高层住宅建筑防火设计探究 袁春凤

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:袁春凤
[导读] 摘要:城市经济快速发展的重要标志就是高层建筑的增多,它的特点是楼层高、建筑材料多样化以及容纳人数多等。
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        摘要:城市经济快速发展的重要标志就是高层建筑的增多,它的特点是楼层高、建筑材料多样化以及容纳人数多等。这些特点虽然提高了人们的生活质量,但是却在很大程度上给消防救援增加了难度,反而需要靠建筑本身的消防设施进行救援。本文对高层住宅建筑防火设计进行分析,以供参考。
        关键词:高层住宅;建筑防火;设计探
        引言
        近年来,由于我国城镇化与城市化的同步快速发展,城市人口密度越来越大,城市住宅建筑越来越高,这也使得高层建筑的火灾隐患愈发明显。高层建筑火灾问题如此严峻,它也说明了高层建筑安全性与防火性能的相对薄弱,这也在一定程度上刺激了性能化防火设计技术的出现与应用。
        1高层住宅建筑基本特征与防火规范
        1.1高层住宅建筑的基本特征
        据不完全信息统计,我国的民用建筑设计通则规定,建筑高度超过一百米时,不论住宅及公共建设均为超高层建筑,超高层建筑在很多方面都有特殊的设计要求,例如防火设计和报警系统等等。超高层建筑在垂直设计方面大大缓解了城市的土地利用率和城市拥挤问题,但是也会出现超高层建筑的共性问题,由于建筑物过高需要注意的方面还是有很多的,比如说超高层建筑的电梯问题,还需要考虑到超高层建筑的防震问题和火灾问题。如果从高层住宅建筑的外部体形进行分析归类,它还分为传统的板式、塔式以及现代的墙式结构。而如果从高层住宅建筑的内部空间组合方式与基本形体结构设计来看,它还可分为单元式与走廊式。单元式一般为独立单元式或组合单元式,而走廊式则分为内走廊式、外走廊式和跃廊式。目前单元式高层住宅建筑在城市中最为常见,因为它每层建筑都以楼梯或电梯为中心,户数一般为2~4户(最大8户),各户自成一体,互不影响,建筑中每一层都保留一定的公共使用区域,且一般高层建筑朝向都很好,建筑面积较小,造价经济能够为更多城市居民所接受。单元式高层住宅建筑也已经成为最受城市居民欢迎的主要住宅形式。
        1.2高层住宅建筑在防火规范中所存在的问题
        第一,结合《高层民用建筑设计防火规范》相关规范内容,可将高层住宅建筑划分为一类高层与二类高层两类,其中一类高层为建筑高度大于54m的住宅建筑(包括设置商业服务网点的住宅建筑);第二类为建筑高度大于27m,但不大于54m的住宅建筑(包括设置商业服务网点的住宅建筑)。结合高层住宅建筑不同的建筑高度、使用功能和楼层的建筑面积,消防技术规定也应该有所不同。不过规范中并没有对高层住宅建筑的防火事项进行定量与定性分析,这容易导致设计者对建筑防火设计产生不同的见解,会影响建筑整体的防火安全性。第二,针对高层住宅建筑的基本结构构件耐火等级考虑,对其极限值的合理性研究并不到位,未能结合住宅建筑特征提出相关技术指标要求。譬如说某些高层建筑的传统施工材料与构建组合就没有耐火等级极限值数据,而采用高层住宅建筑新施工技术难以与旧建筑材料实现有效匹配,这导致现代高层住宅建筑建设形式与技术发展陷入瓶颈。
        2高层建筑性能化防火设计的安全性判定依据
        时间判定依据,在人员撤离与避难方案设计过程中就涉及到对火灾蔓延区域与撤离到安全区域的时间计算,这一段时间被称之为逃生时间,具体来说就是利用人员生命安全判定量化的火灾发展与逃生时间分析,它主要借助时间线对人员耐受极限程度(ASET)进行分析,再与人员安全输送时间(REST)进行对比分析,如果出现了REST<ASET的情况,则可判断高层住宅建筑内逃生人员在未超过人类耐受极限的情况下安全逃生。反之如果出现了REST>ASET情况,则不能保证逃生人员安全逃生。在上述量对比中采用ts.表示安全剩余量,则有如下评估关系算式为[2]:REST+(ts.)≤ASET。
        3高层住宅建筑防火设计原则
