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關鍵詞:高層建筑;抗震設計;優化對策
隨著我國高層建筑工程不斷的發展,高層建筑抗震問題也日益嚴峻。制定有效的抗震設計方案能夠維持高層建筑工程自身發展的需要。分析抗震設計中所存在的問題,制定有效的優化對策,能夠提升高層建筑的抗震等級,更好的優化建筑結構,保障高層住戶安全,推動高層建筑行業可持續發展。
1 高層建筑抗震等級的劃分
在我國對于抗震等級的劃分主要可以分為6個大類,從三級到八級分別為小地震、有感地震、中強地震、強烈地震和大地震。高層建筑結構設計過程中,根據不同的地區,抗震等級的設計和標準是不盡相同。一般所采用的抗震標準是能夠抵抗六級地震。結構設計、房屋的高度等是抗震等級設計的標準。建筑材料的好壞也會影響到高層建筑的抗震等級。
2 高層建筑結構抗震設計所存在的問題
2.1 施工材料問題
在高層建筑結構設計中,通常所采用的材料是砂石混泥土,這種材料雖然有著比較高的強度級別,但是在運用的過程中,水泥的比例過高的話,就會導致主梁結構和墻體出現縫隙。雖然這些縫隙不會給建筑整體結構帶來什么嚴重的影響,如果這個樓盤樓層較高,并且都出現這種現象的話,那么就會使得整個高層建筑的抗震性低于實際的標準值,從而產生相應的安全隱患。
2.2 建筑施工問題
在高層建筑施工中,不僅要對建筑設計方案的執行落實,還要注重高層建筑施工流程的評估和監督。當前高層建筑評估還不夠完善,對于施工管理只是停留在制度的管理上,沒有對現場施工管理過多的關注,對管理制度的落實,相關的監督機制和監督部門還不夠完善,從而使得高層建筑施工管理上不能體現出管理的協調性和規范性,使得高層建筑施工不能有效的配合,各個部門之間的銜接性不夠緊密。在現場施工管理的執行和落實過程中,由于涉及的環節比較多,對施工人員監督和施工標準還不夠規范,這就使得抗震設計方案不能有效的落實。
2.3 抗震設計人員問題
在高層建筑抗震設計過程中,設計方案和建筑物所處環境考慮相對比較繁瑣、結構比較復雜。在我們,設計人員受到專業水平的限制,對設計方案的考慮不夠全面,相關的技術知識不夠全面,這就使得在實際的抗震設計中,不能發現問題的所在,制約了建筑結構抗震設計的發展。一些設計人員在設計抗震方案中,沒有結合當地的地震發生情況,設計人員和建筑施工人員工作積極性和工作責任意識不高,這些都使得抗震設計方案難以開展和落實。
3 高層建筑結構抗震設計的優化對策
3.1 提升設計人員的綜合素質
在高層建筑設計中,根據目前設計人員綜合性人才缺乏的情況,應該要加強對各種層次、各種類型的綜合性人才隊伍培養,以此來滿足設計人員在抗震設計中的需要。加強抗震設計工作模式的完善,更應該對現有的設計人員進行強化培訓,提升自我綜合素質,并且能夠讓他們能夠充分認識到抗震設計在高層建筑中的重要性。設計人員在工作中應該樹立工作責任意識,提升工作的積極性。通過互聯網技術和相關的信息技術,對設計人員進行指導,更好的學習先進的抗震設計技術,保障抗震設計在高層建筑施工中有效進行,同時滿足抗震設計對人才的需求,確保高層建筑抗震等級。
3.2 完善高層建筑施工管理體系
當前一些建筑單位所采用的管理制度,對于管理主體還不太明確,沒有特定的控制主體,造成高層建筑施工管理工作沒有有效的落實到實處,管理標準不夠規范。對高層建筑管理體系的完善,加強對施工的工作流程和抗震方案的落實的監督是非常重要的。詳細記錄檢查結果,確定好抗震設計方案,從而為高層建筑施工進行提供有效保障。對于抗震設計圖紙應該做好審核工作,保證圖紙的整體質量。成立管理部門,構建完善的控制體系,并且構建多元化的管理結構。加強設計人員與施工人員的溝通,減少部門之間的內部矛盾。確定控制體系主體,采用分級負責的方式,明確各個部門之間的職責,將責任落實到個人。落實崗位責任制和績效考核,從而提升高層建筑施工人員和設計人員的積極性,保證抗震設計方案有效實施。
