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民用建筑防火技术设计研究

2019/08/30 阅读:

摘要:随着国家经济的发展,人民生活水平的日益提高,人们对民用建筑的要求也越来越高,民用建筑的安全对人们的日常生活和社会的稳定有着巨大的影响。然而,民用建筑中时常发生的火灾,给人民的生产、生活以及财产安全带来了巨大的威胁。为使当前的建筑设计能够满足日益增长的生活需求,必须加大对建筑防火设计的重视程度,持续对民用建筑中的防火防灾进行研究,与此同时,相关设计人员需加强自身防火意识,不仅要做好建筑规划、单体平面、材料选择等方面的防火设计,还要对施工及后续使用过程中可能产生的火灾隐患进行深入了解,从而能够在最大程度上降低建筑火灾风险,提高建筑防火性能。

关键词:民用建筑;防火技术;设计

在中国几千年的古代建筑史中,受技术限制,防火措施极不到位。但劳动人民从来不缺防护意识,全国各地都有形式各异的防范手段,例如北京民间农历二月有挖沟的风俗,一方面可以整治环境,另一方面可以引水以供灭火之用;再如笔者的故乡徽州地区,更有着形形色色的防火措施,名震天下的西递宏村的“月沼”就是消防水池的原型,不必细说。还有一些特殊的手段,鲜为人知,比如一些富裕人家的楼板采用中空结构,内藏细沙,底层木板烧穿后,细沙倾泻而下,有很好的灭火作用,这应该是早期的自动喷淋灭火装置。然而,我国古代建筑大多均为木质结构,结构材料本身就有着极大的缺陷,不利于防火,又存在诸多技术方面的局限,导致火灾频发,甚至连皇宫也难以幸免。近现代,随着新材料的出现,特别是钢筋混凝土等不燃材料的广泛使用,大大提高了建筑的防火性能。但是近年来,随着社会经济的发展以及科学技术的快速进步,各类新型建筑材料频繁出现,很多材料并未经过时间的检验就匆忙投入生产并使用,消防部门的防火规范及图集也来不及对其逐一说明,往往采用一刀切的模式加以控制,这些乱象也让设计人员非常困惑。建筑防火是个多学科合作的课题,需要建筑、结构、给排水、电气、消防、暖通、施工等专业的综合考虑,共同协作完成。本文从建筑角度出发,对防火材料进行探究。

1建筑材料燃烧性能概述

建筑材料是否可燃,是建筑防火设计的重点考虑内容,材料的燃烧性能是一项重要判断指标。燃烧性能是指材料燃烧或遇火时所发生的一切物理和化学变化,这项性能由材料表面的着火性和火焰传播性、发热、发烟、炭化、失重以及毒性生成物的产生等特性来衡量。建筑材料的燃烧性能直接关系建筑物的防火安全,很多国家均有自己的分级体系。我国建筑材料按照其燃烧性能分为四级,分别是A级(不燃)、B1级(难燃)、B2级(可燃)、B3级(易燃),在选择时应积极采用不燃和难燃材料,并尽量避免采用在燃烧时产生大量浓烟或有毒气体的材料,做到安全适用、技术先进、经济合理。随着国家对建筑消防的重视程度不断提高及人们对消防工程领域的研究不断深入,对建筑材料燃烧性能的研究也从单纯的火焰传播和蔓延的研究扩展到对材料综合燃烧特性的分析,如燃烧热释放速率、释放量,燃烧烟密度等。

2民用建筑材料防火设计存在问题的形成原因

2.1不同部门规程制定时间存在差异

通常来说,建筑设计及建设由住建部管理,消防由公安部管理,因而两个部门在文件发放和执行上存在一定的时间差异。比如中华人民共和国住房和城乡建设部早在2002年就要求要对建筑实行保温节能,但当时对保温材料并没有相关的消防要求。市场上可选择的保温材料并不多,常规的有模塑聚苯板和挤塑聚苯板,两者保温性能差别不大,但防火性能和价格差异较大,挤塑聚苯板常规为B1级,价格偏高,而模塑聚苯板常规是B2级,价格较低,故大多数建筑会选择模塑聚苯板这种保温性能好,且价格低廉的材料。在施工方面也因为绝大多数企业刚刚接触此种保温材料的做法,所以对施工过程的防护要求和规范管理极为欠缺,由于电焊火花及随手丢弃的烟头引发的火灾频频发生,因此消防部门针对此种情况,出台了相应的消防要求,对保温材料防火性能加以控制,但这些要求距离住建部的节能实施在时间上已经相差好几年了。

2.2对建筑材料的特性关注度及辨识能力不够

当前施工招投标往往采用最低价中标,为了中标,很多不正规的施工单位往往采用超低价格先保证中标,再在施工过程中变更设计,或者更换建筑材料来减少投入,获取利益。施工管理人员对建筑材料防火性能重视不够,一味地追求材料的低价,监理及设计人员对现场选择的材料大多也不具有专业的分析能力,无法辨别建筑材料之间的性能差异,使用了一些不具备防火性能或者防火性能较差的建筑材料。比如地下室侧墙的保护板,设计一般会选择燃烧性能较好的挤塑聚苯板,但因模塑聚苯板的低价优势,在早期项目中常被大量替换使用,而监理对材料不甚了解,在巡检过程中也发现不了问题,造成了施工过程的安全隐患。

