民用建筑設(shè)計中建筑防火技術(shù)應(yīng)用探討

摘要：建筑防火設(shè)計是民用建筑設(shè)計中的基礎(chǔ)工程。對于民用建筑而言，要想確保居民生命財產(chǎn)安全，達(dá)到消防建設(shè)要求，要深入研究民用建筑防火要點，以防火分隔、安全疏散、排煙和撲滅場地為切入點，規(guī)劃民用建筑中管道井、防火墻、保護(hù)層等結(jié)構(gòu)，落實電氣防火、供水防火等技術(shù)，以便起到實際防火作用，優(yōu)化民用建筑防火空間布局，為民用建筑建設(shè)防火工程提供參考。關(guān)鍵詞：民用建筑；防火技術(shù)；應(yīng)用探究引言民用建筑已然成為城市的重要組成部分，無論是供人們生活起居的建筑，還是供人們工作的建筑，都隸屬于民用建筑范疇，其與城市居民的日常生活有密切關(guān)系。隨著民用建筑應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，對民用建筑設(shè)計也提出了更高要求，尤其是關(guān)乎居民生命財產(chǎn)安全的消防設(shè)計。相關(guān)人員要不斷探究防火技術(shù)，加強(qiáng)防火設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化民用建筑防火布局，以降低火災(zāi)發(fā)生概率。一、民用建筑防火設(shè)計要點民用建筑消防設(shè)計以及防火技術(shù)的應(yīng)用能夠有效抵御火災(zāi)對居民生命安全以及財產(chǎn)安全的威脅。就目前來看，民用建筑防火技術(shù)的應(yīng)用要求較多，需集中研究民用建筑防火設(shè)計要點，確保防火技術(shù)應(yīng)用的針對性。（一）防火分隔火災(zāi)發(fā)生后，撲救需要花費一定時間。為了保證火災(zāi)期間，人們有臨時避難所，在民用建筑設(shè)計之初，會在建筑空間中預(yù)留出分隔區(qū)，一旦發(fā)生火災(zāi)，將起火點集中在分隔區(qū)內(nèi)，以控制火勢[1]。以民用住宅建筑為例，在各個單元住宅樓板內(nèi)以及墻體附近分設(shè)防火分隔區(qū)，以便阻止火勢向外擴(kuò)張。墻體與樓板能夠從垂直和水平兩個方向阻止火勢擴(kuò)大，形成完備的防火分隔區(qū)域。通常情況下，在設(shè)置防火分隔區(qū)時，會按照民用住宅功能分區(qū)的不同，連接投影線、防火門形成一個起火點分隔區(qū)，用以疏散人群。在一些建筑面積較大的區(qū)域中，還會將建筑中除塔樓以外的區(qū)域都作為分隔區(qū)。（二）安全疏散為了確保人員有序撤離，在民用建筑設(shè)計之初，要事先規(guī)劃安全疏散區(qū)域，以便提高人們的逃生速度。通常情況下，設(shè)計人員會將安全疏散通道作為防火設(shè)計的重要部分。在設(shè)計安全疏散通道時，通道數(shù)量要達(dá)到建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；要盡可能縮短人員逃生路線的距離[2]。例如，在中低層民用建筑中，其樓層高度不會超過20m，整體建筑面積較小，在規(guī)劃安全出口時，僅在房屋走廊位置設(shè)置2-3個安全疏散通道即可。然而，在設(shè)計過程中，要注意安全通道與房門間距離不得超出12m，且安全疏散區(qū)域要容納約70人左右。（三）防排煙火災(zāi)發(fā)生時，對人們生命安全威脅最大的不是火源，而是因著火所產(chǎn)生的煙氣。因此，在設(shè)計時，必須要做好排煙設(shè)計，安裝排煙設(shè)施，規(guī)劃排煙區(qū)域。在中低層民用建筑中，常見的排煙方式可分為自然排煙和機(jī)械排煙。所謂自然排煙，是利用建筑物的通風(fēng)效果以及構(gòu)造優(yōu)勢借助風(fēng)力將煙氣排出建筑物，如南北通透的房屋建筑，打開門窗就可以達(dá)到排煙效果；機(jī)械排煙主要是利用煙氣排出設(shè)備。在設(shè)計時，在部分區(qū)域安裝減壓機(jī)械，利用機(jī)械作用力進(jìn)行排煙，使煙氣沿著指定路徑輸送至外部區(qū)域，為居民爭取逃生時間。