浅析大跨度､大空间建筑防火安全设计

摘要：在我国一些城市中,大跨度､大空间建筑的得到了迅速的发展,作为消防战线的研究者,应积极地开展性能化理论研究,加快性能化防火设计中科学问题的解决,尽快制订出我国的性能化防火设计准则,使消防执法人员更好地进行服务指导｡为此,本文主要对大跨度､大空间建筑防火分区设计进行了探讨｡

关键词：大跨度､大空间建筑；防火分区；设计

Abstract: in our country some cities, the large span and large space building obtained a rapid development, as fire front researchers, should vigorously carry out the performance-based theory research, accelerate the performance-based fire-protection design science to the solution of the problem, establish as soon as possible with our country performance-based fire protection design of standard, the fire law enforcement personnel better service instruction. For this reason, this paper mainly to the large span and large space building fire partition design are also discussed.

Keywords: big span, large space building; Fire protection division; design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

消防性能化设计在我国已经得到了一定的发展,国内也成立了部分防火研究所,专门从事大空间建筑的防火性能化研究,并得到了大量的实践和应用｡建筑物内划分防火分区可以把火势有效地控制在一定的范围内,同时可以为人员安全疏散､消防扑救提供有利条件｡但是近年来大量大跨度､大空间建筑的兴建,特别是大面积､大体量建筑等的建设,如大型展览馆､商场､仓储式超市,这些建筑需要交通便利,物流通畅,上下通透,因而使得按照传统的分区方法或措施进行的防火分区时无法同时满足使用功能和防火功能上的要求｡

一､大跨度､大空间建筑中传统分区方法存在的问题

(1)大面积防火卷帘防火效能无法保证｡大面积使用复合型防火卷帘经常出现许多其它问题,如卷帘箱的缝隙､导轨及卷帘下部常常因受热而变形,导致卷帘无法落下；防火卷帘下方堆放货物､杂品等也可能使卷帘不能落下；防火卷帘受火焰作用向受火面凸出,出现较大的缝隙,失去阻火隔烟作用；此外,面积较大时也往往不能保证在火灾中全部卷帘关闭｡这些都极大地降低了防火卷帘的防火效能｡

(2)长距离水幕保护,供排水无法保证｡按照规范,作为防火分隔,一般水幕带的有效宽度不宜小于6m,通常要做三排配水管,因此需要比较庞大的供水系统｡目前在一些大型建筑中采用水幕代替联片的防火墙时,防火分区的分隔长度达几十米到上百米,这在实际工程中几乎不可能实现,因为这些分隔要保证6m的水幕带宽每小时需要数百吨甚至上千吨的水,这些水量的供应一般无法满足,同时这些水量的排放也将十分困难｡

二、大跨度､大空间建筑防火分区设计对策｡

随着经济建设的发展以及建筑业的对外开放,作为消防部门本身而言,根据国情不同,自然条件不同,不能简单地完全照搬国外的规范｡通过运用安全工程学的原理方法,对建筑物的火灾危险性进行量化分析,对火灾过程及其影响进行科学决策,并验证预定的消防安全目标能否达到,最后再视情况对设计方案进行优化调整｡它强调从系统安全的高度出发,综合考虑各种因素对火灾的影响,研究如何实现建筑物的总体安全,得出最经济合理的设计方案｡以下方法可以借鉴：

(1)防止轰燃｡通常情况下建筑火灾先是可燃固体发生阴燃,当达到一定温度并遇有通风条件,阴燃开始转变为明火燃烧,随后,可燃物的燃烧速率迅速增加,在火源上方出现烟羽流,在升腾中不断卷吸周围空气,当烟羽流受到房间顶棚阻挡后,便向顶棚下方扩散开来｡随后,烟羽流在下降不长的距离后又继续上浮,并在室内形成逐渐增厚的热烟气层,温度越来越高,浓度越来越大,此时如果起火室对外界的传热速率不太大,室内的温度将会逐渐升高,由于火焰､热气层和壁面将大量热量反馈给可燃物,将加剧可燃物的热分解和燃烧,结果使火灾发展到轰燃阶段,一旦发生轰燃,起火室中的各种可燃物基本上都开始燃烧｡目前一般认为要使室内发生轰燃,地面可燃物接受到的热通量应不小于20kW/m2,或顶棚下的温度应接近6000℃,此外在轰燃发生之前,燃烧速率一般认为要超过40g/s｡影响轰燃的因素应包括：可燃物的性能和存放数量；向燃烧区供应空气量｡如有的建筑,空间很大具备了足够的空气供给,顶棚温升慢,热量散失快,故较难发生轰燃；有些建筑,空间在有效的喷淋控火和降温作用下,轰燃也较难形成；有些建筑,空间较小,通风条件不理想,空间内无控制初期火灾设施,一旦通风突破限制极易形成轰燃｡要达到防止火灾扩散和蔓延的目的其措施应不只设置防火分区一条,如控制可燃物的数量､限制氧气的供给等措施都可以防止火灾大规模的蔓延,这些具体措施必须针对具体建筑通过科学的计算分析,严格的理论或实验证明可以达到阻止火灾蔓延的目的｡