2.3对新型建筑材料的防火性能不了解

近些年来,民用建筑的设计要求越来越高,全国各地涌现出各种高难度地标建筑。这些新建筑的出现也给新型材料带来了更广阔的用武之地,这些新材料在带来美的同时,也存在一些问题。比如ETFE(乙烯﹣四氟乙烯共聚物),是一种膜状材料,具有耐腐蚀、保温性能好、自洁能力强的特点,它的燃烧性能等级为B1级,在着火状态下,不会产生滴落,但会分解出有毒气体,一般用在屋面等通风条件良好的室外空间,但是有的设计师为追求建筑装饰的透光效果却用在室内。还有些材料是由多种材料复合而成,虽然表面的材料可以达到A级防火性能,但内在多层合成材料燃烧性能较低,会在高温时产生有毒气体或者有毒烟雾,增加消防救援难度,影响火灾发生时的居民疏散。材料的多样性与多变性,给消防部门的监管带来了一定程度上的困难,这种现象对于形成稳定的防火机制和要求有着很大的挑战。

3防火技术在民用建筑中的合理运用

3.1合理的建筑布局及疏散

民用建筑分公共建筑和居住建筑两类,居住建筑布局及疏散相对简单,不做过多阐述,公共建筑使用人数多,功能复杂,防火要求相对较高。在当前日益复杂的建筑功能要求下,合理的建筑布局尤其重要,比如不宜出现曲折交叉的疏散走道,虽然疏散距离有控制,但人们在惊慌的状态下,曲折的走道会加剧内心的恐慌;不宜出现嵌套房间,嵌套房间的多重门隔音相对更佳,可能会出现对外部环境信号接收延迟的情况等。鉴于此,设计时首先要使建筑内的空间布局更加合理,充分考虑房间到安全出口的距离以及房间内部距离是否便捷安全;其次,要充分考虑建筑之间的防火间距,对建筑类别模糊不清的建筑从严控制;最后,要重视消防车道的相关设计,不仅要考虑其使用通畅,还需要考虑结构承载是否满足消防车自身的重量。

3.2要选择合适的建筑材料

首先,不同的建筑材料具有不同的燃烧性能,当火灾发生时,火灾对建筑自身采用的不同材料有着不同程度的影响,在选择土建建筑材料时,要根据其使用位置选择相应耐火极限的和燃烧性能的建筑材料,防止火灾时结构坍塌,造成巨大危害。其次,在进行装饰材料选择时,除了要充分考虑其燃烧性能以外,还要充分了解其是否会在燃烧时产生大量有害烟气。有资料表明,火灾时对人体及财产造成危害的主要因素不是火焰本身,而是由此产生的烟气,其会造成人呼吸不畅引起人窒息死亡。控制材料有害气体的产生可以在最大程度上将生命财产损失降到最低。

3.3注重排烟设计,合理选择门窗

当前建筑可以采用的窗型有上悬窗、中悬窗、下悬窗和外开窗等,从排烟效果来看,外开窗排烟效果最好,但在高层建筑因为担心其会坠落,所以相关规范中明令禁止使用;下悬窗排烟效果较好,但因其开启不便,设计时也很少使用;中悬窗排烟效果次之,但其开启后会占用室内空间,可能对来往人员造成伤害,且制作工艺复杂,使用也较少;上悬窗排烟效果最差,但因其开启方便,不占空间,设计时广泛使用,为了达到排烟效果,设计时会要求其开启角度大于70度,这种要求在实际生活中很难达到,除非使用电动开窗机。由此可见,选择合适的门窗在建筑防火设计中有着至关重要的作用。另外还需注意在消防救援窗的设计中,不能在内部设计护栏,它们会影响消防人员迅速到达需要扑救的区域,不利于火灾时的救援。

4结束语

综上所述,民用建筑的防火设计与人们的生命安全有着紧密的联系。因此在建设时不仅要考虑其美观经济,更需要考虑其火灾安全。针对当前复杂的建筑结构型式及功能要求,只有对民用建筑中建筑防火技术计进行持续的、更深入的探究,才能让建筑更适用、更可靠,让使用者用得更放心。

参考文献:

[1]拜艳霞.建筑防火设计民用建筑设计应用探讨[J].智库时代,2018(49):151-152.

[2]刘海滨.民用建筑设计中建筑防火设计的运用分析[J].住宅与房地产,2018(27):73-74.

[3]徐晶.高层民用建筑防火设计问题分析及对策[J].消防技术与产品信息,2018,31(6):14-16.

作者:洪绍军 单位:深圳市建筑设计研究总院有限公司合肥分院

民用建筑防火技术设计研究

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