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淺談超高層建筑的防火設(shè)計(jì)

來(lái)源:慧聰消防網(wǎng) 　作者:陳智泉　日期:2010-3-30
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    【中國(guó)門(mén)窗—配套材料網(wǎng)】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地相繼建設(shè)了不少高層建筑，由于導(dǎo)致高層建筑發(fā)生火災(zāi)的因素較多，撲救難度大，因此高層建筑應(yīng)立足于自防自救，采取可靠的防火措施，達(dá)到預(yù)防火災(zāi)的目的。現(xiàn)行《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)高層民用建筑防火設(shè)施作了嚴(yán)格規(guī)定，對(duì)建筑高度超過(guò)100M的高層建筑，即所謂超高層建筑，在遵守一般高層建筑的通用防火規(guī)定外，增加了合理的防火技術(shù)要求。建筑高度超過(guò)250M的民用建筑采取的特殊防火要求，要提交國(guó)家消防主管部門(mén)組織專(zhuān)題研究論證。超高層建筑發(fā)生火災(zāi)，撲救難度更大，成災(zāi)后果嚴(yán)重。在超高層建筑防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些新的問(wèn)題。所以正確運(yùn)用規(guī)范，采用先進(jìn)的防火技術(shù)，保證超高層建筑的防火安全至關(guān)重要。現(xiàn)就這些問(wèn)題提出一些看法，以供商榷。

    一、建筑設(shè)施方面的安全措施

    通過(guò)建筑分類(lèi)定性，可以對(duì)其耐火等級(jí)、防火間距、防火分區(qū)、安全疏散、消防設(shè)施等方面提出不同要求，達(dá)到既保障高層建筑的消防安全，又能節(jié)約資金的目的。根據(jù)建筑使用性質(zhì)，火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度，超高層建筑屬一類(lèi)高層建筑，其主體部分、地下室的耐火等級(jí)為一級(jí)，裙房的耐火等級(jí)應(yīng)不低于二級(jí)。

    高規(guī)規(guī)定：旅館、辦公樓、綜合樓等通用超高層公共建筑，應(yīng)設(shè)避難層。避難層是高層建筑中專(zhuān)供火災(zāi)時(shí)人員臨時(shí)避難用的樓層。避難層可以采用全敞開(kāi)式、半敞開(kāi)式、封閉式三種類(lèi)型。全敞開(kāi)式避難層為不設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的全敞開(kāi)空間，一般設(shè)在建筑物的頂層或屋頂上。半敞開(kāi)式避難層四周設(shè)有高度不低于1．2m的防護(hù)墻，上部設(shè)有可開(kāi)啟的封閉窗，采用自然排煙方式，可防止煙氣的侵害。封閉式避難層為設(shè)有耐火的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，室內(nèi)具備應(yīng)急照明、獨(dú)立的空調(diào)和防排煙系統(tǒng)，門(mén)窗為防火門(mén)窗。設(shè)置的避難層應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

    1、避難層的設(shè)置數(shù)量和兩個(gè)避難層之間的高度，應(yīng)滿(mǎn)足人員疏散時(shí)間的要求，充分考慮建筑面積、使用功能、人數(shù)、人流速度及火災(zāi)蔓延情況，自建筑首層至第一個(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間，不宜超過(guò)15層；2、通向避難層的防煙樓梯應(yīng)在避難層分隔、同層錯(cuò)位或上下層斷開(kāi)，但人員必須經(jīng)避難層方能上下；3、考慮人體體型特點(diǎn)，在不致過(guò)分擁擠的情況下，人均避難層使用面積指標(biāo)0．2m；4、避難層可兼作設(shè)備層，但設(shè)備、管道宜集中布置；5、避難層設(shè)消防電梯出口和消防專(zhuān)用電話(huà)，其它客貨梯不得在避難層處設(shè)出口。

    另外，可以在一定高度的樓層上設(shè)置供火災(zāi)時(shí)人員臨時(shí)避難用的房間即避難間。

    超高層建筑宜設(shè)屋頂直升飛機(jī)停機(jī)坪。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，將在樓頂部躲避火災(zāi)的人員用直升飛機(jī)疏散到安全地區(qū)，具體設(shè)置的技術(shù)要求有：

    1、標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積超過(guò)1000m；2、停機(jī)坪與設(shè)備機(jī)房、電梯機(jī)房、水箱間、共用天線(xiàn)等突出物的距離不應(yīng)小于5m；3、出口不少于2個(gè)，每個(gè)出口寬度不小于0．9m，以保障同時(shí)有兩股人流出入；4、停機(jī)坪四周?chē)O(shè)置航空障礙燈。

