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高层住宅建筑火灾防治研究现状及评价体系

来源:未知   时间:2018-10-24 13:42  点击:

摘    要:
随着现在科学技术的发展, 城市规模不断扩大, 建筑用地也日益紧缺, 为了解决用地问题, 高层建筑也逐渐走进人们的视野, 在我国, 高层建筑更是有着无可取代的地位, 另一方面, 由于存在较大火灾风险隐患, 从而导致高层建筑更容易发生火灾危险, 本文介绍了高层住宅建筑火灾现状, 分析了高层住宅建筑火灾防治现状并初步给出其风险评价指标体系。
关键词:
高层住宅建筑;火灾防治;研究现状;评价体系;
基金:重庆市教委科技项目 (KJ1713332);
Research Status and Evaluation System of Fire Prevention in High-rise Residential Buildings
WANG Ya-naMI Hong-fu
Beijing Central Century Engineering Design Co., Ltd.College of Safety Engineering, Chongqing University of Science and Technology
Abstract:
With the development of science and technology, the city scale is expanding, and the construction land is becoming increasingly scarce. In order to solve the problem of land use, high-rise buildings have gradually come into people's vision. In China, highrise buildings have an irreplaceable position. On the other hand, because of the existence of a greater fire risk, high-rise buildings are more prone to fire hazards. This paper introduces the fire situation of high-rise residential buildings, analyzes the fire prevention and control status of high-rise residential buildings, and preliminarily gives its risk evaluation index system.
Keyword:
high-rise residential buildings;fire prevention and control;research status;evaluation system;
0 引言
由于社会经济的迅速发展, 人口也急剧增加。为了提高土地的使用率, 增加建筑容积率, 高层住宅建筑成为了满足这些需求的无可取代的住宅建筑类型。但是, 在土地和建筑得到了充分的利用的同时, 建筑中发生火灾的频率有逐年升高的趋势, 且发生的火灾后果和程度都越来越严重, 同时所造成的二次危害也越来越大。
1 高层住宅建筑火灾现状
由于社会经济的迅速发展, 人口也急剧增加。为了提高土地的使用率, 增加建筑容积率, 高层住宅建筑成为了满足这些需求的无可取代的住宅建筑类型。在20世纪50年代时, 我国开始建筑新一批的高层建筑, 而这些建筑在功能上有了新的突破。但是, 在土地和建筑得到了充分的利用的同时, 新的火灾风险也逐渐的增多。由于目前科技水平的发展, 人们在建筑的装修材料的使用上、各种设备都更加的高档, 材料更为复杂, 再加上电器的使用等, 使得发生火灾的几率大大的增加, 而且也给救援工作带来了一定的难度, 同时, 很多装修材料在火灾发生时可能会因燃烧而释放出有毒有害的气体, 这对于火灾救援人员来说无疑是雪上加霜。如果这些烟气进入到了逃生通道, 也将严重影响被困人员的逃生效率和生存几率。
在我国的高层建筑的进行的统计数据中, 已经有超过16万栋高层建筑, 其中超高建筑有1500栋之多。据统计, 截止2011年底, 我国高层建筑数量超过162000栋, 其中超高层建筑高1500余栋[1]。2002~2006年7年间全国共发生高层建筑火灾1054起, 而2007~2009年仅3年全国就发生了2040起, 增长了3.5倍。可见这些建筑中发生火灾的频率有逐年升高的趋势, 且发生的火灾后果和程度都越来越严重, 同时所造成的二次危害也越来越大。
2 高层住宅建筑火灾防治研究现状
2.1 高层住宅建筑火灾特点
2.1.1 火势蔓延快