（四）撲滅場地火災(zāi)發(fā)生后，撲滅火災(zāi)的方式可分為登高車撲滅和立面撲滅。登高車撲滅利用登高車將消防員運(yùn)送至指定高度，利用高壓水槍直接撲滅火源。在建筑設(shè)計之初，要為消防員預(yù)留出登高車停靠區(qū)域，便于登高車操作。立面撲滅基于建筑物自身結(jié)構(gòu)特點，選擇火災(zāi)發(fā)生的正對面立即撲滅火源。二、民用建筑防火結(jié)構(gòu)規(guī)劃防火結(jié)構(gòu)是民用建筑設(shè)計過程中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，通過科學(xué)的規(guī)劃布局能夠有效防止火災(zāi)蔓延，尤其對于應(yīng)用面積較小的民用建筑，只有確定防火結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，才能為后續(xù)防火技術(shù)的應(yīng)用做好準(zhǔn)備。（一）防火墻結(jié)構(gòu)基于民用建筑建設(shè)特點，防火墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要與民用建筑結(jié)構(gòu)相契合。以傳統(tǒng)民用建筑為例，在設(shè)計防火墻形狀時，要避免使用L形防火墻，因為民用建筑為了滿足人們的居住需求，墻體拐角位置都會設(shè)置成L形。若在相鄰位置布置L形防火墻則很有可能會影響防火墻的阻攔效果，且因為防火墻與建筑是同等級別，在火災(zāi)發(fā)生時，無法有效阻止火災(zāi)蔓延。因此，在設(shè)計防火墻結(jié)構(gòu)時，最好根據(jù)民用建筑等級，設(shè)計高一級別的防火墻，確保防火墻與建筑拐角位置的間隔在2m以上，以充分發(fā)揮防火墻的阻隔效果。（二）管道井結(jié)構(gòu)管道井結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在復(fù)合型民用建筑中，由于復(fù)合型建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，消防設(shè)計要求高，需根據(jù)建筑高度規(guī)劃出管道井區(qū)域。以某高檔小區(qū)復(fù)合型民用建筑為例，整體建筑高度不超出100m，基于建筑面積考量，在樓層之間的間隔間設(shè)置1-2個管道井結(jié)構(gòu)，且管道井區(qū)域周圍不可放置易燃易爆材料，以免火勢擴(kuò)大。假設(shè)該高檔小區(qū)部分樓高超出100m，建筑樓層數(shù)超過35層，則在設(shè)計管道井結(jié)構(gòu)時，要在每一層間隔層中配備3-4個管道井，還要配備防火門，以便能夠覆蓋高層建筑的全部區(qū)域。（三）鋼筋保護(hù)層民用建筑在建設(shè)過程中，大多應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)定性強(qiáng)，承載力優(yōu)越。如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長期在高溫條件下，韌性以及剛度都會受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致民用建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受損?；馂?zāi)發(fā)生時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)持續(xù)受到火源灼燒，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形，建筑承載力下降，出現(xiàn)橫梁掉落等問題，對消防救援造成阻礙，影響火災(zāi)救援進(jìn)度。因此，在設(shè)計民用建筑時，要根據(jù)建筑整體結(jié)構(gòu)，增加鋼筋保護(hù)層，阻隔火源與鋼筋建筑直接接觸，提升建筑結(jié)構(gòu)的耐火性。