2018年一級(jí)消防工程師《技術(shù)實(shí)務(wù)》重點(diǎn):資料收集
建筑的防火設(shè)計(jì)可分解為三個(gè)構(gòu)成部分,即建筑被動(dòng)防火系統(tǒng)、建筑主動(dòng)防火系統(tǒng)和安全疏散系統(tǒng)。每一個(gè)系統(tǒng)還可進(jìn)一步細(xì)化分解為不同的子系統(tǒng)。本節(jié)通過分析研究國內(nèi)外規(guī)范相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容,在總結(jié)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,確定了上述各部分的設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求。
一、資料收集
建筑設(shè)計(jì)包括兩方面的內(nèi)容,即對(duì)建筑空間的研究以及對(duì)構(gòu)成建筑空間的建筑實(shí)體的研究。建筑設(shè)計(jì)首先要滿足建筑法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的要求。
建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行消防性能化設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)熟悉建筑概況,包括工程的名稱、地址、占地面積、建筑面積等,并進(jìn)一步收集在設(shè)計(jì)中會(huì)用到的資料,特別是應(yīng)該去踏勘現(xiàn)場。尤其是在進(jìn)行異地操作時(shí),設(shè)計(jì)人員更應(yīng)當(dāng)切實(shí)了解項(xiàng)目所在地的環(huán)境情況,例如氣候條件、抗震設(shè)防烈度、周邊的人文環(huán)境和建筑現(xiàn)狀以及可能的施工條件等。
設(shè)計(jì)資料包括建筑設(shè)計(jì)說明,建筑總平面圖,消防設(shè)計(jì)專篇,建筑主要樓層平面圖,建筑主要立面圖和剖面圖。此外還包括結(jié)構(gòu)、各設(shè)備專業(yè)的相關(guān)圖紙等。
二、設(shè)定安全目標(biāo)
我國的消防工作方針是“預(yù)防為主,防消結(jié)合”,其首要原則是要做到“預(yù)防為主”,防患于未然。要減少和預(yù)防建筑火災(zāi),首先要確保建筑物本身的本質(zhì)安全。因此,在建筑防火設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師應(yīng)盡可能降低建筑物內(nèi)的火災(zāi)荷載、降低建筑構(gòu)件及建筑裝修裝飾材料的燃燒性能,認(rèn)真研究建筑防火措施、合理布置建筑平面,在建筑物內(nèi)外進(jìn)行必要的分隔,合理設(shè)定建筑物的耐火等級(jí)和相關(guān)構(gòu)件的耐火極限,預(yù)防火災(zāi)發(fā)生,防止火災(zāi)蔓延。此外,應(yīng)根據(jù)建筑物的使用功能、空間平面特征和人員特點(diǎn),設(shè)計(jì)合理正確的安全疏散與滅火設(shè)施,達(dá)到減少火災(zāi)危害,保護(hù)人的生命和財(cái)產(chǎn)安全的目的。
建筑的防火設(shè)計(jì)可分解為三個(gè)構(gòu)成部分,即建筑被動(dòng)防火系統(tǒng)、建筑主動(dòng)防火系統(tǒng)和安全疏散系統(tǒng)。每一個(gè)系統(tǒng)還可進(jìn)一步細(xì)化分解為不同的子系統(tǒng):建筑被動(dòng)防火系統(tǒng)包括建筑結(jié)構(gòu)、防火分隔、防火間距、管線和管道(井)、建筑裝修等;建筑主動(dòng)防火系統(tǒng)包括滅火設(shè)施、防排煙系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等;安全疏散系統(tǒng)包括疏散樓梯、安全出口、疏散出口、避難逃生設(shè)施、應(yīng)急照明與標(biāo)識(shí)等。通過分析研究國內(nèi)外規(guī)范相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容,在總結(jié)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,確定了上述各部分的設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求。
(一)被動(dòng)防火系統(tǒng)
1.結(jié)構(gòu)耐火
建筑結(jié)構(gòu)是由若干基本構(gòu)件通過一定連接方式構(gòu)成的整體。在建筑結(jié)構(gòu)中,所有能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的因素統(tǒng)稱為作用。除了直接以力的形式出現(xiàn)的作用會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力和變形外,其他作用,如溫度的變化、混凝土收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降等也可在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力和變形。直接以力的形式出現(xiàn)的作用稱為直接作用,即荷載。其他作用則稱為間接作用。一般,設(shè)計(jì)合理的建筑結(jié)構(gòu)能安全可靠地承受并傳遞各種荷載和間接作用。
