高层民用建筑消防系统的设计

高层民用建筑消防系统的设计

一、城市空间布局的动态化,促使城市作平面扩张为主,功能分区为主的立体空间发展近年来，随着社会经济的快速发展，城市化进程显著加快，人口增长的巨大压力，交通设施的紧张，使城市从平面扩张，迅速转向立体空间发展。以功能分区为主趋向功能综合,导致高层的综合性建筑群体不断涌现,构成现代城市的独特风貌。我国规定,高度超过24m的建筑称为高层建筑,高度超过100m的建筑称为超高层建筑。(一)高层民用建筑火灾特点高层民用建筑火灾由其自身特点决定,概括起来讲有以下六个方面:1.降低火压,增加风速,风压高层民用建筑由于采用大跨度框架结构和灵活的环境布置,使建筑开间和隔墙布置复杂,随着建筑高度增加,在起火前室内外温差所形成的热风压大,起火后由于温度变化而引起的烟气运动的火风压大,因而火灾时烟气蔓延、扩散迅速。同时,高层民用建筑室外风速、风压随着建筑物的高度而增大,当建筑物高度为90m时,其顶层的风速高达15m/s;室外风速增大,则火灾烟气蔓延速度急剧加快。2.易发生纤维、可降温材料在纺织品中的应用人们为了满足在生理和心理的多种需要,在建筑中的贴墙面层、顶棚吊顶、地毯、空花割断、窗帘、家具等均大量采用易燃或可燃材料,且有不少是有机高分子材料,尽管一些可能经过了阻燃处理,但遇火后这些易燃、可燃材料或有机高分子材料将分解出大量的CO、CO2及少量的H2S、HCl、NH3、SO2等有害的烟气和毒气,直接危害人的生命安全。3.通讯、广播系统在高层民用建筑中,大量使用各种电气设备,如照明灯具、电冰箱、电视机、电话、自动电梯、空调设备等,还有通讯、广播电视,电气设备配电线路和信息数据通信布线系统密如蛛网,若有一处出现火花或线路绝缘层老化碰线断路而发生电气火灾,火灾会沿着线路迅速蔓延。4.火灾危险性大,人员疏散难度一般高层民用建筑容纳有成百甚至上千的人员,一旦发生火灾,人的慌乱心里加上建筑通道复杂及楼层多等,使人员疏散难度大,难以安全疏散逃离。5.竖井不加垂直和水平方向割断高层建筑内部必然设置有电梯及楼梯井、上下水管道井、电线电缆井等,这些竖井若未加垂直和水平方向割断措施,一旦烟火窜入,则会产生“烟囱效应”,将使火灾迅速蔓延到上层楼房。(二)高层民用建筑的火灾风险高层民用建筑自身的上述特点,使其火灾危险性具有以下四个特征:(1)烟气扩散速度高层民用建筑的楼梯间、电梯井、排气管道等竖向井道,如果防火分隔或防火处理得不好,发生火灾时会成为火势迅速蔓延的途径。据测定,在火灾初起阶段,因空气对流,在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s;在火灾燃烧猛烈阶段,由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.5～3m/s;烟气沿楼梯间或其他竖向管道井扩散速度为3～4m/s。此外,助长火势蔓延和烟气扩散的因素较多,其中风对高层民用建筑火灾的影响较大,风速增大,势必会加速火势的蔓延扩大。(2)火灾发生的时间长,人员疏散到地面或其他安全场所的时间长,造成火灾难智能建筑人员集中、楼层跨度大、垂直距离长、人员疏散到地面或其他安全场所的时间长,而发生火灾时由于各种竖井拔气力大,火势和烟雾蔓延快,增加了疏散的困难。(3)高层民用建筑火灾高层民用建筑发生火灾时,从室外进行扑救相当困难,一般要立足于自救,即主要是依靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限,建筑内部的消防设施维护保养还不是很完善,因此扑救高层民用筑火灾往往遇到较大的困难。另外,当形成大面积火灾时,高层民用建筑的消防用水量显然不足,需要用消防车向高楼供水,因而对消防技术装备提出了更高的要求。(4)火险隐患多、火灾损失重高层民用建筑可燃物多,火险隐患多,且容易造成消防安全管理不严,潜在的火险隐患多;一旦起火,易行成大面积火灾,火势蔓延快,扑救疏散困难,势必火灾损失严重。二、高层民用建筑消防安全相关规范设计鉴于高层民用建筑的自身特点和火灾危险性,遵循“预防为主、防消结合”的消防工作指导方针,我国《高层民用建筑设计防火规范》(下称“高规”)规定了“立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全适用。