3.3 確保高層建筑施工材料的質量
為了確保高層建筑的抗震等級,加強對建筑材料質量的關注是很重要的。在高層建筑施工之前,結合抗震設計方案的要求,對所需要的材料嚴格進行選購和配置工作,從而確保施工材料的質量。對建筑材料進行必要的檢驗工作,確保建筑材料各項參數能夠符合抗震設計的施工標準。加強材料數據的統計工作,從而讓施工過程中能夠有足夠的材料可以選用。建立專項部門,對建筑材料進行專項管理,保證材料的安全性和可靠性,保障高層建筑結構的抗震水平。
結合抗震方案施工所需的建筑鋼材、混凝土等材料,應該嚴格對出廠合格證和材料質量進行核算。將所需的施工材料送到專業的檢驗機構中進行試驗配給,從而確保所采購的材料能夠滿足高層建筑施工的需求。根據試驗結果,注意保管試驗材料,在材料的購買中根據試驗的標準和數據。例如在混凝土的配給上,結合水泥的標準、含水量的高低、砂量的配給比例,來確保混泥土的整體施工質量,把握好材料的施工標準,必要情況下,請專業人員進行指導和糾正,從而最終確定施工比例和材料的質量,確保高層建筑抗震能力。
3.4 加強抗震設計技術的運用
在高層建筑中,嚴格的對抗震結構進行設計。采用抗震墻設計和地基結構設計等綜合考慮,來提升高層建筑的抗震能力。如在處理一道截面較長的抗震墻方面,可以充分利用其洞口用來構成弱連梁,對每個墻段高寬比設置應該>2.5,對墻體可以設計成單肢墻或者多肢強,進而提升墻體的抗變形水平。對地基可以采用單獨的承重柱和承重墻來提升抗震水平。
4 結語
綜上所述,加強對高層建筑抗震設計中問題的探討是很有必要的。通過提升設計人員的綜合素質、完善高層建筑施工管理體系、確保高層建筑施工材料的質量、加強抗震設計技術的運用,能夠提升高層建筑的抗震等級,更好的優化建筑結構,保障高層住戶安全,推動高層建筑行業可持續發展。
參考文獻
[1] 閆旭梅.高層建筑結構抗震設計分析[J].科技傳播,2013,17(11).
關鍵詞:高層建筑;消防排煙;設計
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A 文章編號:
當高層建筑發生火災時,產生大量的煙氣和熱量,如果消防排煙系統設計不合理,導致有毒煙氣肆意蔓延,容易引起被困人員恐慌失措,搜救人員困難重重,嚴重危及人民群眾生命財產安全。因此,設計科學合理的消防排煙系統,及時排除煙氣,才能為人員的安全疏散和撲救工作提供安全條件和寶貴時間。
1、 煙霧危害性影響
高層建筑火災中產生的煙霧是一種混合物質形態,主要由固態、液態以及氣態等雜質組成。影響煙霧危害性的主要因素在于煙霧的成分與多少。煙霧的多少又與燃燒物的供給條件如燃燒物質質量、溫度、氧氣等是否充足有關,當各方面條件越充足,煙霧量就越多,對人的身體健康損害就越大。當燃燒物處于全面燃燒狀態時,會與各種外界物質混合,發生化合反應,生成二氧化碳、一氧化碳、水蒸氣等生成物和有毒氣體。當燃燒物沒有充分燃燒時,不僅會生成上述生成物,還能產生醚、醇等有機物質。通過燃燒過程中生成的有毒氣體作用于人體,出現呼吸道感染灼傷、臟腑受到刺激、窒息等危害,容易消磨人的意識,嚴重者直接導致死亡悲劇的發生。此外,影響消防工作進度的另一個關鍵因素在于煙霧蔓延的流動速度。當發生火災時,煙氣水平方向流動速度為每秒0.3~0.8m,垂直方向擴散速度為每秒3~4m,即當煙氣自由流動時,只需1min左右就可擴散到幾十層高的大樓。