但是,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),不能僅考慮正常使用狀態(tài)下建筑結(jié)構(gòu)的荷載和間接作用,而同時(shí)應(yīng)充分考慮非正常狀態(tài)的作用效應(yīng)組合,如火災(zāi)情況。這是因?yàn)榛馂?zāi)產(chǎn)生的高溫會(huì)對(duì)建筑構(gòu)件帶來極大的破壞作用。下面以我國常用的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料鋼筋混凝土為例進(jìn)行說明。在高溫作用下,混凝土中各種水分迅速汽化,體積明顯膨脹,其強(qiáng)度和彈性模量隨溫度升高而降低。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋雖有混凝土保護(hù),但在高溫下其強(qiáng)度仍然有所降低,以致在初應(yīng)力下屈服而引起截面破壞。構(gòu)件破壞的程度取決于溫度升高的速率、最高溫度和火災(zāi)作用持續(xù)的時(shí)間:當(dāng)溫度低于500℃時(shí),澆水冷卻的混凝土強(qiáng)度低于自然冷卻后的強(qiáng)度;而高于600℃時(shí),澆水冷卻后的強(qiáng)度高于自然冷卻后的強(qiáng)度;在1400℃時(shí),鋼筋進(jìn)入液態(tài),失去了抵抗荷載的能力。并且在火災(zāi)時(shí),鋼筋與混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度也隨溫度升高而呈下降趨勢。對(duì)于鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)而言,構(gòu)件的熱膨脹會(huì)使相鄰構(gòu)件產(chǎn)生過大位移,從而危及相鄰構(gòu)件穩(wěn)定性和承載力。
因此,建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)在建筑防火設(shè)計(jì)中的作用舉足輕重。從各國的規(guī)范來看,其具體規(guī)定內(nèi)容雖然不同,但其消防安全總目標(biāo)卻大同小異,其中最重要的就是保護(hù)人的生命和財(cái)產(chǎn)安全。就保護(hù)人的生命安全而言,結(jié)構(gòu)防火在所有建筑類型中都是重要的。這是因?yàn)椋?/p>
1)良好的結(jié)構(gòu)耐火性能能為人員的安全疏散提供寶貴的疏散時(shí)間,特別是在高層和大空間建筑中以及有行動(dòng)受限人員的建筑內(nèi),如醫(yī)院、老年人建筑、幼兒園等;
2)為消防隊(duì)員在建筑內(nèi)所有人員撤出后進(jìn)入建筑內(nèi)實(shí)施滅火提供生命安全保證。
就保護(hù)財(cái)產(chǎn)安全而言,結(jié)構(gòu)防火的重要性更是不言而喻。在火災(zāi)初級(jí)階段,盡管結(jié)構(gòu)耐火能力所起的作用不大,但如果初期火災(zāi)沒有得到成功控制而使火災(zāi)繼續(xù)增長,良好結(jié)構(gòu)耐火性能的作用明顯。在消防隊(duì)員實(shí)施滅火之前,結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以有效地將火災(zāi)控制在起火區(qū)域或某個(gè)防火分區(qū)內(nèi),從而減少火災(zāi)和煙氣對(duì)建筑內(nèi)的物品和建筑結(jié)構(gòu)所造成的破壞,同樣也可減少災(zāi)后修復(fù)難度、費(fèi)用和時(shí)間。建筑結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能目標(biāo)如下:
(1)設(shè)計(jì)目標(biāo)。在火災(zāi)作用下,建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能在合理的消防投入基礎(chǔ)上,保持足夠的完整性能、隔熱性能或承載力或同時(shí)保持其中兩個(gè)或三個(gè)性能。
(2)功能目標(biāo)
①建筑構(gòu)件能避免因其在火災(zāi)中發(fā)生變形或破壞而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞或失去承載力;
②不會(huì)因構(gòu)件的破壞而危及建筑內(nèi)部人員的疏散安全和滅火救援人員的安全;
③避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中因變形、垮塌而難以修復(fù)或影響重要功能的使用、減少災(zāi)后結(jié)構(gòu)的修復(fù)費(fèi)用和難度,縮短結(jié)構(gòu)功能的恢復(fù)期;
④預(yù)防因構(gòu)件破壞而加劇火災(zāi)或?qū)е禄馂?zāi)蔓延至其它防火區(qū)域或相鄰建筑物。
