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建筑工程消防審核是《消防法》賦予消防部門的一項職能,建筑工程消防審核關(guān)系到國家、人民的公共利益及公共安全。現(xiàn)行國家消防標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016—2006(以下簡稱《建規(guī)》)及《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045—95(2005年版)(以下簡稱《高規(guī)》)是消防建審的一個重要依據(jù),如何在消防建審工作中,正確理解和把握現(xiàn)行規(guī)范條文的作用和意義,維護規(guī)范的嚴肅性、完整性及提高其可操作性,是擺在我們建審人員面前的一項課題。
在執(zhí)行規(guī)范的過程,往往由于規(guī)范的一些內(nèi)容未明確規(guī)定或者執(zhí)行確有困難,建設、設計、消防部門在理解和執(zhí)行中出現(xiàn)分歧,導致標準尺度不一,給實施帶來不便。特別對于十堰這座工業(yè)城市,城市建設的迅速發(fā)展,導致建設用地矛盾突出。十堰是一座山區(qū)城市,素有“九山半水半分田”之說,許多建設用地需開山取得,因此出現(xiàn)大量的坡地建筑,現(xiàn)行國家消防標準《建規(guī)》及《高規(guī)》對坡地建筑的防火要求涉及甚少,特別是對在消防設計及建審中建筑物建筑高度的確認,筆者結(jié)合近幾年來工作實際,對此問題提出自己的看法以供探討。
坡地建筑的定義:指建筑底層座落于坡底,其上某層與坡頂相連接的建筑。如圖1所示。
從圖1看出坡地建筑一般表現(xiàn)兩個特征:一是建筑座落于坡底并以坡底場地為室外地面;二是 其上某一層或幾層以天橋或平臺與坡頂相通,并以坡頂場地為其上部建筑的室外地面;其中至少有一個室外地面能作為人員疏散及消防撲救場地。
按照現(xiàn)行消防規(guī)范對建筑高度的定義:建筑物室外地面到其檐口或屋面面層的高度,屋頂上的水箱間、電梯機房、排煙機房和樓梯出口小間等不計入建筑高度。坡地建筑就出現(xiàn)兩個建筑高度H或H2,在消防設計及建審工作中,建筑物的建筑高度是必須首先確認的重要指標之一,以便確定建筑物適用于《建規(guī)》或《高規(guī)》。在《高規(guī)》中還須對建筑物進行進一步分類,影響消防設計中各系統(tǒng)的方案及參數(shù)的選取。
《建規(guī)》中對處于階梯式地坪的建筑,其建筑高度的劃分有一個原則:當位于不同高程地坪上的同一建筑之間設有防火墻分隔,各自有符合要求的安全出口,且可沿建筑的兩個長邊設置消防車道或設有盡頭式消防車道時,可分別計算建筑高度。否則,仍應按其中建筑高度最大 者確定。如圖2所示。
此類建筑有一定數(shù)量,但多數(shù)建筑其中的水平方向的防火墻很難設置,因此須按建筑高度最大者確定即H,若H大于24 m就應該按《高規(guī)》來進行消防設計了。
針對坡地建筑的特點,重慶市制定了地方標準即《重慶市坡地高層民用建筑設計防火規(guī)范》DB50/5031—2004。該規(guī)范對《高規(guī)》中未能詳盡的某些條款如坡地建筑防火設計高度的確定等加以明確和規(guī)范,引入了因適應地形而產(chǎn)生的坡地建筑吊層、坡底、坡頂以及防火設計高度等概念,同時制定了坡地建筑防火設計的相應條款,對山區(qū)地形坡地建筑消防設計具有很好的參考作用。
《重慶市坡地高層民用建筑設計防火規(guī)范》提出了一個核心概念:“防火設計高度”,其含義是指在進行坡地建筑防火設計時,在不同的條件下,從某個特定室外地面起算的人員疏散和消防撲救高度,在執(zhí)行《高規(guī)》時其中的“建筑高度”就以規(guī)范的“防火設計高度”來代替。顯然坡地高層建筑的“防火設計高度”與坡地建筑的“H總高度”、“H1吊層高度”及“H2上層高度”既有聯(lián)系,又有區(qū)別。在某個特定條件下,“防火設計高度”等同于后者其中一個。如圖1:上層為18層住宅,吊層為5層商業(yè),當商業(yè)部分與住宅部分垂直方向上進行有效防火分隔等措施后,該建筑建筑高度可按“H2上層高度”確定,上層按二類普通住宅進行消防設計,吊層按二類公共建筑進行消防設計。王樹闊:淺議坡地建筑建筑高度的確定
對圖1來說,按現(xiàn)行《高規(guī)》有兩個建筑高度,以防火設計就高不就低的原則,其建筑高度應該采用“H坡地建筑總高度”,則該建筑就屬一類公共建筑,建筑高度超過50 m。這樣導致一些功能很簡單的這類建筑很容易突破《高規(guī)》建筑分類中的二類建筑的范疇。有些可采用封閉樓梯間建筑的則必須采用防煙樓梯間;可采取自然防排煙的須采取機械防排煙;“建筑高度”很容易突破50 m甚至100 m;消防疏散及防火滅火設施的投資成倍增加。
《重慶市坡地高層民用建筑設計防火規(guī)范》畢竟為一部地方性法規(guī),對于坡地建筑其中的某些防火做法可以借鑒,也有其不完備的地方,但其前提應是在現(xiàn)行《建規(guī)》或《高規(guī)》的框架內(nèi)。我國的消防工作方針為“預防為主,防消結(jié)合”。主動防火為主,被動消防為輔?;馂陌l(fā)生時,首先保證人員安全,即保證疏散通道及出口的安全,其次是減小火災的損失。因此在實際坡地建筑防火設計及建審工作中對坡地建筑建筑高度的確認應把握好以下幾個重點環(huán)節(jié):
(1)按《建規(guī)》或《高規(guī)》各部分不同功能的人員疏散通道及安全出口是否獨立;
(2)消防車道能否到坡底及坡頂。按《高規(guī)》應設環(huán)形消防車道,當設環(huán)形車道有困難時,可沿高層建筑的兩個長邊設置消防車道。
(3) 高層建筑不同功能區(qū)的垂直及水平方向的防火分隔措施應按《建規(guī)》或《高規(guī)》的要求進行有效分隔;
關(guān)鍵詞:建筑;消防設計;分析探討
中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:
高層建筑指十層及十層以上的建筑(包括首層設置商業(yè)服務網(wǎng)點的建筑)。高層建筑具有中上層部位視線開闊,采光通風良好;建筑挺拔,建筑立面造型與色彩一般時尚、富于時代感和都市感;高容積率,節(jié)約土地資源等優(yōu)點,因此在城市建設中,高層建筑呈逐年增多的趨勢。但高層建筑存在防火要求高、火災撲救難等問題,解決好這些問題必須從消防系統(tǒng)的設計階段就開始著手考慮。因為消防設計直接關(guān)系到人民群眾的生命財產(chǎn)安全,所以正確處理建筑設計中的消防問題十分重要。
1 消防設計常見存在問題
當前,由于部分設計、施工人員對國家現(xiàn)行規(guī)范標準理解不夠透徹、全面,導致在疏散走道、疏散樓梯間、前室、合用前室、避難層等人員疏散場所的消防設計、施工上存在一些缺陷,導致工程在設計、施工中存在一些明顯的火災隱患。具體如下:
1.1 消防加壓泵的選型問題
消防加壓泵的選型必須滿足流量和揚程的需要,經(jīng)計算,消防流量為20L/s,消防泵所需揚程為105m。水泵選型時,很難選到符合流量和揚程設計要求的水泵,如滿足設計流量20L/s,設計選擇的水泵揚程將超過所需的壓力,為解決壓力過大的問題,設計只能提出切削水泵葉輪,從而滿足設計揚程的需要。
1.2 雙閥雙出口消火栓的采用及消火栓間距
當高層建筑在我國較普遍興建的初期,伴隨著產(chǎn)生了單閥雙出口消火栓。雖然在栓口上設置了悶蓋,但仍是一個出水點,實際用起來還是存在很多弊端。但在當時都視為“寶貝“,爭相采用,還有人大力推廣,這在當時是可以理解的。時至今日早已產(chǎn)出雙閥雙出口消火栓,完全克服了單閥雙出口消火栓之弊端。全國各大設計院均有采用。幾年來,唐山市部分建筑在經(jīng)過市級以上消防部門審查時,他們也同意使用及建議某些場合改為雙閥雙出口消火栓。規(guī)范規(guī)定:18層及18層以下的單元式住宅;18層及18層以下、每層不超過8戶,建筑面積不超過650㎡的塔式住宅,在保證同層任何部位有兩股消火栓水槍的充實水柱同時到達時,可在消防電梯前室設置一根消防豎管和雙閥雙出口消火栓,且消防豎管管徑不應小于DN100mm。筆者認為雙閥雙出口消火栓不應用于高層建筑的地下室、商業(yè)服務網(wǎng)點、集中商業(yè)、辦公等。同時,禁止采用難以保證兩支水槍同時有效使用的單閥雙出口消火栓。
1.3 消防電梯前室消火栓的設置
«高規(guī)»要求消防電梯前室設置消火栓的原因為:便于消防人員盡快使用消防電梯前室的消火栓開辟通道并撲救火災。筆者認為開辟通道在先;撲救火災在后,由此延伸為消防電梯前室的消火栓是專用還是兼用,因消防電梯前室的面積不大如果專用,應適當縮短水龍帶的長度,否則,因25m的水龍帶過長而無法滅火;如果兼用,也就是利用消防電梯前室的消火栓,保證消防電梯前室以外的任何部位有兩股消火栓水槍的充實水柱同時到達。
1.4 附帶商業(yè)服務網(wǎng)點的高層住宅與高層建筑裙房
高層商業(yè)服務網(wǎng)點的定義:住宅底部(地上)設置的百貨店、副食店、糧店、郵政所、儲蓄所、理發(fā)店等小型商業(yè)服務用房。該用房層數(shù)不超過二層、建筑面積不超過300m2,采用耐火極限大于1.5h的樓板和耐火極限大于2.0h且不開門窗的隔墻與其它用房完全分隔,該用房和住宅的疏散樓梯和安全出口應分別獨立設置。
裙房的定義:與高層建筑相連的建筑高度不超過24m的附屬建筑。
問題:
1、筆者認為住宅底部正投影下(地上)設置的小型商業(yè)服務用房,且符合商業(yè)服務網(wǎng)點的定義其它條件的建筑才屬于附帶商業(yè)服務網(wǎng)點的高層住宅。
2、與高層建筑相連的建筑高度不超過24m的附屬建筑,2~3跨屬于裙房,8~10跨還屬不屬于裙房?