排煙口遠離散口示意圖
2、 存在問題
(1)自然排煙不符合要求。單從自然排煙的效果考慮,最好將排煙窗設置在靠近墻的上部位置。而在目前高層建筑中,有很多自然排煙窗都違背了這一規范要求,直接將自然排煙窗設置在墻的下部,這樣使得排煙窗與吊頂、頂板的距離擴大,影響自然排煙效果。
(2)自然排煙窗開窗面積不符合標準要求。《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95(2005年版)第8.2.2條,明確規定了自然排煙窗的開窗面積。但是在實際操作中,部分設計人員并沒有根據相關的規范要求,仔細計算開窗面積,有的將固定窗的面積與排煙窗面積重合計算,導致排煙窗面積與規范要求相背離,導致排煙效果大打折扣。
(3)送風道阻力過大。在高層建筑的實際驗收過程中,不難發現很多工程設置的送風口的尺寸大小、風機風量以及風壓能等都富惡化規范要求,而實際對送風口進行測量時,發現其實際風速比設計的小的多,或者距風機較近的送風口的風速較大,離得越遠則風速越小甚至出現無風等狀況,難以達到門洞風速以及產生余壓的規定要求。
3、高層建筑消防排煙系統設計
3.1確定消防排煙部位
高層建筑防排煙部位在高層民用建筑相關的防火設計規范中有著明確的規定,除了劇院、體育館等高于24米的單層主體建筑的其他所有不低于十層的民用建筑或居住建筑等,都應該在其相應的前室、樓梯以及電梯等部位裝置防排煙系統。此外,在高層建筑中人員密集頻繁來往的場所、中庭閉封的避難層、易燃物較多的地下室面積高于一百平方米的房間等也應設置完備的防排煙系統。
3.2劃分防煙分區
按面積劃分、按用途劃分、按方向劃分是高層建筑防排煙系統分區劃分的三種主要方法。按照面積劃分是指在建筑內部進行面積的劃分,根據劃分面積設置基準防煙分區。但是由于每層防煙分區的用途與形狀都存在差異,而它們具有相同的面積。按用途劃分是根據建筑物各個部分的不同功能劃分防排煙分區,在各個功能不同部分如衛生間、辦公室、客房、起居室等的不同劃分,既方便又合理。按方向劃分是根據高層建筑的上層、底層部分功能用途的不同,分別從樓層、面積角度進行垂直方向和水平方向的防煙分區劃分。
3.3確定防排煙方式
(1)自然防排煙。《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95(2005年版)第8.2.1條規定:“除建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過100m的居住建筑外,靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室,宜采用自然排煙方式。”此方式是在不具備機械通風設備的前提下,主要依靠自然力產生的作用實現,避免消防電梯與防煙樓梯間受到火災煙氣入侵。其具有經濟實用、造價低、不受電源控制等特點。但是其防排煙效果直接與外界風俗、風向、氣溫等的變化息息相關。因此,設計者在進行自然防排煙設計時應正確處理,增強其對建筑排煙的積極作用。
