一級(jí)消防工程師《案例分析》考點(diǎn)練習(xí):大型地下空間
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案例 大型地下空間消防性能化設(shè)計(jì)評(píng)估案例分析
一、情景描述
某商務(wù)核心區(qū)(圖3-45-1)地下一層建筑面積約為102951m2,主要功能為:①人行交通系統(tǒng)。是聯(lián)系公共區(qū)與二級(jí)地塊的人行通道,為在地下車庫停車的使用者提供了清晰和便捷的快速通道,呈“井”字形分布于地塊內(nèi)?焖偻ǖ赖膬魧挾葹14m,建筑面積約為52529m2,與各二級(jí)地塊均有出人口,行人可通過清晰的標(biāo)志系統(tǒng)找到相應(yīng)的樓座;②商業(yè)功能。包括品牌主力店、餐飲區(qū)、影劇院、超市等,建筑面積約為50422m2。商業(yè)西側(cè)室外設(shè)置有從南至北、完全開敞的下沉廣場(chǎng),既為商業(yè)增加了室外景觀,又改善了采光通風(fēng)及疏散條件。為了滿足商業(yè)店鋪的有效布局,并解決商業(yè)疏散問題,在商業(yè)區(qū)域中間設(shè)置了南北長(zhǎng)約200m,東西寬度為14m的室內(nèi)步行街(圖3-45-2),周圍的商業(yè)店鋪通過步行街進(jìn)行疏散,步行街設(shè)置有多個(gè)直通下沉廣場(chǎng)的出口,還設(shè)置有多部直通室外地坪的疏散樓梯。該建筑除室內(nèi)步行街的防火分區(qū)劃分、借用室內(nèi)步行街進(jìn)行疏散等問題以外,其他消防設(shè)計(jì)均滿足現(xiàn)行有關(guān)國(guó)家工程消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
在消防性能化設(shè)計(jì)評(píng)估中,通過隔離室內(nèi)步行街中的商業(yè)火災(zāi)荷載,限制室內(nèi)步行街內(nèi)部的火災(zāi)荷載,設(shè)置有效的火災(zāi)探測(cè)、自動(dòng)滅火、防排煙等消防措施,將步行街設(shè)置為“臨時(shí)安全區(qū)”,以解決步行街防火分區(qū)面積超大、借用步行街疏散等問題。與此同時(shí),通過設(shè)置下沉廣場(chǎng),引導(dǎo)步行街人員首先疏散至開闊的下沉廣場(chǎng),有效解決地下商場(chǎng)疏散樓梯不足的問題。
二、案例說明
本消防性能化設(shè)計(jì)評(píng)估案例包含或涉及下列內(nèi)容:
1)人員的耐受性指標(biāo)的選取。
2)煙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其量化指標(biāo)。
3)性能化設(shè)計(jì)評(píng)估對(duì)室內(nèi)步行街排煙的要求。
4)性能化設(shè)計(jì)評(píng)估對(duì)用于防火分隔的下沉廣場(chǎng)的要求。
三、關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)
(一)人員的耐受性指標(biāo)的選取
人員的耐受性指標(biāo),是指計(jì)算危險(xiǎn)來臨時(shí)間時(shí)應(yīng)考慮火災(zāi)時(shí)建筑物內(nèi)影響人員安全疏散的因素,包括煙氣層高度、熱輻射、對(duì)流熱、煙氣毒性和能見度。
這些因素可以通過對(duì)建筑內(nèi)特定的火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行火災(zāi)與煙氣流動(dòng)的模擬得到。各因素應(yīng)按以下要求確定:
1)在疏散過程中,煙氣層應(yīng)始終保持在人群頭部以上一定高度,人在疏散時(shí)不必要從煙氣中穿過或受到熱煙氣流的輻射熱威脅。
2)人體對(duì)煙氣層等火災(zāi)環(huán)境的輻射熱的耐受極限為2.50kW/m2,即相當(dāng)于上部煙氣層的溫度約為180~200℃。
3)高溫空氣中的水分含量對(duì)人體的耐受能力有顯著影響。人體可以短時(shí)間承受100℃環(huán)境的對(duì)流熱,當(dāng)溫度低于60℃(水分飽和)時(shí)可以耐受大于30min。