3)性能要求
(1)建筑構(gòu)件的耐火性能應(yīng)與構(gòu)件的功能、建筑的功能與用途、建筑內(nèi)的預(yù)計(jì)火災(zāi)荷載、火災(zāi)強(qiáng)度及其持續(xù)時(shí)間、建筑高度與體量以及建筑內(nèi)外的消防設(shè)施相適應(yīng);
(2)建筑承重構(gòu)件在火災(zāi)作用下,應(yīng)具有足夠的承載力;
(3)建筑分隔構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限在設(shè)計(jì)所需時(shí)間內(nèi)應(yīng)能防止火災(zāi)和煙氣的蔓延;
(4)建筑物中各構(gòu)件的耐火性能應(yīng)具有合理的關(guān)系;
(5)建筑構(gòu)件在火災(zāi)作用下的變形不應(yīng)超過允許變形值;
(6)建筑結(jié)構(gòu)所提供的安全水平應(yīng)與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定等效。
2.防火分區(qū)
我國現(xiàn)行的建筑防火技術(shù)體系中,雖然主動(dòng)防火系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展,其在建筑防火設(shè)計(jì)中的地位和作用也越來越重要,但以保證建筑物的耐火等級(jí)、劃分防火分區(qū)、限制可燃裝修裝飾材料的應(yīng)用、保證安全疏散出口寬度及數(shù)量等為主要內(nèi)容的建筑物被動(dòng)防火系統(tǒng)尚應(yīng)居首要地位。良好的防火分區(qū)劃分和分隔構(gòu)件的耐火性能能有效地將火災(zāi)控制在起火區(qū)域或某個(gè)防火分區(qū)內(nèi),從而為建筑內(nèi)人員的安全疏散及消防隊(duì)員的救援和滅火行為提供寶貴的時(shí)間,為減少火災(zāi)和煙氣對(duì)建筑內(nèi)容物和建筑結(jié)構(gòu)所造成的破壞、減少災(zāi)后修復(fù)難度、費(fèi)用和時(shí)間等提供條件。就我國目前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和公眾防火安全意識(shí)而言,做好被動(dòng)防火系統(tǒng)是更有效、可靠和經(jīng)濟(jì)的防火途徑。
對(duì)于火災(zāi)蔓延控制目標(biāo),主要利用火災(zāi)發(fā)展分析工具,根據(jù)本建筑的使用功能和空間特性等,設(shè)定相應(yīng)的火災(zāi)場景,模擬煙氣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,計(jì)算煙氣層的溫度,并以此判斷所設(shè)計(jì)的防火隔離措施能否將火災(zāi)控制在設(shè)定的防火區(qū)域內(nèi)。
火災(zāi)的蔓延方式有火焰接觸、延燒、熱傳導(dǎo)、熱輻射等。當(dāng)可燃物為離散布置時(shí),熱輻射是一種促使火災(zāi)在室內(nèi)及建筑物間蔓延的重要形式。當(dāng)火災(zāi)煙氣達(dá)到足夠的溫度時(shí),其產(chǎn)生的熱輻射強(qiáng)度將會(huì)引燃周圍可燃物,從而導(dǎo)致火災(zāi)的蔓延。消防性能化設(shè)計(jì)時(shí)一般通過模擬計(jì)算分析得到火源所在防火區(qū)域之外的其它防火區(qū)域的煙氣層最高溫度。如果煙氣層溫度高于設(shè)定的極限溫度,則認(rèn)為火災(zāi)將通過熱輻射在防火區(qū)域間進(jìn)行蔓延;如果煙氣層溫度小于設(shè)定的極限溫度,可認(rèn)為火災(zāi)不會(huì)通過熱輻射在防火區(qū)域間進(jìn)行蔓延。
根據(jù)相關(guān)試驗(yàn),可燃物品被引燃所需的最小熱流為10kW/m2。火災(zāi)的輻射熱為10kW/m2時(shí),約相當(dāng)于煙氣層的溫度達(dá)到360℃~400℃時(shí)的狀態(tài)。因此一般將360℃作為火災(zāi)在防火區(qū)域間蔓延的極限溫度,即煙氣層溫度大于該值時(shí),火災(zāi)將通過熱輻射在防火區(qū)域間進(jìn)行蔓延;當(dāng)煙氣層溫度小于該值時(shí),可認(rèn)為火災(zāi)不會(huì)通過熱輻射的方式在防火區(qū)域間蔓延。防火分區(qū)性能化設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求如下:
1)設(shè)計(jì)目標(biāo):防火分區(qū)劃分應(yīng)能有效降低火災(zāi)危害,可將火災(zāi)的財(cái)產(chǎn)損失控制在可接受的范圍之內(nèi)。
2)功能目標(biāo):觀眾廳內(nèi)采取的防火隔斷措施,應(yīng)能將建筑火災(zāi)控制在設(shè)定的的防火空間內(nèi),而不會(huì)經(jīng)水平方向和豎向向其他區(qū)域蔓延。
3)性能要求
(1)防火分隔構(gòu)件的燃燒性能具有足夠的耐火極限,并滿足控制火災(zāi)的要求;
(2)著火空間內(nèi)不會(huì)發(fā)生轟燃;
(3)火災(zāi)可以控制在設(shè)定的防火區(qū)域內(nèi);
