大空間建筑消防設(shè)計(jì)

摘 要:大空間建筑消防設(shè)計(jì)時(shí)伴隨著大批大空間建筑的出現(xiàn)而出現(xiàn)的一個(gè)新的消防安全設(shè)計(jì)問題，本文從消防安全性嫩設(shè)計(jì)的角度，結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的消防安全實(shí)例，對(duì)大空間建筑消防設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞:大空間建筑 消防安全 消防設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)08(b)-0057-02

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大批的大空間建筑相繼在全國(guó)各地出現(xiàn)。對(duì)于大空間建筑，如:體育館、大會(huì)堂、候機(jī)廳、展覽館等，這些樓層較高，建筑面積很大，空間在內(nèi)部不能分隔，與現(xiàn)行的防火規(guī)范相矛盾，但是這些建筑較為特殊的使用要求又不能改變，且存在較為高的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)，特別是現(xiàn)代新型的大型空間建筑，在建筑方案上要求結(jié)構(gòu)形式和造型等方面對(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行創(chuàng)新，這就使得這些建筑的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)一步增大，傳統(tǒng)的防火設(shè)計(jì)方法已不能滿足這些要求，這就要求設(shè)計(jì)者借鑒國(guó)外先進(jìn)的產(chǎn)品和技術(shù)，在我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范的基礎(chǔ)上，制定出專門針對(duì)大空間建筑的設(shè)計(jì)方案，確保大空間建筑的使用安全。

1 消防性能化設(shè)計(jì)

消防性能化設(shè)計(jì)指的是針對(duì)某一特定的建筑在進(jìn)行綜合的防火能力評(píng)估基礎(chǔ)上，制定出專門的與該建筑相適應(yīng)的防火安全方案。消防性能化設(shè)計(jì)主要包括:確定消防安全的目標(biāo)、建立量化的性能要求標(biāo)準(zhǔn)、分析建筑物內(nèi)部情況消防情況、制定消防性能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)火災(zāi)或建立火災(zāi)場(chǎng)景、選擇工程分析計(jì)算工具和方法、對(duì)制定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行安全可靠性評(píng)估、編寫設(shè)計(jì)報(bào)告等步驟。在消防設(shè)計(jì)的過程中，特別需要對(duì)大空間建筑可能發(fā)生的火災(zāi)進(jìn)行模擬和量化分析，針對(duì)較為典型的火災(zāi)場(chǎng)景和煙氣蔓延進(jìn)行計(jì)算。因此，消防性能化設(shè)計(jì)需要計(jì)算的工程量和基礎(chǔ)模型一般來說比較大。

在消防性能化設(shè)計(jì)的過程中，特別應(yīng)該把水滅火系統(tǒng)和其他的滅火系統(tǒng)及建筑消防系統(tǒng)聯(lián)系起來綜合考慮。水滅火系統(tǒng)要求能夠快速滅火，控制火勢(shì)的蔓延，減少煙氣的擴(kuò)散對(duì)人員疏散的影響，為人員疏散提供足夠的時(shí)間保證。

從20世紀(jì)80年代開始，歐美的發(fā)達(dá)國(guó)家就開始開展消防性能化設(shè)計(jì)方面的研究工作，至今取得了較為大的發(fā)展，許多成果應(yīng)用到了的消防性能化設(shè)計(jì)過程中。在我國(guó)，伴隨著人們對(duì)建筑消防的重視，新型的防火建筑材料、消防設(shè)備和消防系統(tǒng)也在為我國(guó)的消防安全設(shè)計(jì)提供新的思路。國(guó)內(nèi)的一些大空間建筑，消防設(shè)計(jì)部分一般是經(jīng)由省級(jí)以上的公安消防機(jī)構(gòu)組織專家先對(duì)建筑進(jìn)行論證和研討，達(dá)成共識(shí)后，確定出建筑的具體消防安全設(shè)計(jì)方案，盡管我國(guó)消防性能化設(shè)計(jì)仍處于準(zhǔn)備和探索階段，但專家的討論和論證過程為我國(guó)消防安全設(shè)計(jì)的發(fā)展貢獻(xiàn)頗大。

2 大空間建筑的特點(diǎn)

大空間建筑是伴隨著新型建筑技術(shù)和新型建筑材料的迅速而逐漸興起的，大空間建筑有薄殼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式，大空間建筑功能形式多樣，造型各異，差別很大，但是也有共同的特點(diǎn)，一般來說，大空間建筑的定義是:工業(yè)與民用建筑的內(nèi)部?jī)艨崭叨瘸^8m，倉(cāng)庫(kù)建筑的內(nèi)部?jī)艨崭叨雀氵^12m，建筑面積超過4000m2。

