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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑設計防火規定,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:建筑 步驟 防火設計
中圖分類號: TU2 文獻標識碼: A
建筑防火設計是在建筑設計中,根據建筑物的材質、結構、用途等,結合建筑物火災時的著火特性,采取必要的建筑防火措施所進行的設計。本文按照建筑防火設計的步驟來介紹防火設計的注意事項。
1確定所設計的建筑的適用的規范
我國現行建筑防火設計規范將建筑分為《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》及一些特殊建筑設計防火規范等。《建筑設計防火規范》(一般稱“低規”)適用于9層及9層以下的住宅和建筑高度不超過24米的其他民用建筑,以及建筑高度超過24米的單層公共建筑,單層、多層和高層工業建筑。《高層民用建筑設計防火規范》(一般稱“高規”)適用于10層及10層以上的居住建筑;建筑高度超過 24米的公共建筑。當高層建筑的建筑高度超過250米時,建筑設計采取的特殊防火措施,應提交國家消防主管部門組織專題研究、論證。
其中要注意:建筑高度與規劃要求的建筑高度的計算方法有所不同。規劃要求的建筑高度一般由室外地坪至女兒墻頂。防火規范指的建筑高度是由室外地坪至檐口(坡屋頂)或屋面面層。
最后根據使用功能等工程信息確定所使用的相關專業規范,不同功能的建筑除了遵守通用規范外,還要遵守相應的專業規范。
2 確定建筑物的耐火等級
劃分建筑物耐火等級是建筑設計防火規范中規定的防火技術措施中最基本的措施。應根據建筑物的重要性、規模、用途確定建筑物的耐火等級。我國按建筑常用結構類型的耐火能力劃分為四個耐火等級,高層建筑必須為一或二級。《高規》、《低規》以及各專業規范中都對不同規模、用途的建筑規定了最低的耐火等級。要求建筑物在火災高溫的持續作用下,墻、柱、梁、樓板、屋蓋、吊頂等基本建筑構件,能在一定的時間內不破壞,不傳播火災,從而起到延緩和阻止火災蔓延的作用。建筑的耐火能力取決于構件的耐火極限和燃燒性能,在不同耐火等級中對二者分別作了規定:構件的耐火極限主要是指構件從受火的作用起,到被破壞(如失去支承能力等)為止的這段時間(按小時計);構件的材料依燃燒性能的不同有燃燒體(如木材等)、難燃燒體(如瀝青混凝土、刨花板)和非燃燒體(如磚、石、金屬等)之分。建筑物耐火等級確定后,就為總平面布置、各層平面圖布置和建筑防火分區劃分、各部位建筑構件的燃燒性能和耐火極限的確定以及設備、電氣專業等一系列消防設施的設計提供了依據。
注意:高層建筑的耐火等級應分為一、二兩級,確定建筑物的耐火等級,應按照組成建筑物構件的燃燒性能和耐火極限的最低者而定,只要其中某一項不符合要求,都應定為下一級。
3. 進行建筑單體的防火設計
建筑單體的防火設計是單體方案設計的重要組成部分,往往是與單體方案同步進行的。建筑單體的防火設計主要包括合理的布置安全疏散出口和劃分防火分區。
3.1劃分防火分區
3.1.1目的:劃分防火分區主要是當建筑物發生火災時,有限地把火勢控制在一定范圍內,確保室內人員能安全疏散,為消防撲救工作創造條件。
3.1.2類型:防火分區的類型主要分為水平防火分區和豎向防火分區兩類。
水平防火分區主要是防止火災向樓層水平方向蔓延,從而有效的控制火災受害面積,使建筑物的其它部位免受到損壞。防火分隔物可分為兩類:一類是固定、不可活動式的,如建筑物中的內外墻體、樓板、防火墻等;另一類是活動、可啟閉式的,如防火門、防火窗、防火卷簾、防火水幕等。它們能在一定的時間內有效阻止火災蔓延。
豎向防火分區主要是防止火災沿豎向井道迅速向上蔓延一直到屋頂,其主要分隔物有防煙樓梯間,封閉樓梯間和具有一定耐火性能的樓板等。
注意:當建筑物需要有較大空間時,防火墻的存在可能會影響房間的連續性,這種情況下只能采用防火卷簾及水幕代替防火墻,以補救因不能設防火墻而出現的火災危險,防火卷簾門的設計要符合《鋼質防火卷簾通用技術條件》(GB14102-93)規范,進行合理的布置。
3.1.3防火分區的平面布置:建筑平面設計中,根據建筑設計防火規范中的耐火等級、使用性質、平面功能、層數、面積、樓層所處上下位置及是否設置火災自動滅火系統等因素確定平面的防火分區,同時繪制每層的防火分區圖,并標示每個防火分區的面積。
3.2安全疏散出口
3.2.12數量:一般情況下每個防火分區均須設置不少于兩個安全出口,但當建筑規模較小時可根據面積、層數、疏散人數、樓層所處位置等因素設置一個安全出口。同時,應在防火專篇中詳細闡述理由及所符合規范相應條款。
3.2.3距離限制:在建筑設計防火規范中,針對建筑物的耐火等級、使用性質、房間所處位置等條件,分別做了較詳細的規定。防火設計時應根據具體情況,分別說明各部位的安全疏散距離是否滿足規范的限定值。
3.2.4公共建筑樓梯、走道、疏散外門各自總寬度的計算:建筑設計防火規范中,針對建筑物內每層疏散人數,人均面積指標做了詳細規定。防火設計時應根據疏散人數經過計算確定各部位的凈寬度。重點是疏散樓梯間的門和梯段的凈寬及建筑物底層對外出口門的凈寬,并在防火專篇中詳細說明計算公式中各項系數的取值及對規范的符合性。電梯(包括消防電梯)和自動扶梯都不能作為疏散的工具。
3.2.5疏散樓梯間的確定:疏散樓梯間主要有非封閉樓梯間,封閉樓梯間,防煙樓梯間等幾種,在防火設計中應根據建筑物使用功能等。具體情況按建筑防火規范的規定相應設置。
注意:還應特別注意大空間的最不利位置的安全疏散距離。這一點有時候往往被忽視。
4 建筑構造的防火設計
重點部位的防火構造是建筑單體防火設計的重要組成部分,是確保建筑防火能力的重要保證。根據工程實踐經驗,應注意以下幾點:
(1) 防火墻:現在“低規”和“高規”統一規定,只要耐火極限不小于3小時的墻體均可作為防火墻。
(2) 各種豎向管道井:電纜井、管道井、排煙道、排氣道、垃圾道等豎向管道井,由于上下聯通,極易形成煙囪效應,加速火勢蔓延。因此,豎向管道井應分別獨立設置;其井壁應為耐火極限不低于1.00h的不燃燒體。各種豎向管道井應每隔一定層數要進行封堵。
《低規》中規定“建筑內的電纜井、管道井應在每層樓板處采用不低于樓板耐火極限的不燃燒體或防火封堵材料封堵。”《高規》中規定“建筑高度不超過100m的高層建筑,其電纜井、管道井應每隔2~3層在樓板處用相當于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔。”
(3)封閉樓梯間:封閉樓梯間是指用耐火建筑構件分隔,能防止煙和熱氣進入的樓梯間。高層民用建筑和高層工業建筑中封閉樓梯間的門應為向疏散方向開啟的乙級防火門。
參考文獻:
[1]中華人民共和國公安部.建筑設計防火規范[Z].北京:2006.
[2]李峰.建筑防火設計中容易忽視的幾個問題[J].消防科學與技術,2002,(03).
[關鍵詞]民用建筑;建筑設計;防火技術
中圖分類號:TU20 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)23-0244-01
1.引言
在早期,建筑設計的防火技術沒有得到太大的發展,一時間,建筑物失火的事件偶有發生,而發生火災給人民群眾帶來的傷害是慘重的。輕則樓房倒塌,重則人員傷亡,甚至還會引起人們的恐慌心理。因此,建筑學家們曾多次分析,如何做好對建筑結構進行優化設計來改進其工作。
2.結構設計安排
在建筑的防火規劃設計里,建筑構造相對較為容易處理,可卻又是很容易被忽略掉的環節,總節起來有如下幾項設計要點。
(一)防火墻不應該設于高層建筑L字形或者是U字形的內部轉角處,而若是設在轉角旁邊處,內轉角兩旁墻體內門窗洞口最近邊緣水平距離必須超過4米。而若當相鄰的一邊裝設乙級固定防火窗的時候,距離則可以不受限制。緊挨著防火墻兩邊的門窗洞口間,其最近邊緣水平距離不能小于2米,如果水平距離受條件所限必須小于2米,則應安裝乙級固定防火窗。
(二)管道井要每隔二至三層,就在樓板處以高于樓板耐火極限的惰性燃燒體制作防火分隔。若是建筑總高度大于100米,每層都應當做如此分隔。井壁檢修門應當設成丙級防火門。
(三)樓梯間防煙前室與封閉樓梯間內墻,除了在同一層開設與公共走道相通的疏散門以外,不再開設其余的房間門窗。此外,消防電梯要每層停靠,電梯的前室要靠著外墻設計。建筑首層應當設計直接通往室外的安全出口或者是通道,通道應當沒有障礙,且長度不能超過30米。
(四)當前防火技術規范要求里面,強調鋼筋的最小保護層,其厚度應當保證鋼筋不發生銹蝕。但是要求卻沒有考慮到當發生火災之后,溫度給鋼筋施加的影響。筆者認為為了克服鋼筋在火災發生以后的過度變形,減少鋼筋和混凝土間的黏結力,要適當增加鋼筋保護層的設計厚度。尤其是對預應力形式的鋼筋混凝土結構構件的保護來講更當如此。
3.平面布局影響
民用建筑設計里面的平面布局與設置對于有效防止火災的發生以及減少火災發生之后的生命財產損失能起到很重要的作用。特別是在一些公共建筑設計之中,其平面布局設計對于防火所起的作用更加明顯。建筑防火平面布局在設計時應當嚴格按照建筑設計的相關防火規定執行,并且要把防火問題納入進建筑設計所應當考慮的范圍之內。自工程建設開始設計之時,就要注意加強防火工作。平面布局設計應當與建筑防火技術規范的具體規定要求相符合。
以幼兒園及商場在進行建筑設計時的平面布局舉例,商場這一公共場所,人員比較集中,人員流動性大,萬一發生火災,室內的人員緊急疏散及緊急撤離顯得特別重要,所以商場的營為廳一般情況下不能設在地下三層及三層以下。而幼兒園集中的多是幾歲的兒童,若有火災發生時,其撤離疏散能力與自我保護能力是很弱的。所以幼兒園不得設計在高層建筑的中層、上層,另外為了保證兒童能在火災現場比較安全地撤離,要給兒童設計出專門的安全出口。安全出口以能直接通向適外為最佳。
4.安全疏散把握
一直以來,火災發生后的疏散問題都是民用建筑防火設計中的關鍵內容。設計時要重點考慮樓梯間、疏散寬度、疏散距離等三個方面的內容。這三個方面里,疏散距離應當是建筑設計中的重點內容,建筑設計防火技術規范里面對于疏散距離這個問題,作出了明確具體的規定,可是在進行具體的設計時,把握撤離距離還要注意下面的幾個問題。
(一)在進行具體的建筑設計時,比如高層建筑里面,重要的公共活動空間,其內部各點,離最近的消防疏散口最短距離都應當保持在三十米之內。其余房間最遠點與疏散口之間的水平距離要保持在二十米以內。這一點其實在民用高層建筑防火設計技術規范里面都有比較詳細的規定,可是在具體的工作中沒有引起重視,一定要加以注意。
(二)房門內部同房門之間的距離要按照建筑設計防火技術規范里面的規定,把其控制于袋形走道兩旁最遠間距之內。若建筑的內部安裝了自動噴水式滅火器,那么在這種情況下房間內部與房門之間的水平距離可以適當放寬,超過規定距離的四分之一。
(三)對于某些特殊情況來講,比如U字形內側道距離,可以參照兩個安全求考慮,這其中,袋形走道一部分的長度要加倍進行計算。何為安全出口,這一概念經常容易被弄混淆,能不能把通往相鄰的防火分區疏散口當成是安全出口仍然存在疑問。針對地下空間來講,規范內較為明確的規定是利用防火墻上面通往鄰近分區防火門當成次級安全出口。民用高層建筑防火設計規范里面闡明,各個防火分區中,安全出口至少為兩個,當防火墻上面有防火門與外界進行連通,而且兩個防火分區總面積不超過大防火分區的1.4倍,那么則可以只設置單獨的安全出口中。因此能夠推斷,安全出口重點指的是直接通到室外的外門或者樓梯間。在某些特殊情況下,通往相鄰防火分區的一些防火門也能當成安全出口。
5.結束語
建筑防火設計一直以來都是建筑設計的重點所在,尤其是對于大型酒店,大型住宅區的建設更應該如此。必竟,隨著中央現在越來越強調以人為本科學發展觀,就使得我們的設計必須要滿足人的需求,而火災是建筑中最大的隱患之一,建筑設計必須要考慮最大化地排除這一安全隱患。所以說,在建設設計的安全設計方面,一定要考慮建筑的實用性,而防火性是實用性的要求的具體體現。為此,我們必須本著高度負責的精神,把建設防火設計工作做好。
參考文獻
[1] 朱春玲.木結構建筑防火技術要點[J].墻材革新與建筑節能.2011(09).
