建筑安全的消防設(shè)計(jì)探微范文

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1初步解決方案

1．1C區(qū)建筑的定性

C區(qū)地上4層，建筑高度22．8m，其首層距離A區(qū)和B區(qū)的間距為12～22m，大于多層建筑與高層建筑的防火間距9m;C區(qū)二層～四層與A區(qū)和B區(qū)的間距為20～23m，大于高層建筑之間的防火間距13m。A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)之間通過(guò)不燃燒的室外連廊連通。C區(qū)地上部分與A區(qū)、B區(qū)的間距能滿足各區(qū)之間的防火要求。C區(qū)地下主體已采用防火墻、下沉廣場(chǎng)和防火隔間與A、B區(qū)進(jìn)行了防火分隔，C區(qū)所在的分隔區(qū)域內(nèi)不含高層部分，且C區(qū)采用耐火極限為2．00h的樓板與地上建筑進(jìn)行分隔。即C區(qū)地上與A、B區(qū)的防火間距滿足規(guī)范要求，地下也與A、B區(qū)進(jìn)行了有效的防火分隔，且在首層設(shè)置有環(huán)形消防車道，其人員疏散、消防救援均與多層建筑相同，故可按多層建筑進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。

1．2疏散樓梯在首層不能直接通向室外

近年來(lái)，我國(guó)的大型商場(chǎng)設(shè)計(jì)理念已從傳統(tǒng)單一的百貨商店轉(zhuǎn)向綜合性的商業(yè)中心。這些現(xiàn)代化的商業(yè)中心通常集購(gòu)物、休閑娛樂(lè)、運(yùn)動(dòng)、餐飲于一身，往往體量較大，造成建筑中部的疏散樓梯不能直接通向室外。可采取以下幾種措施解決人員疏散的問(wèn)題。

將疏散樓梯通向臨時(shí)安全區(qū)A區(qū)有五部沿中庭布置的疏散樓梯無(wú)法直通室外，擬將該中庭首層設(shè)計(jì)為臨時(shí)安全區(qū)，以保證人員能安全地疏散，具體措施如下:

除首層外，各層中庭開(kāi)口部位采用特級(jí)防火卷簾進(jìn)行防火分隔。

負(fù)一層～五層鄰中庭的商鋪設(shè)計(jì)為獨(dú)立的防火單元，商鋪之間及與中庭之間采取防火分隔措施，控制負(fù)一層和首層商鋪建筑面積不大于200m2，二層～五層商鋪建筑面積不應(yīng)大于300m2。中庭兩側(cè)商鋪內(nèi)任一點(diǎn)到疏散出口的直線距離不大于15m。商鋪、輔助用房等開(kāi)向中庭的門在火災(zāi)時(shí)應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉。每個(gè)商鋪內(nèi)均設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以及機(jī)械排煙系統(tǒng)。

百貨商場(chǎng)或主力店等其他大型商業(yè)空間，應(yīng)按建筑面積不大于4000m2，娛樂(lè)、影院、餐飲等按不大于2000m2劃分為獨(dú)立的防火分區(qū)，并采用防火墻與中庭進(jìn)行分隔。必需的人流開(kāi)口可采用防煙前室或特級(jí)防火卷簾分隔，當(dāng)采用防煙前室時(shí)，前室兩側(cè)的門應(yīng)為甲級(jí)防火門;當(dāng)采用防火卷簾時(shí)，應(yīng)采用兩道防火卷簾，且應(yīng)一次降落到底。

首層不能直通室外的疏散樓梯至中庭的走道兩側(cè)應(yīng)設(shè)置耐火極限不低于1．0h的墻體。

中庭區(qū)域內(nèi)均設(shè)大空間自動(dòng)掃描定位噴水滅火系統(tǒng)，宜采用紅外光束感煙探測(cè)器或吸氣式感煙探測(cè)器，消火栓應(yīng)設(shè)消防軟管卷盤。中庭各層環(huán)廊內(nèi)均應(yīng)設(shè)置火災(zāi)探測(cè)器，各環(huán)廊火災(zāi)應(yīng)急照明地面最低水平照度不應(yīng)小于2．0Lx，首層環(huán)廊疏散指示應(yīng)采用具有火災(zāi)時(shí)能優(yōu)化疏散路徑功能的集中控制型疏散指示系統(tǒng)。中庭頂部設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械排煙系統(tǒng)，并宜在首層設(shè)置機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，其補(bǔ)風(fēng)量不小于排煙量的20%。

中庭、各層環(huán)廊以及鄰中庭的各商鋪地面和墻面裝修應(yīng)采用A級(jí)材料，其他部位的裝修不應(yīng)低于B1級(jí);頂棚為不燃或難燃材料，其承重結(jié)構(gòu)的耐火極限不低于1．0h。

設(shè)置安全走道對(duì)于A區(qū)另六部無(wú)法直通室外的疏散樓梯，擬借鑒《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》設(shè)置避難走道的方法，在首層設(shè)置3條相互貫通的安全走道。安全走道共設(shè)3個(gè)出口直接與室外相通，3條走道寬度之和14．7m。安全走道的裝修材料燃燒性能等級(jí)應(yīng)為A級(jí)，走道兩側(cè)的墻體為耐火極限不低于1．5h的實(shí)體墻，或采用受自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)的A類防火玻璃分隔。同時(shí)安全走道內(nèi)設(shè)火災(zāi)應(yīng)急照明，設(shè)應(yīng)急廣播和消防專用電話，設(shè)室內(nèi)消火栓，并配備消防軟管卷盤;設(shè)疏散指示系統(tǒng)，并設(shè)疏散導(dǎo)光流標(biāo)志。

1．3外廊及室外平臺(tái)作為安全出口的可行性

當(dāng)前相關(guān)規(guī)范均未明確“室外安全區(qū)域”應(yīng)具備的條件。在實(shí)際工程中，若室外區(qū)域在首層，可認(rèn)為是安全區(qū)域;當(dāng)建筑的地面有高差時(shí)，不同高差的室外地面也可認(rèn)為是安全區(qū)域;但在對(duì)待非地面的室外平臺(tái)時(shí)，通常都比較慎重。若將室外區(qū)域確定為供人員疏散的安全區(qū)域應(yīng)能滿足如下條件:(1)該區(qū)域處于室外空間;(2)該區(qū)域能容納建筑內(nèi)疏散出來(lái)的人員暫時(shí)避難;(3)有能將該區(qū)域的人員疏散至遠(yuǎn)離建筑的路徑。該項(xiàng)目二至五層均設(shè)有室外平臺(tái)將各區(qū)域連接在一起，各層室外平臺(tái)建筑面積在2648～8640m2之間，且各層平臺(tái)設(shè)計(jì)有寬5．9～17．9m的開(kāi)敞樓梯可引導(dǎo)人員向地面疏散。為保證建筑整體的疏散能力，通向外廊和室外平臺(tái)的出口計(jì)入安全出口的寬度不應(yīng)大于整層應(yīng)設(shè)計(jì)安全出口寬度的30%。對(duì)于本建筑，各層室外環(huán)廊及平臺(tái)的面積、容納人數(shù)、室外疏散樓梯的寬度等條件如表1所示。表1中的容納能力按每平方米5人確定。按表1所示，平臺(tái)能容納人數(shù)約1．3～4．3萬(wàn)人不等，而各區(qū)商鋪需要通過(guò)室外平臺(tái)疏散的人數(shù)不大于3000人，則外廊和室外平臺(tái)有足夠的疏散能力容納需要疏散出來(lái)的人員;且各層均有寬5．9～17．9m的室外疏散樓梯能保證將人員疏散至地面。故室外平臺(tái)和外廊可視為安全區(qū)域。

2火災(zāi)場(chǎng)景分析與確定

2．1火源位置的設(shè)定在確定火源位置時(shí)，應(yīng)考慮火災(zāi)可能的規(guī)模、建筑內(nèi)各功能區(qū)域的空間特點(diǎn)、疏散出口分布、起火樓層以及煙控措施等因素。綜合以上因素，共設(shè)置3個(gè)火源位置:火源位置A，火災(zāi)位于地下一層A1－4防火分區(qū)精品店內(nèi);火源位置B，火災(zāi)位于一層精品店內(nèi);火源位置C，火災(zāi)位于一層主力店內(nèi)。

2．2火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)定

根據(jù)設(shè)置的3個(gè)火源位置，分析確定了3組10個(gè)設(shè)定火災(zāi)場(chǎng)景，火災(zāi)均按t2快速火考慮，其火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)α=0．04689kW•s－2。具體見(jiàn)表2。

2．3火災(zāi)蔓延及煙氣模擬分析

運(yùn)用火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬軟件FDS(FireDynamicsSimulator)對(duì)建筑內(nèi)的火災(zāi)及煙氣蔓延情況進(jìn)行模擬計(jì)算，得到各火災(zāi)場(chǎng)景下的火災(zāi)蔓延及煙氣流動(dòng)狀態(tài)，見(jiàn)表2。由表2可得到如下結(jié)論:(1)地下一層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在排煙系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)有效啟動(dòng)的情況下，首層步行街內(nèi)可在較長(zhǎng)時(shí)間(不低于30min)內(nèi)維持安全的疏散環(huán)境，在排煙系統(tǒng)或滅火系統(tǒng)失效的情況下，首層步行街內(nèi)的可用疏散時(shí)間會(huì)有較大減少，最低為11min;當(dāng)五層部分防火卷簾失效時(shí)，在排煙系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)有效啟動(dòng)的情況下，首層和五層步行街內(nèi)可在較長(zhǎng)時(shí)間(不低于30min)內(nèi)維持安全的疏散環(huán)境。(2)首層商場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在排煙系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)有效啟動(dòng)的情況下，首層步行街內(nèi)可在較長(zhǎng)時(shí)間(不低于30min)內(nèi)維持安全的疏散環(huán)境，在排煙系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)失效的情況下，首層步行街內(nèi)的可用疏散時(shí)間較少(最低僅為9min)。