由于高层建筑中存在的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井等竖向井道等结构较多。对于住宅类型的高层建筑这类场所来说, 这些建筑中往往会放置较多的易燃物品, 一旦发生火情, 将很难对其进行控制工作。建筑在刚起火时, 由于空气对流的原因, 在水平方向空气的流动速度为0.3米每秒。而当火灾发展到较为严重的时候, 其速度可以达到惊人的3-4米每秒。在一座100米的建筑中如果发生了火灾, 在不采取任何防火措施的情况下, 在30秒内火势就会蔓延到整栋楼的每个角落。
2.1.2 疏散困难
高层建筑因为其本身的特点, 在发生火灾时加大了人员疏散方面的难度。首先, 由于楼层数多, 人员多, 疏散性更低;最后, 顶层的人员是最危险最难以疏散的, 这是由于火灾发生时, 火势向上扩张, 导致顶层人员更易受困。这也是近年来我国的消防机构购进了部分登高消防车的原因。现我国的建筑中一般采用的是普通电梯, 即当发生火灾时这些电梯是无法进行正常的使用的, 所以目前高层建筑中发生火灾时主要还是依靠楼梯间, 但是这种疏散方式也容易受到烟气的影响。
2.1.3 扑救难度大
高层建筑发生火灾时, 消防人员从建筑外层进行救火是比较困难的, 首先是因为楼层高, 消防车无法到达甚至难以扑灭上层火灾, 其次, 起火后的火势蔓延较快, 给上层楼层的救援也带来了一定的难度。
2.2 国内外高层住宅建筑火灾防治现状
国外在进行火灾风险的评估时所使用的方法通常情况下是系统仿真和数据库技术, 同时也进行了更进一步的研究和拓展。随着科技的发展, 人们已经开发出了数种可以进行实际使用的火灾风险评估软件。在我国的“八五”和“九五”期间, 重点研究了“重大危险源评价和宏观控制技术研究”、“重大工业事故和特殊建筑火灾预防与控制技术研究”, 参与这些研究的单位有东北大学、中国科学技术大学等[2]。
火灾风险评价研究在全世界的安全研究中都是作为一项重要的研究分支存在, 特别是发达国家, 包括其中以英国为代表的美国、法国、日本、加拿大等, 该项目的研究一直没有间断过, 英国是最早提出性能行防火规范的国家, 该规范针对建筑的安全设计以及有关安全系统等做出了严格的定义, 提出了相关标准, 在英国之后相继有一些国际组织开始效仿其对火灾风险的研究, 开始致力于将这些规范以及相关安全技术实际应用中去, 包括一些发展中国家也参与其中, 由于实际应用效果很好, 美国率先发布了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》, 澳大利亚在这方面的成果是起草了《国家建筑防火安全系统规范》, 英国也发布了“必须建造一座安全的建筑”的目标[3]。但是英国针对这个项目并没有实施具体的操作, 不过在提出这个目标后取得了许多额外的收获。在这之后相继有各个国家发布了有关火灾风险评估方法的研究成果, 包括对建筑防火材料的使用, 防火分区等的设置, 各类消防系统的设施技术改进, 人员的安全疏散, 防火制度的制定等方面, 可见火灾风险评价在国际安全研究中处于多么重要的地位。
我国是从1996年之后开始组织各种机构进行针对各种类型的建筑火灾 (包括地上的、底下的、高层建筑、民用高层、大型空间建筑等) 的烟气控制、人员疏散、减低财产损失等方面相关的研究工作, 并取得了相当飞跃的突破。2001年, 科技攻关项目前期课题“城市火灾与重大化学灾害事故防范与控制技术的研究”针对建筑防火性能化设计的关键技术进行系统的基础研究和技术开发, 取得了重大进展[4]。与此类似的还有于2004年提出的“大型公共建筑火灾防治关键技术研究”等课题, 为今后的建筑火灾防火性能的研究奠定了重要的基础, 在火灾场景的设计方面, 我国阚强、倪照鹏等人通过进行火灾危险源的辨识, 采用预先危险分析法对事故进行分析, 由此优化火灾场景的最佳设计方案。在建筑安全性研究的基础上, 在其他方面, 例如控制烟气及人员疏散方面也逐渐形成体系, 在早期, 有陈宝智等人根据心理学原理研究了在火灾危险情况下人和组织的行为, 由此得出了最佳逃生路线, 优化了疏散体制。在人员疏散模拟软件研究方面, 武汉大学与四川消防研究所联合开发了“网络模型”Build Evac, 中国科技大学开发出了人员运动格子气模型Safego和复合型人员疏散模型CFE[5], 总的来说, 我国的火灾风险相关研究都在处于探索阶段, 在实际应用方面还有许多需要被改进的地方, 不仅是对建筑本身的安全性研究, 对于火灾发生后的应急救援, 救援人员的从业素质, 以及管理人员的安全管理水平等的研究都是尤为重要的。
3 高层住宅建筑火灾风险评价指标体系
发生事故是存在各类危险因素的综合结果, 例如安全管理因素、环境原因、物的不安全状态和人的不安全行为, 综上便是综合事故论的构成, 通过对物体的监管, 管理的加强改善, 对人的安全教育, 对环境实现安全性化来控制危险源或者消除危险源。对于高层建筑中的发生火灾的风险评价体系应包含以下4个系统。
3.1 高层建筑灭火系统