摘 要:圍繞《建筑設計防火規范》(GB50016-2014版)中對住宅建筑消防設計的部分調整和補充內容,從建筑定性、平面布置、安全疏散等方面展開討論,就住宅建筑消防設計的合理性、適用性等發表個人觀點和提出合理建議。
關鍵詞:住宅 消防設計 安全疏散
中圖分類號:TU89 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)07(a)-0045-02
據統計,2012―2015年,每年全國住宅火災起數占總火災數的30%以上,火災死亡人數占總死亡人數的60%以上。如2010年11月15日,上海市膠州路一棟28層住宅樓失火,造成58人死亡,71人受傷,過火建筑面積12 000 m2,直接經濟損失1.58億元。2015年6月25日2時50分,河南省鄭州市金水區西關虎屯新區4號樓二單元發生火災,造成13人死亡,4人受傷。2015年7月11日23時27分,湖北省武漢市漢陽區紫荊嘉苑小區一高層住宅發生火災,造成7人死亡(其中3人當場死亡,4人送醫院搶救無效死亡),另有12人受傷。由此可見,現代火災中,住宅火災起數和人員傷亡數都占有相當大的比重。不管是高層住宅,還是多層住宅,發生火災都易造成人員傷亡。因此,加強住宅建筑的防火設計、消防管理等火災預防和滅火救援工作是做好住宅消防安全的必要保障。2014年,中華人民共和國住房和城鄉建設部將《建筑設計防火規范》GB50016-2006和《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005年版)兩部建筑防火規范進行了整合修訂,頒布了《建筑設計防火規范》GB50016-2014,并于2015年5月1日施行。筆者結合工作實際,就新規范中對住宅建筑的防火設計修訂和補充的內容進行分析探討,以尋求住宅建筑防火設計的更合理性、適用性。
1 建筑分類問題
一般來說,建筑分為工業建筑和民用建筑,而民用建筑又分為居住建筑和公共建筑,居住建筑中又包括住宅、公寓、宿舍等。
1.1 宿舍、公寓等非住宅類居住建筑
在《建筑設計防火規范》GB50016-2014(以下簡稱《建規》)5.1.1表中,將民用建筑分為住宅建筑和共公建筑,也就是說在民用建筑防火設計時,我國是按照住宅建筑和共公建筑兩種建筑類型進行設計和考慮的。在《建筑設計防火規范》GB50016-2006和《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005年版)(此兩部規范以下簡稱原《建規》和原《高規》)中,對宿舍、公寓等非住宅類居住建筑的防火設計并未做明確規定。在現行《建規》表5.1.1注解2中,明確規定:除本規范另有規定外,宿舍、公寓等非住宅類居住建筑的防火要求,應符合本規范有關公共建筑的規定。
1.2 住宅與其他使用功能建筑合建
原《高規》引入了商住樓和綜合樓的概念,即商住樓為底部營業廳與住宅組成的高層建筑,綜合樓為由兩種及兩種以上用途的樓層組成的公共建筑,并將該兩類建筑納入公共建筑范疇。而《建規》中取消了商住樓、綜合樓的概念,引入了“其他多種功能組合的建筑”的概念,但《建規》5.1.1條文說明中明確指出:“表中“一類”第2項中的“其他多種功能組合”,指公共建筑中具有兩種或兩種以上的公共使用功能,不包括住宅與公共建筑組合建造的情況。比如,住宅建筑的下部設置商業服務網點時,該建筑仍為住宅建筑;住宅建筑下部設置有商業或其他功能的裙房時,該建筑不同部分的防火設計可按本規范第5.4.10條的規定執行。”。這一規定將住宅與其他功能用房(非商業服務網點)合建的建筑單列了出來,既不算住宅建筑,也不簡單地等同于公共建筑,而是需要按《建規》5.4.10條的規定進行特殊的防火設計。
2 住宅建筑疏散樓梯的設置
對于住宅建筑的安全出口,《建規》5.5.25條規定了每個單元每層設置不少于2個安全出口的條件,其中第2項規定“建筑高度大于27 m、不大于54 m的建筑,當每個單元任一層的建筑面積大于650 m2,或任一戶門至最近安全出口的距離大于10 m時,每個單元每層的安全出口不應少于2個。”。也就是說建筑高度大于27 m、不大于54 m的建筑,當每個單元任一層的建筑面積小于等于650 m2,且任一戶門至最近安全出口的距離小于等于10 m時,每個單元每層的安全出口可設1個及1個疏散樓梯。對于這種每個單元設置1個疏散樓梯的高層住宅建筑,《建規》5.5.26條對其防火設計有了特殊的要求:每個單元設置一座疏散樓梯時,疏散樓梯應通至屋面,且單元之間的疏散樓梯應能通過屋面連通,戶門應采用乙級防火門。當不能通至屋面或不能通過屋面連通時,應設置2個安全出口。由此可見,上述高層住宅建筑,當為1個單元時(即原《高規》中的塔式高層住宅),《建規》中未明確設置1個疏散樓梯的條件和要求,而原《高規》中有明確規定。若按《建規》5.5.25條第2項的規定1個單元的住宅可只設1個疏散樓梯,那么必定有一定的特殊防火條件,而《建規》中只有5.5.26條對只設1個疏散樓梯的住宅進行了特殊規定,且該條又明確疏散樓梯應通至屋面,且單元之間的疏散樓梯應能通過屋面連通,當不能通至屋面或不能通過屋面連通時,應設置2個安全出口。因此,根據《建規》本身條文的字面意思理解,1個單元的住宅無法通過屋面連通,應設2個安全出口。但是,《建規》5.5.26條條文說明中解釋“對于只有1個單元的住宅建筑,可將疏散疏散樓梯僅通至屋頂”。《建筑設計防火規范》圖示(2015年修改版)中對1個單元的住宅做了圖示,該圖示中只有1個疏散樓梯,戶門為乙級防火門,樓梯通向屋頂。實際工作中,有的設計、建設單位等認為根據條文解釋和圖示,上述1個單元的住宅可以只設1個疏散樓梯;有的監管部門、設計單位認為條文說明和圖示都是幫助對規范條文本身的理解,當有沖突時,應按條文原文執行。筆者認為,規范編制組應盡快具體解釋,以便工作實際中執行。從技術角度而言,個人認為目前住宅建筑火災形勢嚴峻,對上述1個單元的住宅建筑應加強其防火設計。一是遵循雙向疏散的原則,27~54 m的1個單元的高層住宅應設置兩個安全出口或剪刀樓梯;二是若設1個疏散樓梯,應設防煙樓梯間和消防電梯,戶門應為防火門,樓梯應通至屋頂,且屋頂面積應滿足一定人員安全停留的要求。
3 住宅戶門設置防火門的要求和管理
在住宅建筑防火設計中,為了節約用地,減少成本和消防安全的要求,規范中往往規定住宅戶門設置為防火門,如《建規》5.5.26條和5.5.27條都規定在特定條件下戶門需為防火門,這些防火門有的是滿足設置1個疏散樓梯的需要,有的是滿足封閉樓梯或防煙樓梯的需要。在現實生活中,特別是商品房建筑,設計為防火門戶門的防火性能很難實現。一是建設單位或施工單位為節約成本將設計的防火戶門安裝成普通門或劣質防火門;二是施工單位安裝了合格的防火門,交互用戶使用后,用戶裝修又將防火門改為了普通門。如此,本來良好的建筑防火設計被破壞,一旦發生火災,火勢能迅速蔓延,造成不可估量的經濟損失和人員傷亡。為避免上述情況的發生,確保住宅建筑的防火安全性,可從以下幾方面做好工作:一是設計單位在設計時,盡量避免設計防火戶門來替代其他防火要求,如應設封閉樓梯間的,不采用戶門設防火門來替代;應設防煙樓梯間的,戶門不得開向前室等。二是加強宣傳教育,在銷售環節明確告知購房戶所購住房的戶門為防火門,安裝該防火門的目的、意義,以及入住后不得更換為普通門等要求,讓更多的購房戶了解入戶防火門的現實意義和重要作用,自覺維護好。三是防火門生產企業加強研發,生產出更多既符合防火、防盜安全,又美觀、實用,又適合多種裝修風格的防火門,并在購房時進行選裝,減少入住時的更換率。四是物業公司要加強監管,在住戶裝修時明確告知不得更換已安裝的防火門,并簽訂相關消防安全責任書明確違反規定的責任,同時加強裝修期間的檢查,及時制止更換防火門的行為。
4 暫時避難間的設計與管理
《建規》5.5.32條規定,建筑高度大于54 m的住宅建筑,每戶應有一間房間(該房間筆者叫作暫時避難間)靠外墻設置,并應設置可開啟外窗,內、外墻體的耐火極限不應低于1.00 h,該房間門宜采用乙級防火門,外窗的耐火完整性不宜低于1.00 h。該房間的功能相當于避難間,為火災時無法及時疏散的室內人員提供暫時避難的安全場所,以等待救援。但實際生活中,該房間與上述防火戶門相似,同樣面臨住戶入住裝修的破壞。確保該房間防火門和防火窗不被破壞的方法同上述防火戶門保護方法2、3、4一樣,這里不再重復。實際工作中,該暫時避難間的選擇及設置可從以下幾方面考慮:(1)選靠外墻便于救援的房間;(2)選可燃物較少的房間,如公共衛生間或其他空余房間;(3)有敞開外陽臺的,可用該陽臺作為暫時避難間。
5 結語
當前,住宅建筑火災形勢十分嚴峻,做好住宅建筑防火設計已迫在眉睫。雖然技術規范已進行了十分完善的規定,但我們仍然要結合實際,努力探尋切合實際、更合理的防火設計,確保住宅建筑更安全,給人民生活創造良好的居住環境。
參考文獻
[1] GB50016-2014,建筑設計防火規范[S].2015.