(2)機械加壓送風防排煙。根據《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95(2005年版)第8.3.1條規定了采用機械加壓送風防煙設施的兩種情形,一是不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯前室或合用前室;二是采用自然排煙措施的防煙樓梯間,其不具備自然排煙條件的前室。此設置主要是避免在火災發生后受到煙氣的干擾和影響,讓相關被困人員及時疏散、遠離事故現場。在進行此消防排煙系統設計時,必須與具體的建筑物構造形態相結合,根據具體情況采取具體措施。此設計的原理是采取機械加壓的方式使現場周圍的空氣壓強增大,最終比火災區域內空氣壓力高,使得煙霧的蔓延、擴散進一步降低,與消防工作積極配合,起到控制火勢的作用。根據加壓送風量計算公式計算
Qj=KAjP1/n
在此公式中,正壓送風系數為K,Aj是指在此系統中全部氣流通路的流通面積,正壓與非正壓之間的壓力差為P,數系數以n表示。目前國內在高層建筑防煙設計計算中使用較普遍的兩個公式為基本計算公式。
1、安保持疏散通道需要有一定的正壓值,俗稱壓差法公式:
L=0.827*A*P1/n*1.25
其中,L為加壓送風量,0.827為漏風系數,A為總有效漏風面積,P為壓力值,n為指數,一般取2,1.25為不嚴密處附加系數。
2、按開啟著火層疏散通道時要相對保持該門洞處的風速,又稱流速法公式:
L=f、v、n……(7.2)
其中,L為加壓送風量,f為每檔開啟門的斷面積,v為門洞斷面風速,n為同時開啟門的數量。
4、結語
防排煙系統設計以及相關的控制技術對高層建筑消防排煙系統應用效果有著直接的影響。因此,設計人員應嚴格執行國家規定設計要求,完善和落實防排煙系統設計,輔助火災消防工作,降低生命財產損失。
參考文獻:
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[6]李福,高層民用建筑防排煙系統若干問題探討[J].城市建設,2010(24).
【關鍵詞】建筑; 性能化; 防火設計; 消防問題
引言:
新版工程建筑建設國家標準――《建筑設計防火規范》GB50016―2014版最新標準,已于2015年5月1日起正式開始在全國范圍內實施。對于新版《建筑設計防火規范》標準的實施,其主要的目的還是為了保障建筑消防安全,服務于國家各類經濟產業的健康、有序發展,最大限度的杜絕高層火災事故的發生以及保護人民群眾的人身財產的安全。新版GB50016―2014標準章程是根據《建筑設計防火規范》GB5016―2006以及《高層民用建筑設計防火規范》GB50045―95(2005版本)進行的整合與修訂,是現代化社會發展的必然要求。
一、我國建筑防火規范設計的現狀
隨著我國建筑行業的規模不斷擴大,像一些智能化的建筑相繼建設起來,許多高新技術科技的普及與推廣,使得我國建筑工程朝著現代化方向發展。但是,值得注意的是,我國建筑在防火及其規范設計領域還不夠完善、科學,許多基本的建設標準體系還需要進一步改進。圖1所顯示的內容資料信息主要來源于《中國消防年鑒》,從中我們可以看出,火災是我國最常見的安全事故之一,不僅是在2011年之前,在最近三年間,我國各地也都出現了大大小小的火災事故,造成了重大的人員傷害,對人們的身心財產安全造成了嚴重的威脅。因此,就如何完善建筑防火設計仍是我國乃至全世界范圍內共同研究的課題。
當前全國各地高層建筑性能化防火設計工作中所存在的問題:
①較多的忽略了防火排煙與電氣防火的設計
在國家2014年安全死亡事故的數據統計中,在高層建筑火災死亡事故方面,其中死亡人數中有超過百分之六十以上的人是死于煙氣,所以說,像一些高層的居民建筑、辦公大廈、商業建筑等,在防火排煙消防設計方面,普遍存在著嚴重的安全隱患。
②建筑性能化防火設計標準不夠規范、嚴格
這是當前全國范圍內在高層建筑建設過程中最為嚴重的問題之一,為了應對這一系列不良現象,國家在2014年出臺頒布了《建筑設計防火規范》GB50016―2014,并于今年5月1日正式實施。
