淺談大空間建筑防火設計

于洋 哈進

摘 要：淺析了大空間建筑的空間特點和火災特點，分析了現行防火規范與大空間建筑實際防火設計的矛盾，并因此提出了較為合理的大空間建筑防火設計和特異性防火性設計的重要性。

關鍵詞：大空間建筑；防火設計

1 前言

隨著我國經濟文化社會各方面的全面發展，一系列的大空間建筑物為滿足公眾需要應運而生，如體育方面的各種級別的大型體育館，文藝方面各種博覽會、藝術館，交通方面的車站機，以及各種大型會場，生產車間等。這些建筑物都是大空間建筑物，具有單層面積大，樓層高，內部空間不易分割等特點，而大空間建筑往往是公共場所，民眾聚集的地方，一旦發生火災，后果不堪設想，所以大空間的安全防火更顯得尤為重要，由于這些特殊的結構特點使得大空間建筑物與一般建筑物的防火設計差異很大，現就大空間建筑結構特點淺談大空間建筑的防火設計。

2 大空間建筑的結構特點

大空間建筑物雖然結構千差萬別，但大體上可有以下三種分型。

（1）占地面積大且層數高的建筑 這類建筑通常高度超過十米，而且單層面積很大，如大禮堂，大型會場，大型火車站，機場，體育館等。

（2）占地面積有一定規模但是很高的建筑 其高度往往有幾十米，單層面積多為一百平米左右，可見于細而高的高層建筑。

（3）占地面積很大但不是很高的單層大空間建筑 這類建筑占地面積往往很大，可達幾千平米甚至上萬平米，常見的有大型超市、大型工廠廠房等。

3 大空間建筑與普通建筑相比的火災特點

由于上述大空間建筑的相關特點，大空間建筑發生火災時不同于普通建筑，在預防和撲救方面都存在這更大的困難。具體表現為以下幾個方面。

（1）火災發生時報警不及時。一般情況下建筑物的防火警報系統都是以煙氣或溫度為信號的且大都位于屋頂，只有煙氣到達屋頂或屋頂周圍的空氣溫度達到報警器的閾值時，報警器才會發生報警作用。一般建筑物發生火災時，煙氣濃度或溫度能很快達到閾值，及時發出警報，但由于大空間建筑物往往很高，而著火點往往在地面，這就意味著當發生火災時煙氣要經過很長一段垂直距離才能到達屋頂且由于大建筑空間往往較為寬敞，煙氣容易擴散，很難達到報警器的閾值，所以在滅火的最佳時期，火災初期，并不能產生報警作用，使火勢得以蔓延。

（2）自動滅火裝置不能正常發揮作用。自動滅火系統的啟動與報警系統啟動相似，火勢常常要達到一定程度時才能發揮作用，而且從噴頭噴出的水經過一定高度才能到達著火點，水面發生分散，失去了滅火的效能。

（3）防煙分區困難。火災發生時對人危害最大的往往是有毒的煙氣，火災時應盡量減慢毒氣的蔓延。在大建筑空間內，不能對煙氣進行有效的隔離，無法解決排煙問題。

（4）人員疏散困難。由于大空間建筑往往是人口密集的公共場合，一旦發生火災時很難將人們全部疏送到室外，而且一旦發生火災，往往會引起人群的極大的恐慌，使場面秩序更加混亂，給人員的安全疏散帶來更大的困難。

4 現行的防火設計規范與大空間建筑防火的實際需要之間的矛盾

（1）防火分區的規定面積不能滿足大空間建筑的實際需要，規定的防火分區面積往往小于大空間建筑的實際需要，不能全面地進行預警和滅火。

（2）規定的自動報警系統和滅火系統的最大安裝高度往往低于大空間建筑的實際高度，故傳統的自動報警系統和滅火系統對大空間建筑的滅火往往效果甚微。

（3）為了與報警和滅火系統相適應，規定的最大疏散距離為不超過四十米，而這遠遠小于大空間建筑的實際面積。而且規定的防排煙設計的安全系數與大空間建筑設計也存在著矛盾。