[2] GB50016-2006,建筑設計防火規范[S].2006.
[3] GB50045-95(2005年版),高層民用建筑設計防火規范[S].2005.
1?前言
最近幾年,在建和已交付使用的建筑幕墻火災頻發,引起了全社會的關注。2009年9月25日公安部、住房和城鄉建設部聯合頒布了《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》(公通字[2009]46號),對建筑幕墻保溫材料的使用作了嚴格的限制,并重申了對建筑幕墻防火構造及防火封堵的要求。2011年3月14日公安部又下發了《進一步明確民用建筑外保溫材料消防建筑管理有關要求的通知》(公消[2011]65號),規定在新標準前,從嚴執行公通字[2009]46號文第二條規定,民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料。目前,由《建筑設計防火規范》GB50016與《高層民用建筑設計防火規范》GB50045整合而成的新版《建筑設計防火規范》正在審核修訂之中。為了貫徹執行國家的有關方針政策,正確運用建筑設計防火規范的標準要求,使建筑幕墻的防火設計做到安全適用、技術先進、經濟合理,對建筑幕墻防火設計的關鍵問題進行研究探討具有重要的社會價值和現實意義。
2?民用建筑的耐火等級
現行國家規范《建筑設計防火規范》GB50016-2006[1],適用于9層及9層以下的居住建筑、低于等于24m的公共建筑、高于24m的單層公共建筑、廠房、倉庫等新建、擴建和改建的建筑物。規范根據建筑物的使用性質、規模大小和高度把民用建筑的耐火等級分為一、二、三、四級,并規定了民用建筑的耐火等級、最多允許層數和防火分區最大允許建筑面積。
現行國家規范《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005版)[2],適用于新建、擴建和改建的十層及十層以上的居住建筑、高于24m的公共建筑及其裙房。規范應根據建筑的使用性質、火災危險性、疏散和補救難度等因素把高層建筑分為一類和二類,耐火等級分為一、二兩級,并規定一類高層建筑的耐火等級應為一級,二類高層建筑的耐火等級不應低于二級。裙房的耐火等級不應低于二級。高層建筑地下室的耐火等級應為一級。
在確定建筑物的耐火等級時,要考慮建筑物的規模、重要程度、火災危險性、火災荷載等多方面的因素。從安全的角度來講,建筑物的耐火性能愈高愈好,但從經濟的角度來看,建筑物的耐火等級高造價就高。因此,一個優秀的建筑防火設計方案應該使建筑物具有與之相適應的耐火安全儲備,從而實現安全與經濟的協調統一。建筑幕墻是建筑物的護結構或裝飾性結構,其防火要求由其所屬建筑物的耐火等級確定。在進行某建筑物的幕墻防火設計時,應查閱其建筑施工圖的建筑設計總說明,明確建筑物的耐火等級。
3?現行規范對幕墻防火設計的要求
建筑幕墻是由支承結構體系與面板組成的、可相對主體結構有一定位移能力、不分擔主體結構所受作用的建筑護結構或裝飾性結構,通常用作建筑物的非承重外墻。
根據文獻[1]和文獻[2]的規定,民用建筑不同耐火等級非承重外墻的燃燒性能和耐火極限要求為:
一級,不燃燒體1.00h;二級,不燃燒體1.00h;三級,難燃燒體0.50h;四級,燃燒體。
由于耐火等級為三級以下民用建筑限制在5層以下,民用建筑的耐火等級大多數為一、二級。也就是說,建筑物的非承重外墻,在一般情況下應該采用不燃燒體,其耐火極限要求為1.00h。
對建筑物來說,非承重外墻的耐火極限要求為1.00h是對窗間墻與窗檻墻的要求。窗間墻是在建筑外立面上,水平方向左右兩窗之間的實體墻(包括柱或構造柱)。窗檻墻是在建筑外立面上,垂直方向上下兩窗之間的實體墻(包括樓板及位于樓板邊緣的梁)。除了不滿足防火構造要求時需要采用防火窗外,現行規范對外墻上的窗戶部分并沒有耐火極限的要求。
以往的經驗表明,在一般情況下窗檻墻的高度不小于0.8m就可以起到防止火災向上蔓延的作用。文獻[3]應用FDS建立建筑外墻開口溢流火災研究數值模型,采用非穩態t2火模型設計6種工況,對比分析了窗檻墻和防火挑檐的阻隔性能。結果表明,在設定火災場景下,窗檻墻高度為1、1.2m時室外溫度分布情況和0.8m時分別不大。
通過以上分析,我們就不難理解文獻[1]和文獻[2]對建筑幕墻防火設計的規定:
1)窗檻墻、窗間墻的填充材料應采用不燃材料。當外墻面采用耐火極限不低于1.00h的不燃燒體時,其墻內填充材料可采用難燃材料;
2)無窗間墻和窗檻墻的幕墻,應在每層樓板外沿設置耐火極限不低于1.00h、高度不低于0.8m的不燃燒實體裙墻;
3)幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙應采用防火封堵材料封堵。
由此可見,現行規范對建筑幕墻防火設計的規定是安全適用、經濟合理的,基本符合我國現階段社會和經濟發展的需求。要提高建筑幕墻防御火災的能力,關鍵問題是要深入理解規范的要求,并在建筑幕墻防火設計中正確運用,把規范的規定落實到節點的設計、材料的采購和施工安裝的整個過程。同時,相關規范進行修訂時,也要根據高層及超高層建筑技術的發展,作出更明確、更細化的規定。
4?幕墻防火設計問題的幾點建議
4.1?可燃或難燃材料的使用應加以限制
建筑幕墻材料主要包括框架材料、飾面材料、密封材料、保溫材料和五金配件。
幕墻的框架材料一般使用鋁合金型材、鋼型材或鋼鋁組合構造,但有時候也可能采用木材或其它一些可燃或難燃的復合材料。
關鍵詞: 高層建筑 建筑設計 問題
我國人口眾多,人均資源占有率在世界中下水平,隨著改革開放的進行,我國人民生活水平有了顯著的提高,人民對建筑的需求從最開始的住宿向著安全、舒適、功能等多方面發展,當然,在這些方面中,安全是十分重要的,任何建筑工作都是以安全為基準,為原則進行的,民用建筑問題已經成為了設計者們高度重視的問題之一。筆者從事建筑設計多年,著手過多處民用建筑施工設計工作,對此有著豐富的經驗,就國家相關規定和現實設計中存在的一些不合理的問題,談談自身看法。
一、《建筑設計防火規范》與《公共娛樂場所消防安全管理規定》存在三處不一致的地方
《公共娛樂場所消防安全管理規定》第十三條在地下建筑內設置公共娛樂場所,除符合本規定其他條款的要求外,還應當符合下列規定:
(一) 只允許設在地下一層;
(二) 通往地面的安全出口不應少于二個,安全出口、樓梯和走道寬度應當符合有關建筑設計防火規范的規定;
(三) 應當設置機械防煙排煙設施;
(四) 應當設置火災自動報警系統和自動噴水滅火系統;
(五) 嚴禁使用液化石油氣。
根據《公共娛樂場所消防安全管理規定》第二條,公共娛樂場所是指:劇院、錄像廳、禮堂等演出、放映場所;舞廳、卡拉OK廳等歌舞娛樂場。由此可見,公共娛樂場所包含的范疇較大,其中包括歌舞、娛樂、放映、游藝場所,因此,歌舞娛樂放映游藝場所設置在地下建筑內時,也應當執行《公共娛樂場所消防安全管理規定》第十三條的相關規定。
二、塔式高層建筑剪刀樓梯的設置
剪刀樓梯, 有的稱為疊合樓梯或套梯。它是在同一樓梯間一對相互重疊、又互不相通的兩個樓梯。在其樓層之間的梯段一般為單跑直梯段。在《高規》中涉及剪刀樓梯的條文有兩條:
1、塔式高層建筑, 兩座疏散樓梯宜獨立設置, 當確有困難時, 可設置剪刀樓梯, 并應符合下列規定:
1.1剪刀樓梯間應為防煙樓梯間。
1.2剪刀樓梯的梯段之間, , 應設置耐火極限不低于1。 00h的不燃燒體墻分隔。
1.3剪刀樓梯應分別設置前室。塔式住宅確有困難時可設置一個前室, 但兩座樓梯應分別設置加壓送風系統。
1.4剪刀樓梯間可合用一個風道, 其風量應按二個樓梯間風量計算, 送風口應分別設置。常見的設計錯誤及正確的設計方法:
2、剪刀樓梯兩個梯段在頂層貫通。剪刀樓梯梯段應設置耐火極限不低于1。00h的不燃燒體墻分隔, 是為了將剪刀樓梯兩個梯段完全分開, 形成兩個完全獨立的防煙樓梯間, 一旦一個梯段竄入煙氣, 另一個梯段確保不受影響, 仍不失疏散逃生功能, 正確做法是兩個梯段從底至頂分隔, 不能留有任何地方相通。
3、無前置條件的共用正壓送風系統。塔式住宅不禁止設置一個前室或合用前室, 這種情況下兩座樓梯應分別設加壓送風系統。
4、公共建筑設計剪刀樓梯應分別設計前室, 嚴禁兩樓梯間采用一個前室的設計。
三、火災自動報替系統方面
《建筑設計防火規范》第11.4.1條第10 款設置在地下、半地下或建筑的地上四層及四層以上的歌舞娛樂放映游藝場所應設置火災自動報警系統。
得出結論:火災自動報警系統未提及設置在地下的其他公共娛樂場所。
由此看出,《建筑設計防火規范》與《公共娛樂場所消防安全管理規定》存在三處不一致的地方,《公共娛樂場所消防安全管理規定》對于設置在地下建筑內的公共娛樂場所要求設置機械防煙排煙設施、火災自動報警系統和自動噴水滅火系統,而《建筑設計防火規范》卻對于設置在地下建筑內的公共娛樂場所未做要求。
因此,在執行規范的時候,對于設置在地下建筑內的公共娛樂場所是否需要設置自動消防設施,存在一定的困難和困惑。鑒于公共娛樂場所經營時間長,人員較密集,設置在地下建筑內時更加增大了火災危險性,綜合這些不利因素,對于設置在地下的公共娛樂場所也應當設置自動消防設施,對于防排煙問題,可以采取自然排煙和機械排煙相結合,具備自然排煙條件的場所宜設置自然排煙設施,當不具備自然排煙條件時,應當設置機械排煙設施。筆者建議在《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》合并修訂時,能將以上問題做進一步明確。
四、消防車道與火災撲救面
消防車道是供消防車輛通行的道路, 火災撲救面是供消防車輛操作時的工作面, 設計時應將兩者結合起來。《高規》只對消防車道進行了嚴格的規定, 未對火災撲救面作出獨立明確的規定, 給設計者在實際工作中帶來了諸多不便, 有些設計人員考慮該問題時覺得無據可依, 有些設計人員干脆就不考慮該問題,因此,這給民用建筑設計防火帶來了許多不利的因素。隨著高層建筑日益增多, 火災撲救面的矛盾也日益突出, 往往因為沒有火災撲救面而使整個建筑不能通過消防驗收, 嚴重影響了民用建筑的整體質量和公司信譽,所以,在平面設計中我們應該注意以下幾個問題,來保證建筑防火質量:
1、消防車道與火災撲救面相結合
消防車道至少保持4米寬度, 內沿與建筑保持5米距離。如果建筑是長方形的, 應在建筑的兩個長邊考慮撲救面的設置, 保證云梯、舉高車工作時可覆蓋建筑物各個部位, 火災撲救面與消防車道結合使用, 含撲救面處車道可適當加寬至6米。
2、在室外景觀設計中, 應將消防車道與火災撲救面結合起來,實現完美的銜接。消防車道與火災撲救面在硬化的基礎上可適當種植不影響車輛通行、撲救的植物,來美化街道,同時起到美化環境和改善空氣質量的效果。
3、消防車道與火災撲救面下的管道和暗溝等應能承受消防車輛的壓力, 上空不應有障礙物,防止發生火災時,出現撲救車輛不能及時進入的狀況發生。
五、機械排煙
高層建筑中下部設商業用房時, 應考慮機械排煙系統的設置。許多設計中考慮自然通風排煙, 對于大面積商業用房, 經過裝修布柜后, 往往造成自然通風排煙難以實現, 設置機械排煙系統很有必要。
機械排煙系統可以將建筑中的煙和火通過通風管道排出建筑體外,保證了建筑內不淤積煙氣,也就保證了建筑安全,因此,機械排煙系統和技術在近年來已經被廣泛運用于民用建筑中,并且收到了意想不到的成效,而且,機械排煙系統的技術還在發展中,相信在不久的將來,這項技術一定會更加成熟。
結束語:通過上面的論述,我們知道,對于民用建筑而言,建筑設計防火一直是建筑設計中的重點工作,建筑設計防火是圍繞著建筑和用戶安全進行的,只有利用先進的材料和技術理念,并且抱著高度責任心態,才能摒除設計防火中的多種問題,將建筑防火設計做到最好。
參考文獻:
[1]國家標準,《高層民用建筑設計防火規范》( GB50045-952005版)
[2]國家標準,《民用建筑設計通則》( GB50352- 2005版)
關鍵詞 民用建筑 防排煙 設計
Discussion onSeveral Problems of Smoke Control and Extraction in Civil Building
Tian Baoshi China Building Technique Group Co., Ltd.
