论文部分内容阅读
摘要：过去对建筑的安全设计主要是从强度和施工方面考虑的, 没有对建筑的使用、维护过程中的安全问题给予充分的重视。事实不断证明,在各种自然和人为灾害中, 许多建筑非但没有起到安全防卫作用, 反而成为灾害扩大的原因。本文介绍了建筑的环境安全设计，探讨了建筑的防火与防爆安全。总结了确保建筑安全的设计措施。
关键词：建筑安全设计防火防爆措施
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
城市建筑的安全与防灾设计是一个复杂的系统工程。在设计中, 首先需要从城市的建筑规划入手, 通盘考虑城市建筑的地理地质条件、气候环境条件、相邻建筑的连带灾害和防灾支持。其次, 要保证城市建筑的动力、检测以及控制系统的安全,做好灾害中的疏散与撤离设计。
一、建筑的环境安全设计
建筑的环境安全设计, 包括建筑所处地质条件的安全和建筑所处气候环境的安全, 此外还要考虑建筑所处建筑群体间的共同安全。
1、建筑的地质安全设计
地质安全设计重点是考虑地震对建筑破坏的影响。1989 年, 我国正式颁布了《建筑抗震设计规范》 , 强调了建筑物的抗震体系和场地对建筑物的影响, 明确了城市建筑的抗震设计中, 要同时考虑材料、建筑物体型、地震区划等因素。因此城市建筑的抗震防灾设计, 不仅要考虑结构强度的抗震, 还要全面考虑避震疏散通道和场地及临震应急措施等, 尤其要避免地震发生后, 因建筑物倒塌、水管震坏等影响消防设施发挥作用的次生灾难发生。
2、建筑的气象环境安全设计
气候环境安全设计主要考虑台风、洪水等对建筑破坏的影响。我国许多地区, 尤其是南方地区,几乎每年都要受到洪水的危害, 因此在建筑设计中, 除需考虑建筑本身的防洪防水性能外还应重视建筑对泄洪排涝的影响。如1998 年长江洪水灾害中, 泄洪区的许多建筑实际起到了助纣为虐的作用。对于沿海建筑的设计, 要充分考虑台风与海潮对建筑群体的抗风、排水、抗雷电袭击等方面要求。
3、群体建筑的安全设计
对于建筑群体, 要考虑相邻建筑间的灾害连带影响与破坏, 例如拆除旧建筑时采用的定向爆破可能带来的问题等。另一方面, 在建筑的设计中, 还应考虑以建筑群的观念进行建筑的安全联保设计,即在一个建筑发生安全灾难后, 通过相邻建筑提供减灾支援的问题。
二、建筑的防火与防爆安全
防火安全是建筑的主要使用安全要求。建筑的防火设计应按照国家标准进行, 其中高层建筑的防火设计尤为重要。现代高层建筑内应该具有的消防设施包括: 火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、自动防排烟系统、室内外消火栓系统、防火卷帘门操作系统、自动闭门装置系统等。由于消防车的灭火能力有限, 对50 m 以上的高层建筑, 消防灭火应着重于自救, 这就需要设计足够的室内消防给水系统。
1、内部自动喷水灭火系统及优势
自动喷水灭火系统可在火灾刚发生时利用热传感器使布置在天花板上的闭式喷头自动打开, 喷水灭火, 同时发出火警信号和启动消防泵。该系统的灭火效果在国内外的消防记录中都很出色, 原因是其灭火原理中避免了外部喷水灭火时附带空气的助燃作用, 因此, 多层建筑的消防灭火设计, 应以自动喷水灭火系统为主。为了能更加及时准确的启动, 将火灾消灭在萌芽阶段, 日本的洒水喷头还设计安装有集热板, 使烟气热流能更快集中。
2、分区消防设计及装置
建筑消防设计应采用分区消防的设计思想。防火卷帘门是隔离消防分区的主要工具, 所以要求其材料及绝热性能要达标准, 封闭时的工作间隙应足够小, 这样在火灾发生时, 既可阻止火焰通过, 又可阻止烟雾通过, 最大限度地减少人员和物资的损失。采用分区消防并保证分区间能有效隔离火焰及烟雾, 对玻璃幕墙式的高层建筑设计提出了更高要求, 为满足防火中的耐高温及密封性能要求, 势必要增加进一步的配套措施。
3、管道防爆设计要素
民用建筑容易发生的另一类灾害就是爆炸事故, 最主要的是燃气爆炸。引起燃气爆炸的主要原因是使用燃具造成的泄漏和燃气管道的泄漏, 前者与使用因素相关, 后者往往由于其它原因如地震等外力引起或由于热胀冷缩导致的管道开裂引起。建筑防爆设计的关键在于将爆炸限制在局部范围,因而, 在设计建筑燃气管道时, 一定要考虑建筑受力及温度变化对管道可能产生的破坏影响。引起建筑燃气爆炸的另一个原因是烟道与通风设计的不合理或不正确, 因此, 应高度重视通风系统的设计。对排风和排烟两套系统, 可合并设计成一体,平时排风, 火灾时排烟, 这样, 既满足了不同的使用要求, 又可降低工程建设成本。
三、确保建筑安全的设计措施
1、建筑设计必须与结构设计相结合
建筑设计与结构实际是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定方面起着至关重要的作用。但也有一种不好的倾向，少数建筑设计师把结构设计摆在从属地位，并要求结构必须服从建筑，应以建筑为主。许多建筑设计师强调创作的美观、新颖、标新立异、强调创作的最大自由度，然而有些创新的建筑方案却在结构上很不合理甚至无法实现，这无疑给建筑结构的安全带来隐患。
2、合理确定设计安全度
结构设计安全度的高低，是国家经济和资源状况、社会财富累积度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。确定工程的安全度在一定程度上需以概率和统计为基础，但更多的须靠经验、工程判断及综合考虑。
与国际上一些通用标准相比，我国混凝土结构规范设定的安全度水平偏低，有的偏低较多。这体现在设计结构安全度的各个环节中，如我国混凝土结构设计规范取用的荷载值比国外低，材料强度值比国外高，估计结构承载力所用计算公式的安全度低于国外甚至在个别情况下偏于不安全，对结构的构造规定又远比国外要求低。
3、进行防火防爆设计
建筑消防设计是建筑设计中的一个重要组成部分，关系到人民生命财产安全，应该引起大家的足够重视。文章从防火分区和安全疏散两方面来讨论：
（1）建筑的防火分区问题。
《建规》3.2.1 条规定了厂房的防火分区，其中有一点需要注意，即厂房的防火分区是和该厂房的耐火等级、最多允许层数及占地面积有关。虽然《建规》中规定封闭楼梯间的门为双向弹簧门就可以了，但作为划分防火分区用的封閉式楼梯间门至少应设乙级防火门。因为开敞的楼梯间也是开口部位，是火灾纵向蔓延的途径之一，也应该按上下连通层作为一个防火分区计算面积。
（2）安全疏散设计问题。
很多大型商业建筑在消防安全疏散设计中存在的问题，诸如首层中部疏散楼梯无法直通室外、中庭回廊容易滞留人员、首层疏散距离超过规范要求等。商业建筑卖场的疏散距离应执行《建规》中5.3.8 第三款（不论采用任何形式的楼梯间，房间内最远一点到房门的距离不应超过袋型走到两侧或尽端的房间从房门到外部出口或楼梯间的最大差距）的规定，即22m，如再设有自动喷水灭火系统其疏散距离在增加25%，为27.5m。但如果在商业建筑的卖场每家店铺均设有到顶的隔断墙并设有安全疏散通道，疏散通道两侧的隔墙耐火极限≥1h（非燃材料），房间隔墙耐火极限t＞0.5h（非燃材料），则房间门通过安全疏散通道到疏散出口的距离适用40m 和22m 的规定等等。
4、考虑建筑结构的耐久性
结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题。现在有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少，重视强度极限状态而不重视使用极限状态。重视新建筑的建造而不重视旧建筑的维护。所谓“安全”，包括保证人员财产不受损失和保证结构功能正常运行，以及保证结构有修复的可能，即所谓的“强度”、“功能”和“可修复”三原则。
我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干渴、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远大于因结构构建承载力安全水准设置偏低所带来的危害。所以这个问题必须引起格外重视。
参考文献：
[1] 王志华.防灾技术在建筑中的体现与应用[J]. 科技信息(科学教研). 2008(21)
[2] 陈兰英.我国城市建筑抗震防灾的工程对策[J]. 防灾技术高等专科学校学报. 2003(02)
[3] 吕元,胡斌.城市空间的防灾功能[J]. 低温建筑技术. 2004(01)
关键词：建筑安全设计防火防爆措施
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
城市建筑的安全与防灾设计是一个复杂的系统工程。在设计中, 首先需要从城市的建筑规划入手, 通盘考虑城市建筑的地理地质条件、气候环境条件、相邻建筑的连带灾害和防灾支持。其次, 要保证城市建筑的动力、检测以及控制系统的安全,做好灾害中的疏散与撤离设计。
一、建筑的环境安全设计
建筑的环境安全设计, 包括建筑所处地质条件的安全和建筑所处气候环境的安全, 此外还要考虑建筑所处建筑群体间的共同安全。
1、建筑的地质安全设计
地质安全设计重点是考虑地震对建筑破坏的影响。1989 年, 我国正式颁布了《建筑抗震设计规范》 , 强调了建筑物的抗震体系和场地对建筑物的影响, 明确了城市建筑的抗震设计中, 要同时考虑材料、建筑物体型、地震区划等因素。因此城市建筑的抗震防灾设计, 不仅要考虑结构强度的抗震, 还要全面考虑避震疏散通道和场地及临震应急措施等, 尤其要避免地震发生后, 因建筑物倒塌、水管震坏等影响消防设施发挥作用的次生灾难发生。
2、建筑的气象环境安全设计
气候环境安全设计主要考虑台风、洪水等对建筑破坏的影响。我国许多地区, 尤其是南方地区,几乎每年都要受到洪水的危害, 因此在建筑设计中, 除需考虑建筑本身的防洪防水性能外还应重视建筑对泄洪排涝的影响。如1998 年长江洪水灾害中, 泄洪区的许多建筑实际起到了助纣为虐的作用。对于沿海建筑的设计, 要充分考虑台风与海潮对建筑群体的抗风、排水、抗雷电袭击等方面要求。
3、群体建筑的安全设计
对于建筑群体, 要考虑相邻建筑间的灾害连带影响与破坏, 例如拆除旧建筑时采用的定向爆破可能带来的问题等。另一方面, 在建筑的设计中, 还应考虑以建筑群的观念进行建筑的安全联保设计,即在一个建筑发生安全灾难后, 通过相邻建筑提供减灾支援的问题。
二、建筑的防火与防爆安全
防火安全是建筑的主要使用安全要求。建筑的防火设计应按照国家标准进行, 其中高层建筑的防火设计尤为重要。现代高层建筑内应该具有的消防设施包括: 火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、自动防排烟系统、室内外消火栓系统、防火卷帘门操作系统、自动闭门装置系统等。由于消防车的灭火能力有限, 对50 m 以上的高层建筑, 消防灭火应着重于自救, 这就需要设计足够的室内消防给水系统。
1、内部自动喷水灭火系统及优势
自动喷水灭火系统可在火灾刚发生时利用热传感器使布置在天花板上的闭式喷头自动打开, 喷水灭火, 同时发出火警信号和启动消防泵。该系统的灭火效果在国内外的消防记录中都很出色, 原因是其灭火原理中避免了外部喷水灭火时附带空气的助燃作用, 因此, 多层建筑的消防灭火设计, 应以自动喷水灭火系统为主。为了能更加及时准确的启动, 将火灾消灭在萌芽阶段, 日本的洒水喷头还设计安装有集热板, 使烟气热流能更快集中。
2、分区消防设计及装置
建筑消防设计应采用分区消防的设计思想。防火卷帘门是隔离消防分区的主要工具, 所以要求其材料及绝热性能要达标准, 封闭时的工作间隙应足够小, 这样在火灾发生时, 既可阻止火焰通过, 又可阻止烟雾通过, 最大限度地减少人员和物资的损失。采用分区消防并保证分区间能有效隔离火焰及烟雾, 对玻璃幕墙式的高层建筑设计提出了更高要求, 为满足防火中的耐高温及密封性能要求, 势必要增加进一步的配套措施。
3、管道防爆设计要素
民用建筑容易发生的另一类灾害就是爆炸事故, 最主要的是燃气爆炸。引起燃气爆炸的主要原因是使用燃具造成的泄漏和燃气管道的泄漏, 前者与使用因素相关, 后者往往由于其它原因如地震等外力引起或由于热胀冷缩导致的管道开裂引起。建筑防爆设计的关键在于将爆炸限制在局部范围,因而, 在设计建筑燃气管道时, 一定要考虑建筑受力及温度变化对管道可能产生的破坏影响。引起建筑燃气爆炸的另一个原因是烟道与通风设计的不合理或不正确, 因此, 应高度重视通风系统的设计。对排风和排烟两套系统, 可合并设计成一体,平时排风, 火灾时排烟, 这样, 既满足了不同的使用要求, 又可降低工程建设成本。
三、确保建筑安全的设计措施
1、建筑设计必须与结构设计相结合
建筑设计与结构实际是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定方面起着至关重要的作用。但也有一种不好的倾向，少数建筑设计师把结构设计摆在从属地位，并要求结构必须服从建筑，应以建筑为主。许多建筑设计师强调创作的美观、新颖、标新立异、强调创作的最大自由度，然而有些创新的建筑方案却在结构上很不合理甚至无法实现，这无疑给建筑结构的安全带来隐患。
2、合理确定设计安全度
结构设计安全度的高低，是国家经济和资源状况、社会财富累积度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。确定工程的安全度在一定程度上需以概率和统计为基础，但更多的须靠经验、工程判断及综合考虑。
与国际上一些通用标准相比，我国混凝土结构规范设定的安全度水平偏低，有的偏低较多。这体现在设计结构安全度的各个环节中，如我国混凝土结构设计规范取用的荷载值比国外低，材料强度值比国外高，估计结构承载力所用计算公式的安全度低于国外甚至在个别情况下偏于不安全，对结构的构造规定又远比国外要求低。
3、进行防火防爆设计
建筑消防设计是建筑设计中的一个重要组成部分，关系到人民生命财产安全，应该引起大家的足够重视。文章从防火分区和安全疏散两方面来讨论：
（1）建筑的防火分区问题。
《建规》3.2.1 条规定了厂房的防火分区，其中有一点需要注意，即厂房的防火分区是和该厂房的耐火等级、最多允许层数及占地面积有关。虽然《建规》中规定封闭楼梯间的门为双向弹簧门就可以了，但作为划分防火分区用的封閉式楼梯间门至少应设乙级防火门。因为开敞的楼梯间也是开口部位，是火灾纵向蔓延的途径之一，也应该按上下连通层作为一个防火分区计算面积。
（2）安全疏散设计问题。
很多大型商业建筑在消防安全疏散设计中存在的问题，诸如首层中部疏散楼梯无法直通室外、中庭回廊容易滞留人员、首层疏散距离超过规范要求等。商业建筑卖场的疏散距离应执行《建规》中5.3.8 第三款（不论采用任何形式的楼梯间，房间内最远一点到房门的距离不应超过袋型走到两侧或尽端的房间从房门到外部出口或楼梯间的最大差距）的规定，即22m，如再设有自动喷水灭火系统其疏散距离在增加25%，为27.5m。但如果在商业建筑的卖场每家店铺均设有到顶的隔断墙并设有安全疏散通道，疏散通道两侧的隔墙耐火极限≥1h（非燃材料），房间隔墙耐火极限t＞0.5h（非燃材料），则房间门通过安全疏散通道到疏散出口的距离适用40m 和22m 的规定等等。
4、考虑建筑结构的耐久性
结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题。现在有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少，重视强度极限状态而不重视使用极限状态。重视新建筑的建造而不重视旧建筑的维护。所谓“安全”，包括保证人员财产不受损失和保证结构功能正常运行，以及保证结构有修复的可能，即所谓的“强度”、“功能”和“可修复”三原则。
我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干渴、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远大于因结构构建承载力安全水准设置偏低所带来的危害。所以这个问题必须引起格外重视。
参考文献：
[1] 王志华.防灾技术在建筑中的体现与应用[J]. 科技信息(科学教研). 2008(21)
[2] 陈兰英.我国城市建筑抗震防灾的工程对策[J]. 防灾技术高等专科学校学报. 2003(02)
[3] 吕元,胡斌.城市空间的防灾功能[J]. 低温建筑技术. 2004(01)