大空间建筑消防设计探析

大空间建筑消防设计探析摘要：近年来，大空间建筑数量越来越多，此类建筑与一般建筑相比，要求视觉上的通透性和建筑造型上的特殊性。由于此类建筑体量大、火灾荷载大、火灾危险性大，加之人员流动性大、疏散困难等原因，因此，文章通过对数座大空间建筑实地调查，分析了大空间建筑的结构特点和火灾特点；通过对大空间建筑消防设计探讨，总结了大空间建筑消防设计的方法，可为此类建筑消防设计提供借鉴。关键词：大空间建筑；消防设计；建筑材料；建筑技术中图分类号：TU201文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）32-0024-031概述随着我国社会经济的发展，各种大空间建筑也越来越多，如会展中心、大型体育馆、展览馆、大型商场、影剧院、航空站等。此类建筑往往建筑规模巨大、用途广泛、人流量很大，一旦发生火灾事故，将很容易造成群死群伤的恶性事故。但由于消防技术规范的滞后性，目前，大空间建筑消防设计没有可资依据的规范条文，只能参照现行规范中类似的条文进行设计。由于大空间建筑自身的特点决定了其消防设计和普通建筑有较大的差别，必然要在现行消防设计技术规范的基础上有所突破，以实现其功能的需要，满足视觉上通透性的要求，达到建筑造型标志性的特殊需要，这些都给消防设计带来了许多新问题。因此，针对大空间建筑消防设难点，结合建筑消防设计中出现的新方法和新技术，探讨大空间建筑消防设计对策，具有重要的现实指导意义。2大空间建筑的特点大空间建筑是伴随着建筑材料和建筑技术的发展而发展起来的，在二战后的几十年里，随着世界经济的迅猛发展，大空间建筑也有了突飞猛进的发展，在结构方面相继出现了混凝土薄壳顶、悬索结构、网架结构、悬挂结构等。世界上著名的大空间建筑非常多，如悉尼歌剧院、巴黎的法国国家工业与技术中心陈列大厅等。我国自改革开放以来，大空间建筑也日益增多，如首都机场新航站楼、2008年北京奥运会主会场“鸟巢”、游泳馆“水立方”。大空间建筑虽然功能多样、结构不同、造型各异，但其具有一些共同的特点：（1）普遍层数不多，而体量很大。无论是超市、娱乐场所、商城均比以往占地面积要大得多，大多数占地面积在上万平方米，有的建筑物占地面积甚至达四五万平方米。（2）采用轻钢结构较多。因为轻钢结构具有造价相对低、施工周期短，且容易根据形式重新拆除改造的优势，所以倍受青睐。（3）无窗和固定窗结构较多。为了便于管理和造型的需要，同时为了家具布置和内部装修的要求，再就是为了实现全空气调节模式，节约能源，很多建筑外墙多采用整体实墙面或固定中空玻璃窗。（4）功能复杂，疏散路线曲折，导向性差。一些大型商业场所，如大型室内商业街，由于业主主要意图就是突出商品和卖场功能，更希望顾客多流连其内，而使人们不容易找到安全出口。（5）内部可燃物品多。无论是商场还是超市，其内部装修、货架上大量放置的商品，造成火灾荷载非常大。3大空间建筑消防设计难点3.1自动喷水灭火系统按照自动喷水灭火系统设计规范规定，喷头的安装高度不应大于12m，而大空间建筑高度绝大多数超过了12m。同时，普通自动水喷淋系统安装在建筑物顶部，依靠喷头附近的烟气温度启动，而在大空间建筑火灾中，喷头附近的烟气温度常常不足以启动喷头，即使启动，普通喷淋系统喷出来的水滴直径和流速都较小，一般粒径的水滴还来不及到达火焰面，就已经被烟气流冲散并迅速蒸发，起不到灭火作用。以上这些问题对大空间建筑自动喷水灭火系统设计提出了新的、更高的要求。3.2安全疏散大空间建筑进深和跨度都很大，而规范规定，从室内任何一点到安全出口的距离不应大于30m，一些大空间建筑内部至安全出口距离超过30m。为此，安全疏散距离设置非常困难。大空间建筑一般属于人员密集的公共场所，很多人员不熟悉疏散路线和周边环境，在发生火灾的情况下，容易造成大量人员伤亡。大空间建筑安全疏散设计存在困难。4大空间建筑消防设计对策4.1自动喷水灭火系统在大空间建筑中，普通的自动喷水灭火系统因受建筑高度的影响，几乎起不到灭火的作用。为此，针对大空间建筑特点开发出了多种自动喷水灭火系统。4.1.1大流量（5L/s）开式的雨淋系统。雨淋系统所使用的喷头为开式喷头，火灾发生时，系统保护区域上的所有喷头一起喷水灭火，能有效地控制火灾，防止火灾蔓延。大流量（5L/s）开口喷头的雨淋系统的灭火效果更好，它喷的水量很大，水滴直径也非常大，克服了普通喷淋系统喷出来的水滴直径和流速都较小，一般粒径的水滴还来不及到达火焰面，就已经被烟气流冲散并迅速蒸发的缺点。在布置雨淋灭火系统时应注意以下问题：雨淋灭火系统的喷头水压应超过5MPa，喷头一般采用正方形布置；为保持供水均匀分配，在每根干线水管上的支线水管不应超过6根，开式喷头在每根支线水管上不超过6个；喷头与支线水管立面布置，雨淋喷头应设在建筑物的凸出处。4.1.2智能消防水炮。智能消防水炮是在原有消防水炮的基础上发展起来的一种高度智能化的消防灭火装置，智能水炮由火灾探测器、火焰定位器、消防水炮、解码器、电磁阀、手动控制盘、计算机及其控制程序组成。其中解码器由功率模块、微处理模块、远程通讯模块和数据采集模块构成，它提供了消防水炮的驱动、状态反馈、火焰定位和远程通讯四项基本功能。智能消防水炮具有体积小、与火灾自动报警设施联动、灭火迅速、水渍污染少等特点。智能消防水炮的应用，能极大地提高大空间建筑早期火灾扑救的自动化水平。4.2安全疏散4.2.1安全疏散时间。大空间建筑中疏散路线复杂，同时，疏散时受人员特性、烟气、消防设施质量等因素影响较大。所以它的疏散距离和疏散出口宽度不能简单依据规范来做硬性设计。而应采用性能化设计的办法来确定疏散距离长短和疏散出口宽度，性能化设计的好处是以量化技术去分析影响人员生命安全的各种因素，考虑较为全面周到，能最大限度保障人员成功安全疏散。4.2.2设置消防安全通道。如何解决建筑内部距离远远超过30m这一问题，有人提出采用设置消防安全通道来解决这一问题，并在一些建筑中实际运用，取得了较好的效果。消防安全通道的设置方法是，按照建筑结构以及防火分区的划分情况，采用防火墙、防火卷帘等分隔出一定宽度的区域，连接各防火分区及疏散出口，严格对该区域进行防火管理，严禁放置障碍物和可燃物，设置明确清晰的疏散标志，采用防火门进入该通道，同时，可以运用正压送风方式，防止烟气进入通道。5结语目前，大空间建筑伴随着我国经济的腾飞，发展势头迅猛，大空间建筑消防设计的重要性也日益显现。大空间建筑消防设计的许多问题已经有了解决方案，能较好地解决大空间建筑消防设计与现行规范、技术标准之间的矛盾，但是某些方案仍面临着经济成本高、实际运用性不强等问题。大空间建筑消防设计是一个综合性的问题，既要加强消防应用技术和高新技术的开发研究，也要完善消防法规和设计规范，而且需要通过科研、设