人防设计要点范文

时间:2024-02-06 16:45:47

人防设计要点

人防设计要点篇1

近年来我国建筑行业发展迅速,各种新建筑配套的人防工程建设规模与建设量直线上升,大量的地下室如雨后春笋映入人们的眼帘。地下室人防建设应当充分发挥社会效益和经济效益,提升城市的总体防护水平。人民防空地下室的设计要考虑多方面因素,通常包括地下室主体设计、防火防化设计、口部设计、管道铺设设计等,充分考虑经济性、实用性、可用性、安全性。其中主体设计与口部设计是地下室人防建筑设计的核心。

关键词:地下室;人防;设计

随着建筑行业的快速发展,我国城镇化、工业化迅速发展,建设用地供应和需求之间的矛盾越来越突出。国务院通知明确规定要切切实实大力保护耕地,大力推进节约用地,充分提高建设用地的利用率,是全面落实科学发展观的重要体现。随着人口的增长与建筑行业的迅速发展,土地正在成为一种稀缺资源。例如在人口集中地北京、上海等地,土地的稀缺性越来越明显。解决土地资源稀缺的一个有效途径是建设人防地下室。人民防空地下室建设并不是一个单一的过程,需要整合各方面的因素。在战时能够抵抗空袭危害,为人民群众提供强有力的安全保障;在和平时期,能够解决城市用地紧张问题,提高资源利用率,并且符国家规定的各方面的安全指标。

一、地下室主体设计

人防地下室建筑设计必须遵循一个总的原则——平战结合。设计部门要严格按照《人民防空设计规范》等规定制定工程图纸,不能马虎大意。人防地下室的面积、规模等元素要根据实际情况合理选择。在进行设计前先进行方案筛选,选择最优方案,最后制定成图纸。

1、要合理划分人防区域。人防区域的基本位置要统筹各方面因素合理选择,只有选定了一个合适的位置才能为后续共层夯实基础。人防区域不能过于集中。要合理利用地下空间,杜绝因设计缺陷造成的浪费。人防区域是人防地下室建筑的重点,建筑材料必须符合设计要求,这样才能在战时发挥应有的效果。要合理划分保护区与非保护区,根据平时与战时要求来确定地下室的具体层高。人民防空地下室梁底净高要大于2.0米,室内净高要大于2.4米,也要符合平时使用的功能。人防地下室的面积要按照国家相关规定,根据遮蔽所等级执行。人民防空地下室要特别注意防水,水往低处流是人尽皆知的自然规律,人防地下室的地理位置决定其容易受到污水污染。建筑单位要合理选择防水效果明显的建筑材料,这样地下室建成后才能符合国家规定的防水标准。

2、在正确划分保护区与非保护区以后,还要根据防护要求划分抗爆单元和防护单元。其中防护单元的面积应满足一下要求:普通人员遮蔽所不大于2000平方米;专业队员隐蔽所防护不大于1000平方米。其中抗爆单元的面积应当满足以下要求:普通人员掩蔽所与专业人员掩蔽部都不大于500平方米。相邻防护单元应当设置至少一个连通口。每一个防护单元都要设立2个及以上的出入口,特别注意战时使用的出入口要设置在室外,严禁采用竖井式。在确定防火区与人防区后要充分考虑人防口的位置并交给水电、通风等部门完善。

3、大于5000平方米的人防地下室应当设置柴油发电站,发电站机组容量大于120千瓦时应为移动发电站,大于120千瓦时为固定发电站。设计时充分考虑机组的运输能力,电站的排风、排烟井与进风井之间距离应当等于或大于15米,高差应当大于6米。

二、人防地下室口部设计要点

1、人防地下室的口部设计要充分考虑出入口的位置。口部的位置对于人员的流通至关重要,战争时期能够让慌乱不堪的人们井然有序地进入人防地下室是出入口位置选择的原则。每个防护单元至少设计两个出入口,出入口不能过于集中。出入口周围加注安全出口的说明。为了充分利用地下空间,设计者可以将战时出入口与平时出入口合并,到战时在对出入口进行加固,这样可以节省大量人力物力。当然,出入口位置的选择不能仅考虑出入方便,也要把周围的环境质量计算在内,充分考虑出入口外部的建筑物、交通等环境。

2、由于战时与平时出入口的功能有差异,出入口的大小应该根据实际情况灵活制定。在平时,出入口就是一道普通的门,每天会有很多人流,因此出入口的宽度应当尽可能宽;在战时,出入口变成防护空袭的屏障,是抵御空袭的第一道护栏,因此,开口的大小越小越好。但也没必要为了平战两用而专门设置两道门。人防地下室建筑设计的一大原则是平战结合,出入口的设计正式这一原则的直接体现。人防地下室的大部分时间用于平时,因此出入口开始建设时没必要选择防爆门、防化门等,但要为防爆门的安装预留空间。到战争时期能够迅速加固出入口。

三、地下室的管线构造及要求

1、由于建设的需要,某些建筑管道可能要穿过人防地下室。这些管道中传输的可能是污水,也可能是燃气。管道一旦破裂,人防地下室将从安全场所迅速装变为危险区域。依次,对穿过地下室的管道要充分保护。每一根管道都要增加防护措施,安装护栏。也要防止锈蚀等化学破坏,对于金属制管道要定期刷防锈漆。

2、人防地下室必须保证其墙体的坚固性。对于穿过墙体的管道要严格控制器直径,原则上直径不能小于15厘米。

3、给水排水、通风、电器等设备的孔洞要严格按照规定以及专业的空洞图预留。外墙穿管都要按照施工图纸预留,严禁临时打洞。相应的大样做法必须参照专业图集。

4、人防地下室的通风口要保持清洁。卫生问题一直是人防地下室后期管理的一大难点。通风口是新鲜空气注入的第一扇窗,风扇必须顶起清理,这样才能提高污染物、尘埃的过滤量。

5、人民防空地下室的顶板墙面抹灰不能掺用纸筋等容易腐烂的材料,地下室内部的装修材料应与平时的用途相结合,充分考虑抗震、防腐、防潮,最主要的是注意防火。

6、所有埋入墙内木质材料必须涂刷防腐剂,外漏以及埋入的金属器件刷防锈漆。

7、用于洗消污水的集水井内部应当采用防水措施。

四、人防地下室通风口设计

未来战争可能用到大量的化学武器,依次,通风口对有人防地下室至关重要。但是,就像出入口的设计一样,和平年代没有必要设计战时专用通风口。平时,人防地下室通风口主要考虑的是防水、防堵、防倒塌、防污染。通风口通常包括独立式通风口和附壁式通风口。独立式通风口设计比较简单,可以有效地预防倒塌。附壁式通风口结构较复杂,其防倒塌部分必须与地面分离。

五、其他人防问题

人民防空地下室还有很多小问题需要特别注意,这是由其功能定位以及设计的复杂性决定的。在建设过程中会出现很多死角,这些都是不可避免的,但是只要能够及时发现,是可以消除的。这就要求设计人员和施工人员有过硬的专业知识与技术技能,既能做到防患于未然,也能及时发现问题,解决问题。人防地下室口部建设应当引起足够的重视,许多设计与普通的设计时截然不同的,其中的一个突出特点是要求更加严格,允许的误差更小。如果在设计与建设过程中能够考虑多方面的因素,一些小问题是可以避免的。对于不能避免的,只能不断地改进。

六、结束语

人民防空地下室不同于普通建筑,他是一项协调性、综合性和技术性非常高的工作。它包括给排水、电气、通风、结构等专业的协调配合和建筑专业本身设计的优化,牵涉到与政府主管部门和业主的沟通协调。平时使用的舒适性、合理性、经济性、安全性、战时转换的便捷性等许多问题。设计单位必须根据项目的实际情况和社会需求,深入研究和攻克人民防空地下室的技术难题,这样才能创造出既满足战备功能又满足社会需求的高效益的人防地下室。

参考文献:

[1]俞帆.地下室人防建筑设计问题探讨[J].建筑科技.2010(14).

