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關鍵詞:抗震;民用建筑
中途分類號:TU24 文獻標識碼:A 文章編號:1674-3520(2014)-01-0196-01
(一)控制建筑物的側移
在地震的作用下,建筑結構所產生的水平剪切力,是建筑物產生明顯的側移。隨著建筑物的高度不斷增加,結構的側向位移快速增大,結構變形也隨之增大,側向位移過大將使結構產生附加內力,當期超過一定限度值時將使整個結構倒塌。因此必須將側移限制在一定范圍之內,保證建筑結構應有的強度剛度穩定性,才能結構安全以及其功能的使用。
(二)地震中產生的水平力
水平力會使建筑物產生傾覆力矩,而且在豎向結構中產生很大的軸力。對高度一定的建筑物而言,豎向荷載基本是不變的,而水平方向上地震作用的數值大小往往會隨著高層建筑結構動力特性的不同而存在較大幅度變化。
(三)建筑結構的延性設計
高層民用建筑隨著高度的增加,在地震的影響下易產生形變的可能性越大。所以就應該要求建筑結構有足夠的抗震以及變形能力,設計應遵循“強柱弱梁,強剪弱彎、強節點、強底層柱”的設計原則盡可能設置多道抗震防線,主要耗能應有較高的延性和適應的剛度。從而能使建筑結構能承受吸收和消耗大量的地震能量。同時要控制薄弱的部分有足夠的形變能力,又不使其發生位移。在結構上采取更精準的設計,使建筑結構具有足夠的延性。
二、高層民用建筑抗震設計
(一)場地、地基的選擇
選擇場地地基首先要根據實際工程的需要,同時還需考慮地震活動情況。分析天然地基的抗震承載力要根據不同的場地來進行,另外分析地震所造成的危害程度,也要根據不同的施工場地來進行。對避讓距離的確定可根據地震強度、斷裂的地質歷史、場地的土地厚度進行,進而有利于對場地范圍內地震斷裂的確定。必須確保避開那些對建筑物不利的地段進行地基的選擇。
(二)良好的抗震結構體系
高層民用建筑結構在抗震設計時應考慮選擇適當的抗震結構類型,設計結構盡可能要考慮其抗震的安全特點以及它的經濟性。
(三)結構隔震和消震
為了提高結構的的整體抗震性能,隔震和消能減震等抗震技術應用于設計使用功能有特殊要求的建筑,耗能元件及其體系可錯開地震動卓越周期,從而防止共振破壞,減輕地震振動及風振。隔震即在建筑物基礎與上部結構之間設置設置一層隔震層,使房屋與基礎隔開隔離地面運動能量向建筑物的傳遞,以減小房屋結構的地震反應實現地震時建筑物只發生較輕微運動和形變從而保證建筑物的安全。消能減震則是通過在建筑物中設置消能部件,使地震中輸入到建筑物的能量的一部分被消能部件所消耗,另一部分被結構的動能變形承擔以達到減振抗震的目的。
三、建筑抗震要點
(一)規則結構
建筑物尤其是高層建筑物設計應符合抗震概念設計要求,對建筑物進行合理布置。大量地震災害表明,平立面簡單且對稱的結構類型建筑物在地震時具有較好的抗震性能,因為該種建筑結構能夠容易估計出其地震反應,易于采取相應的抗震構造措施并進行細部處理。結構的規則是指建筑物平立面外形尺寸、抗側力構建布置承載力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面對稱均勻、體型簡單、結構剛度,質量延建筑物豎向變化均勻,同時保證建筑物有足夠的抗扭轉剛度,以減小結構扭轉的影響。并且應該盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻,以減小結構內應力和豎向構件間差異變形對建筑結構產生的不利影響。
(二)減小地震能量輸入
具有良好抗震性能的高層建筑結構要求結構的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要求。因此在設計過程中除了控制構件的承載力外還應控制結構在地震作用下的層間位移或位移延性比,然后根據構件變形與機構位移的關系來確定構件的變形值,同時根據截面達到的應變大小及分布來確定構件的要求,選擇堅硬的場地土來建造高層建筑等方法減小地震能量輸入。
(三)減輕結構自重
對于同樣的地基條件下的建筑結構設計,若減輕結構自重則可相應增加層數或減少地基處理造價,尤其是在軟土基礎上進行結構設計這一作用更為明顯,同時由于地震效應與建筑質量成正比,而高層建筑物由于其高度大、重心高等特點,在地震作用時期傾覆力矩也隨之增加,因此,為了盡量減少其傾覆力矩應對高層建筑物的填充墻及隔墻盡量采用輕質材料以減輕結構自重。
補充:建筑抗震的相關理論主要包括擬靜力理論、反應譜理論、動力理論。
四、結束語
我國對建筑結構抗震設計的研究有很多,但這些研究一致認為高層民用建筑的抗震設計的重要技術政策就是經濟與安全的關系。因此抗震設計就要抓好經濟與安全的關系。
參考文獻:
[1]胡聿賢 地震工程學{m}北京:地震出版社,2005
關鍵詞:規范;暖通空調;限制
