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【關(guān)鍵詞】超高層建筑;供配電;電線電纜;照明;防雷與接地;火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及控制系統(tǒng)
概述:
最近幾年,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新技術(shù)、新材料的不斷應(yīng)用,各地超高層建筑不斷涌現(xiàn),超高層建筑一般都建設(shè)在城市的生活和經(jīng)濟(jì)中心,由于超高層建筑的樓層多,建筑高度高,對(duì)供電的可靠性以及消防等的要求也與普通的高層建筑不同,設(shè)計(jì)的復(fù)雜性也增加了很多。本文將結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范談?wù)劤邔与姎庠O(shè)計(jì)中的一點(diǎn)看法。
1、供配電系統(tǒng)
1.1 負(fù)荷等級(jí)
按現(xiàn)行的國家規(guī)范要求,超高層建筑中的消防用電設(shè)備如消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機(jī)、消控中心、應(yīng)急照明和疏散指示燈等和安防系統(tǒng)用電、電子信息設(shè)備機(jī)房用電均應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷要求供電;客梯電力,排污水泵,電話機(jī)房和保安,航空障礙燈等用電設(shè)備均應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷的要求供電。
1.2 供電電源
超高層建筑的正常電源數(shù)量不應(yīng)少于二個(gè),且要求二個(gè)電源應(yīng)為不同路由的電源線路,以保證一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)電源不致同時(shí)受到損壞。電源的電壓等級(jí)一般為10KV,當(dāng)然負(fù)荷容量大的可以為35KV。超高層建筑應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源或者備用電源,一般低于200米的超高層建筑宜采用低壓柴油發(fā)電機(jī)。
1.3變配電所的設(shè)置
變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,主變配電所宜設(shè)置在地下一層、首層或設(shè)置單獨(dú)的變配電所。根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施電氣》,低壓線路的供電半徑一般不宜超過250 m, 當(dāng)供電容量超過500 kW, 供電距離超過250m 時(shí)宜考慮增設(shè)變配電所。如果建筑高度超過200 m, 再加上50米平面距離, 建筑上部的供電半徑一般會(huì)超過250 m, 電壓降有可能超過規(guī)定值, 供電質(zhì)量將下降, 電能損耗加大, 肯定會(huì)影響電梯等設(shè)備的運(yùn)行。因此建筑高度超過200m 的超高層建筑,,宜設(shè)置分變配電所。分變配電所要結(jié)合避難層和技術(shù)層設(shè)置,考慮到防噪聲及位于負(fù)荷中心等因素,分變配電所一般位于頂層設(shè)備層,高、低壓配電柜出線方式宜為上進(jìn)上出,考慮變壓器的垂直運(yùn)輸通道以及設(shè)備對(duì)樓板荷重的影響,單臺(tái)變壓器的容量不宜超過630KVA。變壓器運(yùn)輸可考慮通過貨梯井道吊裝。變配電所附近設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組,分變配電所附近考慮EPS或者容量不超過200KW柴油發(fā)電機(jī)。
1.4低壓配電系統(tǒng)
低壓配電系統(tǒng)采用三級(jí)配電方式,即總配電(變配電所)、區(qū)域配電(配電間)、終端配電。三級(jí)配電系統(tǒng)相互之間保護(hù)開關(guān)要求具有選擇性。低壓系統(tǒng)一般采用單母線分段+一段應(yīng)急母線的形式,即二路市電為分段的母線供電,中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān),設(shè)置一段應(yīng)急母線,為應(yīng)急負(fù)荷及備用負(fù)荷供電。
2、電線電纜選擇
2.1在超高層建筑中消防設(shè)備線路選用礦物絕緣的防火電纜,避免因供電線路的損壞而影響消防設(shè)備的正常功能。對(duì)于一般的動(dòng)力設(shè)備和普通照明回路,為防止火災(zāi)時(shí)因電纜的絕緣及護(hù)套層的著火延燃而造成更大的人員和財(cái)產(chǎn)損失,在超高層建筑中應(yīng)選用阻燃型的電纜和電線。
2.2連接用礦物絕緣防火電纜的配電箱的防護(hù)等級(jí)不宜低于IP55。
2.3超高層建筑高壓宜設(shè)置單獨(dú)的豎井,如與低壓電井共用,電井面積要加大。低壓電井內(nèi)由于電纜數(shù)量較多,可分設(shè)普通橋架和應(yīng)急橋架。
2.4超高層建筑物中的電纜豎井,宜按避難層上下錯(cuò)位設(shè)置。
3、照明設(shè)計(jì)
3.1民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范要求超高層必須設(shè)置航空障礙燈。其設(shè)置的原則是自頂部最高處開始,以屋面外側(cè)墻轉(zhuǎn)角處為第一圈,自上到下的水平及垂直間距均小于45米間隔設(shè)置。對(duì)標(biāo)志燈的光效、頻閃配置要求是距地面60米以下為低光強(qiáng)紅色恒光燈,90~150米范圍內(nèi)為中光強(qiáng)紅色恒光燈(亮度≥1600cd),150米以上為高光強(qiáng)白色同步頻閃燈(頻率為20次/分),建筑物超過100米以上部分還應(yīng)相距最高點(diǎn)每隔30米再裝設(shè)一組中光強(qiáng)紅色恒光燈。
3.2應(yīng)急照明的持續(xù)供電時(shí)間應(yīng)滿足消防要求,超高層建筑的避難疏散區(qū)域的最小持續(xù)供電時(shí)間t≥60分鐘,消防工作區(qū)域的最小持續(xù)供電時(shí)間t≥180分鐘.