(4)火災(zāi)不會(huì)發(fā)生連續(xù)蔓延;
(5)火災(zāi)的可能過火面積與滿足規(guī)范要求的防火分區(qū)的過火面積基本相同;
(6)滅火系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求,可以有效控制火災(zāi)蔓延;
(7)排煙系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求,可以有效排除煙氣和熱量。
3.防火間距
建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí),火災(zāi)除了在建筑內(nèi)部蔓延擴(kuò)大外,還可能通過一定途徑向鄰近的建筑蔓延。為了防止火災(zāi)在建筑之間蔓延,建筑之間保持適當(dāng)?shù)木嚯x是一種有效措施。防火間距是指防止著火建筑的輻射熱在一定時(shí)間內(nèi)引燃相鄰建筑,且便于消防撲救的間隔距離。因此,防火間距一方面有助于防止火災(zāi)在建筑之間蔓延,另一方面為火災(zāi)撲救及建筑內(nèi)人員和物資的緊急疏散提供場地。
在實(shí)際確定建筑之間的防火間距時(shí),不可能考慮上述所有因素。一般情況下,防火間距主要是根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性及耐火等級(jí)來確定。建筑物的耐火等級(jí)越低,防火間距越大;建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性越大,防火間距越大;建筑物撲救難度越大,防火間距越大。防火間距設(shè)置的基本原則是:
1)根據(jù)火災(zāi)的輻射熱對(duì)相鄰建筑的影響,一般不考慮飛火、風(fēng)速等因素。
2)保證消防撲救的需要。需根據(jù)建筑高度、消防車的型號(hào)尺寸,確定操作場地的大小。
3)在滿足防止火災(zāi)蔓延及消防車作業(yè)需要的前提下,考慮節(jié)約用地。
建筑物間防火間距的設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求如下:
1)設(shè)計(jì)目標(biāo) 建筑與相鄰建筑、設(shè)施的防火間距應(yīng)滿足安全要求。
2)功能目標(biāo)
(1)防火間距應(yīng)能有效防止建筑間的火災(zāi)蔓延。
(2)建筑周圍應(yīng)具有滿足消防車展開滅火救援的條件。
3)性能要求
(1)建筑與相鄰建筑、設(shè)施之間的防火間距應(yīng)根據(jù)建筑的耐火等級(jí)、外墻防火構(gòu)造以及相鄰?fù)鈮Φ姆阑鸫胧?、滅火救援以及設(shè)施性質(zhì)等因素進(jìn)行確定。
(2)工業(yè)與民用建筑與城市地下交通隧道、地下人行道及其他地下建筑之間應(yīng)采取防止火災(zāi)蔓延的有效措施。
(3)建筑周圍應(yīng)設(shè)置消防車道或滿足消防車通行與??俊⒄坜D(zhuǎn)的平坦空地。消防車道的凈空高度和凈寬度以及地面承壓應(yīng)滿足消防車通行的需要。
(4)大型工業(yè)或民用建筑周圍應(yīng)設(shè)置環(huán)形消防車道或其他滿足消防車滅火救援的場地。
(5)供消防車停留和作業(yè)的道路與建筑物的距離應(yīng)滿足消防展開和救援的要求。
(二)主動(dòng)防火系統(tǒng)
建筑的主動(dòng)防火系統(tǒng)主要依靠火災(zāi)探測報(bào)警、防煙排煙、各類滅火設(shè)施等建筑消防設(shè)施,通過及早探測火災(zāi)、破壞已形成的燃燒條件、終止燃燒的連鎖反應(yīng),來撲滅或抑制火災(zāi)。
當(dāng)建筑內(nèi)某一個(gè)空間發(fā)生火災(zāi)時(shí),燃燒產(chǎn)生的熱量能夠通過熱對(duì)流、熱輻射和熱傳導(dǎo)等方式向周圍傳播,導(dǎo)致火災(zāi)蔓延。各種主動(dòng)防火手段對(duì)于控制和撲救火災(zāi)都有著重要的作用,它們分別以不同的方式在火災(zāi)的不同階段對(duì)火災(zāi)的發(fā)展進(jìn)程產(chǎn)生影響。例如在火災(zāi)早期啟動(dòng)噴水滅火,能有效控制室內(nèi)溫度的升高和火災(zāi)蔓延。 因此,在建筑防火設(shè)計(jì)中應(yīng)該根據(jù)不同情況下火災(zāi)的不同階段的特性及其影響考慮設(shè)置合適的主動(dòng)防火系統(tǒng),以減小火災(zāi)的危害。
在現(xiàn)行規(guī)范體制下,規(guī)范中對(duì)于建筑主動(dòng)消防設(shè)施設(shè)置的規(guī)定都是針對(duì)具體場所規(guī)定應(yīng)設(shè)置什么樣的滅火設(shè)施、自動(dòng)報(bào)警設(shè)施或防煙與排煙設(shè)施,而未明確提出設(shè)置這些設(shè)施要達(dá)到什么樣的目標(biāo),也未考慮在實(shí)際中如何與其他消防手段更好地有機(jī)結(jié)合或者允許采用綜合效益更好的其他主動(dòng)防火措施,設(shè)置這些設(shè)施應(yīng)該達(dá)到什么樣的目的,要滿足怎樣的性能。這樣的規(guī)定顯然不利于提高建筑防火的投資效益,不利于建筑設(shè)計(jì)者根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行綜合考慮和應(yīng)用新的主動(dòng)防火措施。