[2]苏剑良.浅谈人防工程相关知识及地下室通风设计的问题[J].山西建筑.2011(13).

[3]杨力贞.浅谈人民防空地下室的电气设计[J].科技情报开发与经济.2011(32).

[4]徐锡根.条件受限时人防工程主要出入口设计的探讨.山西建筑.2010(13).

人防设计要点篇2

【关键词】人防地下室;结构设计;爆炸动荷载

人防空地下室的孔口防护包含三部分的设计内容:一是防护密闭门与消波系统的设计,二是出入口通道内临空墙、门框墙的设计,三是孔口其它构件,如风井、防倒塌棚架、开蔽式通道、相邻单元之间的隔墙等的设计,其中第二、三条中的临空墙、相邻单元之间的隔墙已在前面谈到了荷载确定,设计时可按一般墙体的计算模式,考虑人防设计的特点计算出内力和钢筋。而门框墙、扩散室、防倒塌棚架、出入口等构件的设计都具有一定的特殊性,下面就比较特殊但又常见的人防结构构件的设计要点做简单陈述。

1 钢筋混凝土防护密闭门门框墙

1.1 作用在悬臂端的弯矩,可按下列公式计算:

1.2 作用在悬臂端的剪力,可按下列公式计算:

;式中: -由门扇传递给门框墙的作用力,可分别按5.2.5条相关条款计算。

1.3 当门洞边长大于或等于2倍墙体悬挑长度时,宜按牛腿或悬臂梁计算。

当C/h0≤1时,按牛腿计算; C/h0>1时,按悬臂梁计算。

式中:C--换算剪跨比, ;M、Q-门洞边单位长度内牛腿或悬臂梁根部的弯矩、剪力,h0-截面有效高度。

1.4 当门洞边长小于2倍墙体悬挑长度时,应按双向板进行计算。当平时使用时需要的出入口通道均较宽,而战时又相应较窄,这样有可能会使门框墙的悬臂长度过长,而使水平筋过大,这种情况下,可考虑在不影响功能使用的前提下,采用在洞口上边设梁和洞口两侧设柱的方案,从而改变门框墙的受力形式,可以得到较为经济的设计效果。此时在水平荷载作用下,洞口左右两侧和上部的双向板可按临空墙的等效静荷载标准值进行计算,但周边的梁、柱和下端的悬臂板必须按防护密闭门门框墙的等效静荷载标准值进行计算。门槛与上挡板在垂直荷载作用下可按底梁与顶梁计算,以确定梁的主筋与箍筋,并应与水平荷载作用下相应的钢筋叠加作为最终配筋。

2 扩散室

扩散室的内部空间尺寸一般由建筑专业依据防空地下室的抗力等级、通风量、设备容许压力以及扩散室所处的建筑条件等因素确定。

2.1 扩散室前墙为安装悬板活门的临空墙,前墙墙面本身承受的荷载及活门传来的荷载均可按临空墙等效静荷载标准值取值,扩散室与室外(空气)相邻的顶板、底板及外墙,其等效静荷载标准值可按临空墙等效静荷载标准值取值。

2.2 扩散室与土相邻的顶板、底板及外墙,其等效静荷载标准值可按土中压缩波压力确定相应的荷载。

2.3 扩散室与防空地下室室内相邻的墙,作用在扩散室一侧的水平等效静荷载标准值与扩散室的容许压力有关。对设有滤毒通风的进风口扩散室按40kN/m2取值,对排风口和未设滤毒通风的进风口扩散室按65kN/m2取值。

2.4 如果风量较大,可在一个墙面上安装2个门式悬板活门。若2个活门型号相同,在人民防空地下室设计规范(GB50038-2005)中附录F的消波系统计算公式中的S取活门通风的总面积;若2个活门型号不同时,为确保安全,宜按大的活门参数乘2代入S。

3 开敞式防倒塌棚架

3.1 等效静荷载

防空地下室室外开敞式防倒塌棚架,一般由现浇顶板、顶板梁、钢筋混凝土柱和非承重的脆性围护构件组成。在地面冲击波作用下,围护结构迅速遭受破坏被摧毁,仅剩下开敞式的承重结构。由于开敞式结构的梁、柱截面较小,因此在冲击波荷载作用下可按仅承受水平动压作用。甲类防空地下室室外开敞式防倒塌棚架,由空气冲击波动压产生的水平等效静荷载标准值及由房屋倒塌产生的垂直等效静荷载标准值可按表1采用,水平与垂直荷载二者应按不同时作用计算。

3.2 受力特征

开敞式防倒塌棚架在核爆动荷载作用下,其破坏程度取决于合成荷载。当冲击波的运动方向与构件表面垂直时,则作用在柱正面(迎爆面)和背面的合成荷载为零。当冲击波的运动方向与顶板面平行时,作用在顶板上下的合成荷载为零。

所以,开敞式防倒塌棚架只需考虑作用在檐口波水平动压和作用在顶板上的倒塌荷载进行设计。由于动压在先,倒塌在后,因此对这两种荷载应分别计算和配筋。

作用在开敞式防倒塌棚架上的核爆动荷载由于冲击波来自前后、左右方向,因此在设计柱时每根柱均要按两个方向分别进行计算,并应按两个方向进行对称配筋。

3.3 构造要求

3.3.1 顶板应采用水平板,不宜做成折板或拱形板。如考虑美观,可用易破碎的轻质材料做简单的装饰。

3.3.2 檐口应按平时荷载进行设计,在核爆动荷载作用下,为了减轻柱的承载能力,考虑檐口被破坏,因此檐口不宜挑大,一般取300~50Omm,厚度应减薄,挑檐板在下部受压区不应配筋,在其上部不应做钢筋混凝土女儿墙。

3.3.3 维护墙应采用在冲击波作用下易破碎的材料构筑,维护墙与柱不应采用钢筋锚固。

3.3.4 柱宜采用正方形截面,其截面尺寸为:6级不宜大于250mm×25Omm;5级不宜大于300mm×300mm,尽可能减少柱的受荷面积。

3.3.5 柱的上端钢筋应伸入边梁和顶板进行锚固,但不应伸入挑檐板板内,伸入基础的钢筋长度不应小于1m。

4 叠合板

叠合板的构造应符合下列规定:

4.1 叠合板的预制部分应作成实心板,板内主筋伸出板端不应小于130mm;

4.2 预制板上表面应做成凸凹不小于4mm的人工粗糙面;

4.3 叠合板的现浇部分厚度宜大于预制部分厚度;

4.4 位于中间墙两侧的两块预制板间,应留不小于150mm的空隙,空隙中应加l根直径12mm的通长钢筋,并与每块板内伸出的主筋相焊不少于3点;

4.5 叠合板不得用于核4B级、核4级防空地下室结构。

5 出入口

5.1 受力特点

5.1.1 防空地下室室内出入口

室内出入口由于战时允许被堵塞,所以在室内出入口处除临空墙外,其它与防空地下室无关的墙和楼梯等均不计入爆炸动荷载的作用。

5.1.2 防空地下室室外出入口

无顶板敞开段通道结构,由于内压大于外压,通道外墙不会向内坍塌。因此,可不验算爆炸动荷载的外压作用,仅按平时荷载设计挡土墙即可;有顶板的土中封闭段通道结构,作用在顶、底板和外墙上的等效静荷载可按相关条款确定;土中竖井结构,无论有无顶板,作用在土中竖井井壁上的等效静荷载标准值可按第五章中有关外墙的等效静荷载标准值qe2确定。当竖井埋置较深时,可进行分段计算,也可按等效静荷载和静荷载进行最不利组合作为该竖井的设计计算荷载。