修訂《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)2001版是建設部于1995年頒布實施的強制性規范,本規范是對《高層民用建筑防火規范》(GBJ45-82)較全面的修訂,其將近十年來的工程實際運用的新問題和老規范在工程運用中的一些矛盾問題得以解決。因此,新規范的實施為工程設計人員提供了較全面的設計依據。但是,規范的制定不可能囊括了全部實際工程的具體情況,而且有較多的情況待設計人員對規范的理解,可以說,這種情況應該是好事,可以發揮設計人員的主觀能動性。但是,畢竟規范的實施是國家的強制性國家標準,任何工程均需要在滿足此規范的前提下才能實施,它同時又給設計人員帶來了困惑,如何解決這些問題即是本文的出發點。
現作者將近幾年工程中的規范與實際工程中的一些矛盾問題提出與大家共勉。
《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)(以下簡稱《高規》)第8節中的規范有下列幾條:
8.2.2.5凈空高度小于12m的中庭可開啟的天窗或高側窗的面積不應小于該中庭地面積的5%.8.4.1.3不具備自然排煙條件或凈空高度超過12m的中庭。
8.4.2.3中庭體積小于17000m3時,其排煙量按其體積的6次/h換氣計算;中庭體積大于17000m3時,其排煙量按其體積的4次/h換氣計算;但最小排煙量不應小于102000m3/h.對上述幾條的理解應該是:在12m以下的中庭,若不能自然排煙,則必須進行機械排煙,若中庭的高度在12m以上,即使能進行自然排煙,也必須進行機械排煙。這是由于在火災發生過程中,中庭的建筑性質有助于煙氣的擴散,超過12m的中庭在自然排煙中會出現“層化”現象,確實對中庭應該進行較好的防排煙設計。但是,作者在這里想討論的是排煙量的確定。
在有娛樂功能的高層建筑內,中庭往往是建設方首選的功能設置;在一些改造工程中,本無中庭的建筑,建設方將上下左右跨的相臨樓層的樓板打掉,刻意形成中庭以滿足營運需要。在這種情況下的中庭往往高度是小于12m以下的(一般情況下建筑物的層高最多到4.5m),而且,這種中庭又恰恰是在本層建筑的中部,不具備自然排煙條件。按照以上的《高規》條文,必須進行機械排煙,而這種情況下的中庭體積一般是遠小于17000m3,通常在600m3以下(跨距按照8.4m考慮),若按照6次/h換氣計算,其中庭的排煙量只有4800m3/h,為規范最小排煙量的1/12.但是,按照《高規》8.4.2.3的規定:最小排煙量不應小于102000m3/h.也就是說,若按照排煙口風速10m/s計算,排煙口面積為2.8m2,按照吊頂內風管高度400mm計算,排煙側基本不能布置任何管道和設備,而且,按照一般層高高度和風機的高度,一般最大也只能選到5號風機,按照其型號中的最大排煙量考慮,也需要10臺風機。這在實際運用中是很困難的,這是由于中庭四周吊頂內有噴淋管道、電線橋架、空調設備及管道,根據管道布置情況,如此多的排煙管道和排煙機將無法布置。
根據文獻[1],中庭的煙氣量計算如下:
對流換熱量與燃燒總放熱量Q間的關系:Qc=0.7Q.高度Z按照兩層的層高取8.4m,燃燒總放熱量Q的計算如下:火源考慮在中庭中部,火災場所考慮成娛樂場所。其可燃物材質按照纖維、木柴考慮,燃燒值為4500kcal/kg.中庭面積為64m2,按照最不利條件考慮,即十套桌椅(每一張桌子配四個沙發)同時著火燃燒,燃燒質量為5kg/套。燃燒時間考慮初期火災時間:10min.可以計算燃燒總放熱量為:1575kW.帶入中庭著火公式,可以得到中庭頂部的煙氣量為72400m3/h.若考慮一半桌椅同時燃燒,帶入計算公式,可以得到中庭頂部的煙氣量為68000m3/h.此計算排煙量要比規范要求的排煙量低接近一半。另一方面,從工程實際出發,實際可燃物的燃燒值可能要遠低于計算所取燃燒值,這是由于娛樂場所的桌子實際大多為玻璃桌子而并非木桌。因此,排煙量會進一步降低。
作者的意圖并非是要對規范的排煙量提出質疑,而是探討在一些特殊工程中,按照規范規定的排煙量進行設計布置排煙系統明顯不合理的情況下,是否作出一些特殊條文解釋。
當然,從另一角度出發,在一定情況下,排煙量越大,煙氣填充中庭的速度越慢,而且煙氣填充到中庭的最低位置也越高。這有利于火災中中庭內的人員安全疏散;同時,排煙量越大,火災后,中庭恢復初始能見度的時間越短。
從規范的制定的背景出發,中庭排煙量的規定是參照國外的設計規范確定的,這就缺乏有力的理論基礎和實驗支持。而且,從國內外的研究情況看,中庭的機械排煙量如何進行量化確定的研究很少[3].因此,國內應加強這方面的研究。
對于實際工程中常見的一些特殊小中庭,是否可以用較簡單的方法進行計算。作者認為,小于12m的中庭在火災發生時,是否也可以按照換氣次數進行排煙量的計算,由于這種中庭頂部四周與室內的吊頂高度平齊,煙氣上升過程中不會水平擴散,自然形成隔煙帶。