3、如果附帶商業(yè)服務網(wǎng)點的高層住宅與高層建筑裙房的定義確切,設計者就應概念清晰。
與本專業(yè)的牽連:按«高規(guī)»要求,無論是一類高層還是二類高層的裙房均需設置自動噴水滅火系統(tǒng);但附帶商業(yè)服務網(wǎng)點的高層住宅無須設置自動噴水滅火系統(tǒng)。
1.5 消防泵管道的泄壓裝置
消防泵運轉(zhuǎn)初期,由于市政管道壓力經(jīng)常不穩(wěn)定,而且設計揚程又偏大,會造成管網(wǎng)壓力過大,因此需要在消防泵出水管上設置持壓泄壓閥,當管網(wǎng)壓力超過設定工作壓力30KPa時,持壓泄壓閥自動打開放水泄壓,以防止管網(wǎng)超壓。隨著消防用水量的增加,管網(wǎng)壓力逐漸下降,當下降到泄壓閥的壓力設定點時,泄壓閥自動關(guān)閉。以滿足既達到消防水量及水壓要求,又保證消火栓系統(tǒng)不超壓的設計要求。
2 高層建筑消防系統(tǒng)設計技術(shù)
2.1 消防水池
由于《高規(guī)》對不設消防水池的條件規(guī)定得比較嚴格,以唐山市為例,基本上所有高層建筑均設有消防水池,以至于全市布有大大小小的消防水池,這樣做既占用了大量的建筑面積(平均每座水池占用100多平方米的面積),增加了投資,也因長期不用,造成水污染。
針對高層建筑防火措施較完備和火災不易蔓延,以及建筑同時發(fā)生火災的概率低等特點,采用以下幾種解決方法:一是增強整體規(guī)劃意識,臨近的需要建設消防水池的建筑,共同建造一個共用的消防水池,其余幾家共同出資,由水池所在的建筑統(tǒng)一管理;二是修建水池的條件確實不允許時,可論證考慮在建筑物的合理位置均勻布置室外消火栓及水泵接合器,適當加大屋頂消防水箱的貯水量,發(fā)生火災時大功率消防車從消火栓取水,利用水泵接合器加壓供水;三是在建筑中心位置設消防加壓泵房,從市政管網(wǎng)直接取水(適用于市政管網(wǎng)允許消防水泵直接從管網(wǎng)抽水);四是設計綜合利用建筑小區(qū)設計的噴泉、游泳池等室外蓄水池,通過一定的過濾措施,在發(fā)生火災時用作消防用水,但必須考慮冬季室外水池凍結(jié)因素之影響。
2.2 總平面布局與單體設計
現(xiàn)代建筑十分講究街道或小區(qū)環(huán)境設計,小橋、流水、假山、綠化等園林設計被大量使用,但有些景觀設計如果處理不當就會給高層建筑的消防車道、云梯車登高等造成不利影響。我們認為在規(guī)劃街道或小區(qū)總平面布局時,高層建筑的長邊應盡量沿街道或小區(qū)的邊緣布置,充分利用臨近的市政道路,這樣消防車有時不進入小區(qū)內(nèi)部,就可以很方便地進行火災撲救和人員營救,而小區(qū)內(nèi)最低可設計一條消防車道(在消防車道下的消防水池、小區(qū)化糞池應能夠承載消防車的壓力),從而大大節(jié)約了土建成本,可謂一舉兩得。在單體建筑防火上,應以滿足單體建筑防火間距為優(yōu)先,確有困難時,也應將相鄰墻設計為無窗、無陽臺的防火墻或設計為防火門窗。
2.3 地下室排水
消防泵房、變配電站、柴油發(fā)電機房常常設于高層建筑的地下室,如果地下室積水甚至被淹,滅火將無從談起?所以地下室排水與消防電梯井底之排水從某種意義上將同等重要。事實上如何及時排出造成地下室水患之水往往不為設計者重視。消防電梯井底排水設施設計中仍舊存在很多問題:(1)消防電梯下到地下室,又在電梯基坑下設集水坑,這是不行的,結(jié)構(gòu)上不好處理,施工也困難,更主要的是潛水泵及壓力排水管從哪里進入集水坑?除非加大集水坑面積,或移出消防電梯井之外設置集水坑,給結(jié)構(gòu)帶來不必要的施工困難、且投資加大等。(2)集水坑容積不足2m3、排水量小于10l/s,均不滿足規(guī)范要求。(3)多數(shù)設計沒考慮備用泵,個別設計考慮了備用泵,然而排水泵之電源卻是普通電源,一旦發(fā)生火災,普通電源都是要切斷的,無論有無備用泵,排水將成為一句空話,應務引起重視。
2.4 火災報警系統(tǒng)
目前大部分的一類高層建筑設置了火災自動報警系統(tǒng),這主要是出于對控制消防電梯和防排煙系統(tǒng)的考慮,探測器大多采用感煙型,設置在電梯廳、走道、樓梯等公共部位,但實際效果并不理想。因為煙氣要從戶內(nèi)穿過密閉性能良好的分戶門到達探測器,需要比較長的時間,起不到早期發(fā)現(xiàn)火災的作用。我們認為有條件的高層建筑可考慮把煙感探測器設在入戶門口處或廚房、客廳或等易早期探測到火災發(fā)生的部位,效果會更好。所以高層建筑的火災報警系統(tǒng)設計應從近早期發(fā)現(xiàn)火災,更合理地配置?;馂膱缶到y(tǒng)還可結(jié)合樓宇智能化設計通盤考慮,把火災探測器、手動報警按鈕等傳感器件納入智能化系統(tǒng)之中,統(tǒng)一設置,統(tǒng)一管理。
2.5 消防水泵出口試水閥的設置和回流措施
《高規(guī)》規(guī)定“消防水泵的供水管上應設置N65的放水閥門”,目的是便于水泵檢查試驗時排水。排水量小時,可直接排至泵房集水池;排水量大時,可排回消防水池。同時,消防水泵出口還需要考慮一定的穩(wěn)壓回流措施。因為在實際使用中,會出現(xiàn)消防水量小于水泵選定流量值的情況,此時水消防泵揚程遠大于設計值,在無任何回流措施保護下,消防管網(wǎng)壓力過大,容易造成事故。簡單的做法是在供水管上裝設安全持壓穩(wěn)壓閥,在管網(wǎng)超壓時,可以通過回流管泄壓,將回流水排至消防水池以達到節(jié)水的目的;在管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定時,亦可穩(wěn)壓。
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[關(guān)鍵詞]:抗震設計;超限高層;基于性能設計;彈塑性分析;對比
1 工程概況
該建筑位于廣東省佛山市綠景路北側(cè)、南海大道西側(cè)。該用地性質(zhì)為二類居住用地,可兼容商業(yè)服務設施使用。地下室兩層作為停車庫,局部為設備用房,2~41層為住宅??傮w透視圖見下圖1。
塔樓結(jié)構(gòu)高度為146.450m,高寬比為6.48。地面以上44層,地下2層,裙房2層。基于建筑和結(jié)構(gòu)相結(jié)合的考慮,本結(jié)構(gòu)采用剪力墻結(jié)構(gòu),由剪力墻提供承重和抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)功能。塔樓底盤相關(guān)范圍內(nèi)的裙房為框架結(jié)構(gòu)。剪力墻全部落地,不設轉(zhuǎn)換層。結(jié)構(gòu)高度超過A級,同時存在平面凹凸尺寸大于相應邊長30%等 、細腰形或角部重疊形的不規(guī)則,屬于平面和立面不規(guī)則的復雜高層建筑結(jié)構(gòu)。
2 結(jié)構(gòu)體系與設計參數(shù)
2.1 結(jié)構(gòu)體系
采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),塔樓底盤相關(guān)范圍內(nèi)的裙房為框架結(jié)構(gòu),主要構(gòu)件尺寸及材料見表1.