技术先进、经济合理”的消防设计原则,提出了“以自防自救为主,及时、可靠防火,迅速、有效灭火”的高层民用建筑消防安全要求。但随着建筑技术的发展,《高规》中一些问题逐渐显现。(一)普通住宅规定《高规》中只对一类住宅中的高级住宅等特别高看,不但规定要装全套火灾报警系统,还必须装自动灭火系统(即水喷淋系统),而对不超过100m以下的普通住宅确不做要求,这种规定不符合中国高层民用建筑的国情和防火特点。建议能按层高和使用特点分多档设置火灾报警系统和自动灭火系统(即水喷淋系统),可规定多少层以下什么用途和形式的民建可不装火灾报警器,规定多少层以下什么用途和形式的民建需装火灾报警器或选部位装简易“水喷淋系统”,规定多少层以下什么用途和形式的民建需装火灾报警系统和选部位装水喷淋系统,最高规定多少层以上或什么用途和形式的民建需装火灾报警器系统和装水喷淋系统,这样分出四或五档。(二)水喷淋系统设置的原因“水喷淋系统”现行规范只要求对高级住宅等重要场所必装而且要在所有房间,除厕所等不宜用水灭火的空间外都须设水喷淋头,而且其管路必须是独立的并自成一套完整供水系统,这样就极大地加大了建筑的造价和装修难度。使建筑商尽量避之不装,由此也大大限制了“水喷淋系统”安装范围,使“水喷淋系统”能自动扑救初期火灾的作用很难推广使用。建议在规范中增加设防要求低的建筑物内允许选装简易型“水喷淋系统”和选部位装“水喷淋系统”的条款,如“水喷淋系统”的取水在一些低设防的建筑物中应允许取自生活用水管路或消火栓系统的供水管路,水量不单独增加,水喷淋头的设置部位可只要求设在厨房、门厅、电梯前室等相对重要处装。这样可扩大能安装“水喷淋系统”的建筑物范围。(三)燃气是解决电气火灾的基础《高规》中制定的年代较早,而现在城市高层住宅大多已以管道燃气为主,大家都知道燃气泄漏造成的危害会远大于电气火灾,《高规》中对防止电气火灾是有多条严格规定,而《高规》中对居民住宅用燃气却没有防范要求,存在安全规范缺失的死角。(四)《高级法规》包含一些规定，它们难以遵守，并且必须同时遵守1.消防室应设直通室外的安全出口3.3执行。消防值班室应设直通室外的安全出口,这条规定在实践中大部分都没做到,而且在直通室外的理解也易产生歧议,建议改为“消防值班室应设直通室外的安全出口或靠近安全出口(不超过25m)。”2.火炬极限不低于2.24h的挡墙设施3.3.6条要求消防电梯在机房要与其相邻其它电梯井、机房之间用耐火极限不低于2.00h的隔墙隔开,这对于消防电梯与客梯工作梯兼用时往往由于与相邻电梯紧靠在一齐,共用一个机房。这时在机房做隔墙是做不到的,应允许只在机房做防火、防烟、防电气短路等措施就行。3.对住宅面积大小限制中的小区分规则1.1条中对每层允许的最大建筑面积是有严格规定的,对不同建筑面积需考虑的消防设置要求也是不同的,但现在在工程设计中都发现规范规定的每层允许的最大建筑面积偏小,因为《高规》和《建规》编制时是参照当时的国家住宅设计标准中对住宅面积大小限制的规定制定的,当时规定的标准一般的二室户每户建筑面积不得超过50m2,三室户不超过70m2的标准。而现在人们对住房面积要求都大大增加了,这种限制住宅面积的规定也取消了。所以现在消防规范中对每层允许的最大建筑面积就偏小了,建议规范中适当增大允许面积平米数或采用如安装了“火警报警系统”的建筑其允许层面积可增大1/3,加装“水喷淋系统”允许层面积可比规定增大1/2倍,而火灾报警和水喷淋两个系统都装了的,层允许面积可增大3/4倍,而且装修材料不再受耐火等级的限制。这也体现了灵活性,鼓励开发商增设消防设施,符合防火措施越多越安全受限制越少的原则。4.风道截面尺寸1.5.1条和8.1.5.2条中对送、排风风道中风速有严格要求,规定采用金属风道时,不应大于20m/s;采用内表面光滑的混凝土等非金属材料风道时,不应大于15m/s。由于规范对风速有严格要求,所以风道截面尺寸就不会小,这就占用宝贵的建筑面积。风速大只会风阻大、噪音大。而噪音大只在着火时才产生并无大碍,在风阻问题上,开发商在风道结构允许下加大风机的风压补偿风阻和加大风道截面尺寸减小风阻二种解决办法上都会选前者。建议规范中将“不应”改为“不宜”就行,只要送排到现场来的风量、风压、风速达到防火阻烟的效果要求就行,因为这才是消防规范要关心的数据。