4、防雷與接地
4.1超高層建筑按不低于第二類防雷建筑物設(shè)防。一般采用法拉第籠式保護(hù),屋面設(shè)置避雷帶結(jié)合避雷針的聯(lián)合保護(hù)方式。
4.2超高層建筑一般采用基礎(chǔ)聯(lián)合接地,接地電阻小于l Q。
4.3超高層建筑電子信息系統(tǒng)防雷擊電磁脈沖防護(hù)等級(jí)應(yīng)采用三級(jí)浪涌保護(hù)。
5、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及控制系統(tǒng)
5.1根據(jù)規(guī)范《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50016-98的有關(guān)要求,超高層建筑應(yīng)按特級(jí)保護(hù)對(duì)象設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),保護(hù)對(duì)象分級(jí)為特級(jí),除游泳池、溜冰場、衛(wèi)生間外,均應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)方式。
5.2超高層建筑的探測器應(yīng)選用自帶地址碼的智能型,一般是平頂、層高小于6米的樓層平面,感煙探測器可以按R≤5.8米、感溫探測器可以按R≤3.6米在整體上合理布局,消除死角。
5.3超高層建筑除按國家規(guī)范的一類高層建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置消防廣播、手動(dòng)報(bào)警按鈕、消防報(bào)警電話外,各避難層應(yīng)設(shè)獨(dú)立的消防廣播,且能接收消防控制中心的有線和無線兩種廣播信號(hào)。
5.4超高層建筑各層的消防疏散樓梯口部和消防電梯前室內(nèi)宜設(shè)置帶光閃爍的樓層火警指示燈。
5.5超高層建筑的各避難層與消防控制中心之間應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的有線和無線呼救通信。
5.6超高層建筑應(yīng)設(shè)置防火剩余電流動(dòng)作報(bào)警系統(tǒng)。
6、其他系統(tǒng)
6.1超高層建筑宜設(shè)置建筑設(shè)備管理系統(tǒng),滿足不同區(qū)域的管理要求,已利于管理和節(jié)能。
6.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)宜采用專用有線傳輸方式,要考慮信號(hào)衰減及電壓降。
6.3綜合布線系統(tǒng)的電纜、光纜選用阻燃等級(jí),低煙無鹵級(jí)別產(chǎn)品。
結(jié)束語:超高層建筑高度高,人員密集,對(duì)供電的可靠性以及消防等的要求必須安全可靠,對(duì)高低壓配電系統(tǒng)應(yīng)能靈活控制,如過渡季節(jié)能根據(jù)負(fù)荷的變化適當(dāng)減少變壓器的運(yùn)行,以達(dá)到節(jié)能的目的。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)利用消防控制設(shè)備進(jìn)行可靠的控制,滿足在不同的區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí)都能準(zhǔn)確啟動(dòng)相應(yīng)的消防設(shè)備,以便于人員疏散、逃生,減少損失。
參考文獻(xiàn):
[1]《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-98
[2]《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)
關(guān)鍵詞:超高層建筑;電氣設(shè)計(jì);關(guān)鍵技術(shù)
在超高層建筑建設(shè)的過程中應(yīng)用到了很多的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),一般情況下城市之所以要建造超高層建筑,主要就是為了豎立一個(gè)完美的城市形象并展現(xiàn)城市實(shí)力。我國已經(jīng)針對(duì)包括電氣設(shè)計(jì)在內(nèi)的超高層建筑各項(xiàng)設(shè)計(jì)作出了明確規(guī)定,并制定了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),因此,在對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,必須要嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn),只有這樣才可以確保整個(gè)超高層建筑的電力安全。