2.2 設計參數(shù)
該結(jié)構(gòu)為丙類建筑,設防烈度為7度(0.1g),設計地震分組為第一組,場地類別二類,特征周期為0.35s;按重現(xiàn)期為50年的基本風壓0.45kN/m2計算水平位移,按重現(xiàn)期為100年的基本風壓0.50kN/m2計算結(jié)構(gòu)承載力。阻尼比取0.05。采用SATWE、Midas Building和Etabs計算的主要結(jié)果見下表。
3. 結(jié)構(gòu)大震彈塑性時程分析
3.2大震彈塑性分析
3.2.1 Perform 3D 和Midas building
在第三水準地震作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形應滿足要求,目前對于本工程結(jié)構(gòu)的計算尚未有簡化的方法,擬采用Perform 3D和Midas Building程序進行分析,并根據(jù)分析結(jié)果采取相應的抗震構(gòu)造措施,實現(xiàn)第三水準的設防要求。
維截面模型:纖維模型是采用鋼筋和混凝土材料的單軸應力應變關(guān)系,通過塑性纖維的軸向變形來模擬剪力墻的軸向-彎曲變形特征,纖維模型不必采用墻集中塑性鉸的假定,不必采用雙向彎曲互不耦聯(lián)的假定,Midas building和Perform-3D均采用此模型;
彈塑性時程分析采用Computer and Structures,Inc的三維非線性結(jié)構(gòu)分析軟Perform3D,在整體結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、材料等方面上定義目標性能水準,通過地震反應后抗震“能力”與地震目標性能“需求”的比較來判斷結(jié)構(gòu)是否滿足了我們期望實現(xiàn)的抗震要求。Perform 3D采用的是塑性纖維+彈塑性剪切性質(zhì)(名義剪應力)的單元模型來模擬剪力墻的軸向-彎曲變形和剪切變形。剪力墻只考慮平面內(nèi)的彎曲和剪切彈塑性性質(zhì),平面外彎曲和軸向變形均做彈性假定。幾何模型參考了用做彈性分析的SATWE模型,各類抗側(cè)力構(gòu)件如框架梁、連梁、剪力墻和框架柱都包含其中;根據(jù)各類構(gòu)件的受力特點,用不同的方法定義了彈塑性性質(zhì);構(gòu)件和材料的剛度、強度或屈服彎矩等參數(shù),則是依據(jù)混凝土規(guī)范、抗震規(guī)范以及SATWE的設計結(jié)果。模型見圖2。
Midas Building對梁柱單元提供了雙折線、三折線和四折線等16種滯回模型,其中包括考慮剛度和強度退化的武田模型、克拉夫模型。出于能使用較少單元滿足分析精度要求,梁柱單元計算公式使用柔度法。根據(jù)鉸發(fā)生的位置,非線性梁柱單元可分為集中鉸類型單元和分布鉸類型單元。根據(jù)彎矩成分的非線性特性定義方法,集中鉸類型單元也被稱為彎矩-旋轉(zhuǎn)角類型單元,分布鉸類型單元也被稱為彎矩-曲率型單元。
本文中鉸類型單元為彎矩-旋轉(zhuǎn)角單元,即在單元兩端設置長度為0的非線性彈簧、內(nèi)部為彈性的非線性單元類型,單元示意圖如圖所示。框架梁采用彎矩鉸(My-θy),框架柱采用考慮軸力-彎矩耦合的軸力彎矩鉸(P-M鉸)。
Midas Building中的非線性墻構(gòu)件由多個墻單元構(gòu)成,每個墻單元又被分割成具有一定數(shù)量的豎向和水平向的纖維,每個纖維有一個積分點,剪切變形則計算每個墻單元的四個高斯點位置的剪切變形??紤]到墻單元產(chǎn)生裂縫后,水平向、豎向、剪切方向的變形具有一定的獨立性,Building的非線性墻單元不考慮泊松比的影響(剪切模量取彈性模量的一半),假設水平向、豎向、剪切變形互相獨立,如圖3所示。
每次增量步驟分析中程序會計算各積分點上的應變,然后利用混凝土和鋼筋的應力-應變關(guān)系分別計算混凝土和鋼筋的應力。剪切應力則如前所述計算單元高斯點位置的剪切變形。
3.2.2 結(jié)構(gòu)的動力特性
在進行彈塑性時程分析之前,首先對模型進行模態(tài)分析,并與常規(guī)計算的總重力荷載代表值、周期進行對比。一方面可以驗證模型的總質(zhì)量和剛度的準確性,另一方面也可以對結(jié)構(gòu)的基本動力特性做出初步判斷。PERFORM-3D和Midas building兩種軟件的計算分析結(jié)果對比見下表:
3.2.4 大震彈塑性分析結(jié)論
根據(jù)大震下結(jié)構(gòu)的動力彈塑性時程分析結(jié)果,可得出以下結(jié)論:
(1)結(jié)構(gòu)在大震作用下,最大層間位移角小于1/100,滿足規(guī)范要求。
(2)結(jié)構(gòu)在大震作用下的最大基底剪力相當于小震基底剪力(CQC)結(jié)果的3.5-5.6倍。
(3)剪力墻在大震下未出現(xiàn)塑性變形或鋼筋屈服,剪力墻性能具有較大的富裕度。
(4)連梁和框架梁會出現(xiàn)彎曲塑性鉸,梁端塑性鉸在各個樓層分布較為均勻,框架梁能夠滿足小于CP(臨界倒塌)的性能水準,可實現(xiàn)性能水準的要求。
根據(jù)上述結(jié)論,結(jié)構(gòu)在大震作用下能夠滿足C級抗震設防性能目標要求。
4. 結(jié)語
本文中運用兩種大震彈塑性分析軟件Perform 3D與Midas building對同一超高層建筑進行對比分析。從兩款軟件模型的基本假定出發(fā),對比了整體反應指標等。通過各項指標的分析結(jié)果對比,可以看出Perform 3D與Midas building的大震彈塑性分析的結(jié)果是基本相近的,都能較好的反應結(jié)構(gòu)在大震作用的的實際響應情況,驗證不同抗震設防性能目標的要求。
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關(guān)鍵詞:小高層住宅群 消火栓給水系統(tǒng) 設計
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A
0引言
所謂小高層住宅這里指總高十一二層的住宅,此類住宅往往采用一梯四戶的模式,一層架空用于綠化、管道轉(zhuǎn)換或設零星的商業(yè)網(wǎng)點。檔次稍低的,也有架空用做車庫,絕大多數(shù)則另設地下車庫。當前的建筑規(guī)劃趨向于更具人性化的空間布局和設計中是否貫徹以人為本的理念,因此對于小高層住宅群消火栓給水系統(tǒng)進行科學合理的設計是本論文研究的重要內(nèi)容。
1 小高層住宅群的設計特點
小高層住宅群消火栓給水系統(tǒng)設計套用現(xiàn)行《高層民用建筑設計規(guī)范》(GB50045-95),往往按如下設計方式:一、消火栓系統(tǒng)單獨設置,設臨時加壓泵房,每個消防栓箱啟動泵按鈕信號均要接至消火栓泵房,由著火信號自動啟動消火栓泵。二、必須設不小于6m3(有的地方消防部門要求為12m3)的消防水箱。當建筑不利點消火栓靜水壓力低于0.07Mpa時,要設消火栓穩(wěn)壓泵。三、為保證消防水不被動用,單獨設消防水池或采用液位限制。
按上述設計,消火栓與生活給水系統(tǒng)各自獨立,室外管位緊張,設計困難;另外投資大,影響房地產(chǎn)開發(fā)商的開發(fā)利潤;屋頂設消防水箱,尤其不設穩(wěn)壓泵房的消防水箱間,嚴重影響建筑立面。更主要的是,最終使用效果適得其反,有必要認真分析。
2 小高層住宅群消火栓、生活給水系統(tǒng)宜合并
小高層住宅群一般為普通住宅,小于等于50m,室內(nèi)消防栓用水量應為10l/s。如果首層有商業(yè)網(wǎng)點按二類商住樓考慮則應為20l/s,若有汽車庫按I、II類停車庫考慮亦采用20 l/s。即使按20 l/s,生活用水量按350L/(人·d)計算,對于8萬m2左右的小高層住宅群,消火栓供水量與生活水供水量基本持平,面積再大則生活供水量大于消防用水。顯然,生活水與消防水共用管,對于面積越大的小高層住宅群,就水量而言只會更有利于消防。
生活給水供水水壓與消火栓供水水壓差,經(jīng)計算為0.12—0.18Mpa左右,完全可以共用設備。如采用變頻供水,生活供水減頻,消防恢復原頻,可克服生活供水采用消火栓水壓耗能略高的毛病。
對于小高層住宅群而言,室外給水工程量比較可觀,生活給水與消火栓給水系統(tǒng)分開的結(jié)果導致室外管道工程量幾乎增加一倍;對于有地下小汽車庫,總圖緊張的小區(qū),有時竟很難找到管道位置。更應引起有注意的是,某些地方消防檢查統(tǒng)計表明,單獨設置消火栓給水系統(tǒng)竟有1/3不合格,“消防突擊檢查時運行合格率較低”的原因,恰恰是由于生活給水與消防給水分開的緣故。生活給水系統(tǒng)的增加投入可可以增加售房賣點或住戶對物業(yè)管理的滿意程度,因此生活給水問題普遍受到重視,生活給水泵因常開,開發(fā)商甚至愿意選購進口不銹鋼泵,物業(yè)管理也有完善、規(guī)范化的制度。消火栓給水系統(tǒng)則不然,很多只是應付例行公事的消防檢查,得不到應有的重視,最終單設消火栓給水系統(tǒng)反倒不安全。
現(xiàn)行消防規(guī)范還規(guī)定,消防水不能動用。消火栓系統(tǒng)死水一潭,還不允許少量動用,比如綠化灌溉用水。保證半個月或一個月,消防系統(tǒng)換水一次,以防止消防水質(zhì)的惡化,但最根本的措施還在于消火栓給水與生活給水系統(tǒng)合并。
3 變頻或氣壓給水系統(tǒng)應視為常高壓給水系統(tǒng),可不設屋頂水箱
何為常高壓給水系統(tǒng),《高規(guī)》尚無明確定義。本人個人理解,對于水消防系統(tǒng)而言,無論是準工作狀態(tài)或消防時,都能保證消防水量與消防水壓的要求,即可認為是常高壓給水系統(tǒng)。
擔心變頻或氣壓給水不能保持常高壓的原因,無非是擔心電源切換時間以及設備機械故障。實際上生活、消防合用的變頻或氣壓給水系統(tǒng),為了加強其消防功能,在供電電源設計上下足了功夫,為保證生活給水功能,提高樓宇的檔次,開發(fā)商也愿意花大價錢購置高級發(fā)電機。根據(jù)《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ16-92)6.1.5.1機組應始終處于準備啟動狀態(tài),當正常供電中斷時,機組應立即啟動,并在15s內(nèi)能投入正常帶負荷運行。
對于小高層建筑群而言,即使15s的消火栓供水量,也就是300L,保守點按30s,即穩(wěn)壓罐水容積到600L,也足以保證消火栓系統(tǒng)的安全。
至于設備故障,生活給水泵及消火栓給水泵互相備用,大大增加了設備的安全性。何況山上的水池及管道輸送也不是絕對沒有故障的可能。隨著科技的發(fā)展,設備的可靠性還會進一步提高。