另外，為起到雙倍的防火效果，除了增加保護(hù)層外，還要做好鋼筋的防火工作，提升鋼筋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降低火災(zāi)對鋼筋的影響。（四）防火間距防火間距與民用建筑的防火等級具有直接的關(guān)系。按照民用建筑的防火等級劃分，假設(shè)民用建筑的防火等級為一級，防火間距則要保持在6m左右，主體結(jié)構(gòu)間的距離在13m左右，整體建筑結(jié)構(gòu)耐火極限超過1h；若民用建筑的防火等級為二級，防火間距要超過6m以上，主體結(jié)構(gòu)間距為10m，整體結(jié)構(gòu)耐火極限時長為1.5h；民用建筑防火等級達(dá)到3級，防火間距則要達(dá)到9m左右，主體結(jié)構(gòu)間距要控制在15m范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)承火極限要在2h[3]。（五）耐火等級劃分不同民用建筑高度設(shè)置具有不同耐火等級的規(guī)范，在進(jìn)行民用建筑設(shè)計前，要確定建筑規(guī)格和建設(shè)范圍，以便按照不同耐火等級要求確定消防設(shè)施建設(shè)。若處于耐火一等級，主體耐火時限要達(dá)到1h，單元梁體之間耐火時限要達(dá)到2h，且還要配備具有耐火性的樓板、承重墻；若耐火等級為二級，主體結(jié)構(gòu)耐火時限要達(dá)到2h，單元梁體耐火時限要達(dá)到2.5h，在兩側(cè)樓板設(shè)計疏散通道；若建筑耐火等級達(dá)到三級，主體結(jié)構(gòu)耐火時限要達(dá)到3h，單元梁體耐火時限則要趨近3.5h，設(shè)計具備耐火性的吊頂。三、建筑防火技術(shù)在民用建筑中的應(yīng)用基于上述民用建筑的防火設(shè)計要點以及防火結(jié)構(gòu)規(guī)劃布局，本文以某市住宅建筑為例，研究防火技術(shù)的具體應(yīng)用。根據(jù)對該住宅建筑的事先勘查，建筑高度為50m，建筑面積53033m2，分為地上地下建筑兩部分，地下為3層車庫（共計105m），地上為15層居住區(qū)（共計405m）。該住宅建筑為復(fù)合型建筑，整體建筑結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜，絕大部分結(jié)構(gòu)應(yīng)用鋼筋混凝土建成。該住宅建筑在立項之初，要求耐火等級達(dá)到三級，建筑結(jié)構(gòu)耐火極限要達(dá)到3h，單元梁體區(qū)域耐火極限則要達(dá)到35h。（一）垂直安全疏散通道該住宅建筑總體高度已超出20m，屬于高層建筑，為了確保火災(zāi)發(fā)生時能夠及時疏散人群，為居民預(yù)留出逃跑空間，該住宅建筑采用垂直安全疏散通道設(shè)計。根據(jù)住宅建筑復(fù)合型民用建筑特點，將垂直方向安全通道作為居民火災(zāi)發(fā)生時的逃生路線。首先，根據(jù)國家民用建筑消防設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)，高度超過30m的建筑，在設(shè)計之初要預(yù)留出消防地下室位置，且消防地下室埋設(shè)深度要超出10m，并設(shè)置消防電梯，以延長居民的逃生時間。其次，在本次建設(shè)過程中，按照高層建筑建設(shè)要求，在樓層之間加設(shè)避難層，且避難層距離地面高度不得超出20m，避難層與避難層間隔在10m以內(nèi)，容納人數(shù)為6人/m2。最后，在安全疏散通道附近要預(yù)留出排煙設(shè)施安裝位置，尤其是封閉樓梯間，為避免影響人群疏散效率，要做好照明、防煙、報警等一系列設(shè)施安排。（二）電氣防火技術(shù)該住宅建筑屬于復(fù)合型建筑，內(nèi)部電力線路分布復(fù)雜，要做好電氣防火準(zhǔn)備。在本次消防工程中，應(yīng)用電氣防火技術(shù)應(yīng)對電氣火災(zāi)事故。基于對民用建筑的分析，各類電氣設(shè)備都有可能釋放電弧導(dǎo)致電力線路短路或絕緣件失效等問題。若不幸引發(fā)電氣火災(zāi)，火災(zāi)區(qū)域內(nèi)溫度會迅速升高，絕緣材料迅速燃燒，甚至出現(xiàn)電氣設(shè)備炸裂風(fēng)險。