大空间建筑防火分区设计

1、大空间建筑防火分区设计指导教师：张克强学生：何书锋学号：20040325内容摘要主要介绍了大空间建筑的火灾特性，防火分区设计，“性能化”设计的特点,并通过工程实例对大空间建筑防火分区进行了分析。关键词大空间建筑；防火分区；“性能化”设计前言随着公共建筑的飞速发展，大空间建筑在我国越来越多地涌现出来，如展览馆、剧场、体育馆等，而发生火灾的几率也大幅度地提高。大空间建筑火灾之所以迅速发展为大火并造成巨大损失，主要是没有进行必要的防火分区，因此研究大空间建筑的防火分区问题是火灾防治的首要问题。1 大空间建筑的火灾特性由于建筑结构上的特殊性和使用方面的复杂性，大空间建筑的火灾防治与普通建筑有着明显的区

2、别，具有自己的特性。1.1 大空间建筑不易进行防火分区在建筑物内设置防火防烟分区是控制烟气蔓延的主要方法，但是在大空间建筑内很难有效地采取防烟隔烟措施。1.2 普通火灾探测技术无法及时发现火灾目前在普通建筑中广泛使用的火灾探测器大都是以烟气浓度或温度为信号进行探测的，且大多为顶棚安装式。普通建筑的楼层高度多数在6m以下，火灾烟气能够很快到达顶棚，这类探测器是适用的。但在大空间建筑就不同了。由于受到空气的稀释，火灾烟气到达十几米或几十米的高度时，其温度和浓度都大大降低，不足以启动火灾探测器；即使启动，下面的火势也早已发展到相当大的规模，延误了早期灭火的有利时机。另外，由于建筑物内部热风压的影响，

3、大空间上部常会形成一定厚度的热空气层，它足以阻止火灾烟气上升到大空间的顶棚，从而影响火灾探测器的工作，在夏季，热风压效应更为明显。1.3 常用的水喷淋灭火装置不能有效发挥作用当顶棚附近的温度达到20m以上的大空间建筑另一方面，普通喷头喷在普通建筑中，洒水喷头通常是按一定间距沿顶棚分布安装的。喷头的启动温度后，水喷头便开始洒水。与火灾探测问题相似，在物内，这种依靠温度变化而启动的喷头及其顶棚安装方式也不适用。出的水滴从十几米乃至几十米的高度落下来，往往到达不了燃烧物的表面即失去有效的灭火作用。1.4 人员的安全疏散相当困难多数大空间建筑是人群高度集中的场所，而且这些人通常是没有组织的（例如剧场、

4、体育馆等），一旦发生火灾，在较短的时间内将人们迅速疏散到外界是一个极为困难的问题。2大空间建筑的防火分区设计2.1 大空间建筑防火分区设计的复杂性对于大空间建筑，由于其使用功能的复杂性和不确定性、人员密度及火灾荷载都较大等特点，所以合理进行防火分区十分必要。但如果单纯按照规范的一些条文去执行，那么，实际工作是往往很难开展的。在大空间建筑中，常规的防火分区物在一般情况下还是适用的，但是在一些具有特殊功能的大空间建筑中，这些防火分区物在使用上将会出现一些弊端，例如展览馆、剧场、体育馆等，因此，在实际工程中，应根据建筑空间的特点灵活地进行防火分区的划分。2.2 利用防火卷帘进行防火分区利用防火卷帘是

5、比较好的防火分区方法，一方面布置安装方便，另一方面占用空间小。防火卷帘主要有垂直钢质防火卷帘、侧向钢质防火卷帘、平卧钢质防火卷帘、带常开钢门防火卷帘、带逃生门钢质防火卷帘、双轨双帘无机特级防火卷帘、水雾式特级钢质防火卷帘等。2.2.1 垂直钢质防火卷帘如图1所示，为垂直钢质防火卷帘。垂直钢质防火卷帘有电动、手动、自动关闭三种操作方式。控制箱设置烟感、温感系统，能独立工作，又能由消防控制系统联动进行自动控制，并具有卷帘启闭、两步降等自动控制功能。发生火灾时，能自动下滑关闭，隔离防火区域。如图1垂直钢质防火卷帘2.2.2 防火、防烟、防暴卷闸系列防烟、防爆、如图2所示，为防火、防烟、防暴卷闸系列。

6、主要特点是：具有防火、自动控制关闭、中停延时逃生及隔断火势蔓延等功能。如图2防火、防烟、防暴卷闸系列用途：广泛用于工矿企业、商场、娱乐、机场的防火隔断。适用于使用或保管可燃性气体，挥发性化学药品等具有高发为性物品的工厂和仓库等出现或可能出现爆炸的火灾危险的环境。2.2.3 对防火卷帘的要求(1)当采用以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时，其耐火极限不应小于3h,如双轨、双帘无机防火卷帘和气雾式等特殊防火卷帘。(2)当采用不以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时，其防火卷帘两侧应设独立的闭式自动喷水灭火系统保护，系统喷水持续时间不应小于3h,喷水强度不应小于0.5L/s-m2,喷头间距