二、建筑性能化防火設計及其消防問題對策
(一)建筑防火設計在民用建筑設計中的應用
對于新版《建筑設計防火規范》GB50016――2014,其主要是將原來的《建筑設計防火規范》GB50016――2006和《高層民用建筑設計防火規范》GB50045―95(2005版本)合二為一。之所以這樣做,主要還是根據當前的實際問題與矛盾做出的方案改革,其現實意義主要體現在兩方面:一是有助于解決當前高層建筑的安全尺度問題;二是有助于解決當前建筑防火設計的適用性問題。在今年5月1日開始實施的新版《建筑設計防火規范》中,主要內容共包括12個章節和3個重要的附錄部分。正所謂“萬變不離其宗”,但是總體上還是做了許多方面的改進與創新,大致內容可分為①生產和儲存的火災危險性分類、高層建筑的分類要求;②居民住宅建筑及廠房、倉庫和公共工程建筑的耐火分級、平面布置、防火分區、防火間距、消防基本配套設施的設置等等。
在這里為大家介紹一下居民建筑防火分區的劃分,關于民用建筑的防火分區的分隔方法,在《建筑設計防火規范》GB50016――2006年版中,其中的幾條規定顯然不能適應現代社會發展的實際要求。對于居民樓中的防火分區劃分,不僅僅是指控制住火災,防止火災進一步擴散,同時還要求著在發生火災時能夠迅速的組織并開展火災搶救及其人員安全疏散的一個區域。也就是說,要明確職責,具體分工,這樣才能在火災發生時讓居民迅速的有序的逃離出去,最大限度的減少人員傷亡。因此,像一些防火墻、防火門、防火閥等方面的防火設計與消防機制,要堅持因地制宜的基本原則,科學合理的進行建筑性能化防火設計。在新版《建筑設計防火規范》中,對居民住宅建筑這方面做出了具體的防火要求標準,就是將2006版規定的按層數來劃分高層,改為2014年新版的按建筑實際高度來劃分高層,其中規定,居民住宅建筑凡是超過了27米的樓房,均屬于高層建筑,27米――54米之間的屬于二類級別的高層建筑,54米以上的屬于一類高層建筑。
(二)建筑防火設計在現代商業建筑中的應用
現代商業建筑也是人群集聚密度比較大的建筑場合,近些年來我國各地許多的商業建筑都出現了火災事故,所以當下,現代商業建筑大廈應該是重點規劃的對象之一。在其具體設計應用上,主要分為性能化的防火設計和人群安全疏散這兩個方面。根據新版《建筑設計防火規范》的標準要求,現代商業建筑要重點在防火消防設計與人員疏散設計方面進行創新。
所以,在現代商業建筑的性能化防火設計領域,要根據新版《建筑設計防火規范》的具體要求遵循以下步驟:
參考文獻:
[1] 劉建軍,周勇.淺析高層建筑電氣防火設計的問題[J].價值工程,2011,30(3):104-104.
【關鍵詞】高層建筑;鋼結構;性能目標;穩定性
高層建筑的鋼結構是將鋼材通過工藝手段制造成建筑構件,高層鋼結構應用到高層建筑物中,會使建筑物的抗震強度和穩定性得到極大的提升,并為建筑物的使用提供極大的安全保障。高層鋼結構的性能要保證在受到地震危害時,實現有效的減震功能,避免建筑物受到過大的破壞,所以高層鋼結構性能目標的建立首先要保證的就是抗震性能達到標準。根據現有的地震災害案例以及鋼結構模型,對高層鋼結構的抗震性能進行分析,建立起完善的鋼結構性能目標。
一、高層鋼結構的抗破壞性能和抗震性能
我國鋼結構的設計發展比較晚,已經建立完成的高層建筑鋼結構還沒有經歷過大型地震災害的破壞。所以鋼結構模型主要選取國外的鋼結構模型進行分析,研究地震災害后鋼結構的整體破壞,對鋼結構的抗震性能和抗破壞進行總結。