大量火災(zāi)事實(shí)表明,建筑主動(dòng)防火系統(tǒng)能夠提高建筑自身的防火能力,防止和減少火災(zāi)損失,是建筑防火體系的重要組成部分?;馂?zāi)自動(dòng)探測報(bào)警可在火災(zāi)發(fā)生早期及時(shí)探測到火情并報(bào)警,不僅可為人員的安全疏散提供報(bào)警信息和寶貴的疏散時(shí)間,而且可通過聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)火災(zāi)警報(bào)裝置、應(yīng)急照明系統(tǒng)、火災(zāi)應(yīng)急廣播等設(shè)施,引導(dǎo)火災(zāi)現(xiàn)場人員及時(shí)疏散;啟動(dòng)有關(guān)的消防設(shè)施來撲滅或控制早期火災(zāi),排除煙氣,防止火災(zāi)蔓延。建筑滅火設(shè)施可用于撲滅或控制不同階段的建筑火災(zāi)。如,自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在無人情況下自動(dòng)啟動(dòng)并撲滅或控制建筑內(nèi)的早期火災(zāi),并發(fā)出報(bào)警信號(hào),起到防止火災(zāi)蔓延和減少損失的作用。防煙系統(tǒng)可用于建筑內(nèi)需要保證煙氣不可進(jìn)入?yún)^(qū)域的安全。如,在防煙樓梯的前室設(shè)置防煙系統(tǒng),可以將火災(zāi)的高溫有毒煙氣阻止在前室外,從而起到為人員疏散和救援人員提供一個(gè)相對(duì)安全環(huán)境的作用。排煙系統(tǒng)可及時(shí)排除建筑火災(zāi)產(chǎn)生的高溫有毒煙氣,阻止煙氣向非著火區(qū)域擴(kuò)散,既可延緩火災(zāi)發(fā)生轟燃而保持相對(duì)穩(wěn)定的燃燒狀態(tài),又可為人員疏散提供寶貴的可用時(shí)間,為救援人員提供較好的滅火救援條件。
因此,建筑主動(dòng)防火系統(tǒng)的作用主要是通過檢測火災(zāi)信號(hào)并發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)和聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)建筑消防設(shè)施,為人員疏散和滅火救援提供較安全的環(huán)境,撲滅或控制不同性狀的火災(zāi),減少火災(zāi)危害。
1.自動(dòng)滅火系統(tǒng)
對(duì)于同一建筑,建筑各區(qū)域的用途不盡相同,某些部位火災(zāi)危險(xiǎn)性較小或火災(zāi)荷載密度較小,若整座建筑全部設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng),將造成不必要的投資。因此,建筑內(nèi)自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則是對(duì)建筑重點(diǎn)部位、重點(diǎn)場所進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)。重點(diǎn)場所一般包括:火災(zāi)荷載大、火災(zāi)危險(xiǎn)性高的場所、可能因火災(zāi)而導(dǎo)致人員疏散困難的場所和可能因火災(zāi)導(dǎo)致重大損失的場所。自動(dòng)滅火系統(tǒng)的設(shè)置主要用于建筑中不能中斷防火保護(hù)的場所免受火災(zāi)危害或減輕其危害程度,其設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求為:
1)設(shè)計(jì)目標(biāo) 為建筑中不能中斷防火保護(hù)的場所提供滅火措施,使其免受火災(zāi)危害或減輕其危害程度。
2)功能目標(biāo) 建筑內(nèi)設(shè)置的自動(dòng)滅火系統(tǒng)應(yīng)能夠及時(shí)撲滅和控制建筑內(nèi)的初期火災(zāi),防止火災(zāi)蔓延和造成較大損失。
3)性能要求
(1)建筑內(nèi)設(shè)置的自動(dòng)滅火系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)設(shè)置場所的用途、火災(zāi)危險(xiǎn)性、火災(zāi)特性、環(huán)境溫度和系統(tǒng)的性價(jià)比等比較后確定;
(2)滅火系統(tǒng)的滅火劑應(yīng)適用于撲救設(shè)置場所的火災(zāi)類型,且對(duì)保護(hù)對(duì)象的次生危害較小;
(3)滅火系統(tǒng)的類型應(yīng)與火災(zāi)發(fā)展特性、建筑空間特性相適應(yīng),并在設(shè)置場所的環(huán)境溫度下能安全、可靠運(yùn)行和有效滅火;