(2)强化自动消防措施设置,设立动态防火分区｡按照传统的理解,设置防火分区就意味着采用防火墙､防火门窗等实物对建筑空间进行分隔,从而将火势限定在分区范围内｡它强调的是对“火势发展范围”的控制,因此是一种静态的､被动的火灾控制手段；防火分区同时还隐藏着另一层含义,即勿需对空间进行实体分隔,而是通过设置高密度､快速反应的水喷淋装置,建筑材料的不燃化及可燃界面的非连续化等措施将火势限定在更小的范围内｡它突出的是对“着火源”的控制,因而是一种动态的､积极的防火手段,因而也是一种动态的防火分区,它可将火势控制一定的保护范围之内｡动态防火分区的确定必须要考虑建筑的功能､性质､规模等基本情况,同时还应根据建筑人流､物流､时间､空间､内部､外部､静态､动态等具体场景的不同,结合建筑的其它性能化防火设计予以考虑,通过火灾动力学原理以及各种消防措施的综合分析加以选择｡目前我国还没有比较权威的综合设计分析方法,但一般而言,当建筑内设有灵敏可靠的消防设施(如快速反应水喷淋系统)､起火源及火灾负荷得到有效控制､可燃物质的非连续化或相互间形成的自然间距､合理的安全疏散体系都有保证,同时也具有相对完备的可共享的市政消防资源､严格规范的内部管理机制等时,则我们认为可以考虑采用动态防火分区的方法｡

(3)设置防火隔离带｡以大跨度､大空间展厅为例｡火灾中产生的烟气是导致人员伤亡､火灾蔓延扩大的主要因素,而展厅中心大空间结构有足够大的蓄烟空间,合理设置烟气控制系统可以延缓和降低烟气危险来临时间,并且大厅和周围区域空间开阔,有利于及时开始疏散,如果再考虑能够有效防止火势在整个展厅内肆意蔓延的消防加强措施,则可以保障展厅内

人员在安全疏散期间不会受到烟气的威胁｡会展类建筑的展厅内部虽然不能采取严格的防火分隔措施将其划分为多个防火分区,但是如果借用森林火灾和草原火灾中常用的“防火隔离带”概念,利用“防火隔离带”将展厅划分为多个面积小于10000m2的防火单元,也能够起到有效阻止火势蔓延的作用｡“防火隔离带”的设置必须满足以下两个条件：①该区域内严禁布置展位,保证无可燃物存在；②达到一定的宽度条件,保证“防火隔离带”一侧发生火灾时,不会辐射引燃另一侧的可燃物｡第一个条件可以通过地面设置相应的警戒标志和严格的管理来实现,第二个条件则需要通过相应的辐射理论来计算分析,以确定其需要的最小宽度值｡

(4)推广应用自动扫描定位喷水灭火系统｡自动扫描定位喷水灭火系统,是一种智能型的自动喷水灭火系统｡而该智能系统不仅具有较大的覆盖面积(最大保护半径可达到15m以上),且具有较高的竖向保护范围(最大保护高度可达到20m以上),特别适用于大空间场所,解决了传统自动喷水灭火系统大空间灭火难的问题｡系统由消防水箱､水泵､系统附件､供水管网､智能型电动阀､总线控制装置等组成｡其工作过程是：平时系统处于监控状态,当灭火系统发现火情时,对启动系统进行扫描对准火点定位,然后报警､启泵､开阀､喷水灭火｡灭火后系统恢复到监控状态,如有复燃,系统重复以上过程,直至将火彻底扑灭｡由于采用了计算机技术,赋予了系统一定的智能,它能对周围环境进行感知并作出反应,经计算机分析､判断､确认后,实施灭火｡因而,在出现火情时能及时探测,准确定位,快速灭火｡

参考文献：

[1]张志刚,徐海炜.论新型智能消防系统在大空间建筑中的应用[J].武警学院学报,2011,(8).

[2]白静.浅谈大跨度大空间商场的防火安全对策[J].安防科技,2011,(7).

[3]何伟东.浅谈大空间建筑性能化防火设计[J].中国城市经济,2011,(11).