按照上述情況,可以借用按照廠故排風的情況進行排煙量計算(當然,這需要火災實驗進行驗證),其排煙量可以參考20次/h,風機最小排煙量可以參照8.4.2.1的規定,最小排煙量不小于7200m3/h.在高層建筑的正壓送風問題上,經??梢杂龅酱祟惽闆r:在地下室,只有一個防煙前室,在地上部分,防煙前室均可進行自然排煙,按照《高規》規定:8.3.2高層建筑防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯間前室的機械加壓送風量應由計算確定,或按表8.3.2/1至表8.3.2/4的規定確定。當計算值和本表不一致時,應按兩者中較大值確定。
8.3.7.1防煙樓梯間為40~50Pa.8.3.7.2前室、合用前室、消防電梯間前室、封閉避難層(間)為25~30Pa.按照實際工程的調試看,其每層前室的正壓送風量為3000m3/h以下時,就能夠達到高規規定的正壓值,但是按照《高規》風量表的規定:最小送風量為15000m3/h.也就是,只有一個前室正壓送風的情況下,其最小的送風量也在15000m3/h.按照此送風量,前室的壓力將超過50Pa.另一方面看,在實際的工程的測試中,由于樓梯間的自垂百葉無調節裝置,有的樓梯間的正壓值超過了120Pa,但疏散門仍然可以較易打開(我們做了實驗,叫了一個10歲小孩推門,門依然被推開).因此,高規的規定應將特殊情況下的送風量和正壓壓力值作出說明。
在有的高層建筑地下層,建筑高度大于7m,如作為倉蓄式的大型建材超市等。按照《高規》的規定:5.1.6 設置排煙設施的走道、凈高不超過6.00m的房間,應采用擋煙垂壁、隔墻或從頂棚下突出不小于0.50m的梁劃分防煙分區。每個防煙分區的建筑面積不宜超過500m2,且防煙分區不應跨越防火分區。
在這種情況下,由于建筑高度大于了《高規》的需排煙的建筑高度要求,火災條件下,排煙的作用只是將煙氣在火災完畢后的煙氣排走,而不是在火災發生的初期將煙氣排走來保護人員的安全。
因此,這種建筑僅僅可以考慮通風換氣即可,但是,某些地方消防局仍然要求設計院進行排煙設計,如果考慮排煙,其排煙量的確定還待規范確定。
在《高規》的建筑篇里有下一條規定:
5.2.7設在高層建筑內的自動滅火系統的設備室、通風、空調機房,應采用耐火極限不低于2.00h的隔墻,1.50h的樓板和甲級防火門與其它部位隔開。
某些設計院和審圖機關按照倒推法認為,高層建筑的承擔地下通風系統的風機必須設置通風機房。我們按照實際火災發生來考慮,通風排煙系統的目的僅僅是將火災初期的煙氣排走,如果到了火災后期,通風系統的風管可能都已經燃損,不僅排煙已經不起作用,而且風機的保護也得到威脅,火焰可以通過風管或風管進入風機房的穿墻洞口進入風機房,設風機房來保護風機的意義就不明顯了,另一方面,風機的造價很低,用設風機房的目的來保護風機是得不賞失;而且從建設單位出發,采用吊裝風機的目的就是節約占地面積,如果采用了吊裝風機而又去設置機房,是任何一個建設單位不情愿的。
《高規》對防排煙的設計依據一般是只考慮一處火災,不考慮兩處同時火災。
在通常情況下,若防煙分區1發生火災,由消防中心控制擋煙設施啟動,同時打開防煙分區1內的排煙風口,排煙風機啟動,對防煙分區1內的煙氣進行排煙;若防煙分區2發生火災,由消防中心控制擋煙設施啟動,同時打開防煙分區2內的排煙風口,排煙風機啟動,對防煙分區2內的煙氣進行排煙。但是,由于我們的排煙風口采用的是電磁式的動作機構,只能啟動一次,即一次動作。若排煙風口是常閉的,風口通過電信號開啟后就不能在通過電信號關閉,同理,常開風口也不能關閉后重新打開,只能通過手動復位。在實際發生火災過程中,若排煙分區處發生火災,而且排煙風管兼做排風風管的地下空間,排煙風口是常開的情況下,消防中心根據煙感信號,依次關閉防煙分區1、2的風口,則火災區就不能進行排煙了。若風口是常閉的,則火災排煙過程中,則可能造成每區的排煙量不夠,無法達到設計排煙量,只能通過擴大排煙量來達到排煙要求。
同理,如果在4個防煙分區的地方發生火災,其防排煙的控制就更復雜。
不管是《高規》條文還是地方消防局,都沒有對防煙分區處的設施類型作出特殊規定,防煙分區處即擋煙設施的兩側一定的范圍內應規定不能放置任何可燃的物品。這對于火災發生后的防排煙的控制是有利的。
因此,由于實際火災的發生有不可預計性,上述特殊情況的處理還待從事暖通空調的工程、科研技術人員共同進行探討。
參考文獻:
[1] JohnH.Klote,d.Sc.,P.E..PredictionofSmokeMovementInAtria.PartⅠ—PhysicalConcepts〔J〕。ASHRAETrans2actions:Symposia,BN-97-5-2.