(4)對(duì)于火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)識(shí)別火災(zāi)并聯(lián)動(dòng)的滅火系統(tǒng),應(yīng)有能保證系統(tǒng)及時(shí)啟動(dòng)的火災(zāi)探測控制系統(tǒng)。對(duì)于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)等需要消防水泵供水的滅火系統(tǒng),其電源應(yīng)滿足系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行及其動(dòng)作需要。
2.排煙系統(tǒng)
火災(zāi)煙氣的危害性主要表現(xiàn)在:毒害性、減光性以及煙氣中攜帶的較高溫度的氣體和微粒。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,人在濃煙中停留1~2min就會(huì)暈倒,接觸4~5min就有死亡的危險(xiǎn)。在建筑內(nèi)設(shè)置排煙系統(tǒng),不僅可及時(shí)排除火災(zāi)產(chǎn)生的大量煙氣,阻止煙氣向防煙分區(qū)外擴(kuò)散,確保建筑物內(nèi)人員的順利疏散和安全避難,并為消防救援創(chuàng)造有利條件,而且可有效防止某些場所快速發(fā)生破壞性極大的轟燃現(xiàn)象。因此,排煙設(shè)施設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求可確定為:
1)設(shè)計(jì)目標(biāo):建筑內(nèi)設(shè)置的排煙系統(tǒng)應(yīng)能保證人員安全疏散與避難。
2)功能目標(biāo):建筑內(nèi)設(shè)置的排煙系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)排除火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣,避免或限制火焰和煙氣向無火區(qū)域的蔓延,確保建筑物內(nèi)人員的順利疏散和安全避難,并為消防救援創(chuàng)造有利條件。
3)性能要求
(1)排煙設(shè)施方式應(yīng)與建筑的室內(nèi)高度、結(jié)構(gòu)形式、空間大小、火災(zāi)荷載、煙羽流形式及產(chǎn)煙量大小、室內(nèi)外氣象條件等條件相適應(yīng);
(2)排煙設(shè)施應(yīng)具有保證其在火災(zāi)時(shí)正常動(dòng)作的技術(shù)措施;
(3)排煙系統(tǒng)的排煙量或排煙口的面積能夠?qū)煔饪刂圃谠O(shè)計(jì)的室內(nèi)高度以上,而不會(huì)不受控制地蔓延;
(4)機(jī)械排煙系統(tǒng)的室外風(fēng)口布置,應(yīng)能有效防止從室內(nèi)排出的煙氣再次被吸入;
(5)設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施的場所應(yīng)結(jié)合建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形式和功能分區(qū)劃分防煙分區(qū)。防煙分區(qū)及其分隔物應(yīng)保證火災(zāi)煙氣能在一定時(shí)間內(nèi)有效蓄積和排出;
(6)排煙口的布置應(yīng)能有效避免煙氣因冷卻而影響排煙效果,與附近安全出口、可燃構(gòu)件或可燃物的距離應(yīng)能防止出現(xiàn)高溫?zé)煔庹趽醢踩隹诨蛞几浇扇嘉锏默F(xiàn)象;
(7)排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)能保證在任一排煙口或排煙閥開啟時(shí)自行啟動(dòng),并應(yīng)在高溫下和該場所需排煙時(shí)間內(nèi)具有穩(wěn)定的工作性能;
(8)在地上密閉場所中設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)時(shí),應(yīng)同時(shí)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng),補(bǔ)風(fēng)量應(yīng)能有利于排煙系統(tǒng)的排煙。
3.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)
火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)施主要是要在火災(zāi)發(fā)生早期及時(shí)探測到火情并報(bào)警,為人員的安全疏散提供寶貴疏散時(shí)間并采取合理的行動(dòng),并通過聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)火災(zāi)警報(bào)裝置引導(dǎo)火災(zāi)現(xiàn)場人員及時(shí)疏散和進(jìn)行火災(zāi)撲救,或啟動(dòng)有關(guān)的消防設(shè)施來撲滅或控制早期火災(zāi),排除煙氣,防止火災(zāi)蔓延,從而減少人員傷亡和火災(zāi)損失。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求為:
1)設(shè)計(jì)目標(biāo)
為人員及早提供火災(zāi)信息,避免火災(zāi)擴(kuò)大和人員疏散延遲而導(dǎo)致更大的傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。