30#, Bei San Huan Dong Lu, Bei Jing, The Fourth of China Building Technique Group Co., Ltd.
Postcode: 100013
Abstract: The author presents his own opinions according to some problems in the design of current civil building’s smoke control and extraction system.
Keywords: civil buildingsmoke control and extractiondesign
0引言
在民用建筑防排煙系統設計中,由于設計人員對規范的理解不同或者因規范條文解釋的不夠明確,導致了不同的設計人員對防排煙系統設計的差異。筆者根據自己在設計中的體會,對防排煙系統設計中遇到的幾個問題發表自己的想法。
1中庭自然排煙
現行《高層民用建筑設計防火規范》第8.2.2.5條規定“凈空高度小于12m的中庭可開啟的天窗或高側窗的面積不應小于該中庭地面積的5%”。本條所說的中庭采用自然排煙前提條件是凈空高度小于12m,在實際工程中經常會遇到凈空高度大于12m的中庭。那么按《高層民用建筑設計防火規范》的要求就不能采用自然排煙方式了。《高層民用建筑設計防火規范》的該條的條文解釋為:“室內中庭凈空高度不超過12m的限制,是由于室內中庭高度超過12m時,就不能采取可開啟的高側窗進行自然排煙,其原因是煙氣上升有“層化”現象。所謂“層化”現象是當建筑較高而火災溫度較低(一般火災初期的煙氣溫度為50-60℃),或在熱煙氣上升流動中過冷(如空調影響),部分煙氣不再朝豎向上升,按照倒塔形的發展而半途改變方向并停留在水平方向,也就是煙氣過冷后其密度加大,當它流到與其密度相等空氣高度時,便折轉成水平方向擴展而不再上升。上升到一定高度的煙氣隨著溫度的降低又會下降,使得煙氣無法從高窗排出室外”。而現行《建筑設計防火規范》第9.1.3條的條文解釋為:“根據煙氣控制理論,煙氣在空間內蔓延很快,一般只需3-4s就可蔓延至12m高度。從實際火災可證明這點,如某商業城是一幢耐火等級為一級的鋼筋混凝土結構,整個中庭貫穿6層(中庭長45m、寬26m),頂部為半圓形玻璃罩。1996年4月該建筑一層西北角起火,燒至中庭后熱氣流很快到達六層,并將頂部的玻璃外罩烤裂燒穿,使中庭變成了一個巨大的煙火羽流柱。中庭火災時的熱氣流很快升至12m以上,這樣的實例在實際火場是常見現象。《中庭內火災煙氣流動規律的研究》(1999年8月,《消防科學與技術》)一文也指出:中庭內部一旦發生火災,煙氣在十幾秒內就能升到27m的頂板處,并進一步形成煙氣層。根據所發生的中庭火災實例和我國現在的經濟狀況及管理水平,結合自然排煙的特點,本次規范對中庭應設置機械排煙的高度未限制在12m”。所以《高層民用建筑設計防火規范》和《建筑設計防火規范》在中庭自然排煙問題上的理論依據就是矛盾的。通過與規范組的專家溝通后,得到的答案是高層建筑中的中庭自然排煙執行12m限高的規定,多層建筑中的中庭自然排煙不受高度限制。因為現行的《建筑設計防火規范》是2006年修訂的,而《高層民用建筑設計防火規范》是2005年修訂的。筆者認為這是由于科研水平提高后,《高層民用建筑設計防火規范》沒有及時更新理論所致的矛盾,待《高層民用建筑設計防火規范》新版修訂時會變更這部分內容。
地上建筑與地下建筑共用防煙樓梯間的加壓送風
現今很多建筑的地上部分與地下部分的樓梯間均共用一個樓梯,根據《建筑設計防火規范》第7.4.4條規定“地下室、半地下室與地上層不應共用樓梯間,當必須共用樓梯間時,在首層應采用耐火極限不低于2.00h的不燃燒體隔墻和乙級防火門將地下、半地下部分與地上部分的連通部位完全隔開,并應有明顯標志。”在首層進行分隔是為了防止煙氣和火焰蔓延到上部樓層,同時避免上部人員疏散時誤入地下層。這樣樓梯間成為了地上、地下兩個獨立的樓梯間了。如果不考慮這個問題,在加壓送風時風量的確定和系統的設置只考慮是一個樓梯間,那么當加壓送風系統開啟時,由于地下部分防煙樓梯間的風口數量有限,大部分的風量均送到地上部分,將會造成那個地下部分防煙樓梯間送風量的嚴重不足,而地上部分防煙樓梯間加壓送風量欠缺,就不能滿足《建筑設計防火規范》第9.3.3條“防煙樓梯間內機械加壓送風防煙系統的余壓值應為40-50Pa;前室、合用前室應為25-30Pa”的要求。可以通過如下兩種方法解決這個問題:第一種方法是把地上、地下按兩個獨立的樓梯間考慮,加壓送風系統采用分段設置,在首層風井處分隔,分別對地上部分防煙樓梯間與地下部分防煙樓梯間設置獨立的機械加壓送風系統。這樣就能夠滿足規范對風壓的要求了。所以,在有條件時推薦采用這種方法,這種方法能夠從本質上解決問題。但是有些時候因為沒有條件實現第一種方法,那么我們可以采用第二種方法,按照地上、地下兩個樓梯間計算所需的風量,把兩個風量疊加一起作為加壓送風系統的風量,地上部分防煙樓梯間與地下部分防煙樓梯間共用一個送風豎井,加壓送風口的尺寸則應按地上部分防煙樓梯間與地下部分防煙樓梯間的風量分別確定。這樣系統較簡單,更容易實現,就是地上部分防煙樓梯間與地下部分防煙樓梯間風量不易調節和控制。為了能夠達到調試要求,可以在風口上采用電動常閉風口,通過調節地上和地下風口的開啟數量達到調試的目標。
只有一層地下室的加壓送風量如何確定
很多的高層住宅項目地上部分是住宅,地下部分為一層汽車庫,為了使車庫滿足疏散要求就要設置只有一層的樓梯間,在沒有自然通風采光條件時這些樓梯間往往都是防煙樓梯間,那么這種防煙樓梯間的加壓送風量應如何確定呢?根據《高層民用建筑設計防火規范》第8.3.2條規定“高層建筑防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯間前室的機械加壓送風量應由計算確定,或按表8.3.2-1至表8.3.2-4的規定確定。當計算值和本表不一致時,應按兩者中較大值確定”。本條的條文解釋規定:當采用流速法計算加壓送風量時,對防煙樓梯間等加壓送風量參數確定中,同時開啟門的數量取值為:20層以下為2;20層以上為3。這樣加壓送風量取值未包含只有一層的防煙樓梯間、合用前室等需設置加壓送風的情況。因此,筆者認為,在只有一層地下室的防煙樓梯間、前室或合用前室等需設計機械加壓送風系統時,其加壓送風量按流速法計算確定,不應再與表8.3.2-1至表8.3.2-4中的數值比較,按兩者中較大值確定。
參考文獻
關鍵詞:高層民用建筑;防火規范;問題
時至今日,《高層民用建筑設計防火規范》已經歷時30年,在此期間,該規范被修改5次,每一次的修改都是消防專家根據實際情況并結合相關理論進行的,它凝聚了消防專家們的所有心血和智慧。近幾年來,我國高層民用建筑的數量大量增加、周圍環境越來越復雜、室內設計也在不斷更新,然而《高層民用建筑設計防火規范》還尚未隨著實際情況的變化而更新,這就導致防火規范中存在著一些不妥之處,其中的很多條文和規定已經無法適應新形勢的發展,甚至有些條文表述不夠嚴謹,容易出現執行者產生多種理解或者理解錯誤的現象。接下來,就針對《高層民用建筑防火規范》中的若干問題進行分析。
1.高層單元式住宅入戶門和窗戶墻的設置
1.1住宅戶門的設置
《高規》規定:對于18層以下的高層民用建筑,每層都用設置一座防煙樓梯間和一個安全出口;每個單元都應該設置一座通向樓頂的疏散通道;住宅的戶門應該為甲級的防火門,戶門不應該直接開向前室,如果必須開向前室,那么這個戶門必須也是甲級防火門;單元與單元之間的防火門應該是乙級防火門;18層以下的單元式住宅和較小規模的它是住宅,都只需要設置一部疏散樓梯,在單元式住宅設置防煙樓梯間和消防樓梯間。
一般而言,塔式住宅與單元式住宅相比,塔式住宅的危險性更大,但是規范中要求塔式住宅戶門沒有開向前室的時候,可以設置成普通門,而開向前室的時候只需要設置成乙級防火門,而單元式住宅的戶門則無論遇到怎樣的情況都設置甲級防火門,這種規范要求與實際情況完全相反,很顯然《高規》對戶門的要求是存在較大問題的。其次,《高規》意指出,18層以下的單元與單元之間必須設有甲級防火門,是不是該理解為18層及18層以上的單元與單元之間就不必設置甲級防火門,并且戶門直接開向前室時是不是可以設置為普通門。由此,我們可以看出,這些條文的規定雖然較為全面,但是表述不夠嚴謹,甚至會讓人產生錯誤的理解或者多種理解。
1.2窗間墻和窗欄墻的設置
《高規》規定:18層以下的單元與單元之間應該設置防火墻,當塔式住宅戶門開向前室時,不需要設置窗間墻和窗欄墻,而單元式住宅的戶門無論有沒有開向前室,都應該設置窗間墻和窗欄墻,并且對窗間墻和窗欄墻的寬度和高度進行嚴格要求,其寬度和高度不得低于1.2m,并且是不燃燒體墻。