設屋頂消防水箱對于大型高層建筑問題不大,但對于小高層住宅群則有異議。如果一次著火區(qū)設一個顯然做不到萬無一失。《高規(guī)》未有著火次數(shù)的規(guī)定,《建規(guī)》則規(guī)定≤2.5萬人為1次, ≤5萬人為2次。按如今一般人均面積,2.5萬人反推算,住宅面積至少也在50萬m2以上;按較高的容積率,住宅占地面積也要28萬m2,其半徑在200 m以上。即使屋頂消防水箱在中心位置,管道阻力也相當可觀。若每一座小高層都加消防水箱,這種方式即過于原始,造價也高。相反,可靠的生活、消火栓給水合并變頻給水系統(tǒng),則無此弊病。
房地產(chǎn)行業(yè)進入市場機制以來,對房屋美觀、實用提出更高的要求,出現(xiàn)許多新型建筑,對傳統(tǒng)消防方案,提出這樣或那樣的意見。制定適宜的消防規(guī)范舉足輕重,能否在保證安全的前提下采取更節(jié)省的方案,期望有關(guān)消防設計規(guī)范不斷完善。
4 現(xiàn)階段小高層住宅群消火栓給水系統(tǒng)設計要點
在針對小高層住宅群消火栓給水系統(tǒng)新規(guī)范未產(chǎn)生以前,為保證業(yè)主的利益和消火栓給水系統(tǒng)的更為可靠,現(xiàn)階段可采用部分變通做法。設計要點如下:
A 單體小高層建筑內(nèi)消火栓給水與生活給水系統(tǒng)分開,生活給水進戶總管上設電磁閥,有火警信號時電磁閥關(guān)閉,防止著火時水源被生活給水系統(tǒng)占用。共用水池儲量為生活用水與消防用水的總和,變頻給水裝置的水量為兩者之和。
B 小高層住宅群室外生活給水與消火栓給水合流,以合用最大水量,最高水壓選變頻給水泵。變頻水泵壓力為可調(diào),分別設生活給水壓力及消火栓給水壓力兩檔,消火栓給水壓力與消火栓連鎖,著火時火災信號自動改變變頻給水壓力設置。
C 小高層單位內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)與室外給水干管之間,設兩路進水管,每條進水管除了加閘閥外,加止回閥或管道倒流防止器,止回閥接近室內(nèi)端接消防水泵接合器,避免給水系統(tǒng)被污染。
5 結(jié)論
A 消防有關(guān)規(guī)范對小高層住宅群消火栓系統(tǒng)設計應研究針對性的規(guī)定。
B 消防規(guī)范對水消防常高壓系統(tǒng)的定義應根據(jù)科技的發(fā)展及工程實踐允許采用現(xiàn)代科學措施保持給水常高壓的方式。
C 小高層住宅消火栓給水系統(tǒng)設計應有新突破。
參考文獻:
蔣白懿.給水排水管道設計計算與安裝.2005,
關(guān)鍵詞:消防給水系統(tǒng);消防水箱;消防水泵接合器;氣壓水罐
中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A
一、 建筑消防系統(tǒng)及相應規(guī)范
建筑消防給水系統(tǒng)包括:消火栓給水系統(tǒng).自動噴水滅火系統(tǒng)及其他固定滅火設施和高層建筑消防給水系統(tǒng)。它主要由以下幾部分組成:水槍、水帶、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增壓水泵。作為工程設計的強制性規(guī)范之一《建筑設計防火規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)在總結(jié)多年來防火設計方面的經(jīng)驗教訓,吸收國外符合我國實際情況的先進技術(shù)成果的基礎上已多次做了修改補充,對建筑防火設計起了很好的規(guī)范和指導作用。但現(xiàn)行《規(guī)范) GB50016-2006對多層建消火給水系統(tǒng)形式及相應的適用范圍仍未作十分明確的表示,在實際設計工作中,常常因設計人員理解不同或消防主管部門要求不
同產(chǎn)生偏差,因此進一步明確闡述多層建筑消火栓給水系統(tǒng)形成。更便于實際操作,對各地最大而面廣的多層建筑防火設計而言,具有十分重要的現(xiàn)實意義。
二、系統(tǒng)分析
多層建筑消火栓給水系統(tǒng)可由下列要素組成:消防水池、消防水泵、消防水箱(或氣壓水罐),消防水泵接合器、室內(nèi)消火栓、消防管網(wǎng)及閥門等部件。并且可根據(jù)建筑物高度、室外管網(wǎng)壓力、流量和室內(nèi)消防流量、水壓等要求進行取舍組合。對照《規(guī)范》相應條文和通常實際允許的設計條件我們可以發(fā)現(xiàn)如下狀況: (1)現(xiàn)行《規(guī)范》第8.3.3規(guī)定“具有下列情況之一者應設消防水池:一、當生產(chǎn)、生活用水量達到最大時,市政給水管道、進水管或天然水源不能滿足室內(nèi)外消防用7Kt~-:二、市政給水管道為枝狀或只有一條進水管,且消防用水量之和超過25L/s”從中可以看出消防水池是因為消防用水量不足,即使是第二條款雖流量滿足,為安全起見而設,也可能壓力不夠(如壓力足夠,消防水池僅是作為第二水源以備停水時消防車撲救火災用)。故設消防水池必配消防水泵,以滿足流量或壓力的要求,而設消防水泵通常應有消防水池。以供取水。因為《規(guī)范》條文第8.6.1條規(guī)定:“當生產(chǎn)、生活用水量達到最大、且市政給水管道仍能滿足室內(nèi)外消防水量時。室內(nèi)消防泵進水管宜直接從市政管道中取水”這在絕大多數(shù)城市是不允許的。 (2)系統(tǒng)中設置消防水泵對于單個建筑而言肯定為臨時高壓系統(tǒng)。按《規(guī)范》第8,6.3條規(guī)定“設置臨時高壓給水系統(tǒng)的建筑物,應設消防水箱或氣壓水罐、水塔……”而在建筑物高處設消防水箱一般情況下是很難滿足最不利點消火栓水壓要求的(180—200Kpa),根據(jù)第8.6.2條 “水箱不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑,應……設置直接啟動消防水泵的按鈕”即設消防水箱就必須有消防水泵。.346——綜上分析,符合規(guī)范要求和實際情況的消火栓給水系統(tǒng),消防水池、消防水泵、消防水箱(或氣壓水罐)會在系統(tǒng)中同時出現(xiàn),而消防水泵接合器可按《規(guī)范》第8.6.1條4款取舍。
三、室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)方式
1、消火栓直供給水系統(tǒng)方式
室外市政給水管網(wǎng)的壓力和流量完全能滿足室內(nèi)最不利點消火栓的設計水壓和流量,系統(tǒng)直接引自市政管網(wǎng)供給建筑物內(nèi)的消火栓。適用范圍:(1)建筑物不太高,體量不太大。如單層廠房、庫房等。(2)城市有專供消防用壓力較高的管網(wǎng)或建筑物在市政給水設施附近,較高壓力范圍內(nèi)。依據(jù)消防水泵接合器的功能,此類系統(tǒng)即使建筑物是超過4層的廠房、庫房、設消防管網(wǎng)的住宅或是超過5層的其他民用建筑,也可以無需設接合器,只要室外消火栓之數(shù)量按室內(nèi)外消防水量之和去確定即可。
2、消火栓加壓給水系統(tǒng)方式
室外市政給水管網(wǎng)的壓力和流量不能完全能滿足室內(nèi)最不利點消火栓的水壓和流量,系統(tǒng)通常為市政給水管網(wǎng)之水經(jīng)過消防水池由水泵提升加壓供給室內(nèi)消火栓,建筑物屋頂最高處設重力流之消防水箱或設置氣壓水罐,氣壓水罐一般與水泵設在底層或地下室之泵房內(nèi),內(nèi)存lOmin消防用水。該系統(tǒng)適用于應設室內(nèi)消火栓但室外市政不能滿足要求的所有建筑物。
3、消火栓水箱給水系統(tǒng)方式
在實際設計工作中,嚴格執(zhí)行《規(guī)范》對于一般城市的大多數(shù)多層建筑消防給水設計來講,都只能采用消火栓加壓給水系統(tǒng)方。綜合安全和經(jīng)濟兩方面的因素,結(jié)合火災撲救的實際操作情況。應友必要根據(jù)建筑物高度、體積、使用性質(zhì)及可燃物多少等界定可采用消火栓水箱給水系統(tǒng)方式的范圍。該系統(tǒng)是指從市政給水管網(wǎng)上直接接水至室內(nèi)消火栓管網(wǎng),并設置屋頂消防水箱(內(nèi)貯lOmin消防用水)和消防水泵接合器,火災時可由消防車通過接合器加壓向室內(nèi)消火栓管網(wǎng)給水。但室外消防系統(tǒng)的給水能力必須包括室內(nèi)消防用水量。建議先行《規(guī)范》中室內(nèi)消火栓用水量≤10L/s的建筑物在滿足室內(nèi)外消防水量的情況下,可采用此方式。
四、消防栓給水系統(tǒng)技術(shù)要點
1、 高層建筑群的設計特點
高層建筑群消火栓給水系統(tǒng)設計套用現(xiàn)行《高層民用建筑設計規(guī)范》(GB50045-95),往往按如下設計方式:一、消火栓系統(tǒng)單獨設置,設臨時加壓泵房,每個消防栓箱啟動泵按鈕信號均要接至消火栓泵房,由著火信號自動啟動消火栓泵。二、必須設不小于6m3 (有的地方消防部門要求為12m3 )的消防水箱。當建筑不利點消火栓靜水壓力低于0.07Mpa時,要設消火栓穩(wěn)壓泵。三、為保證消防水不被動用,單獨設消防水池或采用液位限制。
按上述設計,消火栓與生活給水系統(tǒng)各自獨立,室外管位緊張,設計困難;另外投資大,影響房地產(chǎn)開發(fā)商的開發(fā)利潤;屋頂設消防水箱,尤其不設穩(wěn)壓泵房的消防水箱間,嚴重影響建筑立面。更主要的是,最終使用效果適得其反,有必要認真分析。
2、 高層建筑群消火栓、生活給水系統(tǒng)宜合并
高層建筑群一般為普通住宅,小于等于50m,室內(nèi)消防栓用水量應為10l/s。如果首層有商業(yè)網(wǎng)點按二類商住樓考慮則應為20l/s,若有汽車庫按I、II類停車庫考慮亦采用20 l/s。即使按20 l/s,生活用水量按350L/(人·d)計算,對于8萬m2 左右的高層建筑群,消火栓給水量與生活水給水量基本持平,面積再大則生活給水量大于消防用水。顯然,生活水與消防水共用管,對于面積越大的高層建筑群,就水量而言只會更有利于消防。
生活給水給水水壓與消火栓給水水壓差,經(jīng)計算為0.12—0.18Mpa左右,完全可以共用設備。如采用變頻給水,生活給水減頻,消防恢復原頻,可克服生活給水采用消火栓水壓耗能略高的毛病。
對于高層建筑群而言,室外給水工程量比較可觀,生活給水與消火栓給水系統(tǒng)分開的結(jié)果導致室外管道工程量幾乎增加一倍;對于有地下小汽車庫,總圖緊張的小區(qū),有時竟很難找到管道位置。更應引起有注意的是,某些地方消防檢查統(tǒng)計表明,單獨設置消火栓給水系統(tǒng)竟有1/3不合格,“消防突擊檢查時運行合格率較低”的原因,恰恰是由于生活給水與消防給水分開的緣故。生活給水系統(tǒng)的增加投入可可以增加售房賣點或住戶對物業(yè)管理的滿意程度,因此生活給水問題普遍受到重視,生活給水泵因常開,開發(fā)商甚至愿意選購進口不銹鋼泵,物業(yè)管理也有完善、規(guī)范化的制度。消火栓給水系統(tǒng)則不然,很多只是應付例行公事的消防檢查,得不到應有的重視,最終單設消火栓給水系統(tǒng)反倒不安全。