5.2 室外出入口内封堵构件及其支座和联结件

常规武器爆炸动荷载作用时间相对于核武器爆炸来讲,要小的多,一般仅数毫秒或几十毫秒。对于室外出入口内封堵构件如防护门、封堵构件及其支座和联结件,在这样短的荷载作用下易发生反弹,造成支座处的联系破坏,例如防护门的闭锁和铰页等。因此应验算常规武器爆炸作用在其上的负向动反力(反弹力),负向动反力的水平等效静荷载标准值对常5级可取13OkN/,对常6级可取60kN/,反弹荷载按弹塑性工作阶段计算,构件的允许延性比(β)取3.0。

人防工程的出入口设计很重要,要有足够的防倒塌能力,规范要求:“首层楼梯间直通室外的门洞外侧上方设置的防倒塌挑檐,其上表面与下表面应按不同时受荷分别计算,上表面等效静荷载标准值取50kN/,下表面等效静荷载标准值取15kN/。”可见人防工程对出口挑檐的结构承载力要求是很高的。但是,实际工程中,有些小区为了上部景观的需要,采用了很多轻钢玻璃雨篷结构,这作为人防工程的出入口是不合格的,设计人员应加以重视。

6 其他

在实际工程设计中,对于受踏步影响而纵截面呈锯齿状变化的楼梯梯段梁(板),通常取梯段最薄处厚度按等截面受弯构件计算,而不考虑踏步作用。这样导致设计中常因挠度验算的需要而增大结构厚度或配筋量,使楼梯设计造价大幅提高而造成浪费。有限元分析均表明,楼梯踏步能有效提高梯段板的整体刚度,从而大幅减小构件挠度。在进行构件挠度验算时,应适当考虑这种作用,按照经验,根据楼梯踏步类型的不同,考虑踏步刚度影响后挠度可折减30%~60%。考虑该项折减之后,楼梯梯段的设计将更加经济合理,也能确保安全可靠。

人防设计要点篇3

关键词:现代多层地下室;人防建筑;设计

建筑行业的发展是经济发展的重要组成部分,对总体经济的发展有着直接的影响。多层地下室作为建筑行业的一部分,在发展过程中对人防建筑的设计有着较高的要求,在建设施工过程中需要加强对工程的设计[1]。现代多层地下室中人防建筑与建筑行业发展过程中所倡导的节约土地资源政策相契合,在建设施工过程中能够有效提升土地资源的使用效率,对经济的发展有着重要的影响。因此现代多层地下室在国家经济发展过程中的建设有着促进作用,尤其在经济发展较快的城市,多层地下室中人防建筑更加突出了自身的作用,推动了我国整体经济的快速发展。

1现代多层地下室特点

现代多层地下室作为建筑行业的重要组成部分,在施工建设的过程中为城市发展节约了大量的土地资源,提高了建筑行业的总体发展水平。多层地下室自身有着坚固的外部框架,能够承受住外界的巨大压力,但地下室在构造上受到了外部建筑的很大影响。因此,在多层地下室中人防建筑设计中需要将地下室外部建筑的特点融合进去,不断提升多层地下室的建筑质量[2]。现代多层地下室在出口设计过程中存在着诸多的问题,地下室在建筑施工中有着较高的要求。地下室与外界建筑中间有着地下通道的连接,该通道距离较远,造成地下室总体环境较差,空气质量与人们生存所需存在着严重不符,不适合人们在该区域进行长期居住。作为设计人员,在现代多层地下室内部人防建筑设计过程中,需要结合地下室内部特点以及诸多因素进行详细的分析,针对存在的问题采取有效的设计措施避免,从而为后期的施工建设奠定良好的基础。主体、防火、出口等方面都是在设计过程中所需要注意的,同时也是进行人防建筑设计过程中最重要的问题,需要引起设计人员的重视。

2提高人防建筑设计的有效方法

2.1确定人防建筑区域位置

为保障人防建筑设计的主要水平,作为设计人员,需要结合地下室中人防建筑的主要特点开展相关设计工作,针对存在的问题进行详细的分析。在人防建筑设计过程中要想提升整体设计水平,首先需要对人防建筑区域位置进行设计,对建筑涵盖的功能进行划分。在安全时期人防建筑便是平常的地下停车库,一旦外界受到了自然灾害或者特殊情况,这是人防建筑则扮演着安全疏散的重要地理位置,为人们提供安全的藏身之所,确保人们的生命安全。独立性是人防建筑的主要特征,在出入口数量上需要进行合理设计,不但需要考虑到平时的功能需求,最重要的是考虑人防建筑的紧急功能,避免人们紧急避难的过程中由于出口数量不足或者出口狭窄问题而产生了人员踩踏事故,规范好人员秩序。因此现代多层地下室在城市经济发展过程中发挥了重要的作用,作为建筑施工承建企业,在进行人防建筑设计过程中需要加强对技术的安排,不断提升人防建筑设计的总体水平,促进整体工程建设,为人们的安全提供充足的保障。

2.2科学设计人防建筑通风口

安全是建筑施工过程中需要重点注意的问题。现代多层地下室在城市发展过程中有着重要作用,能够在紧急灾害时为人们提供安全的藏身之所。因此作为建筑设计人员在对人防建筑进行设计时需要引起格外的重视。设计通风口时,需要采取科学的态度,结合多层地下室本身的特点,采取有效的措施避免建筑在施工过程中出现倒塌的现象。同时需要对地表防水进行合理设计,为人们紧急避难提供一个相对舒适的场所。此外,针对人防建筑的主要结构特征,需要合理设计主体建筑,避免设计过程中对主体支架造成影响,从而提升我国多层地下室人防建筑设计的总体水平。

2.3科学设计配套电站

电能是人们在生活中必可不少的能源,现代多层地下室中人防建筑在设计过程中需要将其纳入到设计的重点范围之内,科学设计整个建筑线路。因此作为设计人员,需要结合地下室总体结构特点,进行配套电站设计,为人们紧急避难提供电能支持,满足人们生活中基本的电能需求。倘若现代多层地下室在建设的前期阶段未进行电能线路的安装,需要在人防建筑设计的过程中添加发电站的设置,通过发电站的电能输送阶段紧急避难过程中对电能的基本需求。

2.4对建筑进行防火设计

现代多层地下室在经济快速发展的现阶段,在城市建设过程中发挥着重要作用,推动了整体经济的快速发展。人防建筑是现代多层地下室的重要组成部分,人防建筑能够为人们的紧急避难提供生存的场所。因此需要加强对建筑进行防火设计,针对火灾的特性,在材料上进行合理设计,确保整个人防建筑在设计上达到防火的效果,给后期的建筑施工打下坚实的基础。

2.5合理设计建筑的出入口

出入口是建筑在设计前期所必须要注意的问题。在现代多层地下室的人防建筑的前期设计过程中,需要对出入口设计引起格外的注意,给人们在紧急避难的过程中提供宽广的出口,缩短人员出入的时间,从而达到紧急疏散的效果。此外设计人员需要对出入口进行合理设计,不但是针对紧急避难的通道,在较为稳定时期,多层地下室中的人防建筑可以作为地下停车库。能够节约城市车库用地紧张问题,同时还能够为人防建筑的维护提供资金方面的来源,从而实现资源上的共享。

3结束语

总而言之,现代多层地下室是城市发展所带来的结果,地下室内的人防建筑对保障人们的生命安全有着至关重要的作用。复杂性是现代多层地下室存在的主要特征。作为人防建筑的设计人员,在对其进行设计的过程中,充分考虑影响建筑施工的众多问题,采用科学的设计方法开展整体建筑的设计,在方案制作的过程中需要将安全放在首要位置。此外,还需结合社会效益对人防建筑进行设计,确保现代多层地下室能够满足社会的总体需求,推动我国经济的全面发展。

作者:蔡忠坤 单位:华优建筑设计院

参考文献:

[1]贺俊威.高层居住建筑地下室人防建筑布局形式比较研究[D].浙江大学,2013.