通過《高規》的規定分析,我們可以知道,對于窗間墻和窗欄墻的設置,單元式住宅明顯嚴格于塔式住宅,但是塔式住宅與單元式住宅相比更具有危險性,因此,這種設置是不合理的。并且,對于塔式住宅的窗間墻和窗欄墻的寬度和高度均沒有進行規定,這對建筑來說,不能形成有效的整體防火。
2.高層建筑底部營業廳疏散通道寬度的設定
2.1《高規》對疏散寬度的設定
《高規》規定:高層建筑內的走道寬度應該按照人數計算,對于凈寬度,應該按照通過人數每100人大于或者等于1m計算;對于疏散外門的總寬度,應該按照人數最多的一層進行計算,每100人大于或者等于1m計算;對于疏散樓梯間及其前室的門凈寬,應該按照每通過100人大于或者等于1m計算,最小凈寬度應該大于或者等于0.9m。對于每100人疏散凈寬度的規定是1m。
2.2對《高規》疏散寬度設定的分析
高層民用建筑中的底部商業營業廳與其上部的場所是完全沒有聯系的,因為兩者之間有完全的防火分隔和獨立的疏散通道,因此,如果是上層著火,那么底部的營業廳受其影響并不大,這就從側面反映出,高層民用建筑底部的疏散與其他民用建筑中商業營業廳的疏散沒有太大的區別;如果是底部的營業廳著火,這一疏散與其他民用建筑中的商業營業廳的疏散也沒有太大區別,但是,上部的疏散會受到一定程度的影響。對于疏散寬度的設定,應該對上部的每100人疏散凈寬度適當增加,對于底部的疏散寬度則無需改變。所以,《高規》中設定的疏散寬度與實際情況并不完全符合,在實際設定中,應該充分遵循《建規》中對疏散寬度的設定,即地上一、二層定為0.65m,地上三層定為0.75m。
3.高層民用建筑中對娛樂場所的相關規定
3.1對廳室出口的設置
《高規》規定:位于兩個安全出口之間的房間,建筑面積小于60平方米的,可以設置一個疏散門;位于走道盡端的房間,建筑面積小于75平方米的,可以設置一個疏散門。但是對于位于高層民用建筑首層、二層和三層的歌舞娛樂場所沒有設置相關規定。這就容易引起誤解,對于首層、二層和三層的廳室出口應該參照怎樣的標準,沒有進行準確的定位。為了保證首層、二層和三層的準確的參照標準,應該根據實際情況設定,參考建筑面積小于60平方米的標準。
3.2對排煙設施的設置
《高規》明確規定:在高層民用建筑中,如果娛樂場所設置在三層以上部分,對于建筑面積大于100平方米的房間需要設置排煙設施;如果娛樂場所設置在地下時,對于建筑總面積大于200平方米的房間需要設置排煙設施。但是,其中并沒有明確規定高層建筑的首層、二層和三層的娛樂場所需要設置排煙設施的標準,所以,《高規》對于娛樂場所的規定并不是完整的,為了保證高層民用建筑的全面防火安全,應該在《高規》中補充相應條文。
4.結束語
隨著經濟的快速發展,社會建筑工程突飛猛進,民用建筑作為人們穩定生活的保障,在建筑工程設計中必須加強建筑安全方面的設計工作,目前,影響民用建筑最為嚴重要素之一的火災,已經成為所有建筑過程設計階段最為關注的問題。尤其是對高層民用建筑防火的設計,更是現今社會關注的焦點問題,為了確保現階段高層民用建筑防火安全,筆者認為完善民用建筑設計防火規范最為關鍵,為此,針對《高層民用建筑設計防火規范》的若干問題進行了簡要論述。
參考文獻:
[關鍵詞]防火技術,建筑設計,高層
中圖分類號:X9 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)23-0112-01
高層建筑自誕生以來,便不斷被各種災害事故所侵襲困擾,尤其是火災,稍有不慎便會造成極其嚴重的生命財產損失。但是,高層建筑的防火意識及防火技術目前仍普遍不足。特別是對于高層住宅,由于其建筑內分隔件較多,整體防止火勢蔓延擴大的功能較好,加之這類建筑的內裝修比較簡單和內含人員較少,國內火災實例不多,故在其消防功能方面往往不是被有意漠視,就是從設計、施工到管理都存在著某種程度的技術準備不足。
1 防火設計方法概念
一般地說,住宅建筑防火主要應考慮三個原則:①從設計上保證建筑物內的火災隱患降到最低點;②最快地知曉和最及時地依靠固定的消防設施消除火災、火警;③保證建筑結構具有規定的耐火強度以利于建筑內的居住者在相應的時間內有效地安全撤離。基于以上的原則,可將建筑防火設計分為主動防火系統和被動防火系統兩大部分。所謂主動防火系統是由自動(或手動)控制的報警、滅火、防排煙以及消防用電、消防給水等設備系統所組成,其基本功能是早期發現和撲滅火災。建筑的被動防火系統,則主要由不燃與難燃的裝修材料、防火門、防火卷簾、防火吊頂、鋼與混凝土結構的防火被敷、電纜防火管(井)、通風排煙管井、擋煙垂壁、管道的穿墻封塞等構成,基功能是利用適當的建材和構件將一個大空間劃分成若干個小空間,而這些小空間又是通過一系列具有一定耐火強度的結構構件和其他防火產品加以分隔的。在火災發生與蔓延的過程中,將火勢盡可能地控制在一個小范圍內,并保證建筑結構的整體或局部在設計規定的時間間隔內不出現倒塌破壞。在目前的我國國情下,被動防火系統的設計更具普通性、可靠性、長久性和經濟性。
2 影響高層建筑安全疏散設計的主要因素
①周圍環境。當一座或數座建、構筑物布置在某一個地方時,不僅要注意本建、構筑物的安全,而且要注意周圍企業、居民、公共建筑、倉庫等建、構筑物的安全。②地勢條件。生產、貯存易燃、可燃液體、氣體的工廠、倉庫、貯罐等建、構筑物,應建在平坦地帶,不應建在高坡或窩風地帶,以防止泄漏的液體或揮發出來的蒸汽居高臨下向下流淌,或因氣體在窩風地帶不易擴散而積沉,遇火易造成火災或對周圍建、構筑物造成火災威脅。如果必須在高坡地帶建造時,應有防液體流淌的措施。③全年頻率風向。風向和風力是導致火災蔓延的主要因素。因此,有可燃蒸汽散發的工廠、倉庫、貯罐應布置在相鄰企業、明火作業或居民區的全年最小頻率風向上風側。防止泄漏出來的可燃蒸汽隨風吹到有明火的地方遇火燒回廠、庫區釀成大災。④消防水源。建筑區要考慮是否有充足的消防水源,是靠城市自來水供消防用水,還是靠天然水源供消防用水。如果采用天然水源,要考慮是否能保持枯水季節的消防用水量,如能滿足,應修筑消防車取水道路和取水碼頭。
3 建筑結構防火分隔設計與檢查技術
由于建筑內部裝修材料很大一部分是可燃的.火災危險性較大.失火后蔓延快,不利于安全疏散.難于撲救.容易釀成大火。
3.1 裝修材料的選擇
建筑火災中由于裝修材料選用不當而引起火災或因為裝修材料而使小火蔓延擴大成災的案例屢見不鮮,同時,由于裝修材料燃燒后產生的煙霧和毒氣致使人員的群死群傷火災也時有發生。一般情況下,設計人員可以從被批準的防火材料中,考慮結構的經濟性,選擇符合防火規范要求的材料。那些火焰傳播性很高的材料,以及火災時有可能產生劇毒性燃燒氣體的材料,不得作為建筑裝飾材料。在建筑物設計過程中,充分考慮到以上的設計要素,將顯著提高建筑防火的設計質量,保證建筑物在施工和投入使用后的防火安全。
3.2 建筑結構防火
高層建筑內平時使用的垂直交通運輸主要靠電梯,梯因為設有專線供電仍能使用外,其余工作電梯由于可停止使用。這時樓梯就成為垂直安全疏散的主要工具。疏散樓梯十分重要。設計中應注意以下幾點:(1)一類建筑和除單元式和通廊式住宅外的建筑高度超過32m的二類建筑以及塔式住宅,均應設防煙樓梯間。(2)十一層及十一層以下的通廊式住宅應設封閉樓梯間;超過十一層的通廊式住宅應設防煙樓梯間。為了避免和減少火災對建筑物的危害,在建筑防火設計時,要嚴格滿足《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》以及各類建筑特殊的防火要求。
3.3 建筑的平面布局和布置
(1)高層建筑內設有上下層相連通的走廊、敞開樓梯,自動樓梯,傳送帶等開口部位時,應按上下連通層作為一個防火分區,其允許最大建筑面積之和不應超過每個防火分區允許最大建筑面積的規定。(2)高層建筑中庭防火分區面積應按上、下層連當超過一個防火分區面積時,應符合下列規定:房間與中庭回廓相通的門、窗,應設自行關閉的乙級防火門、窗;與中庭相通的過廳、通道等,應設乙級防火門或耐火極限大于3h的防火卷簾分隔,中庭層回廊應設有自動噴水滅火系統和火災自動報警系數。(3)直升飛機停機坪是超高層建筑中輸送消防人員和器材的有效措施:同時還可營救滯留在停機坪的疏散人員。
結論
綜上所述,由于具體火災所形成的影響因素較多,在高層建筑設計中也應該充分的考慮全面。只有從每個角度都充分的做到對防火技術的合理運用,切實做好建筑設計中對火災工作的預防工作,才能真正有效的提高民用建筑的防火性能,減少火災的發生。
參考文獻
[1] 王志鵬.建筑防火分隔技術的有效應用[J].消防技術與產品信息,2014,01:15-16.
