關(guān)于高層建筑消防設(shè)計(jì)的探討

【摘 要】現(xiàn)代社會(huì)，高層建筑琳瑯滿目，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，火災(zāi)事故一但發(fā)生，消防滅火的難度就會(huì)很大。因此，在建筑設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該充分考慮建筑消防問(wèn)題，建筑消防設(shè)計(jì)主要考慮兩個(gè)大方面：火災(zāi)的預(yù)防和火災(zāi)發(fā)生時(shí)的撲救措施，本文結(jié)合實(shí)際工作檢驗(yàn)，首先簡(jiǎn)要介紹了高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹火災(zāi)預(yù)防措施在消防設(shè)計(jì)中的具體體現(xiàn)和消防栓在高層建筑的科學(xué)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；消防設(shè)計(jì)；消防栓；滅火器

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，城市里的樓房逐漸向高層化發(fā)展，高層建筑物越來(lái)越多，層數(shù)越來(lái)越多，功能越來(lái)越完善，室內(nèi)裝修也越來(lái)越豪華。同時(shí)，火災(zāi)隱患越來(lái)越大，人們對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)要求，尤其是防火、防電等消防設(shè)計(jì)的要求更加重視、要求更高。建筑消防設(shè)計(jì)中要提前考慮好消防因素，一、做到事先預(yù)防，主要通過(guò)確定使用材料的耐火等級(jí)和耐火構(gòu)造，控制可燃物數(shù)量及分隔易起火部位等措施。二、火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)，主要通過(guò)設(shè)置疏散設(shè)施及排煙、消防栓、滅火器等。在設(shè)計(jì)階段就要全面考慮一旦火災(zāi)發(fā)生，能夠在第一時(shí)間最大可能的采取應(yīng)對(duì)措施。高層建筑須設(shè)封閉的或防煙的樓梯間，樓梯間應(yīng)布置成有兩個(gè)疏散方向。超高層建筑應(yīng)增設(shè)暫時(shí)安全區(qū)或避難層，還可設(shè)屋頂為直升飛機(jī)場(chǎng)，從空中疏散。疏散通路上應(yīng)設(shè)緊急照明、疏散方向指示燈和安全出口燈。

1 高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)

由于樓層高、居住人員密集，一旦發(fā)生火災(zāi)，撲救和疏散難度都很大，加之火災(zāi)會(huì)迅速蔓延，必定會(huì)給居民帶來(lái)嚴(yán)重的損失。高層建筑火災(zāi)具有以下特點(diǎn)：①火勢(shì)比普通建筑蔓延的快。因?yàn)榻ㄖ锉容^高，建筑的樓梯內(nèi)、電梯間、排煙道、電纜井等就象一座座高聳的煙囪，火災(zāi)一旦發(fā)生，煙火水平方向的流動(dòng)速度高達(dá)0.3～0.8米/秒；垂直方向高達(dá)2.4米/秒左右。煙氣在無(wú)阻擋的情況下，對(duì)一座長(zhǎng)百米左右的建筑物，只要2～5.5分鐘就可以從一端擴(kuò)散到另一端。②疏散困難。高層建筑層數(shù)多，垂直距離長(zhǎng)，疏散到地面或其它安全場(chǎng)所需要的時(shí)間長(zhǎng)，火勢(shì)的快速蔓延也加大了人員疏散的難度。③滅火撲救難度大。一個(gè)10層的建筑就幾十米高，有些建筑甚至高達(dá)百米，如此高的距離給室外營(yíng)救帶來(lái)了很大困難。此外，由于室內(nèi)消防設(shè)施不夠完善和建筑內(nèi)消防用水不足、煙熏火了等情況，給建筑內(nèi)人員實(shí)行自救也帶來(lái)很大困難。

2 火災(zāi)預(yù)防措施在消防設(shè)計(jì)中體現(xiàn)

2.1 建筑主體應(yīng)設(shè)計(jì)運(yùn)用耐火材料結(jié)構(gòu)

目前，高層建筑所采用的鋼結(jié)構(gòu)，耐火性能普遍比較差，在溫度升高或在火中燃燒30分鐘以上，鋼材的抗拉和承重就會(huì)急劇下降，鋼結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生形變。因此，高層建筑內(nèi)在選取主體結(jié)構(gòu)材料時(shí)一定要先確定材料的耐火等級(jí)，耐火等級(jí)決定了采取何種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前，根據(jù)建筑常用結(jié)構(gòu)的類型，國(guó)內(nèi)把鋼結(jié)構(gòu)素材的耐火能力劃分為四級(jí)，對(duì)于高層建筑的選材來(lái)說(shuō)，必須選擇一級(jí)耐火材料。因?yàn)椋患?jí)耐火材料具有很好的耐火穩(wěn)定性，它如果用磚或混凝土做成180毫米厚的墻或300×300毫米的柱的承重墻的耐火極限為5個(gè)小時(shí)，梁須為耐火極限3小時(shí)的非燃燒體，其鋼筋保護(hù)層須厚30毫米以上。

2.2 建筑消防通道的精細(xì)設(shè)計(jì)