1 超高層建筑的電氣設(shè)計(jì)
1.1超高層建筑電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)
(1)超高層建筑規(guī)模大,建筑高度高,具有用電負(fù)荷大、輸配電距離長、變配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、供電安全性要求高的電氣特點(diǎn)。
(2))超高層建筑內(nèi)人員密集,疏散距離長,事故發(fā)生時(shí)人員疏散困難,因此,對(duì)防災(zāi)用電設(shè)備及應(yīng)急照明等的供電安全性、可靠性要求很高。另外,低壓配電線路的長度一般不宜超過250m。當(dāng)不能滿足供電半徑要求時(shí),在超高層建筑的避難層應(yīng)設(shè)置樓層變電所。
1.2超高層建筑應(yīng)急電源與備用電源
超高層建筑建筑規(guī)模大,建筑高度高,若發(fā)生火災(zāi)撲救困難、人員密集、疏散時(shí)間長,除設(shè)置可靠的市電電源以外,還應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為其應(yīng)急電源。
超高層建筑的應(yīng)急電源與備用電源設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:
(1)超高層公共建筑的一級(jí)負(fù)荷別重要的負(fù)荷的負(fù)荷量較大,正常電源斷電后要求持續(xù)供電時(shí)間長,所以應(yīng)配備柴油發(fā)電機(jī)組作為其應(yīng)急電源;超高層公寓建筑的消防用電負(fù)荷、應(yīng)急照明、航空障礙照明、生活水泵宜設(shè)自備電源供電,自備電源宜采用柴油發(fā)電機(jī)組。
(2)超高層建筑的A級(jí)電子信息系統(tǒng)機(jī)房應(yīng)配置自備柴油發(fā)電機(jī)電源,容量應(yīng)包括不間斷電源系統(tǒng)、空調(diào)和制冷設(shè)備的基本容量及應(yīng)急照明和關(guān)系到生命安全等需要的負(fù)荷容量。
應(yīng)急電源采用柴油發(fā)電機(jī)組時(shí),其電壓等級(jí)選擇應(yīng)考慮如下因素:
(1)建筑物高度在100~300mr(除數(shù)據(jù)中心大樓外),應(yīng)采用低壓柴油發(fā)電機(jī)組;建筑物高度大于300~400m時(shí),需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定采用0.4kV低壓柴油發(fā)電機(jī)組或10kV柴油發(fā)電機(jī)組;建筑物高度大于400m時(shí),宜選用10kV柴油發(fā)電機(jī)組。需要注意的是,以上結(jié)論是基于低壓傳輸干線采用電力電纜+密集型母線槽組合的配電方式考慮的,在相同電壓降的前提下,還考慮了加大電纜截面或降低電纜載流量來加大傳輸距離。
(2)選用中壓柴油發(fā)電機(jī)組時(shí),中壓柴油發(fā)電機(jī)組的接地形式宜與市電系統(tǒng)一致;當(dāng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)需接地時(shí),宜通過真空接觸器與接地電阻相連接,接地電阻應(yīng)裝在接地電阻柜內(nèi)。當(dāng)有多臺(tái)中壓柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)運(yùn)行時(shí),為減少中性導(dǎo)體產(chǎn)生的三次諧波環(huán)流,可將其中一臺(tái)發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)接地。
1.3超高層建筑配電方式
超高層低壓配電系統(tǒng)配電方式分為放射式和樹干式,放射式配電系統(tǒng)的供電可靠性高,超高層建筑中消防負(fù)荷及一級(jí)負(fù)荷別重要的負(fù)荷宜采用放射式方式供電;樹干式供電時(shí),每根電纜干線配電層數(shù)不宜超過8層;各避難層的交直流電源,應(yīng)按避難層分別供給,并在末端互投;配電干線應(yīng)按避難層劃分供電區(qū)域,同一干線不應(yīng)同時(shí)帶兩個(gè)區(qū)域單元的用電負(fù)荷。
1.4超高層建筑導(dǎo)體的選擇及敷設(shè)
超高層建筑導(dǎo)體選擇時(shí)應(yīng)考慮建筑物的擾動(dòng),雖然采用密集型母線槽作為供電載體,可承載數(shù)千安的負(fù)荷電流,但由于母線槽是剛性結(jié)構(gòu),使用時(shí)應(yīng)慎重。如在地震烈度較高的地區(qū)建設(shè)的超高層建筑宜采用電纜供電,電纜在抗震方面的安全性遠(yuǎn)高于密集型母線槽,性價(jià)比也高于密集型母線槽。