地震災害會對高層建筑的鋼結構造成穩定性喪失、節點破壞的問題,但是不會導致建筑物的整體倒塌。節點破壞是因為鋼結構的節點受到地震反復荷載的影響,出現脆性斷裂的現象。鋼結構的節點是力量傳輸的關鍵部位,所以在地震災害發生時,鋼結構的節點應力就會集中起來,對節點造成破壞,鋼結構在受到地震災害時還會出現連接板的損壞。鋼結構在受到強震影響時,主體構件和節點都會進入到屈服狀態,使鋼結構主體受到保護,避免主體結構的破壞程度過高,導致建筑倒塌。但是總體來看,高層鋼結構的整體性能還是比較好的,具體的抗震能力還是和構件、節點的連接相關。
二、高層鋼結構性能目標設計和建立時需要注意的問題
(一)保證鋼結構的穩定性
在高層建筑中應用鋼結構主要是為了保證建筑結構的穩定性,所以在性能目標設計和建立的過程中要加強對節點和構件連接的測算,控制鋼結構的荷載、抗震和抗破壞參數,避免鋼結構設計完成后引發穩定性問題。
(二)保證鋼結構在高層建筑中應用的經濟性
鋼結構在高層建筑中的應用是一種比較新的觀念,鋼結構的應用會導致高層建筑的設計建造成本得到一定比例的提升,所以在保證鋼結構穩定性的前提下,控制好鋼結構設計和建立的經濟性,對鋼結構的設計和建立的材料性能進行控制,避免高層建筑的建設成本過高。
(三)高層建筑鋼結構的防火性
高層鋼結構在高溫環境下可能會出現結構變形的情況,所以在鋼結構性能目標建立時要注意鋼結構的防火性,在設計過程中,降低結構的膨脹系數,并對鋼結構建立的材料進行篩選,避免高熱環境中,結構膨脹爆裂的現象發生,而且鋼結構中的電路要與構件保證一定的距離,避免電路碰到鋼結構上出現放電現象,影響鋼結構的防火性。
(四)高層鋼結構的環保性
高層鋼結構是建筑工程中的一種新型結構,所以該結構性能目標的建立要保證其環保性,這樣才能促進高層鋼結構的應用。確保高層鋼結構可以與周圍環境有效的融合,促進鋼結構的開發和利用。
三、高層鋼結構性能水準的劃分和量化
(一)高層鋼結構性能水準的劃分
高層鋼結構的性能水準包括結構的抗震性、抗破壞性等等,而鋼結構的性能水準受到結構強度、節點裂縫、結構變形的影響,所以把鋼結構的性能水準劃分為幾個級別,分別是性能良好、性能微損、性能損傷、性能破壞和性能喪失。在性能良好和微損級別,主要是個別的構件出現了輕微的變形現象,在這種性能水準內,鋼結構的整體結構功能基本不會受到影響,也不用對結構進行修補;在性能損傷的級別時,結構整體功能受到了影響,但損傷部位是可以修復的,在修理之后鋼結構還是可以繼續應用;在結構破壞級別,鋼結構會出現較大的變形,而且在節點出會出現大量的裂縫,影響了整體結構的性能,建筑中的人員安全不能得到有效的保證;性能喪失級別整個鋼結構已經沒有修復的可能,需要及時對此鋼結構進行拆除,避免造成嚴重的安全事故。
(二)高層鋼結構性能的量化
在對鋼結構的性能進行量化時,需要結合鋼結構的強度、變形情況、承重負載以及疲勞周期等進行綜合量化,量化過程不能由單一的參數來決定,要結合多個參數對性能目標進行量化,保證鋼結構在應用過程中的安全。
在性能水準為良好和微損級別時,整個結構基本沒有受到破壞,所以可以選擇變形極限來作為該級別的性能目標量化標準。
在性能水準為損壞時,鋼結構在遇到中等破壞或者中震情況時,是可以修復的,所以可以選擇結構的彈性塑性來對性能目標進行量化。
在性能水準處于破壞或者喪失級別時,主體結構已經受到了比較大的損傷,而且部分結構已經不能使用,所以量化時可以按照結構的變形位移來進行量化。
(三)高層鋼結構性能目標的建立
高層鋼結構性能目標的建立要以建筑物的抗震防范水準為基礎,在小震過后,高層鋼結構大部分要保持在性能完好的狀態,不需要對鋼結構進行修復和補充;在中震的情況下,可以有微損和損害的情況發生,但是不能出現鋼結構性能喪失的現象,在短期的修補之后,建筑物可以繼續投入使用;在大震情況下,建筑結構的性能可以遭到破壞,但是不能造成嚴重的安全事故和經濟損失。
