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摘要:由于高层建筑火灾隐患多,扑救难度大,因此,在建筑设计中应采取防火措施,以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。建筑防火包括火灾前的预防和火灾时的措施两个方面,前者主要为确定耐火等级和耐火构造,控制可燃物数量及分隔易起火部位等;后者主要为进行防火分区,设置疏散设施及排烟、灭火设备等。针对高层建筑发生火灾的特点,国内外在防火设计上达成了共识,本文做出详细分析。
[论文关键词]:建筑防火;高层建筑;防火;防火分隔消火栓 建筑防火
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
随着现代高层建筑的诞生,一方面是高度在迅速增加,另一方面建筑大厦的功能也在日趋多样化。大城市的高层建筑防火安全工作,由于开展较早,技术力量较强,经过多年的摸索,现已基本上步入正轨,并得到了很好的发展。而中小城市,这项工作由于起步较晚,各方面的技术力量都较弱,加之社会发展较大中城市缓慢,有关方面的干扰不少,高层建筑的防火安全问题就相对较多。 目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450~650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。 经济的不断发展,火灾是难免的。减少火灾及其损失每一项的设计方案都不是完美无缺的。我们只是在寻找一个更科学,更合理的方案。实践證明,性能化设计在现阶段是比较灵活合理的一种设计方法,更适应现代建筑发展的需要。
一、保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
(一)耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。 (二)建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。
现代建筑的发展趋势的特点:外观体量的庞大化、摩天化,显示了现代建筑的雄伟和神奇,各类功能场所在一起,共同组成一个建筑群,甚至一个超大规模的建筑物,建筑高度不断增高,这给消防灭火的登高作业、内攻侦察、火场供水等都带来了不少困难。结构外壳的轻灵化、通透化,创新了现代建筑的风格与形象;新颖的钢结构使建筑的跨度增大,荷载减少;玻璃或金属的幕墙的运用使建筑外形日趋明快。但这些却都造成建筑的耐火等级的降低,建筑构件的耐火极限的缩短,也造成竖向防火分隔难以实施。内部环境的互融化,智能化,丰富了现代建筑的情趣和内涵,花园式室内庭院;集中控制的楼宇设施,将整个建筑融为一体,相映生辉,产生充满韵味的空间组合,给人以舒适和贯通的感觉。但是传统的建筑防火分区的措施难以落实,火灾的排烟更加困难。
二、现代建筑发展的趋势迫切要求有与之相适应设计方法的出现。
性能化设计的几个步骤
“性能化设计”的主要目的在于解决某些现代建筑设计方案超过《规范》设定要求的问题。主要步骤有:
1.防火安全目标 防火安全目标是安全系统最终应达到的总体效果,安全目标中还包括两个较为具体的项目“性能目标和性能标准。性能目标是消防系统必须满足的建筑物在防火、灭火等方面的具体要求。性能标准更加量化,它是指单个消防设备或整个系统的有关技术指标,性能标准所提供的临界值可以在设计方案中作为计算数据使用。
2.建筑物内部的可燃物、人员等的具体特征,并确定设计指标。
3.建立火灾场景模型。
该过程涉及到防火设计中一些十分关键的问题,如点火源性状、起火点位置、可燃物种类、火灾荷载、建筑布局等,该过程同时应该给出火灾试验及计算过程需要的技术条件。
4.选择分析计算方法
5.制定设计方案并进行评估
6.对设计方案进行审核,并最终确定设计方案 (二)性能化设计的火灾安全工程理论基础
建筑工程消防设计包括:总平面设计、防火分隔和建筑构造、安全疏散、消防给水和固定灭火系统、采暖通风和防排烟及电气等内容。
要建立火灾场模型,也是必须基于火灾燃烧理论及火灾中烟气的流动理论。下面仅以安全疏散的“火灾安全工程理论”为代表,对“火灾安全工程理论”加以简要说明。
三、结束语