人防设计要点篇4

关键词: 性能化 建筑 防火 设计 流程 责任

一. 性能化建筑防火设计体系内涵和外延

通常所理解的性能化建筑防火设计体系主要包括进行性能化建筑防火设计实践的所需的理论、方法、工具和用于指导性能化建筑防火设计的规范、导则。如90年代美国人提出的性能化建筑防火设计体系模型:三元式性能化体系。该模型的的三元为:制定一系列性能化设计目标的规范、描述符合规范要求的可接受的方法的标准和细则、和用于性能化设计的设计工具。建立性能化建筑防火设计体系的目的是规范性能化建筑防火设计实践,使之得以被正确的运用。因此,性能化建筑防火设计体系应具有三个特征:指导性、科学性和完整性。指导性是指性能化建筑防火设计体系应能指导工程师的每一个设计步骤,明确一个步骤的具体要求和所应达到的深度,使性能化的每个实践都具有统一性。科学性是指性能化建筑防火设计实践中每一个步骤涉及的理论、方法和工具都应符合科学和本工程的实际,避免不同的工程师对同一工程的评估得出不同的结果,以使评估结果具有科学性。性能化建筑防火设计体系应规范性能化建筑防火实践的科学性。完整性是指性能化建筑防火设计并不是一个纯粹的工程设计行为,它还包括保障性能化建筑防火设计正常运行的一系列法律、行政监督和管理制度。根据以上原则,在我国建立完整的性能化设计体系所至少应考虑以下五个方面:性能化建筑防火设计规范、性能化建筑防火设计导则、性能化建筑防火分析方法和理论、基础数据库、性能化建筑防火设计的监管制度。

二.性能化建筑防火设计流程

(一)方案编制阶段

建设单位确定建筑项目后,首先向建设规划部门申请,根据本单位建设项目的特点,按城市总体规划的要求确定建筑工程的初步位置,选择具备相应设计资格的设计单位承担设计任务。工业与民用建筑的选址由城市规划主管部门批准,具有火灾、爆炸危险的工程项目,通常情况下规划部门要求先征求消防部门的意见,因此,建设单位应将建设项目的地形图、方案总平面图,简要的文字说明资料和方案设计图纸,报送当地公安消防机构审核;消防机构在收到图纸、资料后,在规定的时间内审核完毕,在方案总平面图上签署审核意见并加盖公章。

(二)初步设计阶段

初步设计后,建设单位应将全套消防设计图纸,上级主管部门的各项批复及土地规划部门的批文等有关资料报送管辖的公安消防机构审核。申报审核的主要资料如下:(1)设计任务书。主要包括:水文、地质状况对安全生产的影响,是否系窝风地带,年最小频率风向;总图部分的内容要有建设项目的布置与周围建筑、构筑物图。(2)生产工艺情况。建筑项目如系厂房、库房等,应当申报生产工艺情况,主要包括:生产该项目产品的生产工艺流程及流程的安全可靠性说明和生产过程中的安全防护装置,如安全阀、水封、紧急切断阀和自动联锁、报警及灭火装置的配置情况和说明等。(3)生产、使用、运输、储存、销售、销毁的物料、产品、货物等的物理化学性质和火灾危险性参数等技术资料,主要包括:状态、熔点、沸点、密度、相对密度、蒸气压力、燃点、闪点、爆炸极限、氧化性、最小点火能量、热稳定性和腐蚀性、毒害性、放射性等。(4)消防安全专篇。主要包括建筑项目的防火安全情况。

(三)施工图设计阶段

建设单位收到公安消防机构对图纸资料审核意见后,应领取填写《建筑消防设计消防审核申报表》和《自动消防设施设计消防审核申报表》,设计单位应按有关消防技术规范和消防审核意见进行施工图消防设计。设计完成后,将《建筑设计消防审核申报表》和《自动消防设施设计消防审核申报表》加盖印章,并按申报表要求将有关消防设计施工图纸及资料报送原消防机构审核。

三.建设和设计单位的防火责任

(一)建设单位的责任

建设单位应当将新建、改建、扩建、建筑内部装修以及用途变更工程项目的消防设计图纸和资料送公安消防机构审核,并填写《建筑消防设计消防审核申报表》、《自动消防设施设计消防审核申报表》及《建筑内部装修设计消防审核申报表》,经审核批准后,方可开工;未经审核或者经审核不合格的,不得施工,建设主管部门不得发给施工许可证。建设单位在建筑工程建设过程中,应认真贯彻执行国家有关消防法规和技术标准及规范,并有责任检查设计单位和施工单位贯彻落实消防法规情况,不得擅自变更消防设计、降低消防技术标准。工程竣工后,建设单位应当向公安消防机构提出工程消防验收申请,送达建筑消防设施技术测试报告,填写《建筑工程消防验收申报表》,并组织消防验收。

(二)设计单位的责任

(1)设计单位在进行工程项目设计时,必须贯彻执行国家消防技术规范和其他工程建设标准有关消防设计的规定。(2)国家、省级重点工程和其他设置自动消防设施的建筑工程设计应当编制消防设计专篇。(3)设计单位应当按照《建筑工程消防设计审核意见书》修改消防设计图纸。(4)设计单位应当建立消防设计责任制,法定代表人负责组织本单位的消防设计管理工作,检查消防设计质量;建立消防设计技术负责人审查制度,凡不符合消防技术标准的工程设计不应签发。(5)设计单位应组织工程设计人员学习、掌握国家消防技术标准,在建筑工程消防设计中积极采用先进的消防技术。设计单位应加强对工程设计人员的管理,建立定期考核制度,组织设计人员参加专业培训,实行持证上岗。

总之,一方面我们应正确认识建筑防火性能化设计方法所具有的重要意义,加快我们的研究步伐,从基础入手,在做好基础研究的前提下研究各种专业火灾模型和基础数据采集。另一方面,我们也应正确认识急于推进建筑防火性能化设计方法所可能带来的负面效应,毕竟建筑性能化防火设计方法还有很长的路要走。

参考文献:

[1] 阚强,姜明理.建筑防火性能化设计概述[M].中国消防手册,上海科学技术出版社,2006.

[2]李引擎.建筑防火性能化设计[M].北京:化学工业出版社,2005:141一175.

[3]何生哲,张伟,等.防火安全基础[M].内蒙古人民出版社:2007:79一85.

人防设计要点篇5

Abstract:This paper describes the characteristics of civil air defense structure design. The design concept of the equivalent static load is analyzed and the methods of choosing in some elements of civil air defense structure of the load are explored.