超高層建筑的線纜選型,應(yīng)為阻燃低煙無鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、電線,或無煙無鹵電力電纜、電線;消防設(shè)備的配電干線和分支干線(應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志除外)應(yīng)采用礦物絕緣電纜?;馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的供電線路、消防聯(lián)動(dòng)控制線路應(yīng)采用耐火銅芯電線電纜;報(bào)警總線、消防應(yīng)急廣播和消防專用電話等傳輸線路應(yīng)采用阻燃或阻燃耐火電線電纜。
1.5超高層建筑應(yīng)急照明
超高層建筑的避難層(間)疏散照明的地面平均水平照度值不應(yīng)低于3lx,垂直疏散區(qū)域、避難走道不應(yīng)低于5lx。在北京市建設(shè)的超高層建筑還應(yīng)采取加強(qiáng)措施,疏散走道、疏散樓梯間和避難區(qū)內(nèi)的地面最低應(yīng)急照度值不應(yīng)低于10lx,其他區(qū)域不應(yīng)低于5lx。建筑高度大于100m的民用建筑,疏散照明的備用電源的連續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)小于1.5h。
值得注意的是:超高層建筑中大型商業(yè)的備用照明應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷供電,而大型商業(yè)的營業(yè)廳照明也需要按一級(jí)負(fù)荷供電,所以備用照明不需單獨(dú)設(shè)置;設(shè)置停機(jī)坪的超高層建筑,應(yīng)在停機(jī)坪四周設(shè)置應(yīng)急照明。
1.6超高層建筑航空障礙燈
應(yīng)在建筑物的最高層構(gòu)造物的最高部位裝設(shè)障礙標(biāo)志燈,當(dāng)制高點(diǎn)的平面面積較大時(shí),除在最高端裝設(shè)外,還應(yīng)在其外側(cè)轉(zhuǎn)角的頂端分別設(shè)置。障礙標(biāo)志燈的水平、垂直距離不宜大于45m。建筑物的頂部高出其周圍地面45m以上,必須在其中間層加設(shè)障礙燈中,間層的距離必須不大于45m并盡可能相等,超高建筑物尤其要考慮中間層加設(shè)障礙燈。
設(shè)置停機(jī)坪的超高層建筑,應(yīng)在停機(jī)坪四周設(shè)置航空障礙燈。
2 超高層建筑防雷及接地
依據(jù)規(guī)范,超高層建筑物應(yīng)劃為第二類防雷建筑物,由于超高層建筑物的用戶多為重要企業(yè)辦公或特級(jí)、一級(jí)金融機(jī)構(gòu)、五星級(jí)酒店等,根據(jù)電子信息系統(tǒng)的重要性、使用性質(zhì)和價(jià)值角度考慮,系統(tǒng)的雷電防護(hù)等級(jí)宜按A級(jí)設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)計(jì)算建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)、防雷裝置攔截效率,超高層建筑各項(xiàng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均很高。由于超高層建筑的建筑高度均超過滾球半徑,因此有側(cè)擊雷擊中建筑物中上層表面的幾率。具體實(shí)施應(yīng)采用防直擊雷、側(cè)擊雷、閃電感應(yīng)、電磁脈沖等措施,并做好總等電位連接。此外強(qiáng)電機(jī)房、智能化電子信息機(jī)房接地宜采取接地干線方式,各層強(qiáng)、弱電機(jī)房分別接至強(qiáng)、弱電豎井內(nèi)的接地干線上;當(dāng)超高層屋頂設(shè)有直升機(jī)停機(jī)坪時(shí),不應(yīng)在安全區(qū)內(nèi)設(shè)避雷針,設(shè)在安全區(qū)以外的避雷針上應(yīng)裝設(shè)航空障礙標(biāo)志燈。
3 超高層建筑防災(zāi)設(shè)計(jì)
建筑高度大于100m的公共建筑,應(yīng)設(shè)置避難層(間)。第一個(gè)避難層(間)的樓面至滅火救援場地地面的高度不應(yīng)大于50m,兩個(gè)避難層(間)之間的高度不宜大于50m。各避難層的交直流電源,應(yīng)按避難層分別供給,并在末端互投;建筑物中的電纜豎井宜按避難層上下錯(cuò)位設(shè)置。