4)火災(zāi)中的熱分解產(chǎn)物及其濃度與分布因燃燒材料、建筑空間特性和火災(zāi)規(guī)模等不同而有所區(qū)別。在設(shè)計(jì)和評(píng)估時(shí),可簡(jiǎn)化為:如果空問內(nèi)煙氣的光密度不大于0.10D/m,則視為各種毒性燃燒產(chǎn)物的濃度在30min內(nèi)達(dá)不到人體的耐受極限,通常以一氧化碳的濃度為主要定量判定指標(biāo)。在設(shè)計(jì)與評(píng)估中,應(yīng)根據(jù)空間高度與大小以及可能的疏散時(shí)間來確定該光密度的大小。
5)能見度的定量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)建筑內(nèi)的空間高度和面積大小確定。對(duì)于小空間,能見度指標(biāo)取5m;對(duì)于大空間,能見度指標(biāo)取10m。
(二)煙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其量化指標(biāo)
煙控系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是:
1)為人員疏散提供一個(gè)相對(duì)安全的區(qū)域,保證在疏散過程中不會(huì)受到火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣的傷害。
2)為消防救援提供一個(gè)救援和展開滅火作業(yè)的安全通道和區(qū)域,免受火災(zāi)的影響。
3)及時(shí)排除火災(zāi)中產(chǎn)生的大量熱量,減少對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的損傷。
在性能化的煙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,排煙量一般采用以下三種方法之一進(jìn)行計(jì)算:
1)排煙量大于火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙氣量。
2)排煙量等于火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙氣量,且煙層的高度要大于一個(gè)臨界高度,即保證人員安全的
高度。
3)排煙量小于火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙氣量,但是煙層的高度下降到臨界高度時(shí),人員已經(jīng)疏散完畢。由于煙控系統(tǒng)的目的是防止人員受到火災(zāi)煙氣的影響,因此煙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)使煙層維持在距離地面一定的高度以上,這個(gè)高度又稱為臨界煙層高度。臨界煙層的計(jì)算見式(3-45-1)。
Hd=1.6+0.1(Hc-h)(3-45-1)
式中Hd——煙層距離疏散地面的臨界高度;
Hc——空間頂棚距離火源位置的高度;
h——疏散地面高于火源位置的高度。
三者的空間關(guān)系如圖3-45-3所示。
火災(zāi)中煙氣運(yùn)動(dòng)的一般現(xiàn)象是:燃燒產(chǎn)生熱煙氣,這些熱煙氣上升并在火焰上方形成煙羽流。煙羽流在上升的過程中不斷卷吸空氣,因此隨著高度的增加煙羽流水平斷面的直徑和質(zhì)量流量逐漸增加。這些熱煙氣在屋頂形成一個(gè)熱煙層,并隨著煙氣的聚集,煙層高度逐漸下降。另外,對(duì)于空間形狀復(fù)雜或情況特殊的排煙設(shè)計(jì)需要進(jìn)行煙氣運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬分析。
(三)性能化設(shè)計(jì)評(píng)估對(duì)室內(nèi)步行街排煙的要求
步行街頂棚設(shè)置自然排煙設(shè)施,自然排煙口的有效面積不應(yīng)小于其地面面積的25%。
(四)性能化設(shè)計(jì)評(píng)估對(duì)用于防火分隔的下沉廣場(chǎng)的要求
1)不同防火分區(qū)通向下沉廣場(chǎng)等室外開敞空間的安全出口,其最近邊緣之間的水平距離不應(yīng)小于13m。室外開敞空問除用于人員疏散外不得用于其他商業(yè)或可能導(dǎo)致火災(zāi)蔓延的用途,其中用于疏散的凈面積不應(yīng)小于169m2。