2)功能目標(biāo)
(1)火災(zāi)時(shí),及時(shí)向使用人員發(fā)出報(bào)警信號(hào),使人員能采取必要的合理措施,提高人員疏散的安全性和火災(zāi)撲救的有效性;
(2)火災(zāi)時(shí),及時(shí)聯(lián)動(dòng)防止火災(zāi)蔓延和排除煙氣或阻止煙氣進(jìn)入安全區(qū)域的相關(guān)設(shè)施。
3)性能要求
(1)建筑應(yīng)根據(jù)其實(shí)際用途、預(yù)期的火災(zāi)特性和建筑空間特性,發(fā)生火災(zāi)后的危害等因素設(shè)置合適的報(bào)警設(shè)施;
(2)火災(zāi)報(bào)警裝置應(yīng)與保護(hù)對(duì)象的火災(zāi)危險(xiǎn)性、火災(zāi)特性和空間高度、大小及環(huán)境條件相適應(yīng);
(3)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出的警報(bào)能使人員清楚地識(shí)別火災(zāi)信號(hào),并采取相應(yīng)的行動(dòng);
(4)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能可靠、準(zhǔn)確地識(shí)別火災(zāi)信號(hào)并聯(lián)動(dòng)相應(yīng)的消防設(shè)施。
(三)安全疏散
建筑物作為人員生活、工作的主要場所。在設(shè)計(jì)之初,考慮其抵御各種災(zāi)害的能力顯得尤為重要。在各種災(zāi)害中,火災(zāi)是經(jīng)常、普遍地威脅公眾安全和社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)害之一。建筑防火安全直接關(guān)系到社會(huì)財(cái)富和人身生命安全,關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。防止火災(zāi)發(fā)生無疑是建筑防火的首要任務(wù),但實(shí)踐證明,火災(zāi)絕對(duì)不發(fā)生是不可能的,而人體的生理特征決定人的生命在火災(zāi)中顯得相當(dāng)脆弱。據(jù)統(tǒng)計(jì),2008年我國全年共發(fā)生火災(zāi)13.3萬起,死亡1385人,受傷684人,直接財(cái)產(chǎn)損失15億元。其中很大一部分火災(zāi)發(fā)生的原因是建筑物的防火設(shè)計(jì)不合理,人員不能及時(shí)疏散。因此,如何盡快疏散建筑內(nèi)的人員到安全區(qū)域是建筑防火設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。
建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí),為避免室內(nèi)人員由于火燒煙熏和房屋倒塌而遭到傷害,必須盡快撤離,室內(nèi)的物資財(cái)富也要盡快搶救出來,以減少火災(zāi)損失。為撲救火災(zāi),營救被困人員,消防人員也要迅速接近起火部位。為此,建筑內(nèi)應(yīng)合理設(shè)置的安全疏散設(shè)施和避難逃生設(shè)施,為安全疏散和救援工作創(chuàng)造良好的條件。
考慮到緊急疏散時(shí)人們?nèi)狈λ伎际枭⒎椒ǖ哪芰蜁r(shí)間緊迫,所以疏散路線要簡捷,易于辨認(rèn),并須設(shè)置簡明易懂、醒目易見的疏散指示標(biāo)志。在進(jìn)行安全疏散設(shè)計(jì)時(shí),要分析不同建筑物中人在火災(zāi)條件下的心理狀態(tài)及行動(dòng)特點(diǎn)。疏散路線設(shè)計(jì)要符合人們的習(xí)慣要求。人們?cè)诰o急情況下,習(xí)慣走平常熟悉的路線,因此在布置疏散樓梯間位置時(shí),將其靠近經(jīng)常使用的電梯間布置,使經(jīng)常使用的路線與火災(zāi)時(shí)緊急使用的路線有機(jī)地結(jié)合起來,則很有利于迅速而安全地疏散人員。
進(jìn)行人員安全疏散設(shè)計(jì),大致應(yīng)經(jīng)歷如下過程:
1)估算室內(nèi)各個(gè)房間應(yīng)疏散的人數(shù);
2)根據(jù)實(shí)際情況確定“假定起火點(diǎn)”;
3)對(duì)每個(gè)“假定起火點(diǎn)”分別規(guī)劃起火后避難者的避難路線;
4)分析避難人員在每條疏散路線上的流動(dòng)情況,如計(jì)算最后一名避難者沿疏散路線穿越各主要部位的時(shí)間,計(jì)算沿途是否發(fā)生滯留現(xiàn)象。如會(huì)發(fā)生滯留現(xiàn)象則應(yīng)計(jì)算滯留地點(diǎn)的滯留人數(shù)、滯留時(shí)間及其人流變化情況等;
5)分析高溫?zé)煔庠诿織l疏散路線上的流動(dòng)情況,如明確高溫?zé)煔獾那岸搜厥枭⒙肪€流動(dòng)的時(shí)間、發(fā)生滯留地點(diǎn)的煙氣濃度隨時(shí)間的變化規(guī)律;