現(xiàn)行消防規(guī)范還規(guī)定,消防水不能動用。消火栓系統(tǒng)死水一潭,還不允許少量動用,比如綠化灌溉用水。保證半個月或一個月,消防系統(tǒng)換水一次,以防止消防水質(zhì)的惡化,但最根本的措施還在于消火栓給水與生活給水系統(tǒng)合并。
3、 變頻或氣壓給水系統(tǒng)應視為常高壓給水系統(tǒng),可不設屋頂水箱
何為常高壓給水系統(tǒng),《高規(guī)》尚無明確定義。本人個人理解,對于水消防系統(tǒng)而言,無論是準工作狀態(tài)或消防時,都能保證消防水量與消防水壓的要求,即可認為是常高壓給水系統(tǒng)。
擔心變頻或氣壓給水不能保持常高壓的原因,無非是擔心電源切換時間以及設備機械故障。實際上生活、消防合用的變頻或氣壓給水系統(tǒng),為了加強其消防功能,在供電電源設計上下足了功夫,為保證生活給水功能,提高樓宇的檔次,開發(fā)商也愿意花大價錢購置高級發(fā)電機。根據(jù)《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ16-92)6.1.5.1機組應始終處于準備啟動狀態(tài),當正常供電中斷時,機組應立即啟動,并在15s內(nèi)能投入正常帶負荷運行。
對于小高層建筑群而言,即使15s的消火栓給水量,也就是300L,保守點按30s,即穩(wěn)壓罐水容積到600L,也足以保證消火栓系統(tǒng)的安全。
至于設備故障,生活給水泵及消火栓給水泵互相備用,大大增加了設備的安全性。何況山上的水池及管道輸送也不是絕對沒有故障的可能。隨著科技的發(fā)展,設備的可靠性還會進一步提高。
設屋頂消防水箱對于大型高層建筑問題不大,但對于高層建筑群則有異議。如果一次著火區(qū)設一個顯然做不到萬無一失?!陡咭?guī)》未有著火次數(shù)的規(guī)定,《建規(guī)》則規(guī)定≤2.5萬人為1次, ≤5萬人為2次。按如今一般人均面積,2.5萬人反推算,住宅面積至少也在50萬m2以上;按較高的容積率,住宅占地面積也要28萬m2,其半徑在200 m以上。即使屋頂消防水箱在中心位置,管道阻力也相當可觀。若每一座高層都加消防水箱,這種方式即過于原始,造價也高。相反,可靠的生活、消火栓給水合并變頻給水系統(tǒng),則無此弊病。
房地產(chǎn)行業(yè)進入市場機制以來,對房屋美觀、實用提出更高的要求,出現(xiàn)許多新型建筑,對傳統(tǒng)消防方案,提出這樣或那樣的意見。制定適宜的消防規(guī)范舉足輕重,能否在保證安全的前提下采取更節(jié)省的方案,期望有關(guān)消防設計規(guī)范不斷完善。
4、現(xiàn)階段高層建筑群消火栓給水系統(tǒng)設計要點
在針對高層建筑群消火栓給水系統(tǒng)新規(guī)范未產(chǎn)生以前,為保證業(yè)主的利益和消火栓給水系統(tǒng)的更為可靠,現(xiàn)階段可采用部分變通做法。設計要點如下:
A 單體高層建筑內(nèi)消火栓給水與生活給水系統(tǒng)分開,生活給水進戶總管上設電磁閥,有火警信號時電磁閥關(guān)閉,防止著火時水源被生活給水系統(tǒng)占用。共用水池儲量為生活用水與消防用水的總和,變頻給水裝置的水量為兩者之和。
B 高層建筑群室外生活給水與消火栓給水合流,以合用最大水量,最高水壓選變頻給水泵。變頻水泵壓力為可調(diào),分別設生活給水壓力及消火栓給水壓力兩檔,消火栓給水壓力與消火栓連鎖,著火時火災信號自動改變變頻給水壓力設置。
五、結(jié)語
關(guān)鍵詞:高層商住樓消防設計問題探討
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
一、消防水池
目前,大多數(shù)高層建筑消防水池儲水量,包括消火栓系統(tǒng)儲水、自動噴淋系統(tǒng)儲水量、水幕系統(tǒng)儲水量、噴淋系統(tǒng)儲水量等。由于消防用水在儲水池中的停留時間過長,水在池中的流動性差、有死角,水質(zhì)一般達不到要求,甚至出現(xiàn)藻類生長。消防水池的水質(zhì)問題是目前建筑給水排水設計中面臨的新課題。為了更好地解決這些問題,在消防水池設計時需要考慮以下問題:首先,應該在水池中設置導流墻,增長流路,減少死角。其次,要設置循環(huán)水泵,使水池的水充分循環(huán)。常用方法:一.是利用消防水泵本身加旁路和減壓閥來循環(huán)水池中的水;二.是專設循環(huán)水泵使水池中的水循環(huán),循環(huán)水泵的流量以使水池中的水每天周轉(zhuǎn)1次為宜。
二、消防給水系統(tǒng)水錘
《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 500152003(2009年版)規(guī)定,給水加壓系統(tǒng)應根據(jù)水泵揚程,設置水錘消除裝置。高層建筑的消防水泵揚程一般較高,若處理不當,往往會造成管道破裂,使整個消防系統(tǒng)中斷;或管道連接零件松動,還可能損壞閥門。水錘消除裝置主要有:氣囊式水錘消除器、微阻緩閉止回閥、消聲止回閥、緩閉式逆止閥、靜音式止回閥等。目前,高層建筑消防給水系統(tǒng)常使用緩閉靜音式止回閥,該閥門安裝于水泵出水口處,防止水錘對水泵造成損壞,使用效果較好。
三、消防給水系統(tǒng)增壓設施的設置
在高層商住樓消防給水系統(tǒng)設計中,為了保證火災初期滅火壓力的需要,常在消火栓系統(tǒng)的高位水箱出水管上設置增壓設施,一般由增壓泵和氣壓罐組成。增壓設施的設置增加了消防供電及控制回路的敷設長度,同時也給日常的運行和維護管理帶來很大不便,設備運行時產(chǎn)生的振動及噪聲若處理不當,還會干擾頂層住戶的正常生活。造成這種情況最根本的原因,是設計人員對《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB 5004595(2005年版)中的相關(guān)條文沒有充分地理解。該標準規(guī)定,高位消防水箱的設置高度應保證最不利點消火栓靜水壓力,當建筑高度≯100 m時,最不利點消火栓靜水壓力應≮0. 07 MPa。當水箱設置高度能滿足最不利點消水栓的靜水壓力要求時,可以不設增壓設施。普通高層商住樓高位消防水箱通??衫梦蓓敊C房等架空來滿足最不利點消火栓栓口靜水壓力的要求,因而不需要設置增壓設施。
四、關(guān)于防火分區(qū)間隔對消火栓布置的影響
對于消火栓的布置,《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB 5004595(2005年版)規(guī)定,消火栓應設在走道、樓梯附近等明顯易于取用的地點。消火栓的間距應保證同層任何部位有兩個消火栓的水槍水柱同時到達。在高層商住樓消防給水系統(tǒng)設計中,絕大部分消火栓的布置從總體平面上考慮能滿足規(guī)范的要求,但如果從每個防火分區(qū)考慮,當防火門關(guān)閉和防火卷簾落下時,消火栓的布置就出現(xiàn)了各種各樣的情況,有的部位能滿足兩股水柱,有的部位有一股水柱到達,也有的部位一股水柱也不能保證。消火栓應該按每個防火分區(qū)進行布置,保證每個防火分區(qū)的任一部位要有兩股水柱到達。這樣設計會使消火栓的數(shù)量略有增加,但水消防設計是為了實際滅火的需要,應當從實際出發(fā),滿足消防規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。
五、關(guān)于自動噴水滅火系統(tǒng)的設計流量
高層商住樓底部若干層多作為商場、餐廳等商業(yè)場所,由于噴淋管網(wǎng)規(guī)模較大,噴頭及管道布置受到功能分區(qū)及結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)等的影響,因而設計工作比較繁瑣,有些設計人員在設計時便盲目地將中危Ⅱ級自動噴水滅火系統(tǒng)的設計流量取為30 L/s或26 L/s。其實不同工程噴淋管網(wǎng)的具體情況如噴頭間距、管網(wǎng)規(guī)模、管道布置等各不相同,設計流量會相差很大,布置不當時可能會>30 L/s,所以,不能簡單地套用同一數(shù)據(jù)。設計人員應采用節(jié)點流量法計算最不利作用面積的噴頭流量,同時還要計算管網(wǎng)中存在的噴水不均勻系數(shù),經(jīng)反復調(diào)整后方能確定。噴淋管網(wǎng)的設計管徑不能靠估算確定,也不能照搬《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 500842001(2005年版)中關(guān)于配水管、配水支管控制的標準噴頭數(shù)的規(guī)定,而應通過水力計算來確定。為了使設計簡捷合理,可以采取以下措施:(1)適當增加噴淋立管數(shù)量,或?qū)娏芰⒐鼙M量布置在管網(wǎng)中央部位。(2)適當擴大噴淋管網(wǎng)中最不利作用面積內(nèi)的管徑。(3)配水管道設計流速宜≤3. 5 m/s,最好控制在1. 8~2. 8 m/s,管徑小的管道應選取低值。
六、關(guān)于自動噴水滅火系統(tǒng)末端試水裝置和試水閥處的排水
自動噴水滅火系統(tǒng)每個報警閥組控制的最不利點處應設末端試水裝置,其他防火分區(qū)、樓層均應設Φ25 mm的試水閥。在水消防系統(tǒng)的驗收和日常的檢查及維護保養(yǎng)中,這些末端試水裝置和試水閥均需要進行放水試驗,以檢查系統(tǒng)的狀態(tài)?!蹲詣訃娝疁缁鹣到y(tǒng)設計規(guī)范》GB 500842001(2005年版)規(guī)定,末端試水裝置和試水閥應便于操作,且應有足夠排水能力的排水設施。在實際工程中,有些建筑的最不利點噴頭處距衛(wèi)生間或其他用水房間較遠,沒有排水條件。這種情況下,可將末端試水裝置和試水閥的排水管通過吊頂內(nèi)或建筑頂板下引至就近的污水池,也可為末端試水裝置和試水閥專門設排水管及相應的污水池。
七、消火栓泵與自噴系泵設置問題
消火栓系統(tǒng)和自噴系統(tǒng)的火災延續(xù)時間不同。若共用消防泵,當發(fā)生火災時,現(xiàn)場混亂,無法確?;馂陌l(fā)生一小時后,噴淋系統(tǒng)的供水能夠及時的被切斷。這會造成噴淋系統(tǒng)的組件被燒毀,無法有效的滅火,卻造成消防貯存用水被大量的浪費,削弱了消防滅火能力,對火場的撲救帶來很大危害。二者的供水壓力也存在很大差別。消火栓系統(tǒng)要求的供水壓力高,對管材的承壓要求也高,噴淋系統(tǒng)所需壓力相對比較低,對管材的承壓要求相對也低,分開設置能夠節(jié)約投資成本。若共用消防泵,消防泵的流量應該按消火栓設計流量( 40 L/s) 與自噴系統(tǒng)設計流量( 30 L/s) 之和確定,即為 70 L/s,所需揚程按消火栓系統(tǒng)最不利點壓力確定。選型出來的泵功率會很大,既不節(jié)能,系統(tǒng)也不安全。綜合考慮,將消火栓泵與自噴泵分開設置,各自獨立為好。