關鍵詞: 消防;高層建筑;商業服務網點;建筑防火
近年來,隨著各地城市建設的飛速發展,沿街建筑特別是高層建筑在底部設置商業服務網點或將原建筑底部改為商業服務網點的情況普遍存在,對此部分建筑的防火要求和防火設計在現有消防技術規范中雖然做了一些規定和要求,但在執行這些規定的過程中有些問題還值得進一步地研究和探討,現就有關問題探討如下:
1、商業服務網點的概念
1.1《建筑設計防火規范》GB50016-2006(以下簡稱《建規》)在術語上解釋為:居住建筑的首層或首層及二層設置的百貨店、副食店、糧店、郵政所、儲蓄所、理發店等小型營業性用房。該用房建筑面積不超過300,采用耐火極限不低于1.50h的樓板和耐火極限不低于2.00h且無門窗洞口的隔墻與居住部分及其它用房完全分隔,其安全出口、疏散樓梯與居住部分的安全出口、疏散樓梯分別獨立設置。
1.2《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95 (以下簡稱《高規》)在術語上解釋為:住宅底部(地上)設置的百貨、副食店、糧店、郵政所、儲蓄所、理發店等小型商業服務用房。該用房層數不超過二層、建筑面積不超過300m2,采用耐火極限大于1.50h的樓板和耐火極限大于2.00h且不開門窗洞口的隔墻與住宅和其他用房完全分隔,該用房和住宅的疏散樓梯和安全出口應分別設置。
2、高層建筑設置商業服務網點的消防技術問題
2.1 商業服務網點在建筑內設置層數的問題
《高規》第1.0.3.1條規定:十層及十層以上的居住建筑(包括首層設置商業服務網點的住宅),說明住宅底部僅有一層可設置商業服務網點。但《高規》第2.0.7條所解釋的商業服務網點用房不超過兩層,即可以設置為兩層。同一部規范中對同一問題給出的不同的解釋,對高層住宅摟底部一、二層均為商業服務網點的建筑定性帶來了困惑。筆者認為,應統一商業服務網點設置層數問題,應以《高規》第2.0.17條規定來定性商業服務網點,修訂第1.0.3.1條規定“十層及十層以上的居住建筑(包括首層設置商業服務網點的住宅)”中關于“首層”的闡述,在執行時要將“首層”改為“底部”。
2.2 商業服務網點的建筑設置高度問題
建設單位為了追求商業利益,吸引顧客,對高層居住建筑底部設置的商業網點的建筑高度進行加大,設置高層建筑底部層高為4.5米至5米左右的,按照《住宅建筑規范》GB50368-2005 第9.1.6 條注2“當建筑中有一層或若干層的層高超過3m 時,應對這些層按其高度總和除以3m進行層數折算,余數不足1.5m時,多出部分不計入建筑層數;余數大于或等于1.5m時,多出部分按1層計算”的規定,不少業主是買一層的房子當二層使用,進行儲藏、休息等場所,也就是常說的“三合一”、“多合一”場所,致使居住建筑使用性質改變,而現行消防設計對此類建筑沒有明確要求。因此,在這類建筑中,已經潛伏了商業用房的火災危險性和危害性,已經將商業用房的高火災危險性帶給了住宅用房。
2.3商業服務網點與綜合樓、商住樓的界定問題
由于社會經濟的快速發展,《高規》和《建規》中商住樓和商業服務網點的概念內涵已經不能涵蓋商業及其他公共用途用房與住宅組合的建筑類型。《高規》第2.0.8條中定義的商住樓為:“底部商業營業廳與住宅組成的高層建筑”。《高規》第2.0.7條定義綜合樓為:“由二種及二種以上用途的樓層組成的公共建筑”。由上述規定可以看出設置有商業服務網點的建筑屬于綜合樓的一種特殊形式,在防火要求上又不是按綜合樓來處理, 而是按低于綜合樓的居住建筑進行防火要求,《高規》又沒有相應的調整措施, 這就造成實際工程中商業服務網點的防火要求和防火設計的諸多困難。
3、商業服務網點建筑防火合理化建議
通過上述分析,雖然《高規》對商業服務網點進行了防火、疏散等方面做了一些規定,但卻未涵蓋到所有的同類建筑,建議在建筑防火工作中采用如下措施:
3.1加強商業服務網點設置源頭的監督管理
在建筑初期,要杜絕可能出現的住宿、經營、儲存“三合一”的場所的火災隱患。從嚴控制商業用房的高度,確保不能用于內部的加層。建議對設置商業服務網點的樓層層高加以限制,防止擅自加層, 商業服務網點用房分戶隔墻應采用不易拆除的鋼筋砼結構, 防止擅自擴大面積改變建筑的性質。
3.2 建筑后期消防監督管理
3.2.1 對于已通過消防設計審核、驗收、備案及開業前消防安全檢查的高層住宅底部(地上)設置的商業服務網點,在后期使用期間個別相鄰網點打通,致使該網點的建筑面積大于300m2,而變為商業營業廳或其它使用性質,在符合下列條件時:(1)與住宅和其它用房采用耐火極限大于1.50h的樓板和耐火極限大于2.00h且不開門窗洞口的隔墻完全分隔;(2)該場所和住宅的疏散樓梯和安全出口分別獨立設置;(3)層數未增加,仍為一層或二層。考慮到行政許可或備案工作已經完畢,建筑已經竣工,按照行政許可的信賴保護原則,兼顧公平、便民的原則,對整幢建筑未改變部分可以仍按底層設有商業服務網點的住宅進行消防監督。改變部分在確保滿足上述三項前提條件的情況下,可下面3.2.2的內容進行監督管理。
3.2.2 對于申報原已通過消防驗收、備案的高層住宅在后期使用期間個別相鄰網點打通變為其它使用性質的裝修改造項目,以及新申報的底部設置商業服務網點的高層住宅的消防設計審核、驗收及備案抽查時應采取以下辦法:在商業服務網點部分按《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95第七章的相關要求設置消防給水和滅火設施,按《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95第9.4.1條至第9.4.5條的要求設置火災自動報警系統。而安全疏散、防火分區、防煙與排煙、采暖、通風、空氣調節、電氣等按照《建筑設計防火規范》GB50016-2006的要求執行。在住宅部分仍按《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95等相應規范執行。
3.2.3 《建筑設計防火規范》GB50016-2006和《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005年版)中對商業服務網點進行了舉例列舉,不能完全涵蓋所有的經營類型,隨著經濟和社會的快速發展,為住宅部分服務的新的經營項目可能會繼續出現,因此在執行此規定時,應在規范規定的范圍和要求的框架下確定。對于一些擅自改變用途, 將商業服務網點用作網吧、歌舞廳、酒吧等公眾聚集場所,或將商業服務網點更換為老年人建筑,托兒所、幼兒園的兒童用房和兒童游樂廳等活動場所的,上述場所將原本是帶商業服務網點的住宅變成了商住樓, 住宅建筑變成了公共建筑, 而建筑原有的消防設施、設計卻不能滿足公共建筑的需要, 成為火災隱患,不適用于商業服務網點的要求,則應按照相應場所的要求設置消防給水、滅火設施以及安全疏散。
4、小結
由于商業服務網點的防火安全性事關整棟高層建筑的消防安全,所以,無論是在進行消防設計時還是在消防監督中都應該高度重視這部分的消防安全。在國家建筑設計防火規范修訂之前,我們既要嚴格執行現行消防技術規范的有關規定,又要根據高層建筑內設置的商業服務網點的一些實際情況,尤其是現行消防技術規范尚未十分明確的一些問題,要加強研究和探索,進而確保商業服務網點乃至整棟建筑物的消防安全。
參考文獻:
[1]GB50016-2006.建筑設計防火規范
[2]GB50045-95.高層民用建筑設計防火規范
[3]小型商業用房防火設計技術規定.滬消發[2003]54號.
【關鍵詞】建筑分類;高度和層數;防火分區;消防疏散設施;公攤面積;保溫材料
《建筑設計防火規范(GB50016-2014)》已經于2015年5月1日開始實施,其內容相對于之前的《建筑設計防火規范GB50016-2006》(以下均簡稱為“舊建規”)和《高層民用建筑設計防火規范GB50045-95(2005年版)》(以下均簡稱為“舊高規”)兩本規范,做了修改和增補。其中有關住在部分的內容與也有變化和增加。對這些內容加以研究、解讀,會對今后的住宅設計工作有所幫助。
1、建筑耐火等級的分類標準的變化
新版防火規范最大的一個變化是改變之前住宅建筑以層數做為建筑耐火等級的分類標準,而是改為以建筑高度做為分類標準。新版防火規范中,“對于住宅建筑,本規范以27m作為區分多層和高層住宅的標準;對于高層住宅建筑,以54m劃分為一類和二類。該劃分方式主要為了與原國家標準《建筑設計防火規范》GB50016-2006和《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-1995中按9層及18層的劃分標準相一致。”(5.1.1-(2)條文解釋)。另外,新版防火規范附錄A中對于的建筑高度定義為室外地面至屋面面層或屋脊與檐口的平均高度,室內外高差1.5米以內或2.2米架空層不計入高度。由此可見,新版防火規范盡管采用以建筑高度做為住宅建筑耐火等級的分類標準,但是制定標準的思路還是沿用舊建規、舊高規以及《住宅設計規范(GB50096-2011)》的相關規定,其實改變的幅度很小,對于住宅設計基本沒有影響。
但是,新版防火規范附錄A中計算建筑高度的定義標準是到“屋面面層”,考慮到北方的住宅多屬于嚴寒或寒冷地區,其屋面要設置保溫層。如果按保溫層厚度100mm,兩個水落口距離15米,2%排水坡度,找坡層最薄30mm厚度, 20mm厚找平層計算(忽略防水層等厚度),則屋面面層做法厚度應為300mm(100+30+7500×0.02+20)。將屋面面層厚度均攤到每層,那么按新版防火規范規定,54m(18層)的住宅層高無法達到3米,應在2.9米左右。這點在設計時應引起注意,否則極易突破新版防火規范的標準。層高的降低不一定是壞事,住宅層高每降低10cm,可降低造價1.2%~1.5%。所以,從另一方面看新版防火規范間接地控制了住宅層高,對于降低建筑材料消耗、降低造價、建設節約型社會具有推動作用。
2、防火分區的變化
首先,新版防火規范將高層建筑防火分區最大允許面積提高到了1500O。雖然和舊高規相比提高了500O,但由于住宅建筑的特殊性,面積的增大對住宅設計的實際意義不大。但是對于高規格、大面積的高檔住宅設計,帶來了一定的靈活性。
第二,新版防火規范中5.4.10-3條中規定“住宅與其他功能建筑合建,....住宅部分和非住宅部分的安全疏散、防火分區和室內消防設施配置,可根據各自的建筑高度分別按照規范有關住宅建筑和公共建筑的規定執行:.....”這條如果按住宅是高層主體,其他建筑高度不大于24m時,可以理解為:住宅與其他功能建筑合建,住宅為高層主樓,其他功能建筑為多層裙房,因住宅的疏散樓梯要與裙房完全防火分隔,主樓在裙房的投影面積僅為住宅的疏散樓梯,其他部分可以劃分為裙房面積。而5.3.1條中“注2”規定“裙房與高層建筑主體之間設置防火墻時,裙房的防火分區可按單、多層建筑的要求確定。”該條的條文解釋為:“如果裙房與高層建筑主體間未采取上述措施時,裙房的防火分區要按照高層建筑主體的要求確定。”這兩條規范對于裙房范圍的定義有區別,即住宅與其他功能建筑合建時其裙房面積比其他建筑的裙房面積要大。這是否可以理解為住宅的火災危險性小,且一般住宅主體面積放在裙房位置其利用率也較低,綜合這兩點而放寬了住宅與其他功能建筑合建時裙房的防火分區面積、安全疏散等的消防設計要求。
3、安全疏散對于住宅公攤面積的影響及解決措施
住宅作為相對特殊的民用建筑,其需求量大而火災危險性較其他建筑要低。因此,在滿足規范要求的前提下,適度降低住宅的防火設計要求,從而降低消防疏散設施所占面積,降低每戶的公攤面積,提高每戶的套內面積利用率。這在目前房價居高不下,政府的土地供應量減少的大背景下,上對于整個國家土地資源的有效利用,下對于每個購房者實際所得的戶內面積的大小,都具有積極意義。