2)下沉廣場(chǎng)等室外開敞空間內(nèi)應(yīng)設(shè)置不少于1部直通地面的疏散樓梯。當(dāng)連接下沉廣場(chǎng)的防火分區(qū)需利用下沉廣場(chǎng)進(jìn)行疏散時(shí),疏散樓梯的總凈寬度不應(yīng)小于任一防火分區(qū)通向室外開敞空間的設(shè)計(jì)疏散總凈寬度。
3)確需設(shè)置防風(fēng)雨篷時(shí),防風(fēng)雨篷不應(yīng)完全封閉,四周開口部位應(yīng)均勻布置,開口的面積不應(yīng)小于室外開敞空間地面面積的25%,開口高度不應(yīng)小于1m;開口設(shè)置百葉時(shí),百葉的有效排煙面積可按百葉通風(fēng)口面積的60%計(jì)算。
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四、注意事項(xiàng)
(一)快速通道區(qū)域
為了提高通道使用的便利性,局部設(shè)置一些簡(jiǎn)易商業(yè)設(shè)施,單個(gè)店鋪的面積不超過80m2。商業(yè)設(shè)施的設(shè)置增加了通道區(qū)域的火災(zāi)危險(xiǎn)性,因此雖然不劃分防火分區(qū),但是為了減少通道區(qū)內(nèi)的火災(zāi)荷載,應(yīng)限制店鋪的面積,如將店鋪面積控制在整個(gè)通道面積的6%以內(nèi)。另外,還應(yīng)按照規(guī)范要求設(shè)計(jì)防排煙系統(tǒng),自動(dòng)探測(cè)報(bào)警及噴淋滅火等消防設(shè)施。
(二)步行街區(qū)域
步行街作為地下商業(yè)區(qū)域重要的疏散路徑,應(yīng)確保其在火災(zāi)時(shí)的安全性。因此,為了減少步行街通道的火災(zāi)危險(xiǎn)性,通道區(qū)域僅作為人流交通場(chǎng)所,不作為商業(yè)用途場(chǎng)所。
(三)商業(yè)區(qū)域
地下商業(yè)的主要火災(zāi)危險(xiǎn)來源于步行街兩側(cè)的營(yíng)業(yè)廳、餐飲區(qū)、電影院等。這些不同經(jīng)營(yíng)類型的商業(yè)區(qū)域之間應(yīng)進(jìn)行有效的防火分隔。為了安全疏散,連接樓梯間的疏散走道應(yīng)采用耐火極限不小于1.OOh的實(shí)體墻進(jìn)行分隔。作為人員疏散的主要出口的下沉廣場(chǎng),應(yīng)設(shè)置不少于1個(gè)直通地坪的疏散樓梯,總凈寬度不應(yīng)小于相鄰最大防火分區(qū)通向下沉廣場(chǎng)等室外開敞空間的計(jì)算疏散總凈寬度。
二、思考題
(一)單項(xiàng)選擇題
1.清晰高度一般為( )m。
A.1
B.1.50
C.2
D.2.50
2.餐飲、商店等商業(yè)設(shè)施通過有頂棚的步行街連接,步行街兩側(cè)的建筑利用步行街進(jìn)行安全疏散,且步行街采用自然排煙設(shè)施。自然排煙口的有效面積不應(yīng)小于其地面面積的( )%。
A.2
B.5
C.10
D.25
(二)多項(xiàng)選擇題
下列哪些描述用于防火分隔的下沉廣場(chǎng)的語句是正確的?( )
A.下沉廣場(chǎng)的寬度不應(yīng)小于13m
B.下沉廣場(chǎng)的面積不應(yīng)小于169m2
C.下沉廣場(chǎng)內(nèi)應(yīng)設(shè)置不少于1部直通地面的疏散樓梯
D.下沉廣場(chǎng)疏散樓梯的總凈寬度不應(yīng)小于通向下沉廣場(chǎng)的設(shè)計(jì)疏散總凈寬度
E.防風(fēng)雨篷開口的面積不應(yīng)小于室外開敞空間地面面積的25%
(三)分析題
請(qǐng)簡(jiǎn)述人員安全疏散計(jì)算分析的定量判定標(biāo)準(zhǔn)。
【參考答案】
(一)1.C2.D
(二)CE
(三)答題要點(diǎn): f人員安全疏散計(jì)算分析的定量判定標(biāo)準(zhǔn)為空間內(nèi)的火災(zāi)環(huán)境應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件:臨界煙層高度以下空間內(nèi)的煙氣溫度不超過60℃且能見度不小于10m;一氧化碳濃度不超過500×10-6。
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