5 大空間建筑的總體防火設計對策

5.1 屋頂防火系統的設計

（1）外包防火材料。在建筑的固有屋架系統上外包一層防火材料，然后將報警系統吊置在防火材料表面以有效地保護建筑的頂棚在發生火災時不易塌落砸傷下面的人群。

（2）配置專門的滅火系統。一旦火勢蔓延到屋頂，可啟動自動噴水系統和冷卻系統，撲滅明火，并且對頂蓋材料起到降溫作用。大空間建筑的頂棚材料往往采用鋼制結構，發生火災時可采取上置的噴頭連續噴水，并可向鋼管里連續澆注冷水以達到降溫的作用，防止屋頂的鋼制結構變形坍塌。

5.2 防火墻的設計

防火墻要有基礎的或鋼筋混凝土的基礎框架，有效截斷各種燃燒體的屋頂結構燃燒體的易燃性越大，防火墻就要相應地高出屋面越多。當防火墻距離天窗距離較小且天窗的構成材料易燃時，應采取相應有效的措施來控制火勢的蔓延。安裝防火墻時應注意參考防火墻的基礎框架或周圍的墻體在火災發生時遭到破壞的程度，以免造成防火墻的損壞甚至坍塌，大大地降低防火功能。

5.3 隔煙玻璃、防火玻璃隔斷設計

（1）隔煙設計.可設計專門的幕墻隔煙，與普通的開放式的明框幕墻和單元式幕墻結構不同，專門的隔煙幕墻具有其特殊要求。最重要的就是密封要好。普通幕墻存在空腔，火災發生時可能發生煙囪效應，但是防火幕墻在普通幕墻的基礎上對空腔用防火材料進行了填充以達到密封效果。此外，還要考慮高溫時玻璃幕墻變形引起的密封失效。一定要采用防火性強的密封膠。

（2）耐火的完整性設計。在防火玻璃幕墻的設計時，一定要注意要保持各個幕墻之間的相對獨立性。通常將與固件結構相連的幕墻完全分開，并與主體結構牢固連接，要嚴格控制好接頭部分，防止在火災中，非防火材料的燃燒變形牽連與之相連的防火材料失去作用，不能發揮其防火隔煙的功能；還要將高溫時幕墻發生的變形程度考慮在內。

5.4 有利于人群疏散的安全設計

可設置供暫時避難的安全通道。根據建筑的具體建筑結構和防火墻、玻璃幕墻等防火設施的設置，特異性地分隔出相對安全的區域，并與各疏散口相連，既可以暫時與火勢相隔，又不影響人群有序地疏散。由于火災的發生都為突發事件，要隨時做好防火的準備，所以在平時，一定要保證安全通道的通暢。火災發生時還可在安全通道進行人工送風，以進一步達到隔煙的效果。

6 防火系統的特異性設置的意義

由于大空間建筑結構的特殊性和多樣性，僅僅參照有關規定進行防火設計是遠遠不夠的。在設計中我們還要考慮許多細節，如防火墻和玻璃幕墻的設置時，要考慮遮擋所帶來的視覺效果的改變，還要考慮這些防火設或施給大空間建筑的格局本身所帶來的影響，若格局混亂或視覺阻礙則失去了大空間建筑的設計初衷。而且在具體進行防火墻或玻璃幕墻的安裝時，由于大空間建筑過高，安裝從地面到頂棚的防火墻是很難施行的。

7 結語

隨著大空間建筑的增多，其防火設計顯得越來越重要。但現行的大空間建筑的防火設計與傳統的防火設計存在著很大的矛盾，傳統防火設計的相對滯后提醒我們要及時完善防火設計的相關條文，與時俱進。在設計時要有全面的考慮，結合不同建筑的結構特點和功能特點進行特異性設計，綜合考慮其他因素，使設計盡量合理化科學化。

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