八、火災延續(xù)時間的確定
《高層民用建筑防火規(guī)范》GB 5004595(2005年版)中規(guī)定: “商住樓: 底部商業(yè)營業(yè)廳與住宅組成的高層建筑”。而對地下室的功能沒有具體的描述。若地下室為商鋪或住宅儲藏室,則沒有什么爭議。該工程地下室為儲藏室、車庫、設備用房等多種功能,不是很符合商住樓的定義。同樣,高規(guī)中“綜合樓: 由二種及二種以上用途樓層組成的公共建筑”。該建筑雖然以住宅為主體,但為安全起見,要根據(jù)規(guī)范按綜合樓確定火災延續(xù)時間。即: “商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、財貿(mào)金融樓、圖書館、書庫、重要的檔案樓、科研樓和高級旅館的火災延續(xù)時間按 3.00 h 計算。其他高層建筑按 2.00 h 計算。自動噴水滅火系統(tǒng)可按火災延續(xù)時間 1.00 h 計算。”確定該建筑火災延續(xù)時間為 3.00 h,從而更好的確定消防水池的容積。
九、高位消防水箱容積確定
《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB 5004595(2005年版)中規(guī)定: “高位消防水箱的儲水量,一類公共建筑不應小于 18 m3; 二類公共建筑和一類居住建筑不應小于 12 m3; 二類居住建筑不應小于 6 m3”。而《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016 2006中規(guī)定: “消防水箱應儲存10 min 的消防用水量。當室內(nèi)消防用水量不大于 25 L/s,經(jīng)計算,消防水箱所需消防儲水量大于12 m3時,仍可采用12 m3; 當室內(nèi)消防用水量大于25 L/s,經(jīng)計算,消防水箱所需消防儲水量大于 18 m3時,仍可采用 18 m3”。該建筑設計中,綜合考慮兩個規(guī)范的要求,取一類公共建筑不應小于 18 m3和 10 min 的消防用水量之間的大值為高位消防水箱的有效容積。該工程室內(nèi)消火栓用水量為 40 L/s,10 min 的消防用水量為 24 m3; 自動噴水滅火系統(tǒng)用水量為 30 L/s,10 min 的消防用水量為18 m3。由于消防水箱僅儲存消防初期10 min 的消防用水,在此期間內(nèi),火災的蔓延不會劇烈擴大,而且火災初期消火栓和自動噴水滅火系統(tǒng)不可能同時達到最大的設計流量,故高位消防水箱的有效容積取消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)計算的大值確定,即為 24 m3。既保證了消防初期的有效滅火,又可以使高位消防水箱的有效容積不至于過大,減少了土建的成本,節(jié)約了投資。
結(jié)語:
在高層商住樓消防設計方面,廣大設計人員在長期的工作實踐中已經(jīng)總結(jié)出不少成功的可借鑒的豐富經(jīng)驗,本文把在實際工作中的一些體會和做法,提出與同行們進行探討。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:消防安全設計建議高層商住樓
2011年1月17日湖北武漢商住樓發(fā)生特大火災造成14人死亡后,商住樓的消防安全問題再一次引起了全社會的普遍關(guān)注。在我國現(xiàn)行《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(以下簡稱《高規(guī)》)中的定義是指底部商業(yè)營業(yè)廳與住宅組成的高層建筑。商住樓人員集中,可燃物較多,起火因素繁多,火災蔓延迅速,人員疏散困難,火災撲救難度大等火災危險性。一旦發(fā)生火災,極易造成群死群傷惡性事故。因此如何做好商住樓的消防設計是建筑設計人員面臨的一個難題。
一、商住樓消防安全存在的問題
高層商住樓與其它民用建筑相比,消防安全問題存在以下幾個突出方面:
(一)從建筑使用功能上分析,高層商住樓與其他場所不同,存在樓上住戶集中,人員疏散困難,底商可燃物較多,起火因素繁多,火災蔓延迅速,火災撲救難度大等火災危險性。一旦發(fā)生火災,嚴重威脅樓上廣大住戶安全,極易造成群死群傷惡性事故。
(二)從建筑管理上分析,高層商住樓的商業(yè)部分在建筑初期使用用途不確定,有商店、飯店、公共娛樂場所等多種形式,初期設計無針對性,導致防火、疏散等問題得不到很好處理。底商投入使用后又加隔斷,導致有的商業(yè)單元無消火栓等消防設施,再次破壞了初期設計。
(三)從建筑防火設計上分析,高層商業(yè)營業(yè)廳部分營業(yè)面積大,電氣設施多,可燃物多,人員密集且流動量大,易發(fā)生火災事故,且滅火環(huán)境復雜,撲救難度極大,火災之后整個建筑的結(jié)構(gòu)完整性也遭到破壞,是高層商住樓建筑整體的重點防火部位。而高層商住樓底部的商業(yè)部分多為招租或買斷,甚至買斷后又出租,存在復雜的產(chǎn)權(quán)關(guān)系,消防安全管理工作無法落實。
二、商住樓消防安全設計建議
(一)總平面布局要合理
現(xiàn)代高層建筑十分講究街道或小區(qū)環(huán)境設計,小橋、流水、假山、綠化等園林設計被大量使用,但有些景觀設計如果處理不當就會給高層商住樓的消防車道、云梯車登高等造成不良影響。我們認為在規(guī)劃街道或小區(qū)總平面布局時,高層商住樓的長邊應盡量沿街道或小區(qū)的邊緣布置,充分利用臨近的市政道路,這樣消防車有時不進入小區(qū)內(nèi)部,就可以很方便地進行火災撲救和人員營救,而小區(qū)內(nèi)最低可只設計一條消防車道(此消防車道應能夠承載消防車的壓力),從而大大節(jié)約了土建成本,可謂一舉兩得。在建筑間距上,應以滿足防火間距為優(yōu)先,確有困難時,也應將相鄰墻設計為無窗、無陽臺的防火墻。
(二)高層商住樓的消防水池容積的確定
消防水池是儲存消防滅火用水的建筑物,容積的確定關(guān)系著滅火的安全性?!陡咭?guī)》規(guī)定:“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量;市政給水管道為枝狀或只有一條進水(二類居住建筑除外),只要符合上述條件之一時均應設置消防水池?!薄陡咭?guī)》對水池的容積作了規(guī)定:“當室外給水管網(wǎng)能保證室外消防用水量時,消防水池的有效容積應滿足在火災延續(xù)時間內(nèi)室內(nèi)消防用水量的要求;當室外給水管網(wǎng)不能保證室外消防用水時時,消防水池的有效容量應滿足火災延續(xù)時間以內(nèi)消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求?!?/p>
既要保證消防安全,又要降低工程造價及管理方便,首先要加強自來水公司的責任度,保證城市環(huán)狀供水的安全可靠性,然后適當加大高層建筑的進水管,使得進水管在保證高層建筑的室外消防用水量的同時能夠在火災時補充消防水池的水量。這樣經(jīng)計算可以適當減少消防水池的容積,達到經(jīng)濟合理。同時鄰近高層建筑可共用消防水池,對共用水池進行合理地管理。香港在這一點上值得我們學習,香港建的消防水池就很小,相當于一個水泵吸水井,容量一般不超過50噸,他們只保證初期火災的用水量,中、后期火災的用水量直接靠市政管道的供給,大廈本身只提供提升設備及市政管道的接口,在高層建筑林立的香港就可節(jié)約了很多的建筑面積供各種用途使用,我們應向這一方面學習與借鑒。
(三)高層商住樓的火災自動報警系統(tǒng)
高層商住樓的火災自動報警系統(tǒng)可選用下列三種基本形式:區(qū)域報警系統(tǒng);集中報警系統(tǒng);控制中心報警系統(tǒng)。高層商住建筑規(guī)模比較大時,宜采用后兩種。
1.區(qū)域報警系統(tǒng)的設計
一個報警區(qū)域宜設置一臺區(qū)域報警控制器,系統(tǒng)中區(qū)域報警控制器不應超過三臺。當用一臺區(qū)域報警控制器警戒數(shù)個樓層時,應在每層樓梯口明顯部位設置識別樓層的燈光顯示裝置。區(qū)域報警控制器安裝在墻上時,其底邊距離地面的高度不應小于1.5m,靠近其門軸的側(cè)面距墻不應小于0.5m,正面操作距離不應小于1.2m。區(qū)域報警控制器宜設置在有人值班的房間或前室。
2.集中報警系統(tǒng)的設計
系統(tǒng)中應設有一臺集中報警控制器和二臺以上的區(qū)域報警控制器。集中報警控制器需從后面檢修時,其后面板距墻不應小于1m;當其一側(cè)靠墻安裝時,另一側(cè)距墻不應小于1m。集中報警控制器的正面操作距離,當設備單列布置時不應小于1.5m,雙列布置時不應小于2m;在值班人員經(jīng)常工作的一面,控制盤距離墻壁不應小于3m。集中報警控制器應設置在有人值班的專用房間或消防值班室內(nèi)。
3.控制中心報警系統(tǒng)的設計
系統(tǒng)中至少設置一臺集中報警控制器和必要的消防控制設備。設在消防控制室以外的集中報警控制器,均應將火災報警信號和消防聯(lián)動控制信號送至消防控制室。
(四)高層商住樓的地下室排水
消防泵房、變配電站、柴油發(fā)電機房常常設于高層商住樓建筑的地下室,如果地下室積水甚至被淹,滅火將無從談起。所以地下室排水與消防電梯井底之排水某種意義上說同等重要。消防電梯井底排水設施設計中仍舊存在很多問題:電梯下到地下室,又在電梯基坑下設集水坑,這是不行的,結(jié)構(gòu)上不好處理,施工也困難,更主要的是潛水泵及壓力排水管無法進入集水坑,因此電梯不要下到最下一層,至多下到半層;集水坑容積不夠、排水量不滿足規(guī)范要求;多數(shù)設計沒考慮備用泵,個別設計考慮了備用泵,然而排水泵之電源卻是普通電源,一旦發(fā)生火災,普通電源都是要切斷的,無論有無備用泵,排水將成為一句空話。
我們主張,消防電梯井底排水及地下室其他部位,至少有一處的排水集水坑及排水泵應滿足《高規(guī)》規(guī)定的要求:消防電梯間前室門口宜設擋水設施,消防電梯的井底應設排水設施,排水井容量不應小于2.00m3,排水泵的排水量不應小于10L/s。另外必須設備用泵,宜為一用一備,自動切換,集水坑高、低水位自動控制水泵之啟、閉。必須是消防電源。建議采用QW型無堵塞潛水排污泵,一用一備時壓力排水管宜為兩條獨立的排水管。
(五)高層商住樓的安全疏散設計
1.商業(yè)部分安全疏散設計要求
