大空间建筑防火设计存在的问题与对策研究

时间:2012-08-17来源:湖北省公安消防总队点击:

随着我国经济建设的发展,一些大空间建筑不断涌现,如大型体育馆、展览馆、会议中心、飞机维修库、大型生产厂房等。这些建筑单层建筑面积大、楼层高、内部空间不能分隔,其特殊使用的要求使建筑设计方案与现行防火设计规范相矛盾,套用现行防火设计规范无法合理确定出完善的防火设计方案。而这类大空间建筑又都存在着危险等级高、火灾水平蔓延速度快的特点,近年来全国各地的大空间建筑也多次发生重大、特大火灾事故。

一、大空间建筑的火灾特性

由于建筑结构上的特殊性和使用方面的复杂性,大空间建筑的火灾预防与普通建筑有着明显的区别,包括不易进行防火分隔、普通火灾探测技术无法及时发现火灾、常用的自动喷水灭火装置不能有效发挥作用、人员的安全疏散困难等,因此大空间建筑的防火与普通建筑防火相比存在更多难点,更应引起足够的重视和开展研究。

二、大空间建筑防火设计与现行防火设计规范的矛盾

1、与防火分区设计规范之间的矛盾。大空间建筑的设计导向就是以大空间换取视觉的通透和功能选择的多样,而依照我国现行防火设计规范:一、二级耐火等级的多层民用建筑防火分区面积不应大于2500m2;一类高层民用建筑防火分区面积不应大于1000m2;二类高层民用建筑防火分区面积不应大于1500m2。即使设置自动喷水灭火系统后防火分区面积允许增加1倍,仍与大空间建筑的设计初衷相违背。

2、与火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统设计规范之间的矛盾。根据我国现行设计规范,超过8m的空间可不设置自喷系统,点型火灾自动报警探测器的探测极限也仅为12m。若空间高度过高且又必须设置自动消防系统,传统的消防设施这种情况下已无能为力。

3、与防排烟系统设计及人员疏散规范之间的矛盾。我国现行的防排烟防火设计规范主要目的是保证人员逃生前不接触到有毒烟气,但在大空间建筑中有毒烟气对人身安全影响较小,而现行规范要求人员疏散距离最大不应超过40m(设置自动喷水灭火系统可增加25%),限制了建筑的空间发展。

三、大空间建筑防火设计对策

1、屋盖系统的防火设计。(1)采用外包敷不燃材料做法。这种做法是指直接在钢屋架杆件上外包装饰性防火板材。屋架系统杆件纵横交错,外包板材在实际操作上有很大困难,既不经济也不美观。采用不燃板材保护钢结构屋盖系统是在钢屋盖下做一层可阻燃的吊顶,一般做法是在钢屋架下弦杆件上直接安装一层轻质钢筋混凝土预制板件,板的下表面安装用防火材料制成的装饰面层。(2)自动喷水系统。自动喷水系统对钢屋盖系统进行直接的保护,其主要作用是通过水直接作用在钢材表面上起到对钢材的冷却作用。在钢结构屋盖体系的下部安装自动喷水管道系统,采用上喷式喷头,使水向钢屋盖的杆件均匀连续喷射,达到冷却钢材,保护屋盖的目的。

2、防火墙防火分隔设计。防火墙应直接设置在基础上或钢筋混凝土的框架上。

防火墙应截断燃烧体或难燃烧体的屋顶结构,且应高出非燃烧体屋面不小于40cm,高出燃烧体或难燃烧屋面不小于50cm。当建筑物的屋盖为耐火极限不低于0.5h的非燃烧体时、高层工业建筑屋盖为耐火极限不低于1h的非燃烧体时,防火墙可砌至屋面基层的底部,不高出屋面。防火墙中心距天窗端面的水平距离小于4m,且天窗端面为燃烧体时,应采取防止火势蔓延的设施。建筑物的外墙如为难燃烧体时,防火墙应突出难燃烧体墙的外表面40cm;紧靠防火墙两侧的门窗洞口之间最近的水平距离不应小于2m,如装有耐火极限不低于0.9h的非燃烧体固定窗扇的采光窗,可不受距离的限制。

3、玻璃幕墙、防火玻璃隔断设计。(1)隔烟设计。幕墙结构要达到隔烟的效果,首先是要密封性好。因此,采用开放式系统设计的明框幕墙与单元式幕墙结构不适合作为防火玻璃幕墙结构。与普通幕墙密封设计相比要注意两点:一是型材的内腔密封处理,普通幕墙设计时竖料是插接相通的,具有形成烟囱效应的可能。在防火玻璃幕墙设计时,一定要将空腔用难燃材料进行封堵。另一方面,要考虑火灾发生时幕墙的局部受热膨胀变形所带来的密封失效。因此在骨架的联接部位须采用腰形孔,密封材料的选用上采用弹性好且具有防火性能的密封胶等。(2)耐火完整性设计。防火玻璃幕墙与防火隔断需完整、独立。为防止幕墙在火灾中垮塌,在骨架结构上要将它与之相连部分的幕墙完全分开,与主体结构充分固定,如采用常规幕墙的插接连接,着火时会由于非防火部分的倒塌而导致防火部分的失效。

(四)人员疏散性能化设计。目前,在许多消防安全性能评估中都采用了设置消防安全通道的办法。具体做法是,根据建筑的结构及防火分区的划分情况,采用防火墙、防火玻璃及防火卷帘分隔出一定宽度的区域,连接各防火分区及疏散出口,采取一定的防火措施和管理,将该区域作为人员安全逃生的临时避难场所。平时保证消防安全通道的畅通,禁止在通道内摆摊设点,严格控制可燃物摆放;在通道内设置应急照明、安全疏散指示;采用防火门进入通道,防火门设置的地点及数量根据防火分区的情况而定;对通道进行加压送风,防止烟气侵入。

 



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