首先，為有效避免該火災(zāi)事故的發(fā)生，在該住宅建筑建設(shè)之初，選用防火等級高的設(shè)備，從源頭上降低電氣火災(zāi)發(fā)生可能性。其次，基于建筑內(nèi)部電力線路規(guī)劃布局，縮小線路截面面積，減少暴露在外的電力線路，以免因高溫引燃線路[4]。最后，為整座建筑配備電氣火災(zāi)事故監(jiān)測器，一旦發(fā)生異常情況，如溫度異常升高、煙霧指數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，就會立即發(fā)出警報。（三）消防供水技術(shù)民用建筑中的給排水系統(tǒng)也是防火的重要手段之一。中小型民用建筑中都會配備小型供水系統(tǒng)，如果發(fā)生小型火災(zāi)，利用建筑自帶的供水系統(tǒng)就可以進(jìn)行立即撲救。即便在火災(zāi)發(fā)生后，消防員到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，也會應(yīng)用建筑中的供水設(shè)備，因此如果建筑中供水系統(tǒng)建設(shè)不完全，可能導(dǎo)致火災(zāi)蔓延[5]。在設(shè)計該住宅建筑消防設(shè)施時，基于其建筑結(jié)構(gòu)，事先確認(rèn)消防系統(tǒng)位置，并為每個樓層配備供水噴霧。一旦樓層中的煙霧報警器監(jiān)測到建筑有發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險，就會自動噴水。另外，在建筑中還配備了減壓閥供水設(shè)備，在發(fā)生小型火災(zāi)時，打開閥門自動噴水，及時撲滅火源。（四）自動報警裝置自動報警裝置能夠為居民逃跑預(yù)留時間。本次建筑在設(shè)計過程中，基于建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜性考量，配備了自動報警裝置，以便能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)災(zāi)情，為居民逃離火災(zāi)區(qū)域爭取更多時間。在建筑樓層內(nèi)安裝火災(zāi)傳感裝置，并將各個樓層的災(zāi)情傳感裝置與總系統(tǒng)連接，一旦監(jiān)測到火災(zāi)發(fā)生的可能，就會同時將災(zāi)情信息傳送至消防中心以及樓層居民手中，告知居民迅速逃離，通知消防中心展開救援[6]。另外，災(zāi)情傳感器還與民用建筑中的防火系統(tǒng)連接，在辨別火災(zāi)類型后，開展小范圍撲滅行動。（五）消防電梯該住宅樓層超出了15層，地上地下建筑共計18層，對于居民而言，火災(zāi)發(fā)生后很難短時間逃離，未免居民在慌亂時做出錯誤選擇，在建筑中為居民配備了消防電梯，若不幸發(fā)生火災(zāi)，會自動切斷電源，以免有人乘坐電梯逃生[7]。同時，在建設(shè)電梯時，采用的線路、材料都具有防火性和防水性，以免火災(zāi)發(fā)生后對電梯設(shè)備造成破壞。更為重要的是，在民用建筑中安裝消防電梯，可作為火災(zāi)逃生通道，從頂層到底層的時間僅為60s?；馂?zāi)發(fā)生后，人員可立即坐專用電梯逃跑，消防人員也可乘坐消防電梯進(jìn)行救援[8]。（六）防火避難層該住宅樓高度超過了50m，建筑面積大，住戶較多，人員疏散難度較高，因此在設(shè)計前，必須要預(yù)留出火災(zāi)發(fā)生時的避難層，以便人員從高層樓梯逃離時，可有臨時避難區(qū)域。首先。根據(jù)該住宅樓結(jié)構(gòu)要求，避難層設(shè)計采用全封閉結(jié)構(gòu)，并在出入口做好火災(zāi)防護(hù)，可利用火源隔絕板等不燃材料建設(shè)火災(zāi)安全區(qū)。其次，該樓層高度達(dá)到50m，在設(shè)計避難區(qū)時，同一樓層需要建設(shè)至少2-3個避難層，還要在樓層結(jié)構(gòu)中，將避難區(qū)之間的距離控制在10m范圍內(nèi)。最后，在避難層要配備相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施，如防