大空間建筑普遍的層數(shù)較小，但是體量很大，不管是超市、商城和娛樂場(chǎng)所，一般來說這些大空間建筑占地面積上萬平方米，有的大空間建筑的占地面積達(dá)到了四五萬平方米。大空間建筑的設(shè)計(jì)功能復(fù)雜，人員疏散路線曲折，大型室內(nèi)商業(yè)街、賣場(chǎng)等更多的在建筑設(shè)計(jì)中主要突出其商業(yè)的功能，希望顧客能夠在建筑內(nèi)部多停留，安全出口的設(shè)計(jì)處于次要位置。還有就是大空間建筑的建筑材料大量采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部可燃物品較多，這將增加為大空間建筑發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性?？傮w來說，大空間建筑是人流密集的消防安全重點(diǎn)保護(hù)單位，大空間建筑的上述特點(diǎn)為其消防安全設(shè)計(jì)提出了許多難題。

3 大空間建筑消防的設(shè)計(jì)

大空間建筑由于其一般采用大跨度柱網(wǎng)的無柱空間結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)部空間很大，空間分隔較為復(fù)雜，上下層的防火分區(qū)錯(cuò)位，大空間建筑的消火栓無法靠墻或靠柱布置，消火栓會(huì)上下對(duì)不齊，造成消防管道和消防支管偏多等。因此按照性能化設(shè)計(jì)的思想，筆者總結(jié)國(guó)內(nèi)近年來的大空間建筑消防設(shè)計(jì)方案和國(guó)外的大空間建筑消防設(shè)計(jì)資料，對(duì)大空間建筑消防安全設(shè)計(jì)，在采用傳統(tǒng)規(guī)范要求的閉式噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)在大空間建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)自動(dòng)水槍裝置、應(yīng)用自動(dòng)消防水炮系統(tǒng)等。

3.1 自動(dòng)水槍裝置

根據(jù)資料顯示，自動(dòng)水槍裝置在大空間建筑消防安全設(shè)計(jì)中有著很重要的作用，在國(guó)外的使用效果很好。如日本千葉市體育館就使用了該裝置。

該體育館是一個(gè)高18m，長(zhǎng)90m，寬56m的大空間結(jié)構(gòu)，它的消防滅火系統(tǒng)采用的是掃描式火災(zāi)探測(cè)器和自動(dòng)水槍裝置。其掃描式火災(zāi)探測(cè)器與傳統(tǒng)的火災(zāi)感應(yīng)器不同，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，即使是沒有出現(xiàn)熱氣流和濃煙，掃描式探測(cè)器也可以探測(cè)掃描到，它是通過掃描接收火災(zāi)的放射能來探測(cè)火災(zāi)，并給出火災(zāi)定位，十分接近人的目測(cè)效果。其使用的自動(dòng)水槍裝置分為兩種噴口，分別為遠(yuǎn)程用空氣加壓式噴口和近程式噴霧式噴口，兩種噴口可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇切換，達(dá)到有效防治火災(zāi)，保護(hù)體育館消防安全的目的。

自動(dòng)噴水槍的最大噴射水平距離是80m，有效的噴水強(qiáng)度為4.82L/(min·m2)，其遠(yuǎn)程氣壓式噴口和一般的噴口相比，可以以較低的水壓實(shí)現(xiàn)大面積的噴水和遠(yuǎn)程噴水的效果，噴出的水在空中形成水幕落下，不易形成噴淋障礙，對(duì)體育館的消防安全有較高的保證。

該體育館在比賽場(chǎng)內(nèi)部布置了一個(gè)自動(dòng)噴水槍裝置和兩部掃描式火災(zāi)探測(cè)器，自動(dòng)噴水槍裝置包括設(shè)在泵室的加壓供水裝置和空氣壓縮裝置，為噴水槍提供足夠的氣壓和水。此外，在消防控制室內(nèi)設(shè)有系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制臺(tái)和噴槍操作臺(tái)，通過兩臺(tái)監(jiān)視器，設(shè)在比賽場(chǎng)內(nèi)部的掃描式火災(zāi)探測(cè)器將信號(hào)傳遞到系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制臺(tái)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，當(dāng)確定火災(zāi)位置后，控制系統(tǒng)會(huì)將噴水樁朝向火災(zāi)位置，確定噴水射程，操作人員啟動(dòng)加壓送水設(shè)備進(jìn)行噴水滅火。這種自動(dòng)水槍裝置造型美觀，可完全埋入墻內(nèi)，與周圍墻壁顏色和材質(zhì)相同，保證室內(nèi)設(shè)計(jì)的整體美觀和諧，這種裝置尚未在國(guó)內(nèi)使用。