关键词:地下人防工程结构;设计特点;内力计算;特点

Key words:underground civil air defense engineering structure; design features; internal force calculation;features

中图分类号:TU91 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0250-01

随着城市的发展,高层建筑已经遍布在城市中的各个角落。如何利用好地下建筑,已经成为建筑设计中至关重要的一部分。根据国家人防部门的要求,城市建筑中,人防设计是必不可少的,高层建筑基础埋深都很大,为了有效利用建筑基础,一般都将高层建筑的地下室部分做成人防工程。另外,城市建设的要求越来越高,地上已经没有空间来满足建筑配套车位的要求,很多建筑都将地下部分设计为地下车库,配合人防工程后,将普通的地下车库,设计成平战结合的人防车库。可以说人防地下室设计已经成了建筑设计和结构设计的一个重要部分,需要建筑设计人员熟练掌握其设计方法。但是长期以来,由于人防工程设计方法复杂,设计的参考资料非常少,国家相关规范更新较快,使得工程设计人员对人防工程设计的方法和概念存在很多模糊认识。通过总结人防工程的设计经验,对下面几个基本的概念谈谈我们的认识。

1人防结构的设计特点

通常,地下建筑使用功能为平战结合人防地下室。地下人防工程上作用的荷载,平时正常使用时以静荷载为主,战时以爆炸冲击波产生的动荷载为人防工程的主要荷载。因此,人防工程结构设计,除了要满足一般的使用要求以外,同时还要满足战时能够承受规定爆炸荷载的效应组合要求。

钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段进行设计。由于构件在塑性阶段工作可比仅在弹性阶段工作吸收更多的能量,因此可以充分发挥材料潜力。由于人防工程防护设计是将动荷载等效为静荷载进行分析,与此相适应的,人防工程的结构材料承载能力是按静载试验取得的,这些材料的强度在用于人防工程设计时,要将材料在动载下的强度提高因素考虑进去。因此,人防工程设计时的材料强度要用动荷载强度增强系数来进行调整后方可用于结构设计。这是人防工程结构设计的一个重要特点。

2关于等效静荷载的设计概念

人防工程设计的核心问题是人防工程结构内力的计算方法和构件截面的设计方法。人防工程设计从程序上看,大体可以分成三个层次:结构方案、内力分析、截面设计。其中的内力分析是人防工程结构设计与一般建筑结构设计有较大的区别,而截面设计则与一般建筑结构设计方法基本相同。进行人防工程的结构分析,首先要根据建设单位的设计委托书中确定的工程的抗力等级,由此明确工程的防护要求。防护等级确定后,即可根据有关的规范来确定人防工程的各种荷载作用数值。

人防工程的荷载平时以静载为主,战时以动荷为主,这种动荷载是冲击荷载。那么人防工程的荷载是如何选用的呢?动荷载又是如何作用于结构上的呢,解决这一问题的思路是,把爆炸动荷载转化为等效的静荷载,然后根据荷载组合情况,按照一般静力结构力学的方法求出结构的设计内力。一般结构进行内力分析的方法是对结构从整体上进行分析,从整体结构到具体构件,而人防工程的内力分析是先将结构分解成为独立的构件,每种独立的构件分别按照不同的防护要求和防护等级,计算其等效静荷载,每种构件所受的荷载不再向其它构件传递。

等效静载法原则上只适用于单个构件。实际人防工程结构是由顶板、梁、外墙、柱等构件组成的多构件体系。用等效静载法设计时,一般将结构分解成独立的构件,求出各自的等效静载后,将复杂结构简化为基本结构或构件,即可按静力荷载作用下结构内力计算结构的内力。

这样一来,人防工程设计顶板时,不再考虑其它构件对顶板的影响,设计外墙时,不再考虑其它构件对外墙的影响。计算底板时,也不再考虑其它构件对底板的影响。另外,内部承重墙柱设计时也不再考虑所有其它构件的影响。

爆炸动荷载可以简化为等效的静荷载的原因,在于在爆炸荷载对于不同的工程部位并非同时达到荷载的最大值,因此可以不必把整个结构作为一个整体进行结构整体分析,而是独立地分别按照荷载的最大值分别设计计算各个构件。这是人防工程结构内力计算的基本特点。

3几种人防结构构件上的荷载取值方法

上部建筑物对于人防地下室顶板是否有防护作用,结构设计人员常常存在模糊认识,似乎上部建筑物对于人防工程存在某种程度上的防护作用。其实,这种认识是错误的。上部建筑物对人防地下室顶板核爆动荷载的影响,应从爆炸冲击波与建筑物的相互作用来进行分析。当冲击波从迎爆面墙壁的各个窗孔冲入室内,由于从孔洞骤然进入一个较大的空间,冲击波峰值降低,经过了室内各个方向障碍面复杂的反射过程,形成了新的超压波形,地面建筑也相应由变形、开裂、失稳而最后倒塌。

由此分析,可以清楚地理解上部建筑物自重计算方法,也就明确了为什么在人防工程等效静荷载中,上部建筑物自重会作用于顶板。这是因为上部建筑物在爆炸的冲击波作用下遭受破坏,建筑物倒塌,或者被抛掷到远处。核爆时,上部的混凝土承重墙全部倒塌,压在地下人防工程的顶板上,这时上部建筑物的自重取其全部,而其余结构形式,由于建筑物被抛掷,因此,上部建筑物的自重取一半或不计。

在设计构件截面时,要严格区分临空墙、扩散室墙、进出口楼梯、防倒塌棚架等各类构件的动荷载作用的区别。临空墙一侧在工程防护门以外受空气冲击波荷载作用、一侧在工程防护门以内不受冲击波荷载作用的影响。扩散室外与防护门外的通道相隔的临空墙,其外侧受到空气冲击波的强大压力荷载,墙的内侧还受到冲击波经过防爆活门进入扩散室的余压荷载。人防工程室内出入口楼梯核爆动荷载,应按构件正面和反而不同时受荷分别计算配筋。防倒塌棚架只是梁、柱等构件的迎爆面承受冲击波荷载,其余方向上均不受动荷载。

人防设计要点篇6

关键词:高层建筑;性能化设计方法;防火

随着经济快速发展,我国高层建筑总量不断增长并且速度较快。高层建筑节省建筑空间,功能复杂、用途广,人员相对密集,这些特点给火灾预防和扑灭带来较大难度,使高层建筑面临严峻的防火形势。防火一直是高层建筑的设计难题,也是高层建筑发展中亟待解决的问题。

一、 性能化设计方法

性能化防火设计是一种新兴的高层建筑防火规范体系,这种防火设计站在理性角度,要求建筑系统防火设计必须深入了解高层建筑内部构造并重视最终防火效果。运用先进技术对发生火灾造成的损失进行事先估算,把详细数据作为防火设计的重要依据,对可能发生火灾的重点区域进行严密布控,统筹兼顾,高层建筑达到全面防火的目标。对建筑防火性能进行准确消防评估是性能化防火设计方法的核心。消防设计是否满足建筑需求,消防设施是否在防火规范的要求下进行布置、分配是消防评估的重要方面。通过对高层建筑消防设计和消防设施的消防评估,可以有效发现高层建筑防火设计中的不足,督促高层建筑进行整改,完善防火设计,消除火灾隐患。高层建筑内的消防设施和建筑结构是消防评估的重点。高层建筑设计、消防评估和整改是性能化设计方法的三个重要组成部分,这三个部分互相联系,缺失不可,共同组成性能化设计,可以说性能化设计时一个有机统一的整体。消防安全工程学是建立性能化设计方法的基础,性能化设计方法对消防安全工程学具有反作用,因此必须建立一个完整的性能化规范体系。这个体系的目标应当是满足高层建筑防火安全需要,同时建立规范体系应当采用先进技术和方法,加强科学实验,达到消防评估对高层建筑防火的要求,性能化设计应当具备完整严密的运行体系。

图1 性能化设计运行体系

二、 高层建筑防火对性能化设计方法的应用

现行高层建筑安全尺度波动较大,运用性能化设计方法完善解决因指令性规范造成的安全尺度波动。

(一) 实例

对甲建筑:A是根据第a条规范提出的要求;B是根据第b条规范提出的要求;C是根据第c条规范提出的要求。建筑的实际消防安全性能是E;建筑应当达到的消防安全性能是E0;安全性允许波动的范围是Φ。根据上述条件可得性能化规范设计要求:E=E0+Φ。