新版防火規范對于不大于54m(18層)的住宅的消防疏散設施的設置,其要求與舊建規、舊高規相比變化不大。雖然明確了開向前室戶門的數量應不大于3樘(5.5.27-3條),但是對住宅公攤面積的影響很小,這類住宅壓縮公攤面積的方法已經很成熟,可以沿用以前的設計思路。
對于大于54m的一類住宅建筑,新版防火規范的要求更為嚴格,規定每個防火分區的安全出口不少于兩個(5.5.25-3條)。新版防火規范已經禁止采用舊高規有關18層以上住宅中采用一部疏散樓梯加連廊的設計方法。兩個出口的設置,加之一個單元需要設置兩部電梯(《住宅設計規范GB50096-2011》-6.4.2條),勢必導致公攤面積的增加。一直以來滿足住宅必要的消防疏散設施和減少住宅公攤面積一直是住宅設計的一個矛盾點。如何平衡二者之間的關系,筆者認為應從兩方面考慮,簡言之,是“大處著眼,小處著手”。
“大處著眼”即指通過增加標準樓層的戶數,增加分攤公共設施面積的數量,從而減少每戶公攤面積,是更為有效可行的措施。通過增加戶數來減少公攤面積的典型案例是某房產公司烏魯木齊的一個項目,該項目采用一層六戶的設計方案。其89平米戶型可以做到三房兩廳,73平米戶型可以做到兩房兩廳,非常具有市場競爭力。但是這六戶中有兩戶僅有東向或西向采光,居住的品質不高,彌補這一缺陷方法是將這兩戶設計成小戶型(73平方米)并優化戶內布局,減少無效空間。
“小處著手”是指盡量采用各個要求指標的下限,夠用即可,來壓縮整個消防疏散設施的面積。關于疏散樓梯可通過采用剪刀樓梯間來滿足兩個疏散口的要求,樓梯踏步寬取260mm下限,踏步高取175mm上限來進一步壓縮疏散樓梯的面積;擔架電梯可兼做消防電梯,載重量取800kg下限,另一部電梯可選用載重量最小(630kg)的客梯,進一步壓縮電梯井道的尺寸;合用前室只要不小于6O,獨用前室不小于4.5O即可。另外,設備、電氣井道也可以在滿足要求的前提下進一步壓縮尺寸,將檢修空間與走廊、前室等功能合用。
標準樓層戶數太少少會導致每戶公攤面積過大,戶數過多又會使部分戶型的舒適度較差。如何取得一個戶數與公攤面積的平衡點,是今后住宅設計的關鍵。目前按設置剪刀樓梯間的消防疏散設施,約為50平方米(按2.9m層高設置剪刀樓梯間,800kg擔架兼消防電梯一部,630kg客梯一部及相應的前室、合用前室、設備電氣管井),再加上走廊面積可能達到約65平方米。我們以100平方米左右三房的市場剛需戶型為參照標準,如果一層僅設置二戶,不考慮走廊面積,將戶門直接開向前室,則每戶公攤面積為25平方米,其公攤面積占戶型面積的25%,套內建筑面積僅為75平方米左右,基本不可行。而一層六戶的設計雖然可將公攤面積降至11平方米,但是至少有兩戶的朝向不好,而且一層六戶必然要利用東西采光面,單元之間無法拼接,其節地效果不佳,東西向住戶還會產生視線干擾。那么按一層四戶設計,其每戶公攤面積約為16平方米,公攤面積占戶型建筑面積比例16%,在可接受范圍內,而且四戶均可朝南,唯一不足是中間兩戶南北通風效能較差,但是也達到了一定的舒適度要求。可見,一層四戶布置方案應該是這個平衡點。
通過以上分析,可以得出如下結論:新版防火規范的實施對于不大于54m(不大于18層)的住宅影響不大,而對大于54m(大于18層)的住宅影響較大。對于面積在100平方米左右的市場剛需戶型,一層二戶則基本不可行,要滿足均好性要求及控制公攤面積不至于過大,其合理的戶型布置應該是一層四戶。當然,在滿足市場需要的前提下,可以設計一層大于四戶的戶型。如果戶型面積要求在120平方米以上,按照一層三戶計算,每戶公攤面積約22平方米,公攤面積所占比例18.33%,也在可接受范圍內。
4、保溫材料的要求
保溫材料的耐火性能要求是新版防火規范新增的內容,制定這部分內容的思路是:對于建筑高度不大于27m的這類火災危險性小的住宅,其材料耐火性能有所放寬,而對于大于27m的住宅,其標準有所提高。建筑高度不大于27m的住宅允許使用B2級材料,但其外墻上門窗的耐火完整性不應低于0.5h(6.7.5-1-3條、6.7.7-1條);建筑高度大于27m的住宅可以采用B1級材料,但需要層層設置防火隔離帶。可以看出新版防火規范對于外墻保溫材料的規定更結合實際情況,根據高度不同,火災危險性大小,既有放寬也有加強。
5、結語
綜上所述,新版防火規范在住宅建筑耐火等級分類上面,與舊建規、舊高規保持一致,但27m(9層)、33m(11層)、54m(18層)這三個高度等級的戶型層高會受限,基本只能保證2.9m的層高。關于防火分區的面積變化,與住宅合建的建筑其裙房的防火分區要比其他建筑的大,設計上更有靈活性。而影響住宅戶型套內面積使用率的最大因素――公攤面積,在不大于54米的住宅類型上的影響與之前的防火疏散標準相比變化不大,影響最大的是大于54米的一類高層住宅。可以預見,今后這類住宅的標準層布置方式應該是一層多戶,而對于市場剛需的100O三房的戶型,標準樓層一層四戶的平面布局因為各方面要素均衡,會成為主要的戶型布置方式。
【關鍵詞】鋼結構廠房;建筑;防火設計;防火分區;耐火等級;
首先來分析一下鋼結構建筑的火災特點。鋼結構建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架,它的安全性直接關系到整幢建筑的安全,它們大都采用鋼材,鋼材雖然是不燃材料,但其耐火性能很差,隨著溫度的變化,其力學指標會發生很大的改變,承載力和平衡穩定性會隨溫度升高而大幅度下降。鋼結構在溫度達到350℃、500℃、600℃時,其強度分別下降1/3、1/2、2/3,在高溫條件下其內部應力也會發生改變,使鋼結構承重體系出現問題,按理論計算,在全負荷下,鋼結構失去平衡穩定性的臨界溫度為500℃,一般火場溫度都在800-1000℃左右,在這樣的高溫條件下,無任何保護的鋼結構很快就會出現塑性變形,大約l5分鐘內就會倒塌。
鋼結構體系廠房是指由維護、墻體及隔斷結構與鋼管架支承結構共同組成的廠房體系。這種結構體系與傳統結構體系相比具有較大優勢:
1、 由于采用了輕型屋頂及墻體結構,而且其支撐鋼結構的材料強度高,用料省,體型小,所以自重較輕。結構重量輕減少了運輸和吊裝費用,基礎負載也相應減少,減低了基礎造價。
2、 由于鋼材強度高,房屋自重輕,故以鋼骨架作支承結構時,可建造開間、進深較大的房屋,而且所需構件的截面小,在相同建筑面積下的建筑空間利用率增加5%-7%。
3、鋼結構具有良好的延性,抗震性能好且受損輕,而且由于鋼材便于加工,災后容易修復。
4、鋼結構除基礎外,構件全部由專業工廠標準化生產,建筑質量容易保證;工業化程度高,施工速度快,施工周期比傳統建筑可縮短一半;各部件運抵現場組裝,施工現場文明,現場濕作業少,噪聲粉塵和建筑垃圾也少;施工作業受天氣及季節影響較少,并且可以工廠制作與現場安裝平行進行,甚至一些標準化的廠房體系,可以隨訂貨,隨建造,大大縮短建造周期和資金占用時間。
5、環境破壞及污染少,改建和拆遷容易,材料的回收和再生利用率高。
鋼結構建筑做工業廠房具有較多的優點,跨度、柱距大,平面布局靈活,利用率高;施工周期短,對業主可以縮短投資周期,盡早取得經濟效益;可以拆裝,構件可以重新利用,有利于節約資源和環保等,因此在現代工廠設計中得到越來越多的采用。但是,鋼材的耐火性能低,在沒有進行防火處理的情況下,本身雖然不能燃燒,但隨著溫度的變化,其力學指標會發生很大的改變。這就給我們廣大建筑設計人員提出了一個新的課題,怎樣才能做好鋼結構建筑的防火設計,使鋼結構建筑更好地服務于我們的經濟建設,可以從以下幾個點來控制住防火設計的重點問題:
(一)、正確定義建筑物生產的火災危險性類別,合理確定建筑的耐火等級《建筑設計防火規范》(GB50016- 2006)第3.1.1 條對廠房生產火災危險性分為甲、乙、丙、丁、戊五類,對前三類好區分,但對丁、戊類廠房在設計中存在一些問題。對于二級耐火等級的丁、戊類單層廠房,《建筑設計防火規范》第3.2.1 條規定梁、柱的耐火極限分別為1.5h 和2.5h。同時《建筑防火規范》第3.2.3 條規定:“一二級耐火等級的單層廠房(倉庫)的柱,其耐火極限可以降低0.5h”。第3.2.4 條規定:“下列二級耐火等級建筑的梁、柱可采用無防火保護的金屬結構,其中能受到甲、乙、丙類液體或可燃氣體火焰影響的部位,應采取外包敷不燃材料或其他防火隔熱保護措施:a、設置自動滅火系統的單層丙類廠房;b、 丁、戊類廠房(倉庫)”。
二級耐火等級按《建筑設計防火規范》3.2.1 條規定柱耐火極限為2.5h,梁為1.5h,而3.2.3 和3.2.4 條又有些放松。所以對于確定為丁、戊類生產類別的廠房一定要明確梁、柱可以不刷防火涂料,只有在甲、乙、丙類液體或可燃氣體火焰影響的部位刷防火涂料或用不燃材料包封。
但是,從丁、戊類廠(庫)房實際情況來看,發生火災的危險性還是存在的,一旦發生火災,無保護的鋼結構會在短時間內破壞,造成人民生命財產損失。實際工程用于防火保護的資金占整個工程投資的比例是非常小的,所以既然定工程為二級耐火等級,就應該嚴格按照二級耐火等級加涂防火涂料進行防護,使鋼構件達到二級防火等級的耐火極限要求。
(二)、 設計時要選用恰當的鋼結構防火保護方法對鋼結構采取有效的保護,就是將鋼結構的耐火極限提高到規范規定的值,防止鋼構件遇火發生變形塌落。目前我國鋼結構主要采用三種保護方法:噴涂法、包敷法、水淋冷卻法。具體而言,噴涂法就是在鋼結構表面涂上一層防火涂料,形成一個保護膜,從而提高建筑構件的耐火極限,它有厚型和薄型之分,不同厚度的涂層其耐火極限不同;包敷法是采用磚、混凝土、硅鈣板等材料將鋼結構包裹,從而形成保護層,提高構件耐火極限;水淋冷卻法是在鋼結構上部布置自動噴淋系統,發生火災時,啟動噴淋在鋼結構表面形成一層連續的水膜,達到保護作用。在使用防火涂料時,應當注意防火涂料和底層防腐涂料的相互匹配,不得與底層防腐涂料發生化學反應,以免影響防腐防火效果。但是一些施工單位為追求經濟效益,粗制濫造,用“三無”防火涂料產品,使得一些工程雖然刷了防火涂料,但在火災發生時起不到任何防火保護作用,所以要嚴把材料質量關,在施工過程中認真操作,加強監督,確保施工質量。業主加強職工防火意識,經常開展防火知識的教育和培訓,并在內部制定必要的防火應急方案,這樣一定能減少火災事故發生。我們在設計時,要根據不同建筑對構件耐火極限的要求,通過科學比較,選出最恰當的防火保護方法,達到經濟和安全要求。
(三)、 合理劃分建筑物的防火分區,對每個防火分區的面積進行嚴格的控制。防火分區的劃分應根據建筑物的具體情況來確定。通常的劃分方法有:a、按樓層劃分。將每個樓層作為一個分區,之間用封閉樓梯間連通,樓梯間的門應為乙級防火門。b、按功能分區劃分。通常可以把生產區作為一個分區,動力區作為一個分區,辦公區獨立一個分區。當面積允許時,生產和動力可以合并為一個區,辦公區相對獨立較為合理。另外要根據地方消防部門的規定來決定特殊的分區要求。在同一樓層中兩個防火分區間必須用防火墻隔開,開門必須為甲級防火門。在控制防火分區面積時會遇到一些特殊情況必須用特殊的方法來解決。如前面所提到的按工藝要求一個生產區不能分隔成兩個分區時,可以提高建筑的耐火等級來增加每個分區的允許面積。根據規范第3.3.3 條中規定:甲乙丙類廠房裝有自動滅火設備時,防火分區最大允許占地面積可以增加一倍,丁戊類廠房裝設自動滅火設備時,其占地面積不限。局部設置時,增加面積可按該局部面積的一倍計算。
在具體工作中,應根據不同情況,并比較不同方法的建設成本來作選擇。對于防火分區,還有另一種解決方案:根據《建筑設計防火規范》第3.3.1條,四級耐火等級廠房之間的防火間距為18米,依此類推,如在生產類別為丙類,耐火等級為三級的輕鋼結構單層廠房內部設一區域寬18米的防火隔離帶,在隔離帶里沒有可燃物,理論上,是否可看作有效的防火分隔呢?