結論:
高層建筑鋼結構性能目標的建立可以讓建筑物的抗震性能更加明確,避免了性能目標不清晰使建筑物在受到地震災害時造成嚴重的安全事故和經濟損失,對鋼結構在各個性能水準下的破壞程度進行描述,并對性能目標進行量化。利用鋼結構的性能水準進行性能目標的建立,可以反映出高層建筑鋼結構不同的抗震級別,實現建筑結構安全性的提升。
參考文獻:
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關鍵詞:高層建筑,防火設計;疏散設計
高層建筑的使用功能復雜,設備種類繁多,人員集中,起火因素多,而人的安全疏散及撲救滅火的困難都較大。為了保證安全,防災于未然,要特別重視高層建筑的防火設計。我國的高層建筑設計必須遵守我國現有防火規范的有關規定。
一、高層建筑的防火設計要點
做好防火設計,可以盡量減少或避免高層建筑火災所帶來的巨大危害,保障城市建設和人民生命財產的安全。防火設計中應把樓內人員的生命安全放在首要位置來考慮,立足于以防為主,防火與滅火相結合。在進行高層建筑的防火設計時,應著重考慮以下幾方面問題:
(1)總體布局要保證通暢安全。處理好主體和附體部分的關系,保持與其它各類建筑的防火間距,合理安排廣場、空地和綠化,并提供消防車順利接近高層建筑的良好條件。
(2)合理進行防火分區。采取每層作水平的分區(以防火墻劃分)和垂直的分區(以耐火的樓板劃分),力爭將火勢控制在起火單元內加以撲滅,防止火災擴散。
(3)構造設計要使建筑物的基本構件(墻、柱、梁、樓板、防火門等)具有足夠的耐火極限保證火災時結構的耐火支持能力和分區的隔火能力。
(4)安全疏散路線要簡明直捷。在靠近防火單元的兩端布置疏散樓梯,控制最遠房間到安全疏散出口的距離,做好疏散樓梯的防火封閉和排煙措施,以保證人員安全迅速地撤離險區。
(5)盡量作到建筑物內部裝修、隔斷、家具、陳設的不燃化或難燃化,控制可燃物的貯放數量,以減少火災的發生和降低蔓延速度。
(6)做好建筑物室內、外消防給水系統的設計,保證足夠的消防用水量和最不利點的滅火設備所需的水壓。采用先進可靠的自動報警和滅火系統并正確地處理安裝位置。還應設旨消防控制室,控制和指揮報管、滅火、排煙、疏散等。
二、耐火構造設計與防火設計
為了爭取高層建筑主體在火災后基本保持完整,減少損失、高層建筑應有一定的耐火能力。耐火構造設計要按結構方案選取各種材料和做法,確保構造厚度及保護層厚度。高層建筑的主要構件基本采用鋼筋混凝土結構和鋼結構,可以我國規范為主要依據,根據燃燒性能和耐火極限確定不同部位、不同種類的鋼筋混凝土或鋼結構構件的保護層厚度。玻璃幕墻的窗間墻、窗檻墻等填充墻的材料應用非燃燒材料。如外墻面采用耐火極限不低于1h的非燃燒體時,其墻內填充材料可采用難燃燒材料。無窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻,應在每層樓板外沿設置低于80cm高的實體裙墻,或在玻璃墻內側每層設自動噴水保護其噴頭間距不宜大于2m。另外,高層建筑內的裝修往往采用各種可燃材料,一旦火災發生,這些內裝修可能成為火勢的助燃物而擴大災情。所以,內裝修的不燃、難燃與阻燃是關于防火設計的重要研究方向。
預防失火或減少火災損失的具體目標就是早期發現、早期發出警報,不待火災擴大即早期撲滅,同時,使人員迅速疏散到安全地段、消防車能迅速靠攏,消防隊員能迅速到達火災現場救火。為達到上述目標,防火、滅火的每一個步驟必須充分重視,任何一點疏忽,都會貽誤時機,擴大災情。