    高層建筑的各種豎向管井都是火災(zāi)蔓延的途徑。為了防止火災(zāi)蔓延擴(kuò)大，要求電纜井、管道井、排煙道、排氣道、垃圾道等單獨(dú)設(shè)置，不應(yīng)混設(shè)。同時(shí)，為了防止火災(zāi)時(shí)管井被燒毀，擴(kuò)大災(zāi)情，所有管道都采用耐火極限不低于1．00h的不燃燒材料制作，井壁的檢查門(mén)用丙級(jí)防火門(mén)。

　　各種豎向管道井和電纜井是拔煙火的通道，若防火處理不當(dāng)，將不僅會(huì)助長(zhǎng)火勢(shì)，而且成為火與煙氣蔓延的途徑，造成撲救困難，嚴(yán)重危及人身財(cái)產(chǎn)安全。超高層建筑的電纜井、管道井在每層樓板處用相當(dāng)于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔，填堵密實(shí)，不得存有孔洞。垃圾道內(nèi)經(jīng)常堆積破布、木質(zhì)碎料、紙屑等可燃雜物，遇有煙頭或人為焚燒垃圾等極易引起火災(zāi)。因此，垃圾道設(shè)在樓梯間內(nèi)是不安全的，宜設(shè)在靠外墻的安全部位，排氣口直接開(kāi)向室外，設(shè)置垃圾道前室，前室的門(mén)應(yīng)采用丙級(jí)防火門(mén)，垃圾斗采用不燃材料制作，并能自行關(guān)閉。建筑內(nèi)采用的其它類(lèi)似于垃圾道的功能且運(yùn)送存有可燃物品的豎井，其設(shè)置的防火要求可按垃圾道的處理方法。

    二、消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)置

    消火栓系統(tǒng)作為高層民用建筑最基本的滅火設(shè)備，由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件的原因，從節(jié)省投資的角度看，其功能無(wú)可替代。超高層建筑采用室外消火栓用水量30l／s（住宅樓為20l／s）。考慮到高層建筑以自防自救為主，室內(nèi)消防用水量比室外的要大些，室內(nèi)消火栓用水量為40l／s（住宅樓為30l／s），即消火栓用水量70l／s（住宅樓為50l／s），是規(guī)范規(guī)定的建筑物消防用水的上限值。一般情況下，超高層建筑具備兩種及兩種以上使用功能。因此，其火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3．00h（住宅樓為2．00h），考慮到市政給水狀況，由此可確定是否設(shè)置室外消防水池及其容量。

    室內(nèi)消火栓的設(shè)置范圍：1、高層建筑的主體及裙房?jī)?nèi)；2、消防電梯前室或與防煙樓梯間的合用前室內(nèi)，方便消防隊(duì)員盡快利用消火栓向火災(zāi)發(fā)起進(jìn)攻和開(kāi)辟通道；3、避難層內(nèi)設(shè)置用于人員自救保護(hù)；4、屋頂或直升飛機(jī)停機(jī)坪處，用于檢查消火栓壓力和防止火災(zāi)蔓延至頂層及保護(hù)人員的作用。5、室內(nèi)消火栓箱內(nèi)應(yīng)設(shè)消防卷盤(pán)，用于非消防專(zhuān)業(yè)人員撲救初起火災(zāi)。