对于指令性规范而言:建筑实际消防安全性E随着第a条规范提出的要求A变化,呈现一致性,如果建筑实际安全消防性能E超出第a条规范提出的要求,就会增加消防成本。对于性能化规范:提高第a条规范提出的要求A,降低第b条规范提出的要求B,建筑实际消防性能E完全能够满足高层建筑对消防安全性和经济性的要求,同时可以节省成本,增加效益。

(二) 高层建筑大空间防火分区对性能化设计的应用

对高层建筑大空间进行分区,能够有效地控制、减缓火势蔓延速度,为火灾扑灭争取时间,减少财产损失。目前在我国的传统设计防火规范对民用建筑、高层建筑等的最大面积防火分区做了规定。性能化防火设计站在理性角度,要求建筑系统防火设计必须深入了解高层建筑内部构造并重视最终防火效果。运用先进技术对发生火灾造成的损失进行事先估算,把详细数据作为防火设计的重要依据,性能化防火设计可以对消防成本和经济效益进行调和。安全疏散、降低损失,有效控制火情是性能化设计方法的基本目标,达到这些基本目标具体可做到以下方面:首先,提高建筑结构的耐火极限,采用不可燃化材料进行装修。其次,有效控制建筑内部单位面积的火灾载荷。第三,装配自动喷水灭火系统,建议采用高灵敏度,强喷洒度的喷头,在火灾发生时能够有效控制火势。第四,运用先进消防技术,提高火灾预警能力,保证安全通道随时处于畅通状态,开辟专门消防车道,禁止占用。

(三) 中庭防排烟设计中性能设计的应用

建筑物内部的庭院空间即中庭,中庭是建筑物人流量最集中的部位,由于中庭的地位特殊,如果建筑物发生火灾,中庭很大可能会充当"烟囱"的角色,这势必威胁大量人员的人身安全,因此,建筑物中庭的消防设计对保证高层建筑消防安全举足轻重,中庭顶部排烟是传统高层建筑的中庭排烟方法,这种排烟方法有很大的局限性,它忽略了中庭的具体参数以及中庭热释放率对火灾产生的影响。性能化设计方法的首要目标就是对大量人员进行安全疏散,因此其对中庭有特殊的设计步骤

图2 性能化设计安全疏散构架

烟界面计算公式:

岩层界面与地面之间的垂直距离是:Zm;中庭顶棚与地面垂直距离是:Hm;中庭水平横截面积是:Am2;火灾稳定放热量是:Qkw,Z处接触烟层截面时间是:ts。

最不利点疏散时间计算公式:

最不利点疏散时间是:Ts;楼梯间至最不利点时间是:t1s;楼体内的疏散时间是:t2s;首层楼梯间到安全出口疏散时间是:t3s。

根据烟界面计算公式可以计算出烟气安全高度与烟气接触的时间t;根据最不利点疏散时间计算公式可以计算出逃生时间:T;t大于T,说明自然排烟系统能够满足消防需要;如果t

性能化防火设计是一种新型的防火系统设计思路,是一种科学的设计方法,是当前高层建筑防火的最前沿。性能化消防设计对高层建筑的消防管理要求较高。性能化设计的指导思想是火灾安全工程学,建筑防火设计以火灾性能为基础。

结语:当前中国高层建筑正在迅速发展,高层建筑的消防能力必须引起重视。高层建筑防火对性能化设计的应用可以达到高层建筑全面防火的目标。把性能化设计方法与高层建筑消防建设紧密结合,运用先进技术对发生火灾造成的损失进行事先估算,把详细数据作为防火设计的重要依据,对可能发生火灾的重点区域进行严密布控,统筹兼顾,可以完善防火设计,有效消除火灾隐患。目前性能化设计方法还处于不断发展之中,必须把性能化设计方法同高层建筑消防的结合起来,深入研究性能化设计方法,才能不断提高高层建筑的防火能力。

参考文献:

[1]孙作芹. 性能化设计方法在高层建筑防火中的运用[J]. 科技展望,2015,(9):22.

[2]谭海军. 我国建筑防火性能化设计的应用现状探析[J]. 科技与企业,2012,(2):124.

[3]冯坤. 浅议高层建筑防火性能化设计[J]. 科技创业家,2013,(18):217.

[4]郑雅文. 浅谈建筑工程中的防火设计和防火材料[J]. 科技创业家,2013,(18):232.

人防设计要点篇7

关键词:单建掘开式;人防工程;消防给水

中图分类号:S611 文献标识码:A城市建设不断发展的同时,对土地资源的需求量也日益加大。地下空间资源是我们的宝贵财富,作为一个现代化的城市更是离不开人防工作的支持。在对地下空间资源开发利用的过程中,也随之带来了一些安全问题,这就给人防工程的消防设计带来了新的课题。人防工程的消防给水设计是整个消防设计中的重要环节,如何掌控消防给水量、给水方式等都是在实践中亟待解决的问题,由点到面的解析,更能全面的、细致的将单建掘开式地下人防工程的消防给水设计达到合理化和科学化。下面以一工程实例,对单建掘开式地下人防工程的消防给水设计进行解析。

1 单建掘开式地下人防工程

单建开掘式地下人防工程的上部无坚固性地面建筑物,是指单独建设的采用明挖法施工,且大部分结构处于原地表以下的工程。具有便于平时使用、施工便捷的特点,是近些年来平战结合人防工程建设的基本形式之一,多建在火车站、汽车站以及城市中心的广场下,以过街通道或地下商业设施的形式存在,战时转化为人防工程。单建掘开式地下人防工程是哈尔滨市城市建筑的一大特色,东大直街地下人防工程是众多特色中较为代表性的建筑之一。

东大直街地下人防工程建筑面积35321m2,建筑高度-11.76m,地下2层,平时为地下商场,战时为物资储备库和二等人员掩蔽部。

2 消防水源

2.1 水源种类

消防用水通常由市政给水管网、水源井、消防水池或天然水源几部分组成。据资料报道,我国有近80%的城市由于工业生产发展、人口增长,有不同程度的缺水问题。既要节约用水又要保证消防水源的可靠性,是新形势下面临的新问题,而保证人防工程消防水源的充足是至关重要的。

2.2 现有工程特点

依据《人民防空工程设计防火规范》GB50098-2009第7.1.2条规定:采用市政给水管网直接供水,消防用水量达到最大时,其水压应满足室内最不利点灭火设备的要求。虽然采用市政水源能减少投资,但有时无法保证灭火时管网内的水压和水量完全满足室内灭火设备的需要,况且与市政管网连接的两个进水管通常都是设在一根市政管网上,其本质还是来自于一根水管,当管道需要检修或更换时,无法保证不间断供水。北方四季分明,每年存在几个月的冰冻期,独特的温度条件决定使用天然水源必须充分考虑水源防冻措施,枯水期时还要保证最低水位能满足最大消防用水要求,且应设置可靠的取水设施,以东大直街地下人防工程为例,从现有的设计条件、技术条件和经济条件等因素综合考虑,为了保证消防水源供水的可靠性,本工程设置了消防水池。

2 室内消防给水系统

根据人防工程的火灾特点,在防火设计时应立足于“自防自救”,科学合理的设置内部消防设施。

2.1 消火栓灭火系统

依据《人民防空工程设计防火规范》GB50098-2009第7.2.1条规定,东大直街地下人防工程设置了室内消火栓系统,并采用临时高压给水系统。室内消火栓所需的水量和水压由设在地下消防水泵房内的室内消火栓泵供给,稳压设备由调节容积为300L气压水罐供给,并设置了独立的环状管网。