6)對(duì)第4)第5)階段分析的情況進(jìn)行比較、核對(duì),研究人員避難的安全可靠度。即確定最后一名避難者被高溫?zé)煔馇岸俗飞虾螅欠裉幱诔^允許極限濃度的煙氣之中,發(fā)生滯留的地方有多少人處于危險(xiǎn)煙氣中;或即使沒有受到高溫?zé)煔獾闹苯佑绊懀瑴酎c(diǎn)人流的混亂程度是否超過容許程度。在分析問題時(shí),要考慮建筑物的用途、人員素質(zhì)、身體狀況等因素,并適當(dāng)乘以安全系數(shù);
7)根據(jù)第6)階段的分析結(jié)果,如確定屬于危險(xiǎn)的范圍,則要對(duì)安全疏散設(shè)施進(jìn)行技術(shù)調(diào)整,如增加安全出口的數(shù)量和寬度、設(shè)置防排煙設(shè)施等,然后重新按上述程序反復(fù)研究避難設(shè)計(jì)方案,直至選擇最佳方案。安全疏散的設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求為:
(1)設(shè)計(jì)目標(biāo):建筑內(nèi)應(yīng)具有足夠的安全疏散設(shè)施保證人員的生命安全。
(2)功能目標(biāo):安全疏散設(shè)施應(yīng)確保發(fā)生火災(zāi)時(shí),建筑內(nèi)的人員在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠安全疏散至室外安全區(qū)域。
(3)性能目標(biāo)
①應(yīng)有足夠的安全出口供人員安全疏散,每個(gè)房間均應(yīng)有與該房間使用人數(shù)相適應(yīng)的疏散出口;
②安全出口寬度應(yīng)與建筑內(nèi)使用人數(shù)相適應(yīng),并考慮不同用途建筑中疏散人流的寬度和疏散速度,避免人員疏散過程中在安全出口發(fā)生擁擠、堵塞;
③建筑內(nèi)的疏散應(yīng)急照明與疏散指示標(biāo)志均應(yīng)與其所在場所相適應(yīng);
④安全疏散距離應(yīng)與建筑內(nèi)的人員行動(dòng)能力相適應(yīng),確保人員疏散所用時(shí)間滿足安全疏散所允許的限度;
⑤疏散設(shè)施應(yīng)滿足相應(yīng)的防火要求,不會(huì)使人員在疏散過程中受到火災(zāi)煙氣或熱的危害。
(四)消防救援
火災(zāi)的發(fā)生不可避免,而人體的生理特征決定人在火災(zāi)環(huán)境下不能長時(shí)間停留,因此建筑設(shè)計(jì)必須考慮如何將建筑內(nèi)的人員疏散至安全區(qū)域。事實(shí)證明,即使建筑內(nèi)設(shè)計(jì)有足夠完善的消防設(shè)施,但由于消防系統(tǒng)故障、管理不善或人員個(gè)體差異等原因,仍有可能出現(xiàn)建筑內(nèi)的人員不能按預(yù)期疏散到安全區(qū)域的情況,需要外部人員救援。同時(shí),外部救援人員也可能需要進(jìn)入到建筑內(nèi)進(jìn)行滅火救援,因此建筑設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮必要的救援通道。消防救援的設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求為:
1.設(shè)計(jì)目標(biāo)
消防救援設(shè)計(jì)應(yīng)能為消防隊(duì)員消防救援作業(yè)提供有利條件,消防車道、救援場地和救援窗口以及室外消防設(shè)施應(yīng)能滿足消防隊(duì)員救援作業(yè)的要求。
2.功能目標(biāo)
1)建筑物應(yīng)設(shè)置保障消防車安全、快速通行的消防車道;
2)消防車登高操作場地應(yīng)能滿足消防車??俊⒒饒龉┧?、滅火和救援需要;
3)消防救援窗口應(yīng)能滿足消防隊(duì)員進(jìn)入建筑物的要求。
3.性能要求
1)消防車道的凈寬度和凈空高度應(yīng)大于通行消防車的寬度和高度;
2)消防車道的耐壓強(qiáng)度應(yīng)大于消防車滿載時(shí)的輪壓;
3)消防車道的轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)滿足消防車安全轉(zhuǎn)彎的要求;
4)消防車道之間或與城市道路之間應(yīng)能相互貫通聯(lián)系;
5)消防車登高操作場地的尺寸、間距以及距建筑物的距離應(yīng)滿足消防車展開和安全操作的要求;
6)消防救援窗口的尺寸和間距及可進(jìn)入性滿足救援要求。
在消防救援時(shí),只有將滅火劑直接作用于火源或燃燒的可燃物,才能有效滅火。當(dāng)火災(zāi)發(fā)展到比較大的規(guī)模,從樓梯間進(jìn)入建筑有時(shí)難以直接接近火源,有必要在外墻上設(shè)置供滅火救援的入口。為方便使用,該開口的大小、位置、標(biāo)識(shí)要易于人員攜帶裝備安全進(jìn)入,且便于快速識(shí)別,要求如下:
(1)每層設(shè)置可供消防救援人員進(jìn)入的窗口;
(2)窗口的凈高度和凈寬度分別不小于0.8m和1.0m,下沿距室內(nèi)地面不大于1.2m;
(3)窗口間距不大于30m且每個(gè)防火分區(qū)不少于2個(gè),設(shè)置位置與消防車登高操作場地相對(duì)應(yīng);
(4)窗口的玻璃易于破碎,并設(shè)置可在室外識(shí)別的明顯標(biāo)志。
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