安全通道是火災(zāi)等事故一旦發(fā)生時(shí)，用來(lái)緊急輸送人員的通道，安全通道設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中一個(gè)相當(dāng)重要的方面，尤其是高層建筑的安全通道設(shè)計(jì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，高層建筑火災(zāi)傷亡人員中有60%是由于燃燒的煙氣和二養(yǎng)化硫等毒氣窒息而死的，由此可見(jiàn)，咽氣是建筑火災(zāi)傷亡中的最大殺手。因此，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真細(xì)致的考慮建筑內(nèi)消防排煙系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮火災(zāi)時(shí)煙氣的流動(dòng)速度（水平流動(dòng)速度為0.8m/s，垂直方向擴(kuò)散速度為3.4m/s），因?yàn)椋瑹煔獾牧鲃?dòng)速度大大超過(guò)了人員的疏散速度。

由于高層建筑的樓梯間、電梯井等空間是火災(zāi)垂直方向蔓延的重要途徑，在這些空間里很容易快速形成“煙囪效應(yīng)”。同時(shí)，樓梯間又是人員在緊急時(shí)刻的臨時(shí)避難場(chǎng)所和疏散通道，電梯間是消防人員進(jìn)入高層建筑進(jìn)行營(yíng)救的重要通道。在進(jìn)行這些項(xiàng)目的設(shè)計(jì)時(shí)，一定要設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，以達(dá)到在火災(zāi)發(fā)生時(shí)阻止有毒氣體的進(jìn)入和排出這些空間里的煙氣，以保證人員的安全及保證火災(zāi)得到及時(shí)撲救。

2.3 建筑之間要設(shè)計(jì)一定的防火間距

眾所周知，火災(zāi)一旦發(fā)生，就會(huì)快速蔓延，為了防止火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)要給建筑物之間保持一定的防火間距，具體標(biāo)準(zhǔn)如下：高層建筑的主體同一、二級(jí)耐火等級(jí)建筑物之間的防火距離不得小于15米，同三、四級(jí)耐火等級(jí)建筑物的防火距離不得小于18和21米。并且要設(shè)置防火墻，一、二級(jí)耐火等級(jí)建筑長(zhǎng)度超過(guò)150米時(shí)要設(shè)防火墻，分區(qū)的最大允許面積為2500米2；三、四級(jí)耐火等級(jí)建筑的上述指標(biāo)分別為100米、1200米2和600米2。防火墻應(yīng)為耐火極限4小時(shí)的非燃燒體，防火墻上如有洞口應(yīng)裝設(shè)甲級(jí)防火門窗，各種管道均不宜穿過(guò)防火墻。

3 高層建筑消防栓的科學(xué)設(shè)計(jì)

消防栓由于其價(jià)格低廉，方便維護(hù)和維修，并且在火災(zāi)一旦發(fā)生時(shí)，消防栓在第一時(shí)間內(nèi)能夠比較有效的滅火等優(yōu)點(diǎn)，消防栓成為火災(zāi)時(shí)候撲救的主要工具，在現(xiàn)代建筑中得到了非常廣泛的應(yīng)用。消防栓的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，下面具體介紹：

3.1 設(shè)計(jì)合理的供水方式

建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓┧块T提供的情況選擇合適的給水方式：①經(jīng)濟(jì)給水方式：即由室外給水管網(wǎng)直接向室內(nèi)管網(wǎng)供水的方式，該種給水方式適合平樓，在每時(shí)每刻都能夠給消火栓提供壓力和流量。②動(dòng)力給水方式，即設(shè)置水泵、水箱的給水方式，這種給水方式主要應(yīng)用于室外管網(wǎng)一天之內(nèi)有一定時(shí)間能同時(shí)保證室內(nèi)最不利點(diǎn)消火栓的設(shè)計(jì)壓力和流量要求。另外，設(shè)有房頂水箱或高位水箱，水箱通常儲(chǔ)水量應(yīng)保證10min消防用水量，滅火時(shí)由水箱供水。

3.2 設(shè)置合理的消火栓位置

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照2008年版的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)建筑內(nèi)的防火區(qū)域分別設(shè)置消防栓，消火栓不可跨防火分區(qū)使用，無(wú)論是平面分區(qū)還是豎向分區(qū)。消火栓的布置應(yīng)滿足最、次不利點(diǎn)消火栓水壓要求。消火栓的布置，應(yīng)保證每一防火分區(qū)同層有兩支水槍的充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)建筑內(nèi)任何部位：目的為了做到一個(gè)消火栓受到火災(zāi)威脅時(shí)，其相鄰的另一個(gè)消火栓仍能保護(hù)附近任何部位。室內(nèi)消火栓要暗裝于防火墻上時(shí)對(duì)消火栓所在墻面部位應(yīng)用防火板材或防火涂料等進(jìn)行阻燃處理，因?yàn)橄潴w暗裝時(shí)，箱體有時(shí)要貫穿整個(gè)防火墻，在防火墻上形成只有一層鐵皮的貫穿防火墻孔洞，增加了火勢(shì)蔓延的通道；如果防煙樓梯間前室的防火墻上安裝的室內(nèi)消火栓也貫穿整個(gè)防火墻，那么，該處墻體的耐火極限將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求的0.9H，無(wú)法滿足封閉樓梯間耐火極限要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

建筑消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，消防設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理決定了高層建筑的安全系數(shù)，決定了火災(zāi)一旦發(fā)生時(shí)，人們的生命財(cái)產(chǎn)是否能夠得到保障。設(shè)計(jì)人員只要在建筑設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好消防預(yù)防措施，如：建筑結(jié)構(gòu)、建筑主體、建筑所用材料等及設(shè)計(jì)好火災(zāi)一旦發(fā)生后所采取的消防措施，就一定能夠設(shè)計(jì)出合理科學(xué)的消防方案。

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