依据规范,本工程体量大于25000m3,同时使用水枪的数量不应少于4个,每支消火栓最小流量不应小于5L/S,因此室内消火栓用水量不应小于20L/S,即室内消火栓水量按20L/S设计。选用消火栓口径为65mm,水枪口径19mm,当充实水柱长H=12m时,水枪喷嘴处压力Hq=10-2αSK=16.9MPa,水枪喷嘴流量Q=(102βHq)1/2 =5.2L/S,水带的水头损失Hd=SQ2=0.43×25×5.2×5.2=2.9米水柱,消火栓栓口处所需的压力Hxh=Hq+Hd+Hk=21.8米水柱。

在消防栓给水管上应保证同时有两股水流作用,故其流量为20L/S。消火栓水泵选择型号为XBD4.2/20-100-235(一用一备),q=20L/S、N=30KW、H=0.72Mpa。

2.2 自动喷水灭火系统

依据《人民防空工程设计防火规范》GB50098-2009第7.2.2条规定,东大直街地下人防工程设置了自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统所需的水量和水压由设在地下消防水泵房内的喷淋泵供给,稳压设备由调节容积为150L的气压水罐供给。本工程火灾危险系数为中危险级Ⅱ级,设计喷水强度为8L/min.m2,设计作用面积为160m2,喷淋系统喷头工作压力为0.1Mpa,选择标准喷头,流量系数K=80,喷淋的设计流量q=30L/S,根据最不利点所需总水头压力,喷淋泵选择型号为XBD6/30-125-220(一用一备),q=30L/S,H=0.60Mpa,N=37KW

3 消防水池

东大直街地下人防工程是典型的单建掘开式建筑,特点是地面上没有建筑物,基本没有室外建筑的灭火任务,消防水池有效容积应满足火灾延续时间内室内消防用水总量的要求即可。其室内设置了消火栓灭火系统、自动喷淋灭火系统、无管网气体灭火系统和灭火器,总建筑面积大于3000m3,所以室内消火栓灭火系统火灾延续时间应按2.0小时计算,用水量按20L/S计算,自动喷水灭火系统火灾延续时间按1.0小时计算,用水量按30L/S计算。经计算,消防水池总的有效容积不应小于252m3,最后本工程根据实际需要设置了432m3的消防水池。

4 水泵接合器和室外消火栓

东大直街地下人防工程按规范要求应设置水泵接合器和室外消火栓,但如何设置才既符合要求又科学合理?需要我们从源头进行分析。水泵接合器的作用是:当室内水泵因故障无法工作或电源故障水泵失去动力;或是室内消防用水量不足,需要消防车通过水泵接合器给室内补充水量;或是室内消防用水压力不足,需要消防车通过水泵接合器给室内增压或。本工程设置了消火栓灭火系统、自动喷淋灭火系统,按水量要求设置了四个水泵接合器,两个与室内消火栓系统连接,两个与室外消火栓连接。因为一个室外消火栓对应一台消防车,一台消防车对应一个水泵接合器,共设置了4个室外消火栓,两个与室内消火栓系统连接,两个与室外消火栓连接。为了便于消防车取水和不妨碍人员的出入疏散,室外消火栓与水泵接合器之间的距离不大于40m,距离人防出入口不小于5m,水泵接合器和室外消火栓都设有明显标志。

5 消防排水

本工程为单建掘开式人防工程,不能自流排水,为了防止二次灾害,设置了机械排水设施。人防工程的废水会排至污水池,通过污水泵抽升排至市政排水干线。单建掘开式人防工程充分利用了城市空间,在设计中既要考虑平时功能,又要注重战时需求,安全、适用、经济、合理的进行设计是我们最终目标。人防工程的消防给水设计也应与时俱进,在不断发现新问题的同时找出更科学的更合理的解决方案,为减少灾害的发生提供前提保障。人防工程在我国的发展还将不断推进,而人防消防设计的安全性是每一位消防工作者为之奋斗的目标。

参考文献

[1]陈子浩.推行消防工程监理制度提高消防[J].工程质量管理,1997-04-10.

人防设计要点篇8

关键词:民用建筑物;防雷设计;研究

中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:

前言

随着新时期我国经济的快速增长,人们的生活水平也在不断提升。如今民用建筑物越来越多,一般是六、七层,楼高大概在30米左右,结构大多为刚劲混凝土条形基础和砖混结构。通过对多处民用建筑物施工图纸的分析审核,发现设计人员大多忽略了防雷工作的重要性。设计人员对于国家规定的防雷设计规范了解还不够深入与透彻,在民用建筑物的防雷设计方面存在诸多漏洞。很多设计都无法具体到防雷设计规范的章节,有些参考规范甚至早已过时。这既加强了防雷监管部门的监管难度,也造成了建筑施工的重复建设,造成了人力、物力与财力的浪费。因此,本文将通过研究民用建筑物防雷设计的特点,为忽视防雷设计的工作人员敲响警钟。

一、民用建筑物防雷设计的必要性及其现状

(一)民用建筑物防雷设计的必要性

雷电是大自然的普遍现象,是由大气层在特定的条件下形成的。雷云通过对地面泄放出电荷造成雷击,雷击一般分为三个阶段。第一阶段是先导放电阶段。第二阶段是回击阶段,也称为主放电阶段,这个阶段所需时间很短,但却能产生极大的雷电流,甚至高达几百千安,破坏力非常大,对建筑物、电气设备、电气线路甚至是人畜都会产生直接或间接的影响。雷击的直接破坏表现在雷电所引起的冲击波、热效应和机械效应;间接破坏则表现在其产生的静电效应、暂态过电压以及电磁感应等方面。第三阶段则是余辉阶段。由于雷电会对人们的生活产生极大的影响,因此采取有效措施来防范雷击的不可抗力和危害性成为必然,这样才能减轻民用建筑及住宅居民与内部设备所遭受的危害。

(二)民用建筑物防雷设计的现状

目前,多数的家电设备都是在民用建筑物完工之后,用户自己选择设备,生产厂家或者销售商上门来安装的。由于很多设计人员在建筑物设计阶段没有完善的防雷设计,没有防雷连接的预埋节点,导致了家电进行安装时,无法与民用建筑的防雷设施点进行连接。国家的《建筑物防雷设计规范》明确要求了要在民用建筑物上设置防雷设施。由于设计人员的疏忽或者为了降低设计成本,没有按照规定完成,给人民的生命和财产带来极大的安全隐患。因此,监管部门需要严格监督设计人员在设计阶段预留明显螺栓,为建筑防雷人员的工作带来便利,进行正常的防雷设施安装,避免雷电天气给居民带来危害。

二、民用建筑物防雷的分类及其结构

(一)防雷分类

由于雷电天气的不可控性,人们只能做好防雷措施,在建筑物上安装防雷装置,防止雷击造成人身伤害和财产损失。根据不同的建筑物需要安装不同的防雷装置。根据建筑物的使用性和重要程度,把建筑物防雷类别可以划分为三类,民用防雷类别一般是第二类和第三类较多。对于雷击次数大于0.05次/a并且人员比较密集的公共建筑物和雷击次数超过0.25次/a的住宅或者办公楼等一般性建筑,把它规划为二类防雷建筑。对于雷击次数大于或等于0.01次/a并且小于或等于0.05次/a的人员密集的公共建筑和雷击次数大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的民用建筑或办公楼,划分为第三类防雷建筑。

(二)防雷设计的构成

一般民用建筑物的防雷装置设计构成包括接闪器、接地体、引下线三个基本装置。接闪器是用来接受雷电的,在雷击时直接承受雷电的电流。接闪器就是人们常说的避雷针、避雷线、避雷网和避雷带等单个或者组合装置。引下线,顾名思义就是将接闪器接收到的电流进行引导,流入接地体的导线。一般引下线都是安装在建筑墙体内,避免接触。接地体就是与引下线和地面接触的装置,通常就是防雷设施的预埋件,埋在土壤下层或者建筑物的混凝土中,接地体也有接地线、接地网和接地棒之分。