對二層或多層商業(yè)用房,在建筑背后或靠后墻一側(cè)形成公共疏散走道及疏散樓梯,這樣就滿足了建筑面積超過50平方米的小型娛樂場所應有兩個疏散樓梯或出口的要求。
2.對于商場營業(yè)廳疏散樓梯間的設置
不少商住樓只有兩、三層是商業(yè)營業(yè)廳,按商業(yè)面積劃為一類高層建筑應設置防煙樓梯間。設置何種疏散樓梯間是按疏散距離和疏散人員數(shù)量確定的。對于只有兩、三層樓的部分設置封閉樓梯間應可以滿足疏散的要求。因底部有多種使用功能的綜合樓,應按人員疏散模型,功能越多人員疏散難度就越大,所以對于綜合樓仍應按規(guī)范要求設計。
3.住宅部分安全疏散設計
關(guān)鍵詞:建筑;安全;出口
中圖分類號:TU241 文獻標識碼:A
一、安全出口一般規(guī)定
《建筑設計防火規(guī)范》(GB50016—2006)和《高層民用建筑設計防火規(guī)范(GB50045—95)(2005年版)對各類建筑的安全出口作了詳細的規(guī)定。
(一)安全出口的布置及數(shù)量確定
安全出口應分散布置,每個防火分區(qū)、一個防火分區(qū)的每個樓層,應設兩個安全出口,其相鄰2個安全出口最近邊緣之間的水平距離不小于5m,安全出口的數(shù)量應經(jīng)計算而定。工業(yè)建筑和一般民用建筑對設一個安全出口的情形有不同的規(guī)定。對地下室而言,相鄰兩個防火分區(qū)上有防火墻連通時,每個防火分區(qū)可利用防火墻上通向相鄰防火分區(qū)的甲級防火門作為第二安全出口,但每個防火分區(qū)必須至少有1個直通室外的安全出口。
(二)安全出口寬度計算
現(xiàn)以一般民用建筑作為例子計算安全出口的寬度,按照《建筑設計防火規(guī)范》第5.3.14條規(guī)定,安全出口、房間疏散門的凈寬度不應小于0.9米,疏散走道和疏散樓梯的凈寬度不應小于1.1米;不超過6層的單元式住宅,當疏散樓梯的一邊設置欄桿時,最小凈寬度不宜小于1米?!督ㄖO計防火規(guī)范》第5.3.15條規(guī)定,人員密集的公共場所、觀眾廳的疏散門不應設置門檻,其凈寬度不應小于1.4米,且緊靠門口內(nèi)外各1.4米范圍內(nèi)不應設置踏步。人員密集場所安全出口疏散寬度除滿足上面規(guī)定外,其實際寬度應經(jīng)計算確定,如一耐火等級為二級的三層商場,單層建筑面積3000平方,二層疏散樓梯的總寬度應如何計算。首先要根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》第5.3.17條第5款規(guī)定,商店的疏散人數(shù)應按每層營業(yè)廳建筑面積乘以面積折算和疏散人數(shù)換算系數(shù)計算。地上商店的面積折算值宜為50%—70%,地下商場不應小于70%。所以該商場二層疏散折算面積應為3000平方米*50%=1500平方米。再按第5.3.17條表5.3.17—2商店營業(yè)廳內(nèi)的疏散人數(shù)換算系數(shù)表,以折算面積乘以換算系數(shù),即1500平方米*0.85=1275,也就是說此商場可容納1275人。再按表5.3.17—1規(guī)定每100人疏散寬度計算安全出口總寬度,以可容納總?cè)藬?shù)乘以換算系數(shù)確定,即1275*0.65/100=8.2875,所以該商場疏散總寬度應為8.2875米,對于商場不同樓層不同面積的計算方式按照以上方式以不同的系數(shù)同理計算。其余場所安全出口疏散寬度有不同的計算方式,這里就不一一舉例闡述了。
(三)安全出口的設置形式
安全出口的設置形式有敞開樓梯間、封閉樓梯間、防煙樓梯間和室外樓梯,根據(jù)建筑防火的重要性,不同性質(zhì)的建筑和不同規(guī)模的建筑安全出口的設置形式不同。根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定,醫(yī)院、療養(yǎng)院的病房樓;旅館、超過2層的商店等人員密集的公共建筑、設置有歌舞娛樂游藝場所且建筑層數(shù)超過2層的建筑、超過5層的公共建筑應設封閉樓梯間。通廊式居住建筑層數(shù)超過2層時應設封閉樓梯間,當戶門為乙級防火門時可不設封閉樓梯間,其他形式的居住建筑層數(shù)超過6層或任一層面積大于500平方時,應設封閉樓梯間。根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定,一類建筑和除單元式住宅和通廊式住宅年我建筑高度超過32米的二建筑以及塔式住宅,均應設防煙樓梯間,裙房和除單元式和通廊式住宅外的建筑高度小于32米的二類高層建筑應設封閉樓梯間,十二層及十八層單元式住宅應設封閉樓梯間,十九層及十九層以上單元式住宅應設防煙樓梯間,十一層及十一層以下的通廊式住宅應設封閉樓梯間;超過十一層的通廊式住宅應設防煙樓梯間。以上是《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》對安全出口(樓梯間)設置形式的一般規(guī)定,其余就不細說。
(四)安全疏散距離
安全出口的設置除滿足數(shù)量和疏散寬度要求外,還應滿足疏散距離的要求,疏散距離較長,發(fā)生火災時就會給人員疏散帶來一定的困難,不能在短時間內(nèi)進入相對安全的樓梯間,可能會導致人員不能及時疏散而傷亡。所以合里設置建筑最遠點到最近安全出口的距離也是建筑防火需要探討的一個重要課題?!督ㄖO計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》對此作了祥細說明,以一、二級耐火等級的一般民用建筑舉例。根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》5.3.13條規(guī)定,直接通向疏散走道的房間疏散門至最近安全出口的最大距離,兩個安全出口之間的疏散門,托兒所、幼兒園為25米,醫(yī)院、療養(yǎng)院、學校為35米,其他民用建筑為40米。位于袋形走道兩側(cè)或盡端的疏散門,托兒所、幼兒園、醫(yī)院、療養(yǎng)院為20米、學校和其他民用建筑為22米。高層建筑由于整體疏散困難,對此比多層建筑較嚴,相關(guān)距離相對減小。對于安全出口在各種防火規(guī)范中還有許多具體要求,情況繁多、內(nèi)容復雜,這里就不作說明了。
二、安全出口數(shù)量不足、寬度不夠和設置形式不符合要求的原因分析
一是一些老建筑未經(jīng)消防設計審核、驗收,后來擅自改變其使用功能用途,不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求;二是一些村民自建房改作旅社、賓館或其他公眾聚集場所使用,導致安全出口的數(shù)量、寬度和設置形式不符合要求;三是建筑消防設計審核、驗收把關(guān)不嚴,未按相關(guān)防火設計規(guī)范計算安全出口數(shù)量、寬度等;四是消防設計審核、驗收人員業(yè)務素質(zhì)不高,在消防設計審核,設計備案和竣工驗收、備案時未能發(fā)現(xiàn)圖紙設計存在安全出口數(shù)量、寬度等方面存在的問題;五是對已建投入使用存在安全出品數(shù)量不足,疏散寬度不足問題的建筑,由于整改難度較大或牽涉整改資金較大,建筑使用單位不能整改或整改不符合要求。六是對新建建筑業(yè)主方為了追求較大的經(jīng)濟效益,減少資金投入,要求設計單位在消防設計時減少安全出口特別是樓梯間的設置數(shù)量,消防部門在審核時未能提出,導致問題的存在。七是消防監(jiān)督員業(yè)務素質(zhì)不夠高在監(jiān)督檢查時未能發(fā)現(xiàn)所檢查單位建筑存在安全出口數(shù)量不足、疏散寬度不足,樓梯間設置形式不符合要求等問題。八是設計單位設計人員素質(zhì)不夠高未能按照規(guī)范進行消防設計或按照業(yè)主方要求擅自降低消防設計。九是部門聯(lián)動不力,一些單位的建設工程特別是達到審核驗收條件的工程在沒有得到消防部門的審批合格意見,建設、規(guī)劃等主管部門就辦理了規(guī)劃許可和施工許可,建設單位就開工建設,造成先天性的安全出口數(shù)量不足、疏散寬度不足或樓梯間設置形式不符合要求等。
三、怎樣杜絕安全出口、疏散寬度不足和安全出口設置形式不符合要求
一是消防部門防火監(jiān)督員特別是審核驗收人員應加強學習,提升業(yè)務素質(zhì),熟悉掌握規(guī)范,增強責任心和緊迫感,在消防設計審核、備案,消防驗收和消防驗收備案時嚴格按照規(guī)范把關(guān),杜絕先天性安全出口數(shù)量不足、疏散寬度不足,安全出口設置形式不符合要求和疏散距離較大等問題;二是消防部門要切實履行工作職責,進一步加大施工巡查力度,按照消防法律法規(guī)加大對建設單位和施工單位和設計單位擅自降低消防技術(shù)標準設計、施工的處罰力度,增強建筑消防設各單位的責任,切實杜絕擅自降低消防技術(shù)標準進行設計施工的現(xiàn)象發(fā)生,從源頭上杜絕安全出口不足,疏散寬度不足等問題的發(fā)生。三是加強聯(lián)動,消防部門要與建設、規(guī)劃、質(zhì)監(jiān)部門加強聯(lián)動,把消防工作納入規(guī)劃許可、施工許可等前置條件,切實解決未審先建,未驗收先用情形的發(fā)生。
四、安全出口、疏散寬度不足和安全出口設置形式不符合要求的解決辦法
對于一些已建成的建筑,特別是高層建筑,疏散樓梯間數(shù)量不足,在室內(nèi)增設樓梯間難度較大甚至無法增設,針對這種建筑,在室外有足夠空間的情況下只能在建筑的適當位置增設室外樓梯,多數(shù)為鋼結(jié)構(gòu)樓梯,這樣可能解決安全出口數(shù)量不足,同時也可以解決疏散寬度不足和疏散距離較大的問題。對于首層安全出口數(shù)量不足和疏散寬度不足的情況直接增設便可。對于樓梯間設置形式不符合要求,大多增加防火門形成封閉樓梯樓或防煙樓梯間。對于一些樓梯間無法設置防火門的多層民用建筑,可將與樓梯間相通的部份房間門設為乙級防火門便可。對于一些建筑可改變局部功能用途或減小使用面積可解決安全出口不足和疏散寬度不足的問題,如對大型商場,如疏散寬度不足可以把商場局部改為庫房使用,并采用防火分隔隔開,疏散時不經(jīng)營業(yè)廳。因按《建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定的商場面積不包括倉儲、工具房、設備房等。如一、二級耐火等級的四層旅館建筑,每層建筑面積300平方,每層5間床位,根據(jù)《建筑防火規(guī)范》5.3.2條規(guī)定,該旅館應設兩個安全出口(兩個樓梯間),但如改變四層使用功能,改為住宅或閑置不用,則可以解決安全出口的足的問題。對于地下室而言,有條件的情況下可直接增設直通室外的安全出口,無法增設時,相鄰兩個防火分區(qū)上有防火墻連通時,可在防火墻上開設門洞作為第二安全出口,但必須用甲級防火門作為分隔。
參考文獻
[1]GB50016—2006,建筑設計防火規(guī)范.
