高層民用建筑消防系統(tǒng)的設計

高層民用建筑消防系統(tǒng)的設計

一、城市空間布局的動態(tài)化,促使城市作平面擴張為主,功能分區(qū)為主的立體空間發(fā)展近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程顯著加快，人口增長的巨大壓力，交通設施的緊張，使城市從平面擴張，迅速轉(zhuǎn)向立體空間發(fā)展。以功能分區(qū)為主趨向功能綜合,導致高層的綜合性建筑群體不斷涌現(xiàn),構(gòu)成現(xiàn)代城市的獨特風貌。我國規(guī)定,高度超過24m的建筑稱為高層建筑,高度超過100m的建筑稱為超高層建筑。(一)高層民用建筑火災特點高層民用建筑火災由其自身特點決定,概括起來講有以下六個方面:1.降低火壓,增加風速,風壓高層民用建筑由于采用大跨度框架結(jié)構(gòu)和靈活的環(huán)境布置,使建筑開間和隔墻布置復雜,隨著建筑高度增加,在起火前室內(nèi)外溫差所形成的熱風壓大,起火后由于溫度變化而引起的煙氣運動的火風壓大,因而火災時煙氣蔓延、擴散迅速。同時,高層民用建筑室外風速、風壓隨著建筑物的高度而增大,當建筑物高度為90m時,其頂層的風速高達15m/s;室外風速增大,則火災煙氣蔓延速度急劇加快。2.易發(fā)生纖維、可降溫材料在紡織品中的應用人們?yōu)榱藵M足在生理和心理的多種需要,在建筑中的貼墻面層、頂棚吊頂、地毯、空花割斷、窗簾、家具等均大量采用易燃或可燃材料,且有不少是有機高分子材料,盡管一些可能經(jīng)過了阻燃處理,但遇火后這些易燃、可燃材料或有機高分子材料將分解出大量的CO、CO2及少量的H2S、HCl、NH3、SO2等有害的煙氣和毒氣,直接危害人的生命安全。3.通訊、廣播系統(tǒng)在高層民用建筑中,大量使用各種電氣設備,如照明燈具、電冰箱、電視機、電話、自動電梯、空調(diào)設備等,還有通訊、廣播電視,電氣設備配電線路和信息數(shù)據(jù)通信布線系統(tǒng)密如蛛網(wǎng),若有一處出現(xiàn)火花或線路絕緣層老化碰線斷路而發(fā)生電氣火災,火災會沿著線路迅速蔓延。4.火災危險性大,人員疏散難度一般高層民用建筑容納有成百甚至上千的人員,一旦發(fā)生火災,人的慌亂心里加上建筑通道復雜及樓層多等,使人員疏散難度大,難以安全疏散逃離。5.豎井不加垂直和水平方向割斷高層建筑內(nèi)部必然設置有電梯及樓梯井、上下水管道井、電線電纜井等,這些豎井若未加垂直和水平方向割斷措施,一旦煙火竄入,則會產(chǎn)生“煙囪效應”,將使火災迅速蔓延到上層樓房。(二)高層民用建筑的火災風險高層民用建筑自身的上述特點,使其火災危險性具有以下四個特征:(1)煙氣擴散速度高層民用建筑的樓梯間、電梯井、排氣管道等豎向井道,如果防火分隔或防火處理得不好,發(fā)生火災時會成為火勢迅速蔓延的途徑。據(jù)測定,在火災初起階段,因空氣對流,在水平方向造成的煙氣擴散速度為0.3m/s;在火災燃燒猛烈階段,由于高溫狀態(tài)下的熱對流而造成的水平方向煙氣擴散速度為0.5～3m/s;煙氣沿樓梯間或其他豎向管道井擴散速度為3～4m/s。此外,助長火勢蔓延和煙氣擴散的因素較多,其中風對高層民用建筑火災的影響較大,風速增大,勢必會加速火勢的蔓延擴大。(2)火災發(fā)生的時間長,人員疏散到地面或其他安全場所的時間長,造成火災難智能建筑人員集中、樓層跨度大、垂直距離長、人員疏散到地面或其他安全場所的時間長,而發(fā)生火災時由于各種豎井拔氣力大,火勢和煙霧蔓延快,增加了疏散的困難。(3)高層民用建筑火災高層民用建筑發(fā)生火災時,從室外進行撲救相當困難,一般要立足于自救,即主要是依靠室內(nèi)消防設施。但由于目前我國經(jīng)濟技術(shù)條件所限,建筑內(nèi)部的消防設施維護保養(yǎng)還不是很完善,因此撲救高層民用筑火災往往遇到較大的困難。另外,當形成大面積火災時,高層民用建筑的消防用水量顯然不足,需要用消防車向高樓供水,因而對消防技術(shù)裝備提出了更高的要求。(4)火險隱患多、火災損失重高層民用建筑可燃物多,火險隱患多,且容易造成消防安全管理不嚴,潛在的火險隱患多;一旦起火,易行成大面積火災,火勢蔓延快,撲救疏散困難,勢必火災損失嚴重。二、高層民用建筑消防安全相關(guān)規(guī)范設計鑒于高層民用建筑的自身特點和火災危險性,遵循“預防為主、防消結(jié)合”的消防工作指導方針,我國《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(下稱“高規(guī)”)規(guī)定了“立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全適用。技術(shù)先進、經(jīng)濟合理”的消防設計原則,提出了“以自防自救為主,及時、可靠防火,迅速、有效滅火”的高層民用建筑消防安全要求。但隨著建筑技術(shù)的發(fā)展,《高規(guī)》中一些問題逐漸顯現(xiàn)。(一)普通住宅規(guī)定《高規(guī)》中只對一類住宅中的高級住宅等特別高看,不但規(guī)定要裝全套火災報警系統(tǒng),還必須裝自動滅火系統(tǒng)(即水噴淋系統(tǒng)),而對不超過100m以下的普通住宅確不做要求,這種規(guī)定不符合中國高層民用建筑的國情和防火特點。建議能按層高和使用特點分多檔設置火災報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)(即水噴淋系統(tǒng)),可規(guī)定多少層以下什么用途和形式的民建可不裝火災報警器,規(guī)定多少層以下什么用途和形式的民建需裝火災報警器或選部位裝簡易“水噴淋系統(tǒng)”,規(guī)定多少層以下什么用途和形式的民建需裝火災報警系統(tǒng)和選部位裝水噴淋系統(tǒng),最高規(guī)定多少層以上或什么用途和形式的民建需裝火災報警器系統(tǒng)和裝水噴淋系統(tǒng),這樣分出四或五檔。(二)水噴淋系統(tǒng)設置的原因“水噴淋系統(tǒng)”現(xiàn)行規(guī)范只要求對高級住宅等重要場所必裝而且要在所有房間,除廁所等不宜用水滅火的空間外都須設水噴淋頭,而且其管路必須是獨立的并自成一套完整供水系統(tǒng),這樣就極大地加大了建筑的造價和裝修難度。使建筑商盡量避之不裝,由此也大大限制了“水噴淋系統(tǒng)”安裝范圍,使“水噴淋系統(tǒng)”能自動撲救初期火災的作用很難推廣使用。建議在規(guī)范中增加設防要求低的建筑物內(nèi)允許選裝簡易型“水噴淋系統(tǒng)”和選部位裝“水噴淋系統(tǒng)”的條款,如“水噴淋系統(tǒng)”的取水在一些低設防的建筑物中應允許取自生活用水管路或消火栓系統(tǒng)的供水管路,水量不單獨增加,水噴淋頭的設置部位可只要求設在廚房、門廳、電梯前室等相對重要處裝。這樣可擴大能安裝“水噴淋系統(tǒng)”的建筑物范圍。(三)燃氣是解決電氣火災的基礎(chǔ)《高規(guī)》中制定的年代較早,而現(xiàn)在城市高層住宅大多已以管道燃氣為主,大家都知道燃氣泄漏造成的危害會遠大于電氣火災,《高規(guī)》中對防止電氣火災是有多條嚴格規(guī)定,而《高規(guī)》中對居民住宅用燃氣卻沒有防范要求,存在安全規(guī)范缺失的死角。(四)《高級法規(guī)》包含一些規(guī)定，它們難以遵守，并且必須同時遵守1.消防室應設直通室外的安全出口3.3執(zhí)行。消防值班室應設直通室外的安全出口,這條規(guī)定在實踐中大部分都沒做到,而且在直通室外的理解也易產(chǎn)生歧議,建議改為“消防值班室應設直通室外的安全出口或靠近安全出口(不超過25m)?！?.火炬極限不低于2.24h的擋墻設施3.3.6條要求消防電梯在機房要與其相鄰其它電梯井、機房之間用耐火極限不低于2.00h的隔墻隔開,這對于消防電梯與客梯工作梯兼用時往往由于與相鄰電梯緊靠在一齊,共用一個機房。這時在機房做隔墻是做不到的,應允許只在機房做防火、防煙、防電氣短路等措施就行。3.對住宅面積大小限制中的小區(qū)分規(guī)則1.1條中對每層允許的最大建筑面積是有嚴格規(guī)定的,對不同建筑面積需考慮的消防設置要求也是不同的,但現(xiàn)在在工程設計中都發(fā)現(xiàn)規(guī)范規(guī)定的每層允許的最大建筑面積偏小,因為《高規(guī)》和《建規(guī)》編制時是參照當時的國家住宅設計標準中對住宅面積大小限制的規(guī)定制定的,當時規(guī)定的標準一般的二室戶每戶建筑面積不得超過50m2,三室戶不超過70m2的標準。而現(xiàn)在人們對住房面積要求都大大增加了,這種限制住宅面積的規(guī)定也取消了。所以現(xiàn)在消防規(guī)范中對每層允許的最大建筑面積就偏小了,建議規(guī)范中適當增大允許面積平米數(shù)或采用如安裝了“火警報警系統(tǒng)”的建筑其允許層面積可增大1/3,加裝“水噴淋系統(tǒng)”允許層面積可比規(guī)定增大1/2倍,而火災報警和水噴淋兩個系統(tǒng)都裝了的,層允許面積可增大3/4倍,而且裝修材料不再受耐火等級的限制。這也體現(xiàn)了靈活性,鼓勵開發(fā)商增設消防設施,符合防火措施越多越安全受限制越少的原則。4.風道截面尺寸1.5.1條和8.1.5.2條中對送、排風風道中風速有嚴格要求,規(guī)定采用金屬風道時,不應大于20m/s;采用內(nèi)表面光滑的混凝土等非金屬材料風道時,不應大于15m/s。由于規(guī)范對風速有嚴格要求,所以風道截面尺寸就不會小,這就占用寶貴的建筑面積。風速大只會風阻大、噪音大。而噪音大只在著火時才產(chǎn)生并無大礙,在風阻問題上,開發(fā)商在風道結(jié)構(gòu)允許下加大風機的風壓補償風阻和加大風道截面尺寸減小風阻二種解決辦法上都會選前者。建議規(guī)范中將“不應”改為“不宜”就行,只要送排到現(xiàn)場來的風量、風壓、風速達到防火阻煙的效果要求就行,因為這才是消防規(guī)范要關(guān)心的數(shù)據(jù)。三、混凝土結(jié)構(gòu)的消防問題(一)高層民用建筑管理和監(jiān)管安全存在的問題依據(jù)《高規(guī)》,高層民用建筑在建設時,應設有較完善的消防設施,以便為火災預防和火災撲救、自救工作提供有利條件。但是,在工程竣工驗收或日常監(jiān)督檢查中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn),高層民用建筑或多或少存在著消防設施欠缺、質(zhì)量性能低劣和功能全等違規(guī)行為。有些建筑由于缺少對火災自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、事內(nèi)消火栓等消防設施的經(jīng)常性維修保養(yǎng)工作導致了部分消防設施長期處于故障或癱瘓狀態(tài),不能正常使用。(二)自動排放系統(tǒng)自身不規(guī)范建筑中將按規(guī)范要求應設置自動噴水滅火系統(tǒng)擅自取消,有的取消了消防水池、消防水泵、屋頂水箱以及聯(lián)動控制裝置的設置,僅靠市政室內(nèi)消火拴管網(wǎng),更有甚至靠生活用水管網(wǎng)供水,根本不考慮系統(tǒng)的可靠性,導致消防水源、工作壓力無保障。有的管道材質(zhì)、管徑不符合要求。部分自動噴水滅火系統(tǒng)管道未按國家規(guī)范要求采用熱鍍鋅鋼管。有的連接方式不規(guī)范,自動噴水系統(tǒng)未按規(guī)范要求采用絲接或構(gòu)楷式機構(gòu)連接,而是大量焊接,未對焊接處進行二次鍍鋅。更嚴重的是部分場所出現(xiàn)“假噴淋”現(xiàn)象,將噴頭置于吊頂而不與供水管網(wǎng)連接;有的受管道材質(zhì)和施工質(zhì)量影響,產(chǎn)生漏水,業(yè)主干脆將其關(guān)閉。(三)火災自動報警系統(tǒng)無設應設控制中心報警系統(tǒng)的高層民用建筑改設集中報警系統(tǒng)或區(qū)域報警系統(tǒng),有的根本不設火災自動報警系統(tǒng)。有的高層民用建筑消防水泵、防排煙設施、消防電梯、火災自動報警、自動滅火系統(tǒng)、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、防火卷簾、以及非消防電源的切換等無法實現(xiàn)聯(lián)動控制。(四)高層民用建筑中必須考慮將黨的領(lǐng)導轉(zhuǎn)按照設計規(guī)范要求,應設計滿足電力負荷的高層民用建筑,不考慮消防控制室、消防水泵、防排煙設施、消防電梯、火災自動報警、自動滅火系統(tǒng)、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、防火卷簾,以及其它消防用電設備的消防用電;個別高層民用建筑在無自備發(fā)電設備的情況下,都僅有一路供電;且消防用電線路的敷設未按要求,應穿管保護的消防用電線路,穿管不到位,造成大量的線路裸露。(五)自然煙條件的防煙教師問、消防電梯間前室、合前室按照規(guī)范要求,一些本應設置機構(gòu)加壓送風防煙設施的不具備自然排煙條件的防煙樓梯問、消防電梯間前室或合用前室,其不具備自然排煙條件的前室,卻不設加壓送風系統(tǒng);有些雖然設置了機械加壓送風系統(tǒng),但防火門未安裝或損壞嚴重,達不到防煙樓梯間壓力要求。(六)設施不規(guī)范消防電梯的消防電源、消防電源線路敷設、末端自動切換、消防電梯前室設置、消防電梯載質(zhì)量、消防電梯運行速度、井底排水和電梯門擋水設施以及前室內(nèi)的室內(nèi)消火栓、應急照明或正壓送風系統(tǒng)等不滿足規(guī)范。消防電梯缺少條件,不能起到保護作用,會危及消防隊員生命安全。(七)復合防火街邊保護系統(tǒng)未設置一些防火門、防火卷簾門的填充材料違規(guī)采用可燃材料;一些防火門的木制品只經(jīng)過了的阻燃浸泡處理,耐火極限達不到規(guī)定要求;有的防火門裝飾面層未經(jīng)過阻燃處理,采用普通油漆,降低防火門耐火極限;閉門器回彈力度不夠,導致無法正常關(guān)閉;復合防火卷簾達不到背火面溫升要求采用噴水滅火系統(tǒng)進行保護時,未設置獨立的噴水保護系統(tǒng);用作防火分區(qū)的防火卷簾無消防電源和聯(lián)動控制裝置,發(fā)生火災斷電后只能靠人為手動關(guān)閉。四、按規(guī)范要求設置消防設施導致上述問題產(chǎn)生的根本原因:一是建設、設計、施工單位和業(yè)主消防安全意識不夠,對高層民用建筑防火一無所知。二是經(jīng)濟制約了消防安全的發(fā)展。為了“節(jié)約”成本,降低消防技術(shù)標準,將應當按規(guī)范要求設置消防設施大量節(jié)儉,埋下大量火災隱患。三是執(zhí)法不嚴,不廉,給少數(shù)人可乘之機加強高層民用建筑消防工作必須把重點放在管理措施的落實上。(一)史地產(chǎn)權(quán)位與租賃單位對房地產(chǎn)商消防安全的共同維護新《中華人民共和國消防法》、《機關(guān)、團體、企業(yè)、事業(yè)單位消防安全管理規(guī)定》60號令等法律法規(guī),就消防安全責任作了具體的規(guī)定,任何單位和個人應嚴格遵守,自覺履行法律規(guī)定的消防安全艾務,努力提高全體人員消防安全意識,增強抗御火災整體能力。高層民用建筑涉及多家產(chǎn)權(quán)位,承包、出租或委托經(jīng)營時,又涉及多家使用單位。各產(chǎn)權(quán)單位、租賃單位在房地產(chǎn)商簽訂購買租賃合同時,必須與房地產(chǎn)商簽定相應的消防安全責任,明確各自責仟,共同維護高層民用建筑消防安全。房地產(chǎn)商應提供