3.2 自動(dòng)消防水炮系統(tǒng)

大空間建筑經(jīng)常比較美觀的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和玻璃幕頂，尤其是在高度超過13米的大空間建筑中，這些結(jié)構(gòu)使用較為頻繁，雖然說傳統(tǒng)的閉式噴水滅火系統(tǒng)能夠起到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)屋架的作用，但是在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，尤其是在不規(guī)則的屋頂應(yīng)用過程中，存在著較大的困難。

在發(fā)達(dá)國(guó)家的體育館、機(jī)場(chǎng)中，常常采用自動(dòng)消防水炮系統(tǒng)，這種系統(tǒng)最早時(shí)候常常用于大型油庫(kù)和碼頭，近年來也開始逐漸應(yīng)用到大空間建筑的室內(nèi)消防中。國(guó)外的消防水炮系統(tǒng)研制和應(yīng)用已經(jīng)較為普及，技術(shù)比較成熟，但是其價(jià)格昂貴，不適合我國(guó)國(guó)情，我國(guó)在近年來已經(jīng)開始對(duì)消防水炮系統(tǒng)進(jìn)行攻關(guān)，降低了造價(jià)，研制成功了適合我國(guó)國(guó)情的自動(dòng)消防水炮系統(tǒng)。

自動(dòng)消防水炮系統(tǒng)在遙感、自控、自鎖、對(duì)準(zhǔn)著火點(diǎn)自動(dòng)噴水滅火的同時(shí)，可以和火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)共同昨天，利用雙波段圖像火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)與空間定位補(bǔ)救技術(shù)及光截面圖像感煙火災(zāi)探測(cè)技術(shù)，解決了大空間火災(zāi)報(bào)警，控制距離遠(yuǎn)，保護(hù)面積大的難題，其反應(yīng)速度快、可靠性高，可以遠(yuǎn)程定點(diǎn)撲滅早期的火災(zāi)隱患。

自動(dòng)消防水炮系統(tǒng)分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種，由控制器和電動(dòng)消防炮組成，控制器部分包括定位器、解碼器、控制主機(jī)和控制盤。自動(dòng)啟動(dòng)方式為:控制主機(jī)在接到火災(zāi)探測(cè)器探測(cè)報(bào)警并進(jìn)行圖像顯示后，通過聯(lián)動(dòng)控制器聯(lián)動(dòng)，掃描確定著火點(diǎn)坐標(biāo)，驅(qū)動(dòng)消防水炮對(duì)準(zhǔn)著火點(diǎn)，并啟動(dòng)消防水泵，通過壓力繼電器設(shè)定的水壓值自動(dòng)開啟消防電磁閥噴水滅火。當(dāng)火災(zāi)探測(cè)器結(jié)束警報(bào)時(shí)或設(shè)定時(shí)間內(nèi)，聯(lián)動(dòng)控制器關(guān)閉水泵及電動(dòng)碟閥。手動(dòng)啟動(dòng)方式為:值班人員在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，按下手動(dòng)報(bào)警按鈕，通知值班室;或在控制室通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，操作控制盤使消防水炮對(duì)準(zhǔn)著火點(diǎn)，按動(dòng)面板按鈕直接啟動(dòng)水泵及電動(dòng)碟閥，使之噴水滅火。

自動(dòng)消防水炮系統(tǒng)在大空間建筑室內(nèi)消防設(shè)計(jì)中使用，盡管一次性投資大，但是它解決了傳統(tǒng)的消防滅火器具不能解決的問題，它滅火迅速可靠、線路簡(jiǎn)單，可根據(jù)室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)合理布局，不影響空間結(jié)構(gòu)的整體使用功能，是一種較為理想的大空間滅火設(shè)備。

4 結(jié)語

大空間消防安全設(shè)計(jì)是一門綜合性的科學(xué)，要求結(jié)構(gòu)、建筑、電工、空調(diào)、給排水等各專業(yè)共同協(xié)作，采取安全措施，且直接參與滅火的是各種自動(dòng)的消防安全滅火設(shè)備。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，目前在大空間建筑的消防安全設(shè)計(jì)和消防安全產(chǎn)品開發(fā)上，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有一定的差距。這就要求我們的消防安全設(shè)計(jì)人員學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的消防安全產(chǎn)品和技術(shù)。在消防設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該首先保護(hù)人員的安全，同時(shí)考慮如何最大限度的避免火災(zāi)的發(fā)生和損失，防止火災(zāi)大面積蔓延，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)免受火災(zāi)的侵害。

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