(四)、 鋼結構建筑設計時要控制每個分區的疏散口數量及疏散距離大小,按規范第三章第七節的規定,除滿足其中第3.7.2 條規定的廠房外,其它廠房安全出口的數量不應少于兩個。安全出口是指符合防火規范規定的疏散樓梯、直通室外地平面或安全區域的門。按規范第3.7.4 條的規定,不同類別不同等級的廠房,廠房內最遠工作地點到外部出口或樓梯的距離也有相應規定。由于鋼結構建筑自身存在的弱點,我們在設計時要充分考慮人員疏散的因素,將人員密度指標和鋼結構建筑的特點綜合起來考慮,加強對安全疏散路線、疏散距離、疏散寬度的設計要求,科學設置疏散指示標志,使人員能快速疏散到安全地帶,從而大大減少人員傷亡和人民財產損失。
實際設計中,可以控制隔離帶內沒有堆放生產原料、半成品等可燃物,但肯定有生產線的設備,而設備的橡膠傳送帶是可燃的,傳送帶上的原料或半成品也是可燃的,不過,傳送帶可以在有火災時停下來,可燃物不多,一支水槍可有效封鎖,那么,上述的這樣一個隔離帶究竟算不算防火分區的有效分隔呢。規范沒有明文規定算或不算,按慣例,此類情況需與當地的消防審批部門協商研究,以求解決。
綜上所述,因鋼結構工業廠房的耐火等級較低,但現代工業廠房又不允許硬性分隔,我們仍需在設計中不斷探索,盡力找出更好的方案。新的建筑技術的應用,給我們的防火設計帶來新的挑戰,設計人員需多方面考慮問題,在分析比較中尋找更合適的方案。總之,建筑設計應嚴格地貫徹防火規范的要求,從全局出發,統籌兼顧,正確處理重點和一般的關系,積極采用行之有效的先進防火技術,做到保障安全、方便使用、經濟合理。
【參考文獻】
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3.楊偉興;有關加強鋼結構建筑防火設計的探討[J];魅力中國;2010年11期
《高層民用建筑防火規范》GB50045-95(2005年版)(以下簡稱高規)和《建筑設計防火規范》GB50016-2006(以下簡稱建規)以及《住宅建筑規范》(GB50368-2005)、《住宅設計規范》GB50096-1999(2003年版)是設計師做民用建筑設計必備的工具書,是我們的設計依據、立足之本。然而筆者發現,這幾本規范在個別地方似有不妥之處,在此列出,以供各位同仁共同探討。
一.高規5.1.1規定:每個防火分區的允許最大建筑面積:一類建筑1000平米,二類建筑1500平米,注:設有自動滅火系統時,可增加一倍。也就是說一類可以增加到2000平米,二類建筑可以增加到3000平米。而高規6.1.1.3條又規定:除地下室外,相鄰兩個防火分區之間的防火墻上有防火門連通時,兩個防火分區之和最大允許建筑面積:一類建筑1400平米,二類建筑2100平米,注:上述兩個防火分區設有自動噴淋系統時,其相鄰兩個防火分區的建筑面積之和仍應符合本表的規定(強條)。
自動噴淋系統也屬于自動滅火系統,5.1.1條一類建筑一個防火分區最大可以增加到2000平米,二類可以到3000平米,而6.1.1.3兩個防火分區一類建筑只有1400平米,二類建筑只有2100平米,這很明顯前后矛盾。如果是這樣,那為何還要設防火墻分為兩個區呢?一個防火分區的面積比兩個加起來還要大。
筆者認為6.1.1.3條應該特別列出有針對的民用建筑,不應該是所有民用建筑。應該是針對火災危險性特別大的像歌舞游藝放映場所,超過1000平米必須劃分為兩個,然后兩個防火分區面積之和再做相應限制,不應該針對所有民用建筑,如商場、危險級別比較低的丁、戊庫房等。
二.高規8.1.3條規定:一類高層建筑和建筑高度超過32m的二類高層建筑的下列部位應設排煙設施。言外之意即不超過32m的二類高層建筑以下場所不需設置排煙設施。但是建規9.1.3條(強條)規定應設排煙設施的場所也都包括了高規8.1.3所列舉的場所。筆者認為,既然建規都強調特定場所需要設置排煙設施,那么32m以下的二類高層建筑有何理由不設置排煙設施呢?筆者認為這是高規的一處筆誤,應該和建規統一,也改為如下場所應設置排煙設施。
三.高規7.5.2條規定:當消防水泵房設在首層時,其出口宜直通室外。當設在地下室或其他樓層時,其出口應直通安全出口。建規8.6.4條規定:消防水泵房設置在首層時,其疏散門宜直通室外;設置在地下層或樓層上時,其疏散門應靠近安全出口(強條)。
對于高規,安全出口的定義是:保證人員安全疏散的樓梯或直通室外地平面的出口;建規的定義是:供人員安全疏散用的樓梯間、室外樓梯的出入口或直通室內外安全區域的出口。
在民用建筑設計中,不論是高層還是多層建筑,一層一般都是商鋪,為了不影響經濟效益,甲方都愿意把消防泵房放在地下室。但是,消防泵房的的出口如何才算直通安全出口呢?是泵房的門直接對上疏散樓梯,還是只要泵房的門開向通往疏散樓梯的走道就可以呢?大多數的情況,消防泵房的門都只能做到僅開向通往疏散樓梯的走道。既然如此,不如規定為消防泵房的出口距離安全出口不應超過多少米,比如10米或者15米。這樣既明確了規范,也避免了設備專業與建筑專業出現的爭執。
四.高規7.6.1規定:建筑高度超過100米的高層建筑及其裙房,除游泳池、溜冰場、建筑面積小于5.00平米的衛生間、不設集中空調且戶門為甲級防火門的住宅的戶內用房和不宜用水撲救的部位外,均應設自動噴水滅火系統(強條)。而《住宅建筑規范》(GB50368-2005)的9.6.2條規定:35層及35層以上的住宅建筑應設置自動噴水滅火系統。
筆者的理解,《住宅建筑規范》35層及35層以上的住宅建筑應設置自動噴水滅火系統,是35層及35層以上的部分才設置噴淋系統,而且不管他是否有滿足高規不設噴淋的條件,均需設置噴淋系統。誠然,35層及35層以上的住宅其建筑高度均大于100米,但是只在35層以上設還是除滿足條件可不設的外,其余樓層均設,區別還是很大的。這就使設計人員處在了兩難的境地了
五.《住宅設計規范》GB50096-1999(2003年版)第3.4.1條規定:每套住宅應設衛生間,第四類住宅宜設二個或二個以上衛生間。每套住宅至少配置三件衛生潔具,不同潔具組合的衛生間使用面積不應小于下列規定:
1 設便器、洗浴器(浴缸或噴淋)、洗面器三件衛生潔具的為3平米;
2 設便器、洗浴器二件衛生潔具的為2.50平米;
3 設便器、洗面器二件衛生潔具的為2平米;
4 單設便器的為1.10平米。
其條文解釋專門列出:本條四款規定的面積不包括洗衣機的位置。
第3.4.4條又規定:套內應設置洗衣機的位置。
隨著經濟的發展,人們生活質量的提高,洗衣機已經成為人們生活中不可缺少的組成部分。而且洗衣機重量不輕、體積不小,不是一個可以用時擺在那里,不用可以收起來的物品。故筆者認為3.4.1條應該考慮洗衣機位置,不能只考慮潔具而忽略洗衣機的擺放,那也是影響人們生活品質的重要物品。
綜上所述,筆者認為各類規范是我們設計的立足之本,不應出現前后不一致或者表述不清或者矛盾的部分,希望在下次修訂時能綜合考慮各個規范,盡力做到統一、一致。
參考文獻:[1] 《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)(2009年版本)[2] 《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)(2005年版)
[3] 《自動噴淋滅火系統設計規范》(GB50084-2001-2005年版)
[4] 《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)
[5] 《住宅建筑規范》GB50368-2005