“性能化设计”,也仅限于民用建筑,避免了建筑防火设计的先天不足,减轻了日后防火工作的压力;火灾场景模型的建立,为将来的火灾调查工作奠定了基础;火灾蔓延的场景预想,也为灭火预案的制定提供了参考。性能化设计将消防工作一体化,真正的做到:“以防为主,防消结合!”只要我们有一个好的开端,打实基础,就一定会开创出“性能设计”的全新时代。
参考文献: [1] GB 50045-1995.高层民用建筑设计防火规范 2005
[论文关键词]:建筑防火;高层建筑;防火;防火分隔消火栓 建筑防火
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
随着现代高层建筑的诞生,一方面是高度在迅速增加,另一方面建筑大厦的功能也在日趋多样化。大城市的高层建筑防火安全工作,由于开展较早,技术力量较强,经过多年的摸索,现已基本上步入正轨,并得到了很好的发展。而中小城市,这项工作由于起步较晚,各方面的技术力量都较弱,加之社会发展较大中城市缓慢,有关方面的干扰不少,高层建筑的防火安全问题就相对较多。 目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450~650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。 经济的不断发展,火灾是难免的。减少火灾及其损失每一项的设计方案都不是完美无缺的。我们只是在寻找一个更科学,更合理的方案。实践證明,性能化设计在现阶段是比较灵活合理的一种设计方法,更适应现代建筑发展的需要。
一、保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
(一)耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。 (二)建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。
现代建筑的发展趋势的特点:外观体量的庞大化、摩天化,显示了现代建筑的雄伟和神奇,各类功能场所在一起,共同组成一个建筑群,甚至一个超大规模的建筑物,建筑高度不断增高,这给消防灭火的登高作业、内攻侦察、火场供水等都带来了不少困难。结构外壳的轻灵化、通透化,创新了现代建筑的风格与形象;新颖的钢结构使建筑的跨度增大,荷载减少;玻璃或金属的幕墙的运用使建筑外形日趋明快。但这些却都造成建筑的耐火等级的降低,建筑构件的耐火极限的缩短,也造成竖向防火分隔难以实施。内部环境的互融化,智能化,丰富了现代建筑的情趣和内涵,花园式室内庭院;集中控制的楼宇设施,将整个建筑融为一体,相映生辉,产生充满韵味的空间组合,给人以舒适和贯通的感觉。但是传统的建筑防火分区的措施难以落实,火灾的排烟更加困难。
二、现代建筑发展的趋势迫切要求有与之相适应设计方法的出现。
性能化设计的几个步骤
“性能化设计”的主要目的在于解决某些现代建筑设计方案超过《规范》设定要求的问题。主要步骤有:
1.防火安全目标 防火安全目标是安全系统最终应达到的总体效果,安全目标中还包括两个较为具体的项目“性能目标和性能标准。性能目标是消防系统必须满足的建筑物在防火、灭火等方面的具体要求。性能标准更加量化,它是指单个消防设备或整个系统的有关技术指标,性能标准所提供的临界值可以在设计方案中作为计算数据使用。
2.建筑物内部的可燃物、人员等的具体特征,并确定设计指标。
3.建立火灾场景模型。
该过程涉及到防火设计中一些十分关键的问题,如点火源性状、起火点位置、可燃物种类、火灾荷载、建筑布局等,该过程同时应该给出火灾试验及计算过程需要的技术条件。
4.选择分析计算方法
5.制定设计方案并进行评估
6.对设计方案进行审核,并最终确定设计方案 (二)性能化设计的火灾安全工程理论基础
建筑工程消防设计包括:总平面设计、防火分隔和建筑构造、安全疏散、消防给水和固定灭火系统、采暖通风和防排烟及电气等内容。
要建立火灾场模型,也是必须基于火灾燃烧理论及火灾中烟气的流动理论。下面仅以安全疏散的“火灾安全工程理论”为代表,对“火灾安全工程理论”加以简要说明。
三、结束语
“性能化设计”,也仅限于民用建筑,避免了建筑防火设计的先天不足,减轻了日后防火工作的压力;火灾场景模型的建立,为将来的火灾调查工作奠定了基础;火灾蔓延的场景预想,也为灭火预案的制定提供了参考。性能化设计将消防工作一体化,真正的做到:“以防为主,防消结合!”只要我们有一个好的开端,打实基础,就一定会开创出“性能设计”的全新时代。
参考文献: [1] GB 50045-1995.高层民用建筑设计防火规范 2005