灭火系统具体是指在发生火灾时能保证能有效被实行控制和扑救, 并尽量减少人员伤亡和财产损失的安全系统。
3.1.1 火灾报警系统
目前来说火灾报警系统一般指的是火灾自动报警系统, 该系统由触发装置、火灾报警装置、输出装置以及其他辅助装置组成, 该系统的工作原理是将发生火灾时多产生的烟气、热量等通过探测器转换为电信号并立刻传送给火灾报警器对整个建筑楼层进行报警[6]。
3.1.2 消防给水系统
消防给水系统指的是实现取水、输水和配水等设施以一定的方式组合成的总体, 是在火灾发生时为灭火系统提供足够的供水的系统[7]。
3.1.3 消防喷淋系统
在发生火灾时, 火灾产生的烟气刺激探测器, 便能自动打开喷头开关, 使火灾的蔓延减慢甚至扑灭, 在前期是一项十分靠谱且便利的系统, 为减速火灾蔓延提供了条件。同时, 该系统也能与其他系统联动, 实现辅助灭火, 在建筑的消防中是一项必要的设置系统, 具有能有效降低初期火灾发展的优点。
3.2 高层建筑防火系统
3.2.1 防火间距
防火间距指的是在一栋建筑物发生火灾时, 周围的建筑在热辐射的作用下, 没有其他防火措施的情况下也不会起火的最小距离。
3.2.2 防火分区
指在建筑设计中, 为了防止发生火灾时火灾沿物体等蔓延, 在建筑中设置的防火门、防火卷帘或防火墙使两部分分隔开来的区域。
3.2.3 消防车道
在原则上消防车道的设置不能与正常交通起冲突, 是专门为火灾提供的消防车道路, 对高层建筑来说, 消防车的轨道应该设置为环形, 也可以在建筑四边中最长的两边进行建造。
3.2.4 房屋材料耐火等级
住宅建筑的材料应符合国家标准, 具体参考《建筑设计防火规范》, 高层建筑的耐火等级是由耐火极限和燃烧性决定的, 我们将耐火等级分为四级以便于对不同建筑的材料进行选择, 目前的高层住宅建筑一般属于一级耐火建筑, 即是由钢筋混凝土结构组成的, 其屋面板应采用不燃材料。
3.3 安全疏散能力
3.3.1 应急消防演练
为了增强高层住宅建筑内的人们有较强的安全防火意识, 认识火灾救援的流程, 提高在火灾发生时人员救援的顺利度, 而采取的一系列流程演练。该演练至少半年进行一次, 由专业人员编制符合该建筑的应急预案, 在演练中及时发现其中的不足并及时改善。
3.3.2 安全疏散距离及路线
由安全出口、过道、照明设施及排演系统组成了安全疏散系统, 发生事故时, 从建筑物内部逃出所需要的距离我们称为安全疏散距离, 对于高层住宅建筑的安全疏散路线来说一般是安全出口的楼道, 在设置安全疏散楼道时应方便人员逃生。
3.3.3 安全出口及楼梯间设置
在高层建筑中, 安全出口应该是分散的, 其距离应该最少相距5米远, 并且在每层的醒目位置张贴指示图。安全出口的标识应在火灾时保持醒目, 其上应注明安全出口的位置, 以方便人们熟悉安全疏散通道的位置。
3.4 安全管理的能力
3.4.1 人员管理水平
高层住宅建筑内人员众多, 年龄跨度较大, 为了增强内部人员的防火意识, 应定期开展消防防火宣传活动, 对人员进行防火安全教育, 使人们注意用火安全, 从根本上减小火灾发生的可能性。
3.4.2 管理人员的消防水平
高层建筑内的管理人员应负责对住宅楼内人员的各项管理, 定期对建筑内人员开展安全教育工作, 对负责安全的人员进行职工学习及防火操作等的技能培训, 自身也应具备较高的消防意识。
3.4.3 消防制度的落实
隶属消防安全部门的人员应遵守相应的规定, 履行自己的职责, 定期对建筑内部防火设施进行安全检查, 及时发现安全漏洞, 更换老旧设备, 并做好定期维护, 在应该在火灾发生时做出正确的应对, 协助消防救援人员组织人员逃离火灾现场, 能够制定有效的安全救援预案, 提高救援效率。
4 结论与展望
目前, 随着火灾评估方法的研究和进步, 火灾也能逐渐被人们利用各种方法所控制, 通过对高层住宅建筑火灾的研究, 其火灾产生的原因也慢慢的浮出水面, 对危险源的辨识和控制正是现在高层住宅建筑火灾研究发展必不可少的工作。本文分析了高层住宅建筑火灾防治现状并初步梳理其评价体系。后续的工作中应增加高层住宅建筑火灾风险评价指标体系方面的研究。
参考文献
[1]黄伟乐.建筑给水节能新技术实际应用研究[D].华南理工大学, 2013.
[2]刘铁民.我国安全科技成就“九五”回顾及“十五”展望[J].林业劳动安全, 2001, 14 (1) :6-8.
[3]闫瑞青.地下仓库火灾隐患辨识及风险评估[D].中国地质大学 (北京) , 2013.
[4]庄磊, 黎昌海, 陆守香.我国建筑防火性能化设计的研究和应用现状[J].中国安全科学学报, 2007, 17 (3) :119.
[5]方正, 王平, 陈大宏, 等.高层建筑人员疏散性能化评估软件的开发[J].消防科学与技术, 2004, 23 (5) :439-442.
[6]骆顶林.火灾报警系统[J].大连船研, 1993 (2) :13-15.
[7]王丹晖.高层建筑消防给水系统的应用研究[D].华南理工大学, 2015.