        在住宅建筑防火设计中:主动防火系统,即自动消防给水、灭火、报警和消防用电等消防设施,能够及时发现火情并迅速作出反映;被动防火系统,即运用防火门、防火吊灯和挡烟垂壁等装修材料。在火灾发生后,通过这些材料对空间进行划分,将火势控制在最小范围内,甚至在火势严重情况下,住宅建筑也不会出现倒塌。


        4高层住宅建筑的防火设计要点分析
        超高层建筑火灾具有易燃因素多,蔓延速度快、人员集中,救援难度大等特点,其扑灭及救援都属世界性难题。由于消防设施的迟缓发展,消防安全工作的方针还是预防为主,消防结合,这更要求建筑设计人员在建筑设计阶段提高消防意识,杜绝消防隐患,本节基于建筑设计防火规范的相关内容,提出了超高层建筑设计要点。
        4.1科学布置消防栓
        消防栓的设计具有重要的现实意义,能实现消防给水,在火灾发生后及时供水。在实际的高层住宅建筑中,消防栓设计比较简易,在整体的设计中缺乏科学性,消防栓周围没有临时的应急防火设备。所以,设计者在设计中要重视对消防系统的管理强度,在设计中安排专门的管理人员进行控制,减少其他外界因素的影响,从而更好地解决问题,并根据设计的相关要求,积极吸收借鉴先进的技术经验,设计出可行性比较强的消防系统。
        4.2灭火器材方面
        对于高层民用建筑而言,在对防火器材进行配置和利用的时候,不仅要对消火栓等一些基本的工具进行配备,而且还要保证灭火器等配备齐全。由于灭火器在实际应用过程中比较方便,尤其是在火势还没有蔓延的时候,如果发现得早,可以直接利用灭火器将火源进行消灭。这样不仅可以实现对火情的有效控制,而且还可以尽可能避免更加严重的灾害事故发生。所以在对高层民用建筑进行防火设计的时候,要在各个楼层的专用位置处,对灭火器进行合理的设置和利用,这样有利于保证这些灭火器在实际应用过程中的效果。
        4.3科学设计建筑安全疏散楼梯
        火灾发生后,电梯无法正常使用,楼梯是人员疏散的关键所在,不同建筑楼梯设计也不同,针对中高层住宅建筑,每层要设置2个及以上的安全出口,安全疏散楼梯需要与屋面连通。而对裙房建筑来讲,需要有独立的楼梯设计,这样能避免裙房住户通过主建筑楼梯逃生,有效增加建筑逃生的空间。
        5高层住宅建筑防火设计措施分析
        5.1建筑平面防火分区
        防火分区的面积大小要根据建筑的使用功能、设计耐火等级来确定。例如,某大厦的地下一层建筑面积为3745m2,耐火等级为一级,使用功能为地下三类车库。按规范要求地下车库一个防火分区面积不得超过2000m,设有喷淋和自动报警系统,则防火面积可以增大一倍,故仅需划分一个防火分区即可满足规范要求。
        5.2消防给水设计
        当发生火灾时,若消防水量不足,则会影响火灾扑救,从而造成严重的人员和财产损失。消防给水系统主要由消防水源、水箱、水泵、控制室、消防管网及消火栓组成。高层建筑室外消防给水管道需设为环形,消防栓需确保消防车的正常取水,室内给水管道需与生活用水相互独立。另外,给水管道要环形布置。再者,消防水泵在消防给水系统中发挥重要作用,为提高消防水泵的运行质量,必须高度重视消防水泵的使用性能、安装数量和安装及开启方式。室内消火栓应设置在相对明显的位置,这样一方面可优化其使用性能,另一方面也可做到有效水柱同时作用。
        结束语
        随着经济的发展,高层建筑的增多,防火问题已经逐渐得到社会各界人士的关注,高层住宅建筑一旦发生火灾是非常危险的,损失也是无法预计的。因此在高层建筑设计时,要充分考虑防火的问题。只有防患于未然,才能在发生火灾时将人员伤亡、财产损失降到最低。
        参考文献:
        [1]柴相文.高层建筑防火中性能化设计方法的应用分析[J].价值工程,2019,38(13):164-167.
        [2]蔡坚幸.高层住宅建筑防火设计探究[J].住宅与房地产,2018(06):132.
        [3]段国斌.高层住宅建筑防火设计探究[J].建材与装饰,2017(23):111-112.
        [4]李铁.高层住宅建筑防火设计要点[J].科技信息,2017(10):145.
        [5]张文波.高层民用建筑防火设计要点探讨[J].科技信息,2017(06):239.
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