[2] GB50045-95,高層民用建筑防火規范〔S〕。
2、為了防止和減少高層民用建筑(以下簡稱高層建筑)火災的危害,保護人身和財產的安全,制定本規范。
高層建筑的防火設計,必須遵循“預防為主,防消結合”的消防工作方針,針對高層建筑發生火災的特點,立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全適用、技術先進、經濟合理。
本規范適用于下列新建、擴建和改建的高層建筑及其裙房;
十層及十層以上的居住建筑(包括首層設置商業服務網點的住宅);
建筑高度超過24m的公共建筑。
本規范不適用于單層主體建筑高度超過24m的體育館、會堂、劇院等公共建筑以及高層建筑中的人民防空地下室。
當高層建筑的建筑高度超過250m時,建筑設計采取的特殊的防火措施,應提交國家消防主管部門組織專題研究、論證。
關鍵詞:《高層民用建筑設計防火規范》,排煙
《高層民用建筑設計防火規范》(GB 50045-95)自1995年實施以來,已于1997年、1999年、2001年和2005年共進行了4次局部修訂,始有現在的《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)(2005年版)[1](以下簡稱《高規》)。但近些年來由于單體建筑的規模日漸增大,建筑層數越來越多,建筑功能越來越復雜,《高規》已顯得難以適應。另外,《高規》頭疼醫頭、腳疼醫腳式的局部修訂方式難以改變某些條文不盡合理、不夠確切的狀況,甚至有諸如正壓送風的條款出現在機械排煙章節(第8.4.3條)中的情況。隨著防排煙理論的不斷更新和發展以及性能消防理念的引入,消防建審部門及建筑設計人員等普遍認為《高規》已經到了進行全面修訂的時候了。本文謹對《高規》的防排煙條款提出建議,供討論和修訂規范時參考。
1 關于機械排煙的設置原則
1.1 無窗井的地下設備用房的排煙系統設置《高規》第8.4.1條規定“除利用窗井等開窗進行自然排煙的房間外,各房間總面積超過200 m2或一個房間面積超過50 m2,且經常有人停留或可燃物較多的地下室”,“應設置機械排煙設施”。地下設備用房是否也在此列,《高規》的正文及條文說明中均未述及。因此,地下設備用房設置機械排煙與否是有爭議的,各地做法也不盡相同。第1種做法是,以排風系統兼作排煙系統,排風量按平時用途確定,排煙量按《高規》第8.4.2.1條確定。系統中往往裝設雙速風機,平時低速運轉,火災時高速運轉。為使排煙量不致過大,人為地劃分成數個小的防煙分區。第2種做法,同樣以排風系統兼作排煙系統,但排煙量取與排風量相同。第3種做法則是根本不考慮排煙。筆者認為,采用第2種做法是合理、可行的。合理之處在于,設備用房雖經常有人停留,但人員較少,且人員熟悉周圍環境,疏散起來相對容易,以一般排風系統的排風量進行排煙已可滿足要求。而其可行之處在于,無窗井的地下設備用房中排風系統是必備的。利用其進行排煙,只需對風機和防火閥稍加改動即可滿足要求。在修訂《高規》時如認可此種做法,可對最小換氣次數作出規定。
1.2無窗井的地下庫房的排煙系統設置
地下庫房與地下設備用房不同,雖非經常有人停留,但可燃物較多。按《高規》第8.4.1.4條規定,地下庫房是應該設置機械排煙設施的。但這一做法是否合適也是值得探討的。同樣是國家標準,《人民防空工程設計防火規范》(GB 50098-98)(2001年版)[3]第6.1.3條明確規定:“丙、丁、戊類物品庫宜采用密閉防煙措施。論文大全,排煙。”其條文說明中指出:“密閉防煙’是指火災發生時采取關閉設于通道上(或房間)的門和管道上的閥門等措施,達到火區內外隔斷,讓火情由于缺氧而自行熄滅的一種方法。對于庫房這類工程,進入的人員較少,又不長時間停留,發生火災時人員能比較容易疏散出去。論文大全,排煙。采取密閉防煙這種方法,可不設防排煙通風系統,既經濟簡便,又行之有效。”這一論述應該是很有道理的。因此,建議將“無窗井的地下庫房宜采用密閉防煙”的條款納入《高規》。
2關于機械排煙設施
2.1《高規》第8.4.1規定,一類高層建筑和建筑高度超過32 m的二類高層建筑,“無直接自然通風,且長度超過20 m的內走道或雖有自然通風,但長度超過60 m的內走道”應設機械排煙設施。此處的內走道長度無明確定義。
例如,建筑中常有圍繞核心筒的環形或井字形走道,以及類似情況,其總長度超過20m或60 m的規定,但從走道任一點至疏散出口的距離均不超過20m或60 m,是否設置機械排煙設施是有爭議的。內走道的長度如何進行丈量,是否應體現疏散距離的概念,修訂《高規》時應予以關注。
2.2《高規》第8.4.11條規定:“設置機械排煙的地下室,應同時設置送風系統,且送風量不宜小于排煙量的50%。”條文說明中解釋道:“對地下建筑來說,其周邊處在封閉的條件下,如排煙時沒有同時進行補充,煙是排不出去的。”對于此條規定也存在著不同看法。封閉空間煙氣的排出過程,應該是開始時能夠順利排出、及至排出困難、排煙量減少、空間形成某種程度的負壓的過程,人員疏散條件已有所改善。相反,此時如果送風,則可能出現空氣助燃、風助火勢的狀況。建議就地下室排煙是否需要送風、送風量的大小等進行試驗研究,以得出令人信服的結論。