超高層建筑,除游泳池、溜冰場外,均應(yīng)設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。各避難層內(nèi)應(yīng)設(shè)獨(dú)立的火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng),應(yīng)能接收消防控制中心的有線無線兩種播音信號(hào);各避難層與消防控制中心之間應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的有線和無線呼救通信;除消防控制室內(nèi)設(shè)置的控制器外,每臺(tái)控制器直接控制的火災(zāi)探測器、手動(dòng)報(bào)警按鈕和模塊等設(shè)備不應(yīng)跨越避難層;各避難層應(yīng)設(shè)置消防專線電話和應(yīng)急廣播;在避難層(間)進(jìn)入樓梯間的入口處和疏散樓梯通向避難層(間)的出口處,設(shè)置明顯的指示標(biāo)志。
4 結(jié)束語
超高層建筑具有高度高、規(guī)模大、用電量大、負(fù)荷等級(jí)高等特點(diǎn),我國明確規(guī)定了包括電力設(shè)計(jì)在內(nèi)的超高層建筑各項(xiàng)設(shè)計(jì),同時(shí)將相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定完善。所以,在設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)的過程中,需要對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行,從而保障整個(gè)超高層建筑的電力安全。
參考文獻(xiàn):
[1]廖懷華;淺談高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J];建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì);2014
現(xiàn)行《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)高層民用建筑防火設(shè)施作了嚴(yán)格規(guī)定,對(duì)建筑高度超過100M的高層建筑,即所謂超高層建筑,在遵守一般高層建筑的通用防火規(guī)定外,增加了合理的防火技術(shù)要求。
【關(guān)鍵詞】超高層;消防弱電系統(tǒng);安全
1 超高層建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性
超高層建筑的服務(wù)功能比較齊全,內(nèi)部裝修比較豪華,建筑標(biāo)準(zhǔn)都比較高,投資規(guī)模都比較大,因此涉及到的安全問題比較多,但消防安全比任何安全問題都重要,建筑其他安全問題如果真的發(fā)生,造成的損害也只是局部的,涉及的人員也是少數(shù)。但一旦發(fā)生火災(zāi),產(chǎn)生的危害就非常大,后果無法估計(jì)。
超高層建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性有以下幾方面特點(diǎn):
1.1 火險(xiǎn)隱患多
超高層建筑主體建筑高,層數(shù)多,功能復(fù)雜,大多數(shù)超高層在主體建筑底層建有裙樓,作為商場、餐飲、娛樂等商業(yè)功能使用,主體建筑多數(shù)作為住宅、辦公、賓館等使用,此外,在建筑內(nèi)部用電設(shè)備多,可燃物集中,火災(zāi)荷載密度大。
1.2 人員疏散困難
超高層建筑著火時(shí),要使人員迅速疏散到地面或避難空間十分困難。由于層數(shù)多,垂直疏散距離長,疏散時(shí)間也要長許多。往往煙氣的流動(dòng)速度要比人員疏散的速度快上100多倍,而且,人的疏散方向與煙氣蔓延方向相反,進(jìn)一步增加了人員疏散的艱難和危險(xiǎn)性。
1.3 裝備要求高,撲救難度大
超高層建筑與普通建筑相比,火災(zāi)撲救難度相對(duì)較大。因此,超高層建筑很難通過消防車實(shí)施人員營救,一般立足于自救,即主要依靠建筑內(nèi)部自身的消防設(shè)施來保障。
于2012年1月參與投標(biāo)的大連海創(chuàng)國際產(chǎn)業(yè)大廈消防項(xiàng)目,位于大連市高新園區(qū),旅順南路沿線,屬于一類高層民用建筑,總建筑面積為9.7萬m2,地下二層、三層平時(shí)為汽車停車庫、設(shè)備用房,戰(zhàn)時(shí)為核六級(jí)二等人員掩蔽所及區(qū)域電站。地下一層為設(shè)備用房、餐飲用房及部分停車庫,地上一層為大堂、便利店、銀行和餐廳;二層至五層為休閑健身、會(huì)議室和其他配套用房。六層以上為寫字間出租。
本建筑地上三十五層,地下三層,建筑高度為150米,屬于超高層建筑。
2 超高層建筑消防設(shè)計(jì)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