1、總平面布局中的消防問題
選址應在交通便捷處。根據城市規劃確定的高層建筑位置應有方便的道路通達。要求既宣靠近干道,便于高層建筑中大量人流的集散,又便于消防時的交通組織與疏散。在進行總平面設計時,應根據城市規劃要求,合理確定高層建筑的位置、防火間距、消防車道和消防水源等。高層民用建筑不宜布置在火災危險性為甲、乙類廠(庫)房,甲、乙、丙類液體和可燃氣體儲罐以及可燃材料堆場附近。高層主體建筑的底部至少有四分之一的周邊長度不應布置與其相連的高度在5m,進深在4m以上的附屬建筑,且在此范圍內必須設有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。建筑物周圍應設環形車道(可利用交通道路)。如設環形車道有困難時,可沿建筑物的兩個長邊設置消防車道。當建筑物的總長度超過220m時,應在適中位置設置穿過建筑物的消防車道。保持建筑間的防火間距。為了保讓登高消防滅火操作的要求,及防止火勢蔓延,高居建筑總體設計應保持建筑間的防火間距。
2、防火、防煙分區和建筑構造
高層建筑的體量大,有的標準層面積也很大,為了將火勢控制在發生的單元,阻止向各處蔓延,一般都規定防火分區。防火單元是由防火墻和耐火樓板、防火門窗劃分的。在設置有困難的開門部位,也可采用水幕保護的防火卷簾,在火警時,由消防中心指揮防火卷簾自動降下,執行防火分區的功能。
高層建筑防火分區的水平劃分,應在滿足防火規范的前提下,結合建筑物平面特征進行,力求協調使用功能合理分區、疏散方便、便于自救、撲救和火災蔓延。當建筑物內部設有上下層相連通的走馬廊、開敞樓梯、自動扶梯、傳送帶等開口部位時,應按上下連通層作為一個防火分區,其面積之和不應超過規定;當上下開口部位設有卷簾水幕等分隔設施時,則可按分層計算防火分區面積。在防火分區設計中,還需注意水平管道的耐火構造和垂直防火分區。穿過防火單元及防火墻的水平管道應由不燃材料制作,其中,為防止風管竄煙竄火,不宜穿過防火墻,必須穿過時,應在兩側設防火閥。
三、疏散設計
發生火災時,人員往往還在遠離地面的高層,將他們全部迅速地疏散到安全地帶是防災的重要環節。安全疏散設計是高層建筑交通設計中不對忽視的組成部分。疏散設計的原則是路線簡單明了,便于人們在緊急時進行判斷。同時提供從室內任何位置向兩個方向疏散的可能性。
平面布局中的安全疏散問題,即表現為水平面合理疏散線路組織。火災發生時,人流通過精心組織的水平通道順暢到達疏散樓梯、電梯口,如旅館中要求人們從著火房間或部位跑到公共走道、再經過公共走道到達疏散樓梯間,當人們向一個方向疏散(如常用,熟悉的出口等)遇到煙火阻礙時,將會掉頭尋找另一條出路,設計上提供另一方向的疏散口成為必要。保證水平面有兩個以上的安全疏散,它將貫穿在任何樓層平面設計中。一般,水平通道組織即是圍繞兩個疏散口(或逃生口)布置來進行。
消防電梯可以在火災發生時供運送消防人員相消防器材以及搶救受傷人員。火災時,普通客梯應立即降到首層停駛。但為了消防隊員能迅速進入火場,及時運送消防器材和救護傷員等,必需設置一定數量的在失火能保證安全運轉的消防電梯。
目前,許多建筑物中,消防電梯是單獨設置的,但設計中采用以下幾種情況:①位置上與其他電梯分開;②位置上雖與其他電梯并排,但層門不朝向公用的候梯廳,有單獨的消防前室,并且操作是獨立的。此外,人們在緊急避難時具有“歸巢”本能,即首先選擇最熟悉的。設計時可以使平時交通流線與緊急避難流線完全結合起來,從而使乘客電梯在火災時變成快速高效的安全疏散工具。
參考文獻