2.3為執行《高規》第8.4.11條的規定,需設置送風系統。為了與通常意義上的送風系統加以區別,下文中將密閉空間排煙時所需設置的送風系統稱作補風系統。論文大全,排煙。對于這種補風系統或送風兼補風系統,出機房的總風管上是否設置防火閥以及防火閥的熔斷溫度,《高規》中無明確規定。這就造成了設計中無所適從、各行其是。實踐中存在著3種做法。第1種做法是設置70℃熔斷的防火閥;第2種做法是設置280℃熔斷的防火閥;第3種做法是不設置防火閥,當排煙系統所裝設的280℃防火閥熔斷關閉時,由消控中心發出信號關閉排煙風機的同時,關閉補風機。第1種做法所依據的是《高規》第8.5.3.2條。該條適用于平時使用、火災時不再運行的、一般的通風或空調系統。而補風系統則不同,火災時必須正常運行,完成向密閉空間送風的任務。論文大全,排煙。若裝設70℃熔斷的防火閥,在火災發生時則有可能熔斷關閉,而使補風系統處于癱瘓狀態。這種做法應屬使用規范不當。第2種做法,改設280℃防火閥,固然可以保證火災時的正常運行,但由于風道中所輸送的是室外空氣,防火閥有可能一直處于開啟狀態而形同虛設。相比較而言,第3種做法應該是值得推薦的。
2.4《高規》第8.4.2.1條規定“單臺風機最小排煙量不應小于7200 m3/h”,依據不明,是否可取消。
2.5《高規》第8.4.2.2條規定,“擔負兩個或兩個以上防煙分區排煙時,應按最大防煙分區面積每平方米不應小于120 m3/h計算。”可否改為按兩個最大防煙分區面積之和每平方米不應小于60 m3/h計算?
2.6 當中庭設置機械排煙設施時,排煙量按第8.4.2.3條規定的換氣次數確定。但一些情況下,中庭的底層周邊不設置卷簾,此時中庭邊緣是否需設擋煙垂壁?其底層面積如何確定?應該明確規定。
3 關于自然排煙
3.1《高規》第8.1.1條規定:“高層建筑的防煙設施應分為機械加壓送風的防煙設施和可開啟外窗的自然排煙設施。”而第8.1.2條規定:“高層建筑的排煙設施應分為機械排煙設施和可開啟外窗的自然排煙設施。”雖然從根本上講,排煙也可達到防煙的目的,但是在規范條文中,自然排煙既作為“防煙設施”,又作為“排煙設施”,邏輯上不夠清楚。建議自然排煙只列于第8.1.2條中。
3.2《高規》第8.4.1.3條規定,“凈空高度超過12 m的中庭”“應設置機械排煙設施”。理由是煙氣上升有“層化”現象,上升到一定高度的煙氣隨著溫度的降低又會下降,使得煙氣無法從高窗排至室外。而新版的《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)[2](以下簡稱《建規》)則否定了這種煙氣“層化”的理論,并在自然排煙一章中規定,對于中庭,只要自然排煙口凈面積不小于地面面積的5%,即可采用自然排煙。并無凈空小于12 m的限制條件?!陡咭帯肥欠駪鞒鱿鄳男薷?
3.3是否需引進“自然排煙口距該防煙分區最遠點的水平距離不應超過30米的規定”(《建規》第9.2.4條)?
3.4《高規》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、消防電梯前室和合用前室,宜采用自然排煙方式”。此條規定在執行時對于首層或2層設有商業用房的居住建筑,判定其是屬于居住建筑,還是屬于公共建筑(商住樓),存在界定的問題。2005年版以前的《高規》第1.0.3.1條規定,“首層設置商業服務網點的住宅”屬居住建筑。但是沒有給出“商業服務網點”的定義,難以執行。2005年版《高規》術語一章中增添了“商業服務網點”,并定義為“住宅底部(地上)設置的百貨店、副食店、糧店、郵政所、儲蓄所、理發店等小型商業服務用房。該用房層數不超過二層、建筑面積不超過300 m2,采用耐火極限大于1.50 h的樓板和耐火極限大于2.00 h且不開門窗洞的隔墻與住宅和其它用房完全分隔,該用房和住宅的疏散樓梯和安全出口應分別獨立設置”。該定義的要點是:1)層數不超過2層;2)面積不超過300 m2。但可惜的是,其第1.0.3.1條未作相應改動。條文說明也仍然是“第二層也設置商業網點,應視為商住樓”。界定難的問題沒能得到根本解決。因此建議第1.0.3.1條改寫為“十層及十層以上的居住建筑(包括設置商業服務網點的居住建筑)”。
對于商住樓,其性質屬于公共建筑,當高度超過50 米時,按《高規》第8.2.1條的規定,“不宜”采用自然排煙。對于一些要求偏于嚴格的場所,則實際演變為“不應”采用自然排煙。其實第6.1.3A條規定“商住樓中住宅的疏散樓梯應獨立設置”,實際設計中消防電梯及客梯也是獨立設置的。既然均為獨立設置,商住樓中住宅的豎直疏散通道的防排煙設計是否可按居住建筑考慮?
4 關于機械防煙
4.1前室和合用前室的加壓送風口,應明確規定其“常開”或“常閉”的屬性。如規定為“常閉”,應明確火災發生時需開啟的層數,以確定控制程序和加壓送風口的風量分配。當前較為常見的做法是風口為“常閉”,火災時,由消控中心發出指令,開啟著火層及其上下層的加壓送風口。論文大全,排煙。對此,也有人提出質疑?;馂陌l生時煙氣只會由下面樓層向上面樓層擴散。開啟著火層下1層的加壓送風口似無理由,而上海市地方標準《民用建筑防排煙技術規程》(DGJ 08-88-2000)則規定,火災時只開啟著火層1層的送風口。
4.2在12~18層的單元式住宅中,消防電梯前室往往與封閉樓梯間(滿足第6.2.2條規定)相連。此種情況下,消防電梯前室除有通向走廊或住戶的門,還有通向樓梯間的門,已與合用前室類似。論文大全,排煙。消防電梯前室的加壓送風量仍按表8.3.2—3確定似不合適,可否參照表8.3.2—4確定?建議在修訂《高規》時加以明確。
4.3《高規》第6.2.8條規定:“地下室或半地下室與地上層不應共用樓梯間,當必須共用樓梯間時,應在首層與地下或半地下層的出入口處,設置耐火極限不低于2.00 h的隔墻和乙級防火門隔開,并應有明顯標志。”但是,當地上樓梯間為防煙樓梯間或封閉樓梯間時,地下樓梯間是否有同樣的要求?
《高規》中無明確規定。在《人民防空工程設計防火規范》(GB50098--98)(2001年版)第5.2.1條有規定:“人防工程的下列公共活動場所,當底層室內地坪與室外出入口地面高差大于10 m時,應設置防煙樓梯間;當地下為兩層,且地下第二層的地坪與室外出入口地面高差不大于10m時,應設置封閉樓梯間。1電影院、禮堂;2建筑面積大于500rn2的醫院、旅館;3建筑面積大于1000 rn2的商場、餐廳、展覽廳、公共娛樂場所、小型體育場所。”平時使用的人防工程,在防火這一點上,應該與一般地下室是一樣的。而且,與地上建筑是高層還是非高層應該沒有關系。建議《高規》對此內容進行修改補充。
4.4對于消防電梯是否需要下到地下室,《高規》中無明確規定。實踐中,消防電梯下到地下室與不下到地下室兩種情況均有,當消防電梯下到地下室時,其屬性是消防電梯還是兼用客梯?是否需要設置消防電梯前室?當地上的消防電梯前室或合用前室依靠自然排煙,其地下部分無自然排煙條件時,是否需要設置加壓送風?
4.5《高規》第6.2.10條規定,“室外樓梯可作為
輔助的防煙樓梯”,是否需要設前室?其前室若需設置加壓送風,其風量是否可按樓梯間為自然排煙時的規定(表8.3.2—4)確定?
參考文獻:
i11中華人民共和國公安部.GB50045--95高層民用建筑設計防火規范(2005年版)[S].北京:中國計劃出版社,2005
摘要:摘要 《高層民用建筑設計防火規范》局部修訂已正式施行。對在這次局部修訂工作中并未進行修訂,但在平時常被專業人員關注、質疑的條文,如消防水池取水口或取水井的設置,室外消火栓的數量,水泵接合器的設置,消火栓的間距,消火栓處的啟動按鈕設置,消防電梯前室消火栓,增壓水泵出水量等七大問題進行了探討和說明
關鍵詞:消防水池 室外 消火栓 水泵接合器 增壓泵
對《高層民用建筑設計防火規范》若干條文的理解.pdf
關鍵詞 高層民用建筑 防煙送風 設計
中圖分類號:TU976.5 文獻標識碼:A
在高層民用建筑的防排煙設計中,對于設置機械加壓送風的設計計算方法、火災時防火門的開啟層數與數量及系統的運行控制方式上存在著許多不同的觀點,導致設計運算、運行效果、工程投資等方面造成了很大的差異。現結合《高層民用建筑設計防火規范》(以下簡稱“高規”),就這幾方面的問題談幾點看法。
一、關于門的開啟層數和數量
高層民用建筑火災時開啟層數與數量是加壓送風系統設計中的一個重要數據,它與加壓送風量的計算、正壓值的保持及開啟時門洞斷面的風速等要求都是密切相關的。建筑物層數小于20層時按開啟兩層門計算,建筑物層數大于等于20層、小于等于32層時按三層門計算,大于32層時按避難層分段處理。這是參考國外規范并考慮到我國同類建筑物人員密度大、疏散秩序以及運行管理水平不同等因素決定的。
將火災時同時開啟門的層數記為m,建筑物樓層數記為n,m的取值與建筑的層數n、內部人員密度、人員疏散的秩序、疏散的時間以及防火安全標準等因素有關。一般來說,隨著樓層數n的增大,同時開啟門的數量m值也相應增大。有文獻把此作為隨機變量用概率論來分析計算,一幢19層的建筑物,疏散時按開啟一層門計算,一幢32層的建筑物,疏散時按開啟兩層門計算,其安全系數是滿足疏散要求的。
二、關于加壓送風口形式的確定
《高層民用建筑設計防火規范》( 以下簡稱高規)中已明確規定:“樓梯間宜隔2層~ 3層設一個加壓送風口,前室的加壓送風口應每層設一個。其中只有數量的要求,但對送風口的形式沒有作出明確規定。于是在實際設計中就出現了下列幾種情況:
1、樓梯間的加壓送風口一般均采用常開百葉風口,對此爭議不大。
2、前室( 合用前室) 的加壓送風口則有常閉式(帶電接點)和常開百葉風口兩種形式。常開百葉風口使電氣簡化,使消防管理更方便,而且系統簡單,可靠性高,節省投資,但在保證最小正壓度所需的風量隨開啟門數增加而增加,若實際中開啟門數與設計不一致時,將直接影響著火層前室的送風量,而常閉式風口則不存在此問題,當火災發生時可由消防控制室指令僅打開著火層及其相鄰層前室的送風口,這些層的送風量基本不受其它層前室開門與否的影響,有利于這些層的防煙效果。
三、 加壓送風量的計算問題
“高規”第8.3.2條規定,高層建筑防煙樓梯間及其前室,合用前室和消防電梯間前室的機械加壓送風量應由計算確定,或按表8.3.2-1至8.3.2-4的規定確定。當計算值和本表不一致時,應按兩者中較大值確定。“高規”中表格的提供為設計人員所歡迎,但規范中提到的加壓送風量由計算確定后,與表中的數值比較后取其較大者。但目前國內認可的的計算方法有近十種之多,且用這些方法算出的風量大小差異很大。到底用哪個計算方法,規范中又沒有明確。加壓送風的目的主要在于發生火災時,保證建筑內有一條安全通道,使室內人員迅速疏散,消防人員迅速通過。
加壓送風量的計算與防煙樓梯間及前室(合用前室)的開門工況、加壓送風方式、送風口形式、由于火災引起室內溫度、壓力的升高以及建筑物高度、用途及室內外氣候條件等許多因素有關。
四、關于加壓送風機的選用
加壓送風機可選用普通離心風機或斜流風機,在一般設計中因斜流風機安裝靈活且占地面積小,選用較多。在選用加壓送風機時其全壓除計算最不利環路的管道壓頭損失外,還應附加樓梯間50Pa,前室25 Pa的余壓值,還要注意風機新風入口不受火煙威脅或污染。
五、超壓排泄問題
設置加壓送風系統的防煙樓梯間及前室(合用前室),在火災時,由于熱壓、氣流流動阻力、風量以及開門情況的變化,如果設計不當,有可能造成正壓值過高,影響到樓梯間前室門的開啟,這是非常危險的,尤其是設有常閉式送風口的前室(合用前室),這種情況更容易出現。超壓排泄采用的方法大致有泄壓閥排泄、風機旁通、常微壓的反饋變風量系統、自然排氣井等。
六、關于消防控制與設備檢修
加壓送風系統的控制為消防聯動控制的一部分,應結合電氣或自控專業進行聯動控制設計。當火災自動報警系統設于防煙樓梯間及前室(合用前室) 的煙感探測器動作報警后,消防中心控制室應不經確認,聯動加壓送風機,并接收其反饋信號。各送風口也應有開、關反饋信號傳至消防中心控制室。另外,風機的設置除應執行“高規”第8. 3. 9條規定外,為防止意外,風機吸入口宜設煙感元件與風機聯鎖。
防排煙系統是防災專用系統,只在火情發生的非常時期運行,平時僅維持一年一度的維修,有的建筑在投入使用后防排煙系統沒有運行過,導致各種事故的發生,諸如防排煙閥門易熔片脫落、傳動機械銹蝕無法動作、控制系統失靈等。為保證失火時能立即啟動和投入正常運轉,避免造成重大經濟損失和人員傷亡,要求平時加強對建筑內防排煙設備和控制儀表的維修保養工作,每個系統應至少每季度開啟運行一次,使防排煙設備處于良好的工作狀況。
七、結語
為了使得高層民用建筑加壓送風防煙系統能夠更加安全可靠的運行,必須要求設計人員有防患于未然的責任心,同時充分考慮各方面因素,才能將安全隱患降到最低。
(作者單位:佛山市公安消防支隊南海區大隊)
參考文獻:
[1]羅志焱. 高層民用建筑防排煙系統設計的幾個問題[J]. 消防技術與產品信息,1999(02)
【關鍵詞】高層民用建筑設計防火規范;條款;研究
《高層民用建筑設計防火規范》(2005年版)(以下簡稱《新高規》)經局部修改后,已于2005年10月1日實施。在對《新高規》宣貫和執行過程中,筆者對其某些條款理解與事實中,尚存一些值得商榷的地方?,F將其做以簡單歸類與同行商榷。
1.部分概念的不嚴密性
如對設置商業服務網點的要求:
在“1.0.3.1十層及十層以上的居住建筑(包括首層設置商業服務網點的住宅);”中提出了商業服務網點的要求,原《高規》中沒有給商業服務網點定義,實施過程中也存在對商業服務網點概念理解的偏差,本次修改后,在《新高規》的2.0.17條中定義商業服務網點:“住宅底部(地上)設置的百貨店、副食店、糧店、郵政所、儲蓄所、理發店等小型商業服務用房。該用房層數不超過二層、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2.00h且不開門窗洞口的隔墻與住宅和其它用房完全分隔,該用房和住宅的疏散樓梯和安全出口應分別獨立設置。”結合1.0.3.1條和2.0.17條的文字表述,出現了如下問題:
在1.0.3.1條中明確指出居住建筑只能是首層設置商業服務網點,才能定性為居住建筑,并按照10層來區分是否是高層建筑。而在2.0.17中卻規定商業服務網點可以是二層。這就從文字上出現商業服務網點如果是二層的話,該建筑物不能按照居住建筑定性,則被判定商住樓。筆者從規范條款的理解上看,應該是居住建筑的首層的商業服務網點不能超過2層。但條文的文字上看卻能出現其他的理解,屬于嚴密性不夠。
2.部分規定的不合理性
2.1對于防火分區面積的不合理
按照《新高規》一類建筑的防火分區在有設置自動滅火系統后,最大分區面積為2000m2,地下為1000m2。而對于商場則可以達到地上4000m2,地下2000m2。這很顯然是不合理的規定,防火分區是能在以一定時間內阻止火勢向同一建筑的其它區域蔓延的防火單元,它既是控制火災蔓延的區域,同時也是人員安全疏散的區域。其面積大小主要是消防隊控制火災的能力及使用建筑物的人員疏散要求。
商業營業廳、展覽廳等場所與賓館、辦公、住宅等場所比較,其內部的火災荷載多,人員密度計其人員疏散能力明顯差,但其防火分區卻允許大于賓館、辦公、住宅等場所。如果只是考慮商場的營業面積的需要,而沒有足夠的安全評價,這是很危險的,如果對其分區的允許是經營和安全同步考慮的,那其分區面積也應該適用于賓館、辦公、住宅等場所,畢竟賓館、辦公、住宅等場所是有各個具有防火分隔功能的房間組成的,其火災擴散速度和火災周界要遠遠小于商場建筑,人員密度則更少于商場。
2.2防排煙系統出現真空
在《高規》8.1.3規定:“一類高層建筑和建筑高度超過32m的二類高層建筑的下列部位應設排煙設施”也就是說高度在24m和32m之間的二類高層不做防排煙考慮。而在《建筑設計防火規范》中卻規定了24m以下的建筑物也需要設置防排煙。這樣綜合兩本規范,我們不難看出在32m以上和24m以下都有規范條文約束,而在24m以上和32m以下范圍內的高層二類建筑中,卻沒有相應的規范約束防排煙系統的設置,造成空白。
3.對設置要求前后矛盾
3.1對防火卷簾的耐火等級與設置部位
在《新高規》下列幾個部位提出了防火卷簾的設置要求:
“5.1.4高層建筑內設有上下層相連通的走廊、敞開樓梯、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,當上下開口部位設有耐火極限大于3.00h的防火卷簾或水幕等分隔設施時”,“5.1.5.2與中庭相通的過廳、通道等,應設乙級防火門或耐火極限大于3.00h的防火卷簾分隔”。“5.4.4在設置防火墻確有困難的場所,可采用防火卷簾作防火分區分隔。當采用包括背火面溫升作耐火極限判定條件的防火卷簾時,其耐火極限不低于3.00h”
對上述幾個條文在實施與理解上,出現了很大的誤區,5.1.4條和5.1.5條對防火卷簾的要求只是提及耐火極限大于3.00h的防火卷簾,并且在5.1.5條文解釋中還明確了是指復合型防火卷簾。而5.4.4明確提出防火卷簾是使用特種防火卷簾,并且在條文說明中對復合卷簾和特種卷簾分別詳細說明。5.4.4條,從條文上看是指設置防火墻確有困難的場所,在不采用水幕保護的前提下,只能采用特種防火卷簾做防火分區分隔。而5.1.4和5.1.5條款中設置防火卷簾的部位也是防火分區的分隔,但規范卻沒有說明,甚至在條文說明中闡述使用復合卷簾,這與5.4.4的條文有矛盾。
筆者認為5.1.4和5.1.5對防火卷簾的使用應該給予明示,如果是采用特種防火卷簾,就不應在條文中再提及耐火等級大于3.00h的復合防火卷簾。以免造成混亂。
3.2設置自動噴水滅火系統場所