按規(guī)定,我國的建筑高度為24米及以下的建筑物的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)按國標(biāo)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》執(zhí)行。24~100米高的建筑物按國標(biāo)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》執(zhí)行。地下工業(yè)或民用建筑按《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》執(zhí)行。國標(biāo)是屬于強(qiáng)制性技術(shù)規(guī)定,是約束業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位和驗(yàn)收單位的共同標(biāo)尺。
超高層建筑尚無相應(yīng)國標(biāo),屬于相應(yīng)的適用設(shè)計(jì)與驗(yàn)收規(guī)范暫缺階段。在實(shí)際工作中只能參照有關(guān)國標(biāo)及國際標(biāo)準(zhǔn),按照當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T意見,本著安全第一的精神,盡量仔細(xì)周詳?shù)赝瓿稍O(shè)計(jì)工作。
同時(shí),按國標(biāo)GB501 16-98《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求,建筑物作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象,共分三級(jí),即特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)。凡建筑高度超過100米的建筑為超高層建筑,屬于特級(jí)保護(hù)對(duì)象。其火災(zāi)報(bào)警與聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求高于一般建筑,其技術(shù)方案必要時(shí)需經(jīng)專家論證。
3 “海創(chuàng)”項(xiàng)目消防弱電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
由于超高層建筑高度的特點(diǎn),大連海創(chuàng)國際產(chǎn)業(yè)大廈消防項(xiàng)目消防設(shè)計(jì)立足于建筑內(nèi)部消防系統(tǒng)的自身建設(shè),努力完善火災(zāi)探測、報(bào)警、撲救等自動(dòng)功能,且設(shè)計(jì)要求高、功能齊全,將火險(xiǎn)消滅萌芽狀態(tài)。特別在火災(zāi)探測器布置標(biāo)準(zhǔn)、報(bào)警手段、報(bào)警探測器安裝場所、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)智能化、避難層消防安裝、擋煙垂壁設(shè)置、電動(dòng)防火卷簾門、正壓送風(fēng)和防排煙、自動(dòng)噴水滅火等方面都有了嚴(yán)格的配置和要求。
3.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)
3.1.1 火災(zāi)探測器布置標(biāo)準(zhǔn)較高:一般高層建筑感煙探測器保護(hù)面積為60平方米,保護(hù)半徑為5.8米。但超高層建筑則提高標(biāo)準(zhǔn),此項(xiàng)目平層探測器的布置一般以接近正方形布置,較為經(jīng)濟(jì),感煙探測器保護(hù)面積為40 50平方米。
3.1.2 報(bào)警探測器安裝場所:“海創(chuàng)”項(xiàng)目中超過5平方米以上的房間均設(shè)探測器,即使衛(wèi)生間也不例外。電氣豎井不論大小,因其火災(zāi)發(fā)生可能性大,作用重要而逐層進(jìn)行了設(shè)置。手報(bào)的設(shè)置半徑為步行距離30米,一般設(shè)于樓梯間及出口等逃生通道附近,以便人員在逃離火場方便報(bào)警。
3.2 避難層的消防安排
避難層的設(shè)置是超高層建筑的特殊應(yīng)急措施。它用于火災(zāi)避險(xiǎn)時(shí)人員暫留,以彌補(bǔ)超高層給消防設(shè)備帶來的滅火能力不足(國內(nèi)尤甚)。一般每隔50米高度設(shè)一個(gè)避難層,100-200米高度設(shè)兩個(gè)避難層。在避難層中一般不設(shè)日常辦公或生活場所,即其建筑空間僅用于救災(zāi)應(yīng)急。但為了解決超高層實(shí)際問題,也為了滿足消防自身的需要,通常在保證人員躲避火災(zāi)需要的前提下,設(shè)置部分設(shè)備機(jī)房,如防煙正壓風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組等,并且要求避難層的正壓進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置,送風(fēng)量不小于每小時(shí)30立方米。避難層的排煙風(fēng)機(jī)和正壓風(fēng)機(jī)在火災(zāi)時(shí)用同時(shí)工作區(qū)段,排煙口和進(jìn)風(fēng)口不應(yīng)貼鄰布置。