三、民用建筑物防雷设计特点

(一)防直击雷设计

一般的民用建筑物防雷设计都采用的避雷针和避雷网或者两者兼备,可以利用建筑物顶端的金属面作为简单的接闪器,但要保证和引下线良好的接触,符合规范。对于具有放射性的金属接闪器坚决不允许使用。其他形式的防雷器只能够安装在高杆铁塔的建筑物上。建筑物顶端比较突出的物件,如天线和卫星信号接收器等要保证安装在防雷设施的保护范围之内。如果通过滚球法计算,不在保护范围内并且其他设施又不能进行移动操作,就需要另外再安装避雷针,使它们处于避雷针的保护范围中,并且要将另外接的避雷针与防雷装置进行有效的连接。一般的引下线难以承受超高的雷击电流,在引下线选择时,应该优先考虑建筑物的钢筋混凝土柱或者墙体内的主力钢筋,另外建筑物中的钢柱也可以作为引下线。钢筋混凝土柱中的钢筋作为自然引下线,也可以作为接地装置。接地装置可以利用混凝土中的钢筋,有钢筋混凝土地梁的情况下,需要将地梁内的钢筋连成环状,形成环形接地。

(二)防侧击雷设计

据《防雷规范》,对于高度超过45m的高层建筑物,《防雷规范》有如下规定:

1、对于水平方向外突的物体,当滚球半径为45m的球体从接闪带外垂直下降到地面并接触到了突出的物体时,此时应采取防雷措施。

2、对于高于60m的建筑物,若其上部占总高度的20%并且超出60m的部位,则应采取防雷侧击措施,并且应该符合以下规定:(1)其表面边缘、尖物、设备、墙角以及突出较明显的物体,则应按其屋顶的保护措施进行考虑。(2)在上面布置接闪器时应该符合国家规定要求,接闪器要重点布置在边缘、墙角或者突出明显的物体之上。(3)对于外部金属物,若其下面没有易燃物,铅板厚度超过2mm的情况下时,可将其作为接闪器,除此之外还可以将布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线当作接闪器。

3、外墙内外竖直敷设的金属管道及其顶部或者底端,应等电位连接防雷装置。

而在现实中对民用建筑物进行防侧雷击设计时,要注意将钢筋混凝土和钢构架相互连接,采用柱内钢筋作为防雷的引下线,并且30m和以上的栏杆以及门窗等金属物都要与防雷装置相连。对于没有圈梁和组合柱的建筑物,应该每隔三层在外墙内就要敷设一圈镀锌圆钢,若有圈梁和组合柱,则要利用圈梁钢筋作为均压环。均压环应该与防雷装置的引下线相连。

(三)接闪器的设计

接闪器就是通常所说的避雷针或者避雷网,在防雷装置安装过程中,应尽量将避雷针和避雷网结合使用,组合成接闪器系统。避雷网和避雷针材质需要是镀锌的圆钢,安装间距大于一米,安装要保证设备的固定性,并设立较高的保护架,在阳角梯屋顶的四个角上另外安装避雷针或者避雷带。

(四)等电位连接设计

以前的等电位连接往往都被忽视,等电位连接的主要目的是降低建筑物内的金属物件的电位差,消除危险电压的危害,一般是通过进线配电箱旁边的总等电位连接端子板与进线配电箱的PE(PEN)母排或者进出建筑物的金属水管及煤气管道等作等电位连接。

(五)浪涌保护器的选择

一般而言,在选择浪涌保护器时大致可以分为以下五类:一是根据其使用性质来确定浪涌保护器的类型,二是根据其安装位置来确定它的分类水平以及电压保护水平,三是根据系统标称电压来选择浪涌保护器最大持续的运行电压,四是要校验浪涌保护器的电压保护水平,五是要保证浪涌保护器之间的级别配合。

四、防雷设计在生活中的具体体现

接下来笔者将举例说明防雷设计在我们实际生活中的运用,比如地震临时安置房、变电所以及对于民用建筑物内部的电子信息系统的防雷设计进行相关探讨。

(一)地震临时安置房

现今由于我国地震频发,地震所造成的危害巨大。设置地震临时安置房能够方便受灾人群居住,而对于地震临时安置房的防雷设计也是需要格外注重的内容。安置房宜采用架空避雷线或者独立避雷针作为其接闪器,由于这两者的支撑杆多为金属杆体,因此在其长度大于25m时就要增设支撑杆,作为引下线。为了防止雷电流经过金属支撑杆时产生高电位从而对附近金属物造成反击,要求支撑杆与安置房的金属构架间不得低于3m。并且在安装避雷针时,其支撑杆以及金属拉线从地面起的2m内都要采用绝缘材料,并设立警示标识。其雷电反击与引下线的安全距离可用以下公式表示:

其中,I为雷电流幅值,Ri为接电装置的冲击接地电阻,L0则为引下线单位长度电感,di/dt是雷电流的波头陡度,h是引下线单位长度电感。

(二)变电所防雷设计

而对于我国变电所的防雷设计,国家法律法规也有了明确规定,其防雷类别为第三类。凡是变电所内架结构上安装有避雷线、避雷针等防雷措施的,都应该采用集中接地装置。而对其避雷器的安装一般要注意以下几点:第一,未沿着全线架设的35Kv-110Kv进线,为保护断路器或者隔离开关,需安装阀式避雷器或者排气式避雷器;第二,35Kv以上的电缆进线段,在其连接处要安装阀式避雷器。其长度未超过50m或即使超过也符合保护要求的则可只装一组阀式避雷器,否则在其末端要再装一组;第三,具有架空进线35Kv或以上的变电所在其每组母线上都需要安装阀式避雷器;第四,对于3Kv-10Kv的配电装置应在其母线和架空线上都安装有阀式避雷器。

(三)电子信息系统防雷设计

近年来我国智能建筑物发展迅速。然而,由于电子设备绝缘能力差,对于电压和电流的耐热性差,对于电磁干扰也较为敏感等缺点,使得建筑物一旦遭受雷击时就会影响电子设备的正常运行。因此除了要做好建筑物本身的防雷设计,还要加强其电子信息系统的防雷措施。其措施可以参考以下几点:其一,在实际工作中应该充分认识到建筑物防雷方法与其内部电子信息系统的防雷方法既统一又相互独立,不能同等对待,要认识到其异同点;其二,在对电子信息系统进行防雷设计时,要充分考虑到其存在问题,加强弱电设备的防雷监护工作;第三,在建筑物安装电子信息系统时就要提出防雷防护问题,选择品质优良的浪涌保护器,做好经济上与技术上的支持,从而开发出最优的防雷防护系统。

结束语

综上所述,做好新时期民用建筑物的防雷设计,不仅符合国家的安装规定和标准,同时还有利于施工单位、监督部门和检测部门的管理工作。民用建筑物防雷装置,采用上述的技术措施后,基本可以保证避免雷电造成的危害,保护生命和财产安全。但是雷电天气无法控制,雷击事件也具有突发性质,只能在大多数情况下保护建筑物的安全。因此,只有保证建立标准化的防雷装置,才能降低雷电带来的危害,保证人民的生命和财产安全。

参考文献:

[1]黄华伍.民用建筑的防雷设计特点[J].科技风,2011(16).

[2]李雷茹,仇丽凤.浅谈建筑防雷设计在民用住宅上的应用[J].科技创新导报,2011(10).

[3]周屹松,苏冬梅.民用建筑防雷技术措施设计要点[J].科技决策,2008(10).

[4]韩松柏.超高层建筑的防雷设计[J].电气应用,2008(7).

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