7、应为2m2.5m,喷头距卷帘的垂直距离宜为0.5m。2.3用水幕进行防火分区2.3.1 水幕特点水幕喷头是水幕自动喷水灭火系统的一个重要组成元件，它通常与控制阀门，供水管网、探测报警装置等组成水幕自动喷水灭火系统。当失火时，控制阀开启后，它将按预定方向喷射出密集粒状水滴而形成一道水幕，起到阻止火势蔓延的作用。其主要用途是作防火隔断或进行防火分区，局部降温等。2.3.2 使用水幕的条件(1)喷头布置应为3排，防火水幕带的有效宽度不应小于6m。(2)供水强度不应小于2L/sitf,喷水延续时间不应小于3ho(3)水幕上部不应有可燃构件和可燃物。(4)水幕上部空间较大时，水幕应同时喷向上部，防止烟火

8、从水幕上部空间蔓廷。自动扶梯、开敞式楼梯和防火墙上根据需要开设的孔洞均应设置防火卷帘或水幕进行分隔。3大空间建筑的“性能化”防火设计(1)对大空间建筑进行“性能化”防火设计，首先必须要设计火灾一一即建立火灾场景模型。在建立火灾场景模型之前，应首先判断不同区域的火灾类型，火灾类型不同，燃烧速度、放热量及火灾的时间就不同，那么数学模型也不同。火灾荷载的大小、可燃物的性质、3通风条件是决定火灾严重性的三个重要因素。大空间建筑的火灾模型要考虑到空气供给速度及材料的分布情况。由于这种建筑的空间较大，较易获得建筑物外环境风量补偿，因此空气供给速度也较快。而材料的分布与建筑的使用功能有着直接关系。(2)通过

9、对火灾的模拟，即放热量大小和持续时间的确定，可以得出对整个建筑各个部分构件耐火性能、防火分区、防排烟、安全疏散等各方面的要求。(3)建立在设计火灾基础之上的“性能化”设计。(4)对耐火性能、防火分区、防排烟、安全疏散等各方面进行安全检验，若不符合防火要求，应反复进行校对，直到满足安全性的要求为止。因此，在大空间建筑的防火设计中应用“性能化”的设计方法，可以使建筑的消防安全性得到更有效的保证。4工程实例辽宁工业展览馆4.1 主展厅防火分区的划分对主展厅而言，由于要追求空间和视觉上的通透性，厅内采用了两排(每排7根)钢管混凝土柱承重，承重柱东西跨距为74m,南北跨距为24mo因此主展厅采用防火带的

10、方法划分防火分区。所谓防火带就是在有可燃物品的建筑物中划分出一段区域，这个区域内的建筑构件及装修全部为非燃材料(且该区域内不存放可燃物)并采取有效的防烟措施，阻挡防火带一侧的烟火向另一侧蔓延，从而在空间上形成一个无形的防火分区区域。防火带的做法：在建筑主展厅的中心部位设置跨度为9m的通道，利用这个通道作为无形的空间把主展厅分割成四个区域，如图3所示，防止一个区域的烟火通过该通道向其他区域的扩散蔓延，从而起到防火分区的作用。在这个通道上设置区别于其他地面的明显标志及疏散指示等设施；在防火带的垂直上方的屋面上加强设置机械排烟设施，及时排出上升到顶棚的烟气，防止高温烟气的水平扩散和对建筑构件的影响。

11、触门糖门图3辽展主展厅防火分区示意图9m宽防火带平时作为人员疏散特别是车辆往来的主要通道，防火带直通主要出入口，人员疏散到该处可直接看到出口，避免了迷宫式疏散所造成的人员恐慌；防火带所占的面积仅占整个主展厅面积的3.3%,这个比例相对而言是比较小的。所以，设置9m宽的防火带一方面不会破坏主展厅的空间效果，另一方面也不会浪费很大的面积。4.2 主展厅排烟设施的设置在辽展主展厅的屋顶设置机械排烟设施，可以在烟气没有下沉之前把烟气排出室外，既保证了烟火的蔓延又极大程度避免了高温烟气对顶棚建筑构件的影响，起到较好的防火、防烟效果，有效地弥补了防火带难以阻止烟气蔓延的不足。这样既能防止烟气在高空的水平蔓延，又能为人员的安全疏散提供更多的时间，起到划分防火分区的效果。5结束语由于大空间建筑与一般建筑在火灾现象方面存在较大差异，因而必须从整体分析大空间建筑发生火灾时所具