人员密集大空间建筑消防性能化设计探讨

1 / 4 人员密集大空间建筑消防性能化设计探讨 大空间建筑通常是指民用和工业建筑内净空高度大于 8米，仓库建筑物内净空高度大于 12 米的建筑。近年来，随着经济和文化发展的需要，体育馆、展览馆、礼堂、影剧院等人员密集大空间建筑如雨后春笋，四处可见。而人员密集的大空间建筑，材料使用更加复杂，同时由于人流量大以及由于人员的不确定性从而带来到人员疏散的不确定性，火灾危险性和火灾危害性更高，使 得得此类建筑比普通的大 空空间建筑提出类更高的 防防火要求。 由由于大空间建筑空间跨 度度大，功能针对性强， 传传统的消防设计方法和 设设计规 范已经很难满足 建建筑本身的防火设计需 要要，同 时消防新技术、 防防火新材料、建筑新构 件件的出现也为消防性能 化化设计提供了新思路和 新新条件。 消 防防性能化设计是基于火 灾灾学（ fire saf ety sciencce）和消防安全工程 学学（ fire safe ty enginee ring）成立的。 它它通过运用安全工程学 的的原理方法，对建筑物 的的火灾危险性进行量化 分分析，对火灾过程及其 影影响进行科学决策，并 验验证预定的消防安全目 标标能否达到，最后再视 情情况对设计方案进行优 化化调整。它强调从系统 安安全的高度出 发，综合 考考虑各种因素对火灾的 影影响，研究如何实现建 筑筑物的总体安全，得出 最最经济合理的设计 方案 。其评估分析流程主要 为为：确定评估对象 确 定定消防安全目标及性能 化化判定标准 确定火灾 场场景 火灾性状预测及 结结果分析 改进消防安 全全措2 / 4 施以达到目标。消 防防性能化设计在我国已 经经得到了一定的发展， 国国内也成立了部分防火 研研究所，专门从事大空 间间建筑的防火性能化研 究究，并得到了大量的实 践践和应用。 针针对人员密集大空间建 筑筑的消防特点，其性能 化化设计主要应包括人员 安安全疏散、建筑物的防 火火能力和有效的防火 灭 火火措施三个方面： 1、人员安全疏 散散：人员疏散的安全评 判判标准是在综合考虑人 员员疏散速度、火灾烟气 流流动速度、火势蔓延时 间间、建 筑物安全牢固的 基基础上，人员疏散的所 需需安全疏散时间（ rseet）小于可用安全疏 散散时间（ aset）。 其其中 rset 涉及的参 数数主要包括人流密度、 行行走速度、出口流动系 数数等；aset 涉及的 参参数主要包括火灾增长 系系数、火灾热释放系数 、烟气蔓延速率、排烟 系系数、建筑强度衰减系 数数、烟气能见度、空气 温温度、 co 浓度等。火 灾灾中，在保证建筑物基 本本强度的基础上，对人 员员 疏散影响最大的是烟 气气能见度、烟气浓度和 空空气温度。依据资料， 允允许逃生的空气温度不 应应高于 60 ，允许逃 生生的 co 浓度不应高于 5 00ppm，允许逃 生生烟气能见度不应小于 113 米。烟气浓度 可以 通通过自动喷水灭火系统 和和防排烟系统进行控制 ，同时，由于大空间建 筑筑空间高、体积大的特 性性，本身具有较强的蓄 烟烟功能，而应用排烟系 统统可能会破坏火灾中已 经经稳定的热烟层。因此 ，最好是对此类大空间 建建筑的烟气流动模式建 立立一个基于实验室或实 际际数据的数据库，通过 对对烟气蔓延的模拟，建 立立一个可性能化设计的 平平台，3 / 4 为排烟设计提供 指指导性依据。 2、建筑物的防火能 力力：鉴于人员密集大空 间间建筑的功能特点，其 承承重构件主要为钢梁和 钢钢柱。因此，在对大空 间间建筑的性能化设计中 ，主要应将防止钢结构 强强度失效作为设计的一 个个重点。钢结构失效时 的的临界 温度与钢结构的 材材质、结构的几何形状 、截面系数、负载情况 有有关，因此，可以通过 对对不同钢结构的模拟试 验验，建立数据库模型， 确确定不同情况下钢结构 的的临界温度。从消防工 程程的观点看，如果火灾 中中钢结构在要求的耐火 时时间内没有达到临界温 度度，则不需要额外的防 火火保护 ；如果达到临界 温温度，则需要计算等效 时时间来确定钢结构的保 护护时间。根据建筑设 计计防火规范的要求， 人人员密集场所建筑耐火 等等级不应低于二级，柱 的的耐火等级不应低于， 梁梁的耐火等级不应低于 ，屋面承重构件的耐火 等等级不应低于 1h。目 前前，钢结构防火涂料主 要要分为薄型、超薄型、 厚厚型三种，而超薄 型钢 结结构防火涂料因其美观 及及易施工、易装修等特 点点，使用频次最高，钢 结结构管材网架的内循环 水水冷却保护法还停留在 研研究探讨阶段。优良的 钢钢结构防火涂料可以将 钢钢结构的耐火时间提高 至至 3h 以上。具体的耐 火火时间可以根 据建筑物 的的设计等级来确定。 3、有效的防 火火灭火措施：在传统的 探探测报警设备中，感温 探探测器只能探测 8m 及 以以下高度的空间，感烟 探探测器为 12m 及以下 ，火焰探测器及红外光 束束感烟探测器为20m 及及以下。鉴于大空间建 筑筑的构造特性，功能区 等等固定房4 / 4 间可采用普通 感感温（烟）探测器，而 展展览区等大空间部位在 实实际施工中多采用双波 段段火焰 探测器、线型光 束束图像感烟探测器、扫 描描式火灾探测器、主动 时时气体探测器等配合自 动动水炮系统等先进技术 。其中以图像型火灾探 测测报警系统应用最为广 泛泛。一般认为，在大 空 间间建筑内水系统灭火方 式式仍然是最适宜的灭火 方方式。对于快速响应早 期期抑制喷头（ esfr），喷头具有反应快， 水水滴大，流量大，压力 高高等特点，可适用于 9- 13m 的大空间建筑 ，但作用效果受安装结 构构规整度、建筑高度的 影影响较大，消防用水量 偏偏高，因此施工方在 essfr的有效性和可行 性性上考虑较多；自动消 防防炮具有定位准确，灭 火火效率高，保护面积大 ，响应速度快的特点， 同同时对非火灾区域 造成 的的损失小，可结合室内 建建筑装修实际合理布置 ，但一次性投资较高， 对对人员密集场所还应考 虑虑到防止人身意外伤害 的的 问题。 人 员员密集大空间建筑的防 火火安全设计涉及建