2．4人員安全疏散分析根據(jù)建筑特點(diǎn)和人員荷載，結(jié)合火災(zāi)模擬研究結(jié)果，計(jì)算在最不利情況下，建筑內(nèi)各區(qū)域人員在現(xiàn)有疏散寬度和距離情況下所需要的疏散時(shí)間，為優(yōu)化人員疏散方案提供設(shè)計(jì)參考依據(jù)。判定標(biāo)準(zhǔn)為:人員可用疏散時(shí)間tASET＞人員必需疏散時(shí)間tRSET。

可用疏散時(shí)間的確定可用疏散時(shí)間是指從火災(zāi)發(fā)生到火災(zāi)發(fā)展到致使建筑內(nèi)某個(gè)區(qū)域達(dá)到人體耐受極限的時(shí)間。根據(jù)火災(zāi)蔓延及煙氣流動(dòng)狀態(tài)模擬分析計(jì)算結(jié)果，對(duì)應(yīng)上述各參數(shù)的極限值，確定各火災(zāi)場(chǎng)景下的人員可用疏散時(shí)間，其結(jié)果匯總見(jiàn)表3。

必需疏散時(shí)間的確定人員疏散的必需疏散時(shí)間tRSET一般可按公式(1)計(jì)算。tRSET=tA+tR+1．5×tM(1)該項(xiàng)目中設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)馂?zāi)起到很好的監(jiān)控作用。另外，該項(xiàng)目空間較大，人員視野較為開(kāi)闊，且一般處于清醒狀態(tài)，通常在火災(zāi)發(fā)生的初始階段就能被周圍人員發(fā)現(xiàn)，報(bào)警時(shí)間較短，建筑內(nèi)的人員一般會(huì)在火災(zāi)初期較快地感知到火情。因此，將火災(zāi)報(bào)警時(shí)間(tA)保守地設(shè)為60s。同時(shí)建筑內(nèi)設(shè)有聲音廣播系統(tǒng)，人員需要的行動(dòng)準(zhǔn)備時(shí)間較短，但考慮到建筑內(nèi)的人員對(duì)建筑本身的疏散設(shè)施不熟悉等不利因素，將人員疏散響應(yīng)時(shí)間(tR)保守地設(shè)定為120s。tM為疏散行走時(shí)間，直接采用疏散軟件PathFinder2009．2進(jìn)行疏散模擬分析所確定的參數(shù)。必需疏散時(shí)間tRSET見(jiàn)表3。由表3可知:(1)在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和機(jī)械排煙系統(tǒng)均有效的情況下，對(duì)于各個(gè)設(shè)定火災(zāi)場(chǎng)景和疏散場(chǎng)景，人員均能夠在危險(xiǎn)來(lái)臨之前通過(guò)安全出口疏散至安全區(qū)域。(2)當(dāng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和機(jī)械排煙系統(tǒng)均失效時(shí)，建筑內(nèi)部分人員疏散過(guò)程的安全性得不到保障。(3)為減少負(fù)一層火災(zāi)的影響，除交通需要的中庭開(kāi)口外，建議采用樓板分隔負(fù)一層和一層的中庭。

3結(jié)論

根據(jù)擬定的消防設(shè)計(jì)方案，對(duì)該大型商業(yè)綜合體進(jìn)行了定性和定量分析，結(jié)論如下:

3．1C區(qū)地上與A、B區(qū)的防火間距滿足規(guī)范要求，僅靠室外不燃燒連廊及室外平臺(tái)連接。地下也與A、B區(qū)進(jìn)行了有效的防火分隔，且在首層設(shè)有環(huán)形消防車道，C區(qū)地上4層，建筑高度為22．8m。其人員疏散、消防救援等條件均與多層建筑相同，故C區(qū)可按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。

3．2針對(duì)部分疏散樓梯在首層不能直通室外，設(shè)置臨時(shí)安全區(qū)和安全走道，能滿足人員疏散要求。

3．3建筑室外環(huán)廊和室外平臺(tái)面積足夠大，且有開(kāi)敞樓梯引導(dǎo)人員向地面疏散，室外平臺(tái)和外廊可作為安全區(qū)域。為保證建筑整體的疏散能力，通向外廊和室外平臺(tái)的出口計(jì)入安全出口的寬度不應(yīng)大于整層應(yīng)設(shè)計(jì)安全出口寬度的30%。

3．4當(dāng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和機(jī)械排煙系統(tǒng)均失效時(shí)，臨時(shí)安全區(qū)不能保證建筑內(nèi)的人員完全安全地疏散到室外。為確保火災(zāi)初期的滅火用水可靠，建議設(shè)置儲(chǔ)量不小于36m3的屋頂消防水箱。為保證機(jī)械排煙系統(tǒng)的有效運(yùn)行，建議排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)具備巡檢功能，并能將故障信號(hào)反饋至消防控制室內(nèi)。此外，使用單位應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)對(duì)消防系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)，以保證火災(zāi)時(shí)消防設(shè)施能有效工作。

作者：閆潔單位：保定市消防支隊(duì)