    室內(nèi)消火栓設(shè)置的技術(shù)要求：1、消火栓充實(shí)水柱需經(jīng)水力計(jì)算，且不小于13m，以避免濃煙高熱對(duì)滅火工作的影響，又能保證消防隊(duì)員正常使用；2、消火栓間距在高層內(nèi)不大于30m，在裙房?jī)?nèi)不大于50m，保證兩股充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)同層內(nèi)任何部位；3、采用分區(qū)給水系統(tǒng)，有串聯(lián)供水和并聯(lián)供水兩種方式，當(dāng)消火栓栓口處的出水壓力大于0．5Mpa時(shí)，應(yīng)設(shè)減壓裝置。如超高層建筑消防供水系統(tǒng)不分工，則部分消火栓栓口處?kù)o水壓力過(guò)大，當(dāng)超過(guò)0．8MPa，在撲救火災(zāi)過(guò)程中開(kāi)啟水槍會(huì)產(chǎn)生水錘作用，容易使給水系統(tǒng)的設(shè)備遭到破壞，而栓口出水壓力超過(guò)0．5Mpa，使水槍產(chǎn)生的反作用力，一個(gè)人很難穩(wěn)定地操作水槍滅火。為此，采取減壓措施，具體可設(shè)置減壓孔板或減壓閥等措施；4、屋頂水箱。為了保證初起火災(zāi)時(shí)消防用水量和消防水壓的要求，超高層建筑屋頂水箱設(shè)置高度應(yīng)滿(mǎn)足最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力0．15Mpa。不能滿(mǎn)足時(shí)，應(yīng)設(shè)氣壓水罐或穩(wěn)壓泵等增壓設(shè)施。如是并聯(lián)給水方式，其分區(qū)消防水箱的容量應(yīng)與高位消防水箱的容量相同，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防水泵供給的消防用水應(yīng)進(jìn)入高位水箱，而串聯(lián)給水方式中是允許的；5、水泵接合器。在消防車(chē)供水壓力范圍內(nèi)的各個(gè)分區(qū)均需分別設(shè)置水泵接合器。也就是說(shuō)，根據(jù)現(xiàn)有或?qū)⒂械南儡?chē)供水能力，確定各個(gè)分區(qū)是否應(yīng)設(shè)水泵接合器。例如，某地主要以解放牌消防車(chē)為主要滅火車(chē)輛，由于其供水能力在50m左右，則50m以上部分可以不設(shè)水泵接合器；6、消防管網(wǎng)采取防超壓措施。常用的方法是采用流量一揚(yáng)程曲線(xiàn)平緩的消防水泵，設(shè)置安全閥、泄水閥門(mén)等，避免超高壓造成給水系統(tǒng)的破壞。

   自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)置，除了面積小于5m＾2的衛(wèi)生間、廁所和不宜用水撲救的部位外，其他部位均需設(shè)置（與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的要求相同）。針對(duì)超高層建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救等綜合因素。這樣設(shè)置是必要的。

    三、防排煙、電氣方面的特殊要求

    高層建筑中，因有毒煙氣窒息死亡的人員占死亡人數(shù)的70％左右，煙氣是火災(zāi)中的隱形殺手。所以，要充分考慮在建筑內(nèi)設(shè)置防排煙系統(tǒng)的重要性。煙氣的水平流動(dòng)速度為0．3、0．8m／s，垂直方向擴(kuò)散速度為3．4m／s，當(dāng)煙氣無(wú)阻攔時(shí)，只需1min左右就可以擴(kuò)散到幾十層高的大樓。煙氣的流動(dòng)速度大大超過(guò)了人的疏散速度。樓梯間、電梯井及各種豎向管井是高層建筑火災(zāi)垂直方向蔓延的重要途徑，易形成“煙囪效應(yīng)”。而樓梯間及其前室或合用前室是火災(zāi)時(shí)人員臨時(shí)避難、疏散的場(chǎng)所，消防電梯間及其前室是消防隊(duì)員進(jìn)入高層建筑滅火的主要通道。為了阻止煙氣進(jìn)入這些部位或排出這些部位的煙氣，保證人員安全疏散和撲救。因此，超高層建筑在上述部位設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，能夠達(dá)到疏散和撲救通道上無(wú)煙的目的，從投資方面又低于機(jī)械排煙系統(tǒng)，是可行的。其裙房的樓梯間內(nèi)可統(tǒng)籌考慮布置。其風(fēng)壓值應(yīng)為防煙樓梯間50Pa，前室、合用前室、封閉避難層25Pa，既能方便疏散安全門(mén)的開(kāi)啟，又能保證安全地帶的壓力，對(duì)煙氣起到排斥作用。同時(shí)，超高層建筑封閉避難層內(nèi)設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)設(shè)施，除滿(mǎn)足避難層內(nèi)一定的正壓值，防止煙氣入侵，也為躲避在避難層里的人們提供呼吸用的新鮮空氣。

    超高層建筑按一級(jí)負(fù)荷供電，應(yīng)急照明燈和疏散指示標(biāo)志采用專(zhuān)用供電回路或采用蓄電池作備用電源，連續(xù)供電時(shí)間不少于30min，其照度為0．5LX，除正常設(shè)置的部位外，屋頂停機(jī)坪四周應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明。避難層應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明，其供電時(shí)間不應(yīng)小于1．00h，照度不應(yīng)低于1．00LX，以消除人們?cè)诒茈y時(shí)的恐懼心理，為營(yíng)救提供室內(nèi)照明條件。【完】

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