大空間建筑的防火分區(qū)設(shè)計(jì)方法

辛瑞東

（黑龍江省消防總隊(duì)牡丹江消防支隊(duì)西安消防大隊(duì)，黑龍江 牡丹江 157000）

引言

近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，一批大空間建筑在全國(guó)各地相繼投資建設(shè)，且有進(jìn)一步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，對(duì)于這些大型建筑，如大會(huì)堂、體育館、展覽館、候機(jī)廳等，單層建筑面積超大，樓層超高，內(nèi)部空間不能分隔，其特殊使用的要求使建筑設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)行防火規(guī)范相矛盾，套用現(xiàn)行防火設(shè)計(jì)規(guī)范無(wú)法解釋及確定出完善的防火分區(qū)的設(shè)計(jì)方案，而這類(lèi)大空間建筑又都存在著危險(xiǎn)等級(jí)高、火災(zāi)水平蔓延速度快的特點(diǎn)，近年來(lái)全國(guó)各地的大空間建筑也多次發(fā)生重、特大火災(zāi)事故。大空間建筑火災(zāi)之所以迅速發(fā)展為大火并造成巨大損失，主要原因是沒(méi)有進(jìn)行有效的、必要的防火分隔，因此研究大空間建筑的防火分區(qū)問(wèn)題是預(yù)防火災(zāi)事故的一個(gè)重要方面。

1 大空間建筑的火災(zāi)特性

由于建筑結(jié)構(gòu)上的特殊性和使用方面的復(fù)雜性，大空間建筑的火災(zāi)預(yù)防與普通建筑有著明顯的區(qū)別，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1 不易進(jìn)行防火分隔

在建筑物內(nèi)設(shè)置防火防煙分區(qū)是控制煙氣蔓延的主要方法，但是對(duì)于大空間建筑，由于建筑結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、使用功能等方面的影響，特別是一些大型體育場(chǎng)館、工業(yè)廠房，很難利用防火墻、防火卷簾等有效防煙隔煙措施進(jìn)行防火分隔。

1.2 普通火災(zāi)探測(cè)技術(shù)無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)

目前在普通建筑中廣泛使用的火災(zāi)探測(cè)器大都是以煙氣濃度或溫度為信號(hào)進(jìn)行探測(cè)的，且探測(cè)器大多安裝于頂棚之下。普通建筑的樓層高度多數(shù)在6m以下，火災(zāi)煙氣能夠很快到達(dá)頂棚，因此這類(lèi)探測(cè)器對(duì)普通建筑是適用的。另外，由于建筑物內(nèi)部熱風(fēng)壓的影響，大空間上部常會(huì)形成一定厚度的熱空氣層，它足以阻止火災(zāi)煙氣上升到大空間的頂棚，從而影響火災(zāi)探測(cè)器的工作。

1.3 常用的自動(dòng)噴水滅火裝置不能有效發(fā)揮作用

在普通建筑中，灑水噴頭通常是按一定間距沿頂棚分布安裝的。當(dāng)頂棚附近的溫度達(dá)到噴頭的啟動(dòng)溫度后，灑水噴頭便開(kāi)始灑水。另一方面，普通噴頭噴出的水滴從十幾米乃至幾十米的高度落下來(lái)，往往到達(dá)不了燃燒物的表面就失去了水滴的濃度和滅火范圍，即失去了有效的滅火作用。

1.4 人員的安全疏散相當(dāng)困難

大空間建筑一般都是人員高度集中的場(chǎng)所，常常有成千上萬(wàn)的人，而且這些人來(lái)到這里通常是沒(méi)有組織的(例如劇場(chǎng)、體育館等)，一旦發(fā)生火災(zāi)，在較短的時(shí)間內(nèi)將人們迅速疏散到外界是一個(gè)極為困難的問(wèn)題。

2 合理的大空間建筑防火分區(qū)設(shè)計(jì)方法

2.1 利用防火墻進(jìn)行防火分隔

防火墻應(yīng)直接設(shè)置在基礎(chǔ)上或鋼筋混凝土的框架上。防火墻應(yīng)截?cái)嗳紵w或難燃燒體的屋頂結(jié)構(gòu)，且應(yīng)高出非燃燒體屋面不小于40cm，高出燃燒體或難燃燒屋面不小于50cm。當(dāng)建筑物的屋蓋為耐火極限不低于0.5h的非燃燒體時(shí)、高層工業(yè)建筑屋蓋為耐火極限不低于1h的非燃燒體時(shí)，防火墻可砌至屋面基層的底部，不高出屋面。防火墻中心距天窗端面的水平距離小于4m，且天窗端面為燃燒體時(shí)，應(yīng)采取防止火勢(shì)蔓延的設(shè)施。建筑物的外墻如為難燃燒體時(shí)，防火墻應(yīng)突出難燃燒體墻的外表面40cm；緊靠防火墻兩側(cè)的門(mén)窗洞口之間最近的水平距離不應(yīng)小于2m，如裝有耐火極限不低于0.9h的非燃燒體固定窗扇的采光窗，可不受距離的限制。設(shè)計(jì)防火墻時(shí)，應(yīng)考慮防火墻一側(cè)的屋架、梁、樓板等受到火災(zāi)的影響而破壞時(shí)，不致使防火墻倒塌。

2.2 利用防火卷簾進(jìn)行防火分隔

當(dāng)采用以背火面溫升作耐火極限判定條件的防火卷簾時(shí)，其耐火極限不應(yīng)小于3h，如雙軌、雙簾無(wú)機(jī)防火卷簾和氣霧式等特殊防火卷簾。當(dāng)采用不以背火面溫升作耐火極限判定條件的防火卷簾時(shí)，其防火卷簾兩側(cè)應(yīng)設(shè)獨(dú)立的閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)，系統(tǒng)噴水持續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于3h，噴水強(qiáng)度不應(yīng)小于0.5L/som，噴頭間距應(yīng)為2m～2.5m，噴頭距卷簾的垂直距離宜為0.5m。

2.3 用水幕進(jìn)行防火分隔

噴頭布置應(yīng)為3排，防火水幕帶的有效寬度不應(yīng)小于6m。供水強(qiáng)度不應(yīng)小于2L/som，噴水延續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于3h。水幕上部不應(yīng)有可燃構(gòu)件和可燃物。自動(dòng)扶梯、開(kāi)敞式樓梯和防火墻上根據(jù)需要開(kāi)設(shè)的孔洞均應(yīng)設(shè)置防火卷簾或水幕進(jìn)行分隔。

2.4 高層建筑中庭防火分區(qū)面積應(yīng)按連通的面積疊加計(jì)算。

當(dāng)超過(guò)一個(gè)防火分區(qū)的面積時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

房間與中庭回廊相連的門(mén)，應(yīng)設(shè)能自動(dòng)關(guān)閉的乙級(jí)防火門(mén)；與中庭相連的過(guò)廳、通道應(yīng)設(shè)防火門(mén)或防火卷簾。

2.5 利用增加火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，達(dá)到防火分區(qū)增加一倍面積的目的。

一般的，對(duì)于大空間建筑宜采用非接觸式火災(zāi)探測(cè)器，主要是光束對(duì)射式或圖像式探測(cè)器，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭采用大水滴快速反應(yīng)噴頭或遠(yuǎn)程數(shù)控水炮。從而達(dá)到滿足大空間探測(cè)和撲救火災(zāi)的需要。

2.6 利用性能化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行防火分區(qū)設(shè)計(jì)

在大空間建筑的防火設(shè)計(jì)中應(yīng)用“性能化”防火設(shè)計(jì)的方法，可以解決“處方式”設(shè)計(jì)安全性不確定的問(wèn)題，使大空間建筑的消防安全性得到有效的保證。對(duì)大空間建筑進(jìn)行“性能化”防火設(shè)計(jì)，首先必須要設(shè)計(jì)火災(zāi)——即建立火災(zāi)場(chǎng)景模型。在建立火災(zāi)場(chǎng)景模型之前，應(yīng)首先判斷不同區(qū)域的火災(zāi)類(lèi)型，火災(zāi)類(lèi)型不同，燃燒速度、放熱量及火災(zāi)的時(shí)間就不同，那么數(shù)學(xué)模型也不同。火災(zāi)荷載的大小、可燃物的性質(zhì)、通風(fēng)條件是決定火災(zāi)嚴(yán)重性的三個(gè)重要因素。大空間建筑的火災(zāi)模型要考慮到空氣供給速度及材料的分布情況。由于這種建筑的空間較大，較易獲得建筑物外環(huán)境風(fēng)量補(bǔ)償，因此空氣供給速度也較快。而材料的分布與建筑的使用功能有著直接關(guān)系。通過(guò)對(duì)火災(zāi)的模擬，即放熱量大小和持續(xù)時(shí)間的確定，可以得出對(duì)整個(gè)建筑各個(gè)部分構(gòu)件耐火性能、防火分區(qū)、防排煙、安全疏散等各方面的要求。對(duì)耐火性能、防火分區(qū)、防排煙、安全疏散等各方面進(jìn)行安全檢驗(yàn)，若不符合防火要求，應(yīng)反復(fù)進(jìn)行校對(duì)，直到滿足安全性的要求為止。從“性能化”設(shè)計(jì)的步驟可以看出：“安全檢驗(yàn)”是“性能化”設(shè)計(jì)區(qū)別于“處方式”設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，因此，在大空間建筑的防火設(shè)計(jì)中應(yīng)用“性能化”的設(shè)計(jì)方法，可以使建筑的消防安全性得到更有效的保證。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于大空間建筑，由于其使用功能的復(fù)雜性和不確定性、人員密度及火災(zāi)荷載都較大的特點(diǎn)，所以合理進(jìn)行防火分區(qū)十分必要。在一般大空間建筑中，常規(guī)的防火分隔物還是可以適用的。在實(shí)際工作中，還必須結(jié)合實(shí)際，根據(jù)建筑空間的特點(diǎn)靈活利用以上六種方法進(jìn)行防火分區(qū)的劃分。由于大空間建筑與一般建筑在火災(zāi)現(xiàn)象方面存在較大差異，因而必須從整體分析大空間建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)所具有的性能特性為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)施防火安全綜合設(shè)計(jì)。

[1]中華人民共和國(guó)公安部.《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006.

[2]中華人民共和國(guó)公安部.《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95.

[3]《消防科學(xué)與技術(shù)》.

[4]DBJ50-054-2006，大型商業(yè)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[s].

[5]李引擎.建筑防火工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.