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浅议超高层建筑的消防安全特性及防火设计

作者:王祝坤  
评论: 更新日期:2014年03月02日

        三、超高层建筑的防火设计建议
        我国的超高层建筑建设始于20世纪70年代,当时最典型的就是1976年建成的115米 高的广州白云宾馆和1985 年在深圳建成的158.95米高的国际贸易中心。后来,1996 年建成的深圳地王大厦达到了81 层,325米高;1998 年建成的上海金茂大厦更是88 层,高 420.5米,成为新一代的地标性建筑。据不完全统计,全国现有百米以上的超高层已经接近1000栋。但是,由于我国超高层建筑起步晚,加之过去执行规范不严,目前的超高层建筑存在许多消防安全方面的问题,例如防火防烟分区不当,分隔不严,封闭或防烟楼梯间的问题较多;安全疏散楼梯安全出口存在数量不足、通道不畅的问题;普遍存在消防水池容量偏小的问题,消防水源不足,消防专用电源没有保障;室内装修的防火安全问题突出;消防设施使用管理上存在许多问题,维护保养无章可循。
        就超高层建筑而言,香港是一个非常典型的发展案例。作为一个高速发展的城市,香港人口密集,用地紧张,其高层建筑的密度堪称世界之最,超高层建筑也比比皆是。因此,为了有效地保证这些高层建筑的消防安全,香港在超高层建筑的防火设计时会特别注意以下几个问题:
        1.设置环形消防车道,至少确保建筑物的一个主要立面前可通行消防车辆,且应能保证救生与灭火操作的顺利展开;
        2.保证附近有充足的水源满足灭火用水的需要,消火栓的供水能力不得低于4000L/min, 城市主管道的供水压力不得小于170千帕, 没有条件的地区则应贮备充足的消防用水;
        3.注重建筑结构的耐火性,大多数建筑都采用的是钢筋混凝土结构,耐火极限的要求为l到4个小时。
        4.保证逃生通道,进行安全疏散。由于用地紧张, 任何建筑商都不愿让逃生通道占过多的面积。但香港的消防法规有明确的要求,必须保证足够的逃生通道。此外,高层建筑中每隔15层设置有避难层,可使人员处于暂时的安全状态,然后在消防队的组织指挥下,有秩序地疏散到最终的安全区域。
        结合先进国家和地区的超高层建筑消防安全的经验,我们应遵循“预防为主,防消结合”的消防工作方针,在防火设计时就把握好以下几个方面:
        1. 采用混合结构。从防火性能的角度出发,超高层建筑的结构采用混合结构优于全钢结构。高温下,全钢结构受热后,很快会出现塑性变形,从而降低结构的承载能力,温度达到500℃时,强度会降低50%,超过1000℃时,强度呈几何级数下降,建筑的强度降低,加快了坍塌的速度。“9.11”事件中,世贸大厦南部塔楼在被撞后仅小时,即轰然倒塌,与其采用全钢结构大有关系。
        2. 从全局出发考虑超高层建筑的选址和总平面设置。从消防角度,超高层建筑一定要远离火灾危险性为甲、乙类厂(库)房,甲、乙、丙类液体和可燃气体储罐以及可燃材料堆物。总平面设置上要充分考虑防火间距、消防车道、消防扑救面及特殊房间的位置等。
        3. 综合考虑超高层建筑防排烟设计,最大限度地减少火灾时烟气的生成量,并使火灾时产生的烟气迅速排出,从而有效地防止烟气从着火区向非着火区蔓延扩散,特别是防止侵入作为疏散通道的走廊、楼梯间及其前室,以确保有一个安全的疏散通道和安全疏散所需要的时间。只有合理划分防烟分区,才能有效阻止烟雾扩散,将生命财产的损失降到最低。
        4. 安全疏散应成为设计的重点。超高层建筑的垂直疏散距离远、人员高度集中,需要疏散的时间长。而且火灾中,人流疏散的速度远慢于烟气流动的速度,加之疏散方向与烟火蔓延的方向、救援人员的前进方向相反,增加了疏散的困难和危险。超高层建筑防火设计中,应将疏散列为重中之重,应在建筑物的某一部分或楼层设置绝对安全区,如防烟楼梯间、避难层或避难间、疏散平台等,并设置消防应急照明和安全疏散指示标志,引导人员安全疏散和逃生自救。
        5. 按要求设置消防电梯,并对电梯井进行有效防火。防烟分隔电梯是人员垂直通行的主要途径,防烟楼梯间的设置尤为重要。为确保火灾时不使高温烟气进入电梯井内,消防电梯应设前室,设置面积符合规范要求,门口宜设挡水设施。出于自然排烟的考虑,消防电梯间前室宜靠外墙设置。为便于消防人员迅速而有效地利用消防电梯,在首层应设直通室外的出口,设置专供消防队员使用的操作按钮。
        此外,还应加大建筑的消防科技含量,采取先进科技手段,设置自动报警系统和自动灭火系统、人员疏散诱导系统、居住者探测系统等智能系统,以确保火灾时的人员生命和财产安全。
       

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