“海創(chuàng)”項(xiàng)目共設(shè)計(jì)了兩層即六層和二十層作為避難層,屋頂上設(shè)有二層設(shè)備機(jī)房層。避難層除了主要作為機(jī)房和人員避難外,在其它方面又做了詳細(xì)要求:
3.2.1 避難層的煙感器布置條件也是保護(hù)半徑不大于5.8米(如設(shè)置溫感探測器,保護(hù)面積不大于20平方米)。
3.2.2 手動(dòng)報(bào)警按鈕也是設(shè)于出入口近旁,每個(gè)防火分區(qū)至少設(shè)置一個(gè)手報(bào),每個(gè)手報(bào)的負(fù)責(zé)范圍半徑不大于30米,一般距地
1.4 米左右墻上安裝。
3.2.3 為了保證緊急情況下的通訊暢通,避難層應(yīng)每隔20米設(shè)置一個(gè)消防專用電話分機(jī)或電話插孔。
3.3 擋煙垂壁的設(shè)置
超高層消防從嚴(yán)把握的一個(gè)體現(xiàn)是消防措施齊全,手段多樣,互為補(bǔ)充。根據(jù)火災(zāi)的一般規(guī)律,初始階段產(chǎn)生大量煙霧,煙霧先向上升到天花板,然后沿天花板橫向蔓延。針對(duì)這一規(guī)律,在地下各層及裙房各層(這些地方一般易燃物品多)設(shè)置擋煙垂壁,當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),擋煙垂壁下垂(一般1.5米),使產(chǎn)生的煙霧在短時(shí)間內(nèi)限制在預(yù)先設(shè)定的區(qū)域,爭取人員逃離、救火的寶貴時(shí)間、延緩火災(zāi)危害擴(kuò)張的速度。顯然,在超高層建筑中設(shè)擋煙垂壁,并與消防控制室的聯(lián)動(dòng)控制柜相連是十分必要的。
3.4 電動(dòng)防火卷簾門的設(shè)置
電動(dòng)防火卷簾門主要起隔離作用,其設(shè)置位置一般在地下汽車庫、裙房商業(yè)區(qū)及自動(dòng)扶梯周圍,按建筑的防火分區(qū)界限安排。一般的電動(dòng)防火卷簾門內(nèi)外側(cè)各設(shè)一對(duì)煙感器、溫感器,除了控制箱(一個(gè))可設(shè)在內(nèi)側(cè)或外側(cè)外,內(nèi)外側(cè)還應(yīng)各設(shè)一個(gè)手動(dòng)啟停按鈕,距地1.4米左右明裝,而位于自動(dòng)扶梯周圍的電動(dòng)防火卷簾門,其煙感器、溫感器只設(shè)在外側(cè)(本層工作區(qū)一側(cè))。
無論哪種電動(dòng)防火卷簾門,在超高層建筑中整個(gè)消防系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,其動(dòng)作不是獨(dú)立的。因此,電動(dòng)防火卷簾門兩側(cè)從屬于卷簾門控制箱的煙感器、溫感器,均應(yīng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的探測器回路相接并在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)工作。
3.5 正壓送風(fēng)系統(tǒng)
火災(zāi)時(shí)人員不能進(jìn)入電梯內(nèi),因?yàn)榛馂?zāi)發(fā)生后電梯迫降一層未成而失電,便可能停留于火場中,梯中人員會(huì)為煙氣窒息。此時(shí)人員的逃生通道應(yīng)是樓梯問。因此,保持樓梯問的正壓使煙火不得入內(nèi)就十分重要了。正壓風(fēng)機(jī)一般處于屋頂,與各層的電動(dòng)風(fēng)口聯(lián)動(dòng)?;馂?zāi)初起時(shí)打開風(fēng)口,啟動(dòng)正壓送風(fēng)機(jī),使樓梯間、電梯廳處于正壓狀態(tài)。
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)消費(fèi)設(shè)施 超高層建筑 設(shè)計(jì)
隨著現(xiàn)代化的不斷發(fā)展,城市中建筑物的高度越來越高,雖然高層建筑為人們的工作與生活帶來了許多便利,但是同時(shí)也帶來了許多安全隱患,特別是有關(guān)火災(zāi)方面的隱患。并且因?yàn)楦邔訉訑?shù)高,撲救難度大,如果僅僅依靠消防部隊(duì)很難將其撲滅,所以超高層自動(dòng)消防設(shè)施的配備就顯得尤為重要,下面,本文就重點(diǎn)探析超高層建筑中自動(dòng)消防設(shè)施的設(shè)計(jì)。