關(guān)鍵詞:大體積混凝土、施工技術(shù)
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:
概述
目前,大體積混凝土還沒有一個確切的定義。根據(jù)日本建筑學會標準的定義,結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上、水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土稱為大體積混凝土。按此規(guī)定,建筑工程中的大體積混凝土,常見的部位有三個:一是高層建筑中的厚大的樁基承臺或基礎底板;二是工業(yè)建筑中大型的設備基礎;三是高層建筑的轉(zhuǎn)換層的梁或板。大體積鋼筋混凝土具有結(jié)構(gòu)厚、體形大、施工條件復雜和技術(shù)要求高等特點。除了要滿足剛度、強度和耐久性的要求以外,最突出的問題就是如何控制由于溫度的變化而引起的混凝土開裂。裂縫的出現(xiàn),不是因為強度不夠,而是因體積大,在水化過程中水化熱產(chǎn)生的溫度應力與大體積混凝土收縮而產(chǎn)生的收縮應力共同作用下產(chǎn)生的。作為施工的工程技術(shù)人員,要了解大體積混凝土中由于溫度的變化而引起裂縫的出現(xiàn);在施工中對溫度應進行監(jiān)測,采取措施,降低混凝土內(nèi)部的最高溫度和減小內(nèi)外溫差。
大體積混凝土的裂縫起因及質(zhì)量要求
總的來講,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,原因不外乎兩類:第一,由于荷載的作用,結(jié)構(gòu)的強度、剛度或穩(wěn)定性不夠時而出現(xiàn)裂縫;第二由于溫度、收縮、不均勻沉降等而引起裂縫。大體積混凝土產(chǎn)生裂縫,屬于第二類原因。
2.1、裂縫起因分析
由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的裂縫混凝土的收縮,主要是:①碳化過程中的收縮。②當混凝土在凝固過程中,內(nèi)部的水被蒸發(fā)而產(chǎn)生的干燥收縮。
由于水化熱所產(chǎn)生的裂縫澆筑混凝土時,就有一定的溫度,加上混凝土中的水泥與水進行水化作用產(chǎn)生的水化熱,這兩種溫度為混凝土內(nèi)部的最高溫度,與外界環(huán)境存在著溫差,在降溫過程中,產(chǎn)生拉應力,而引起混凝土開裂。
大體積混凝土結(jié)構(gòu)上都承受有巨大的荷載,整體性要求較高,往往不允許留施工縫,要求一次連續(xù)澆筑完畢。另外,大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后水泥的水化熱量大,由于混凝土體積大,熱傳導性差,水化熱聚積在內(nèi)部不易散發(fā),混凝土內(nèi)部溫度顯著升高(水化熱可使中心處的溫度達到60-70℃),而表面散熱較快,這樣形成較大的內(nèi)外溫差,內(nèi)部產(chǎn)生壓應力,而表面產(chǎn)生拉應力,當內(nèi)外溫差大于25℃時,則在混凝土表面產(chǎn)生裂紋;在混凝土內(nèi)部逐漸散熱冷卻產(chǎn)生收縮時,由于受到基底或已澆筑的混凝土約束,接觸處將產(chǎn)生很大的拉應力,當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時,與約束接觸處會產(chǎn)生裂縫,甚至會貫穿整個混凝土塊體,這些都成為混凝土嚴重的質(zhì)量隱患。
2.2、質(zhì)量要求
在澆筑大體積混凝土時的質(zhì)量要求,除了達到飽滿密實、強度合格和尺寸符合要求之外,還應防止裂縫的出現(xiàn)。其具體做法就是盡量減少混凝土實體的內(nèi)外溫差。具體要求是:①混凝土內(nèi)部和外部的溫差不應超過25℃;②混凝土的溫度陡降不應大于10℃。一般來說,大體積混凝土施工的時間應盡可能安排在外界氣溫在20~30℃的季節(jié)中進行,使內(nèi)外溫差比較接近,以減少技術(shù)措施的費用,也能避免溫差裂縫的出現(xiàn)。
3、大體積混凝土施工技術(shù)
下面參照上述大體積混凝土的裂縫起因及質(zhì)量要求,以其在基礎底板和設備基礎施工中的應用具體介紹大體積混凝土的施工技術(shù)。
3.1、澆筑方法
基礎底板是高層建筑的承重基礎,其特點是整體性要求高,混凝土質(zhì)量要求密實均勻,施工工藝上應做到分層澆筑、分層搗實,但又必須保證上下層混凝土在初凝之前結(jié)合好,不致形成施工縫。設備基礎也有同樣的要求,但外形較為復雜,預埋件及地腳螺栓預留孔較多。如要保證混凝土的整體性,則要保證使每一澆筑層在初凝前就被上一層混凝土覆蓋并搗實成為整體。
3.1.1、施工方案
全面分層澆筑,即平面不分段,厚度需分層的澆筑方法。適用于平面尺寸不大的設備基礎或房屋的基礎底板。
(2)分段分層澆筑,即是將平面分為若干段,厚度分為若干層澆筑的方法。適用于面積較大,或工作面較長或分組兩端對稱同時作業(yè)的基礎底板。
(3)斜面分層澆筑。現(xiàn)代大型工程施工,多采用泵送混凝土,也多采用斜面分層澆筑。由于來料快、坍落度大,當澆筑厚度較大時,斜面不易控制,形成斜面過陡,粗粒骨料易下墜,拌和物出現(xiàn)離析,混凝土底板容易出現(xiàn)爛根現(xiàn)象。因此,斜面比例應有一定的控制?!陡邔咏ㄖ湫闻c筏形基礎技術(shù)規(guī)范》提出,可以利用混凝土自然流淌形成的斜坡,采用薄層澆筑。據(jù)各方面的經(jīng)驗和資料,所形成斜坡宜為1:6-1:8,其水平角約為7°-9°;分層厚度應薄,以來料的快慢考慮,控制在300mm以內(nèi)。注意振搗,但不應過分振搗,否則導致離析。3.1.2、澆筑工藝
(1)混凝土供應量可按布料、振搗能力安排;或按供應量安排布料和振搗人員的數(shù)量。不應超速供應,打亂計劃,影響質(zhì)量。
(2)澆筑前應先對冷卻水管試水壓及流量。一保不滲漏,二看流量,計劃冷卻時間。
(3)無論采用何種方案澆筑,布料時必須采用移動布料,一是避免離析,二是避免拌和物成堆,以致轉(zhuǎn)運耗工費時。
(4)布料厚度,根據(jù)振動器性能考慮,如用插人式振動器,其厚度應小于400mm,或小于振動器棒長的3/4。并保證振動棒能插人下層混凝土中振搗。也可以按拌和物的粗骨料粒徑、坍落度大小及每層厚度,選用振動器。如工程較大,可選用直聯(lián)式振動器或組合式振動器。
(5)布料層距應不少于1m。
(6)采用吊罐、串筒或溜槽布料時,上一層應在下一層開始初凝,但未超過規(guī)定的時效內(nèi)澆筑。
(7)采用泵送布料,先遠后近,其厚度及水平角度應符合上述施工方案中的要求。布料時布料口應垂直向下,防止混凝土突然沖出將鋼筋向前推移,并保證保護層的厚度。
(8)操作振動器時,注意勿觸動鋼筋骨架及預埋的冷卻水管等預埋件。插入式振動器可以從鋼筋網(wǎng)的空位中插人。
(9)如表面某點出現(xiàn)砂漿窩或石子窩,可先將窩內(nèi)的凈砂漿或凈石子取出,用腳底或振動器或搓板從窩的將混凝土壓送填補。因系同時攪拌,其黏聚性較從別處取料的好。
(10)大體積混凝土,尤其是泵送混凝土,必然有泌水流出。做基礎墊層時,應將墊層面做成帶有1‰一2‰的坡度斜向后澆帶或兩側(cè),同時在側(cè)模板開若干孔引水,以便將泌水引至后澆帶及兩側(cè)排水溝,再行引出場外。
(11)大體積混凝土上表面如有小洼聚集泌水,可用吸水筒將水吸去。
(12)上表面在澆筑完成后應進行二次或三次抹面工作,可消除表面微細裂縫。
3.2、后澆帶
當一些較長的箱形基礎或設備基礎不能設置沉降縫或伸縮縫時,通常采用后澆筑帶代替。后澆帶是在大體積混凝土基礎中預留的一條后澆的施工縫,它將整塊大體積混凝土分成兩塊或若干塊澆筑,待所澆筑的混凝土經(jīng)一段時間的養(yǎng)護干縮、原部位混凝土的收縮或沉陷變化基本穩(wěn)定后,再在預留的后澆帶中澆筑補償收縮混凝土,使分塊的混凝土連成一個整體。
結(jié)語
總之,大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚、體形大、施工條件復雜和技術(shù)要求高等特點。因而在工程實踐中,不斷加強和深化對大體積混凝土施工技術(shù)探討具有非常重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻: