中庭建筑的防火安全设计探讨

1、编号：SM-ZD-70600中庭建筑的防火安全设计探讨Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making,ensure the safety status, and unify the overall plan objectives编制:审核:时间:本文档下载后可任意修改精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT中庭建筑的防火安全设计探讨简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于

2、最佳安全状态，从而使整体计划目 标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。随着建筑业的发展，一种以建筑内部空间为核心综合多 种功能的空间结构形式-中庭，在我国的高层建筑中使用的 越来越为频繁和成熟。如上海的金茂大厦、港汇商厦、连卡 佛等许多高层建筑，都设有贯穿若干层或全楼的中庭。中庭 的由现，在创造了一个引人注目的共享环境的同时，也带来 了特殊的火灾危险性。中庭的高度（通常在 20米以上）会 大大降低自动喷水灭火系统的有效性，而贯穿全楼或多层的 封闭大空间与楼层间的不完全隔离，无法有效延缓火、烟由 着火层向其他楼层的蔓延，随着火场温度的升高，如无完善 的送风、

3、排烟系统设计，中庭还可能产生明显的烟囱效应， 造成火势迅速上窜蔓延，甚至将导致大量人员伤亡，带来不 可估计的损失。以下我们了解中庭的一些情况及对中庭建筑 的防火安全设计进行探讨。一、概况 1.1、中庭的概念第2页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT短边长度不小于6m （或半径不小于6m ）,横截面积不 小于100且其共享层数不少于三层的带有顶盖的室内庭院。设有中庭的建筑称之为中庭建筑。1.2、 防火设计中中庭的分类根据防火分隔设计所配备的消防设施，中庭一般可分为以下三类：1.2.1、 天井式中庭它是指用耐热的防火玻璃从建筑中分隔由来的高大空间，除了用于交通目的之外无其

4、它使用功能。这类中庭由于 采用了防火玻璃分隔，一般不会由现太大的问题，火灾时利 用机械排烟可达到控制火灾蔓延的目的。1.2.2、 开敞式中庭它是指除部分房间装有玻璃分隔之外，多数层间与中庭完全相通。这类中庭在火灾时的主要威胁来自与中庭直接相 通的疏散通道及回廊，因此，需设计烟气控制系统防止烟气 进入疏散通道。1.2.3、 封闭式中庭它是指用普通玻璃分隔由来的空间，具备使用功能，通第3页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT常可作为娱乐场所或餐厅。封闭式中庭在火灾中即使整个空 间充满烟气，危险性也不太大，考虑周围的回廊，房间全渗 进烟气，通常要设置机械排烟装置防止烟气扩散

5、。二、中庭的火灾危险性“中庭”能使建筑的内部空间达到最大范围连接性，并 形成整体的内部空间视觉效果以及大面积自然采光，其庄重 美观、内部采光性能好、环境舒适，但同时也带来了一系列 新的问题。例如：1967年比利时布鲁塞尔伊若巴施格百货商 店二楼起火，共造成 325人死亡，其中260人死于四楼食 堂，损失约70亿丹。此次火灾是由于建筑中中庭部分未设 防火分区，中庭设置的感烟探测器未动作，由于中庭的烟囱 效应，使烟气迅速扩散，火势扩大，起火45分钟后，玻璃屋 顶很快遭到破坏，一部分钢结构被烧而倒塌，楼内人员无法 安全、迅速的疏散，从而造成了此次悲惨事件。中庭建筑的火灾危险性：2.1、 易燃、可燃物

6、多中庭大部分都设置于宾馆和商贸楼等公共场所，满足诸 多功能的需求，建筑标准高，内部装修豪华，在装潢过程中，第4页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT为追求效果，大量使用木质，化纤及高分子合成等易燃、可 燃材料，发生火灾时极易形成气体火灾且难以控制。2.2、 易性形成“烟囱效应”，烟火蔓延快烟囱效应是指由建筑内、外部空气的温度及密度差而引 起的在建筑内部垂直的方向上的自然空气流动现象。中庭空 间形似烟囱，当大楼发生火灾，室内火场温度升时，往往形 成“烟囱效应”，风助火势，火借风威，烟气顺着中庭快速向 垂直和水平方向扩散，造成竖向、横向延烧。2.3、 疏散困难大具有中庭的

7、建筑一般都有相当的高度，电梯、自动扶梯 是主要的垂直交通工具。火灾时因断电致使电梯和自动扶梯 不能使用，人员只能依赖楼梯进行紧急疏散。然而，这类建 筑一般供人员使用的步行楼梯设计时位置安排的比较隐蔽， 每天进生的大量非固定人员对楼内结构不熟悉。火灾时，大 量人员同时疏散，极易由现拥挤、混乱，造成疏散通道堵塞， 加上火场内烟气浓度大，有害气体成分多，极易造成群死群 伤的悲惨局面。2.4、 火灾扑救困难大第5页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT2.4.1、 消防队同时要在数楼层进行灭火，需要调集大量兵力；2.4.2、 消防队员不得不沿着疏散人员逃生的相反方向进 入，这就

8、会在由入的通道上相撞；2.4.3、 火灾迅速扩大，应当阻止火势扩大的开口很多，很难确定从何处着手；2.4.4、 烟雾迅速扩散并充满空间，严重影响消防活动；2.4.5、 火灾时，屋顶和壁面玻璃爆裂散落，对消防队员 构成威胁。三、中庭建筑的防火安全设计由于中庭建筑存在上述的火灾危险性，尤其以烟气的火 灾危险性最大，火灾统计资料说明，火灾死亡的人数中，由 于烟熏死亡的占一半以上，在被火烧死的人当中多数也是因 为先中毒、窒息晕倒后被火烧死的。日本“千日”百货大楼 火灾，死亡的人118人当中就有93人是被烟熏死的。因此, 有必要在中庭设计一种合理的烟气控制系统以阻止着火空 间的热气流和有毒烟气通过中庭向

9、公共空间扩散是极其重 要的。下面本人就以防排烟设计为重点谈谈中庭建筑的防火第6页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT安全设计。3.1、 防排烟设计中庭的防排烟设计是一个比较复杂的问题，检验防排烟系统能否及时、有效的防排烟，必须满足以下的目的：(1 )在人员撤离所需时间内， 利用排烟设施保持大容量 空间建筑由口的有序环境；(2)控制并减少烟在着火区向附近空间扩散；(3)在着火区外提供有利条件， 使之有助于消防人员进 行搜索和救援行动，及探明和控制火势；(4)保护生命和财产的损失；(5)火灾发生后使烟散去。基于上述目的，对于那些通过中庭连接的楼层，最重要的一点是确保人们从

10、各层之间向有保护的疏散通道(前室楼梯间)疏散时烟和热控制在人们所能忍受的范围内，中庭建筑火灾时烟的生成和流由分为几个阶段，着火房间发生的 火灾，经开口向中庭等相邻空间流动，或在中庭底层发生火 灾，烟气向上部流动；烟气在流动过程中卷吸周围空气在火 焰上方升起，形成烟柱。根据烟气的流动特征，我们可以对第7页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT中庭的控制采取以下几种方法：(1)利用中庭顶部的排烟设施，将烟层保持在与中庭相通的最高居住面上部，称之为对流贯穿式排烟法；(2)利用挡烟垂壁等辅助设施形成贮烟仓，将起火层产生的烟气就地排除，阻止烟气进入中庭，称之为起火间排烟法；(3)

11、将烟气引入中庭四周的回廊(或阳台) ，回廊与中 庭之间设置挡烟垂壁，将回廊作为贮烟仓，利用回廊内的排 烟系统，将烟气排除，称之为回廊排烟法；(4)对于高度较高，或层数较多的中庭，下面几层中采 用对流贯穿式排烟，使烟层的高度符合这几层的疏散要求， 上面几层中庭采用挡烟垂壁，使烟气不侵入上面几层的中庭， 称之为混合排烟法。(5)对于高度较低或层数较少的中庭，可以借助室内外气体温度差引起的热压作用和室外风力造成的风压作用而形成的室内烟气和室外空气的对流运动进行排烟，称之为自然排烟法；上述中庭的排烟方法其适用条件有所不同，我们根据其第8页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT中

12、庭形式的不同区别对待。3.1.1、 对流贯穿式排烟法对流贯穿式排烟法由于其对中庭建筑的辅助要求最少， 因此是比较理想的方法。但对其使用却有条件上的限制，根 据国外资料表明，第一、当烟气质量流量达到150-200Kg/s 时，烟气控制系统将不再具有实用价值；第二、如果烟气卷 吸冷空气使热量损失较大，烟层会由现比预想的高度低很多 的情况，实验数据显示当烟气比周围环境温度仅15-20 C时,利用自然和机械排烟系统排烟都将是无效的，因此理想的烟 层应保持较高温。3.1.2、 起火间排烟法由于对流贯穿式排烟对于三层以上的中庭已经受到限 制，因此一些层数多，沿中庭四周布置的大型商业厅可以采 用起火间排烟法

13、，将烟气控制在起火间内，防止向其它区域 扩散，可采用设于火灾区域内的专用排烟设备，也可以与通 风和空调系统兼用。向中庭敞开部分应设置固定挡烟垂壁或 由火灾自动报警系统联动的活动式挡烟垂壁，挡烟垂壁的设 置应使烟层的底部不低于垂壁的底部，防烟分区可选择在第9页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT2000 M左右，烟气的形式按轴对称烟缕确定。3.1.3、 回廊排烟法对于中庭建筑中常见购物中心，这类中庭四周布置许多 单元商店，每个店的面积较小，如果每个商店均要设置排烟 设备是非常困难的，而且绝对是不经济的，因为排烟系统要 运用于每一个店，甚至是小店铺，才能保护整个建筑，况且

14、 排烟系统的控制又很复杂。如果火灾在着火间形成，烟气将 经过房间开口流入回廊，再向中庭扩散。为了防止烟气涌入 中庭，应该在回廊将烟气排除， 因此回廊边缘设置挡烟垂壁, 利用回廊作为“贮烟仓”，回廊内的排烟设备将烟气排除。3.1.4、 混合排烟法对于结构较为复杂，用途广泛的中庭建筑，可以采用混 合排烟法。如常见的一些中庭建筑下面几层为公共场所，上 面几层为办公场所，对于此类型的建筑，火灾时为确保下面 公共层人员疏散的安全，可采用混合排烟法，即下部采用对 流贯穿式排烟法，使烟层底部的高度维持在人员的居住面之 上，而其它的楼层则与中庭封闭起来，封闭的方式可以采用 设置卷帘等防火分隔方法第10页/总1

15、5页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT3.1.5、 自然排烟法它利用高温烟气积聚在开敞的最高部位这一特点，在中庭的顶部设置面积大于中庭地面面积5%的天窗或高侧窗，统一将烟气排至室外。但这种排烟方法对中庭的高度有一定的限制，一般在 2-5层之间。当中庭高度过高时，由于火灾初期烟气温度较低，烟气在上升过程中遇冷（如受空调影 响等）而使其密度加大。当热烟气流到与其密度相等的空气 高度时便转由水平方向扩展并随着温度的降低还会下降，使 得烟气无法从顶部高窗排到室外。因此，对于使用性质极为 重要的建筑在投资条件许可的情况下，虽然具有开启外窗的 自然排烟条件，仍应采用可靠的机械防烟装置。3

16、.1.6、 排烟系统的补风要有效地进行中庭的排烟，必须考虑补风，以替换被排放生去的烟气，补风量应不小于排烟量的 70% ,补充的空气 可以采用自然的补风系统，如果可利用的进风口面积有限， 可以考虑设置机械的补风系统。补风系统通过安全门入口的 风速必需小于 5m/S ,以避免对这些由口疏散的人群造成伤 害，补风口设于下部，补充的空气必须低于烟层，排烟时应第11页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT采用相邻防烟分区补风，但补风口应远离排烟口，补风系统 应与排烟系统联动起来。3.2、 防火分隔措施在中庭建筑中开敞式中庭的火灾危险性最大，根据国内 有关中庭防火设计规定并结合本

17、人在学习中的体会，当中庭 上下层连通的面积超过一个防火分区时，应采取以下的设计。3.2.1、 中庭回廊的防火设计中庭的每层回廊要设火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统。对于中庭较高的回廊还应设防火卷帘。3.2.2、 房间，过厅等处的防火分隔对于房间与中庭回廊相通的门窗应是能够自行关闭的乙级防火门窗，而与中庭相通的过厅、通道则要设乙级防火 门或耐火极限大于3小时的防火卷帘。在一些要求不占空间、 不影响建筑装潢的防火分隔设计中可以使用防火卷帘。卷帘 平时收藏在吊顶上，发生火灾时可以自动或手动降下隔断火 焰，若采用防火防烟卷帘还可以起到防火隔烟的双重功能。3.2.3、 水幕系统的设计与应用对于人员较多

18、，设置防火卷帘会影响人员疏散的回廊等第12页/总15页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT处可采用水幕系统。对水幕系统的设计要求是一定要形成水 幕带，其有效宽度不应小于6m ,喷头布置不少于 3排，喷头的供水强度为 2-3L/S4。水幕系统的启动可采用自动或 手动开启装置，确保火灾发生时水幕系统起到防火隔烟作用。3.3、 安装双自动系统在中庭顶盖及各层走道、房间等部位遍设感烟探测器和 自动喷水灭火系统。感烟探测器应与排烟天窗及自动喷水系 统联动，并且由大楼的消防中心自动或手动控制。当火灾发 生在中庭范围内而烟感器报警后，自动喷水系统就可立即启 动。3.4、 中庭钢结构构件的保护除了要对建筑整体作统一的防火设计外，还应充分考虑 各种类型中庭结构本身的消防安全。中庭钢结构构件主要承 受的是采光玻璃，对其所需的耐火极限应根据中庭在建筑物 中的位置、中庭内火灾荷载的大小、以及钢结构对主体建筑 的影响提由了不同的要求。对于中庭上部就是主体高层建筑 的，其钢结构的耐火极限应