三、混凝土结构的消防问题(一)高层民用建筑管理和监管安全存在的问题依据《高规》,高层民用建筑在建设时,应设有较完善的消防设施,以便为火灾预防和火灾扑救、自救工作提供有利条件。但是,在工程竣工验收或日常监督检查中经常会发现,高层民用建筑或多或少存在着消防设施欠缺、质量性能低劣和功能全等违规行为。有些建筑由于缺少对火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、事内消火栓等消防设施的经常性维修保养工作导致了部分消防设施长期处于故障或瘫痪状态,不能正常使用。(二)自动排放系统自身不规范建筑中将按规范要求应设置自动喷水灭火系统擅自取消,有的取消了消防水池、消防水泵、屋顶水箱以及联动控制装置的设置,仅靠市政室内消火拴管网,更有甚至靠生活用水管网供水,根本不考虑系统的可靠性,导致消防水源、工作压力无保障。有的管道材质、管径不符合要求。部分自动喷水灭火系统管道未按国家规范要求采用热镀锌钢管。有的连接方式不规范,自动喷水系统未按规范要求采用丝接或构楷式机构连接,而是大量焊接,未对焊接处进行二次镀锌。更严重的是部分场所出现“假喷淋”现象,将喷头置于吊顶而不与供水管网连接;有的受管道材质和施工质量影响,产生漏水,业主干脆将其关闭。(三)火灾自动报警系统无设应设控制中心报警系统的高层民用建筑改设集中报警系统或区域报警系统,有的根本不设火灾自动报警系统。有的高层民用建筑消防水泵、防排烟设施、消防电梯、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、防火卷帘、以及非消防电源的切换等无法实现联动控制。(四)高层民用建筑中必须考虑将党的领导转按照设计规范要求,应设计满足电力负荷的高层民用建筑,不考虑消防控制室、消防水泵、防排烟设施、消防电梯、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、防火卷帘,以及其它消防用电设备的消防用电;个别高层民用建筑在无自备发电设备的情况下,都仅有一路供电;且消防用电线路的敷设未按要求,应穿管保护的消防用电线路,穿管不到位,造成大量的线路裸露。(五)自然烟条件的防烟教师问、消防电梯间前室、合前室按照规范要求,一些本应设置机构加压送风防烟设施的不具备自然排烟条件的防烟楼梯问、消防电梯间前室或合用前室,其不具备自然排烟条件的前室,却不设加压送风系统;有些虽然设置了机械加压送风系统,但防火门未安装或损坏严重,达不到防烟楼梯间压力要求。(六)设施不规范消防电梯的消防电源、消防电源线路敷设、末端自动切换、消防电梯前室设置、消防电梯载质量、消防电梯运行速度、井底排水和电梯门挡水设施以及前室内的室内消火栓、应急照明或正压送风系统等不满足规范。消防电梯缺少条件,不能起到保护作用,会危及消防队员生命安全。(七)复合防火街边保护系统未设置一些防火门、防火卷帘门的填充材料违规采用可燃材料;一些防火门的木制品只经过了的阻燃浸泡处理,耐火极限达不到规定要求;有的防火门装饰面层未经过阻燃处理,采用普通油漆,降低防火门耐火极限;闭门器回弹力度不够,导致无法正常关闭;复合防火卷帘达不到背火面温升要求采用喷水灭火系统进行保护时,未设置独立的喷水保护系统;用作防火分区的防火卷帘无消防电源和联动控制装置,发生火灾断电后只能靠人为手动关闭。四、按规范要求设置消防设施导致上述问题产生的根本原因:一是建设、设计、施工单位和业主消防安全意识不够,对高层民用建筑防火一无所知。二是经济制约了消防安全的发展。为了“节约”成本,降低消防技术标准,将应当按规范要求设置消防设施大量节俭,埋下大量火灾隐患。三是执法不严,不廉,给少数人可乘之机加强高层民用建筑消防工作必须把重点放在管理措施的落实上。(一)史地产权位与租赁单位对房地产商消防安全的共同维护新《中华人民共和国消防法》、《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》60号令等法律法规,就消防安全责任作了具体的规定,任何单位和个人应严格遵守,自觉履行法律规定的消防安全艾务,努力提高全体人员消防安全意识,增强抗御火灾整体能力。高层民用建筑涉及多家产权位,承包、出租或委托经营时,又涉及多家使用单位。各产权单位、租赁单位在房地产商签订购买租赁合同时,必须与房地产商签定相应的消防安全责任,明确各自责仟,共同维护高层民用建筑消防安全。房地产商应提供