延。
2现代高层建筑的防火设计思考
(一)从材料上提升建筑设计结构的耐火性能
针对高层建筑内部钢结构与钢筋混凝土结构容易在火灾中受到损伤与破坏的问题,可以尝试在建筑材料的搭配使用上解决。
就钢结构来说,要提升其在火灾中的耐火性可以使用以下几种方法:一是在钢结构的表面使用防火涂料,防火涂料作用于钢结构本身,使其耐火性能得到提升并发挥至最大,从而延缓楼层发生结构变化速度,从而为扑救争取时间;二是将钢结构与发泡防火漆的使用相结合。发泡防火漆在常温下与其它油漆并无二致,但是它不易燃烧,在有火情发生的时候能够有效阻止可燃物被迅速点燃从而在一定程度上达到遏制火势的效果。
而对于钢筋混凝土而言,要提高其耐火性能,首先要解决其强度问题。为此,一来可以在混凝土中加入诸如泵送剂、耐热煤粉等原料以增加钢筋与混凝土之间的摩擦力,从而达到增加强度的目前。二来也可以选择加厚保护增或者在混凝土楼板下使用涂料的方法来提高其耐热性。
(二)科学设定防火间距和防火分区
科学设定高层建筑防火间距,合理安排防火分区是高层建筑设计时的一个重要工作。
2.1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13米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18米。厂房内易燃物较多,防火间距应加大。生产或贮存易燃易爆物品的厂房或库房,应远离建筑物。
2.2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、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米2;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、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4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。
2.3安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
(三)合理布置安全通道、消防电梯
人员的生命安全是火灾事故中的首要保护对象,面对火情,重中之重的是要做好人员疏散工作。对于高层建筑而言,其在设计之初首先要充分考虑的也应当是火情出现时人员逃生的便利情况,并设法为其提供便利。为此,高层建筑的在设计时应当尤为注意对安全通道的安排。设计者应当根据建筑的人员容纳量设置好数量足够、位置合理、宽度合适的安全通道。此外,为了不影响人员疏散而又方便消防人员展开灭火和搜救工作,可以在高层建筑内设置若干数量的消防专用电梯。
(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。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、灭火紧急照明等进行控制和指挥。
(1)室内消火栓的设置范围:(a)高层建筑的主体及裙房内;(b)消防电梯前室或与防烟楼梯间的合用前室内,方便消防队员尽快利用消火栓向火灾发起进攻和开辟通道;(c)避难层内设置用于人员自救保护;(d)屋顶或直升飞机停机坪处,用于检查消火栓压力和防止火灾蔓延至顶层及保护人员的作用;(e)室内消火栓箱内应设消防卷盘,用于非消防专业人员扑救初起火灾。
(2)室内消火栓设置的技术要求:(a)消火栓充实水柱需经水力计算,且不小于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;(b)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;(c)采用分区给水系统,有串联供水和并联供水两种方式,当消火栓栓口处的出水压力大于0.5Mpa时,应设减压装置;(d)屋顶水箱。为了保证初起火灾时消防用水量和消防水压的要求,超高层建筑屋顶水箱设置高度应满足最不利点消火栓静水压力0.15Mpa不能满足时,应设气压水罐或稳压泵等增压设施。如是并联给水方式,其分区消防水箱的容量应与高位消防水箱的容量相同,发生火灾时,消防水泵供给的消防用水应进入高位水箱,而串联给水方式中是允许的;(e)水泵接合器。在消防车供水压力范围内的各个分区均需分别设置水泵接合器。也就是说,根据现有或将有的消防车供水能力,确定各个分区是否应设水泵接合器;(f)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。
3结语
总之,高层民用建筑防火设计中要妥善处理好“使用功能”和“防火疏散”之间的矛盾,通过认真分析调整,做出科学可行的方案,以避免在工程设计中走进误区,留下防火疏散隐患。保障居民的生命安全和财产损失。
目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450―650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面任重而道远。
(一)耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。
(二)建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土做成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。
二、做好防火分隔与安全通道设计
高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3―0.8m/s,垂直方向扩散速度为3.4m/s,当烟气无阻拦时,只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼,烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径,易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员安全疏散和扑救,超高层建筑在上述部位应设置机械加压送风系统,以达到疏散和扑救通道上无烟的目的,这在投资方面低于机械排烟系统,是可行的。其裙房的楼梯间内可统筹考虑布置,其风压值应为防烟楼梯间50Pa,前室、合用前室、封闭避难层25Pa,既能方便疏散安全门的开启,又能保证安全地带的压力,对烟气起到排斥作用。同时,超高层建筑封闭避难层内应设置机械加压送风设施,除满足避难层内一定的正压值,防止烟气入侵外,也为躲避在避难层里的人们提供呼吸用的新鲜空气。
(一)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13米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18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。
(二)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、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500平方米;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200平方米和60米、600平方米。一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000平方米或1500平方米内,地下室则控制在500平方米内。防火墙应为耐火极限4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。
(三)安全疏散通道出口。为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
三、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),即消火栓用水量70L/s(住宅楼为50L/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小时(住宅楼为2小时),考虑到市政给水状况,确定是否设置室外消防水池及其容量。
(一)室内消火栓的设置范围。(1)高层建筑的主体及裙房内;(2)消防电梯前室或与防烟楼梯间的合用前室内,方便消防队员尽快利用消火栓向火灾发起进攻和开辟通道;(3)避难层内设置用于人员自救保护;(4)屋顶或直升机停机坪处,用于检查消火栓压力,防止火灾蔓延至顶层,保护人员;(5)室内消火栓箱内应设消防卷盘,用于非消防专业人员扑救初起火灾。