一、超高層建筑的消防設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范要求和火災(zāi)特點(diǎn)
1、規(guī)范要求
我國規(guī)定,高度大于100米的建筑物統(tǒng)稱為超高層建筑,在設(shè)計(jì)消防設(shè)施的時(shí)候,需要按照國家專門規(guī)定的法規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì),下面就具體說明其中比較特殊的幾點(diǎn)要求。
(1)建筑物的高度值超過100米的時(shí)候,建筑物最低點(diǎn)的消火栓的靜水壓不得小于0.15Mpa,并且如果高位的消防水箱不能滿足上面所提到的條件時(shí),應(yīng)該裝置增壓設(shè)備。
(2)高度值超過100米的建筑物以其內(nèi)部的房間,除了溜冰場、游泳池、不能用水進(jìn)行撲滅的房間、面積較小的衛(wèi)生間以及裝有甲級(jí)防火門的戶內(nèi)用房外,都應(yīng)該裝備自動(dòng)噴水消防系統(tǒng)。
除上述提到的幾點(diǎn)要求外,相關(guān)規(guī)定還在固定滅火裝置、供水系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)以及火災(zāi)控制系統(tǒng)方面都提出了更為細(xì)致的要求。
2、火災(zāi)特點(diǎn)
(1)火災(zāi)蔓延速度快。高層建筑物當(dāng)中豎井的數(shù)量眾多,發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候,這些豎井都會(huì)成為火災(zāi)推波助瀾的工具,加快火災(zāi)蔓延的速度。實(shí)踐表明,氣體在垂直方向擴(kuò)散的速度為3到4m/s,在高層建筑物內(nèi)擴(kuò)散的速度為25到35m/s,并且火勢也會(huì)隨著煙氣迅速擴(kuò)大。
(2)人員疏散比較困難。建筑物的層數(shù)多、容納量大、并且人員密集,當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),因?yàn)楦邔泳嚯x地面的高度過大,導(dǎo)致人們無法快速的逃離至建筑物外,從而耽誤了最佳逃離時(shí)間。
(3)火災(zāi)不宜撲救。消防設(shè)施的條件有限,不能滿足高層建筑的滅火需要。例如消防登高車所能抵達(dá)的高度有限,對(duì)于超過登高車的樓層無法從外部對(duì)其進(jìn)行撲救,只能依靠建筑物內(nèi)部的消防設(shè)施。
二、高層建筑的自動(dòng)消防設(shè)施
根據(jù)高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)我們可以看出火災(zāi)發(fā)生的原因有很多,如果只單獨(dú)依靠外界的消防部隊(duì)進(jìn)行救火的話,很難將火災(zāi)撲滅,所以高層建筑應(yīng)該設(shè)立專門的自動(dòng)消防設(shè)施,從而有效的預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。高層建筑的自動(dòng)消防設(shè)施分為兩種,水系統(tǒng)自動(dòng)消防設(shè)施以及電系統(tǒng)自動(dòng)消防設(shè)施。
1、組成
(1)電系統(tǒng)自動(dòng)消防設(shè)施主要包含了下列兩種:自動(dòng)感應(yīng)溫度探測器和自動(dòng)感煙探測器,這兩種探測器都被稱為探頭。并且還有手動(dòng)遙控報(bào)警器和聲光感應(yīng)報(bào)警器,這兩種報(bào)警器都通過主機(jī)的聯(lián)動(dòng)程度進(jìn)行控制,當(dāng)內(nèi)部人員按下手動(dòng)遙控報(bào)警器的時(shí)候,建筑物內(nèi)的聲光感應(yīng)報(bào)警器就會(huì)發(fā)出特定的火災(zāi)警報(bào)聲,從而達(dá)到提醒人們的效果。這些報(bào)警器和探頭都將通過主控裝置聯(lián)系在一起,并且主控裝置上能顯示日期、報(bào)警原因以及設(shè)備故障等等。主控裝置的種類有很多種,包括計(jì)算機(jī)、廣播通訊設(shè)備、電話等等,在挑選主控裝置的時(shí)候,主要依靠報(bào)警器和探頭的數(shù)量進(jìn)行選擇。
(2)水系統(tǒng)自動(dòng)消防設(shè)施主要包含了下列幾種:水流指示器、濕度報(bào)警閥、壓力表、壓力泵、抽水泵、噴頭、引水管等等。水流指示器可以與電系統(tǒng)的主控裝置相連接,并且能從主控裝置上看出水流的各項(xiàng)狀況。濕度報(bào)警閥只能允許水流單向的流入噴水系統(tǒng),并且會(huì)在規(guī)定的流量下進(jìn)行報(bào)警的閥門。濕度報(bào)警閥主要是放置在主水道管上的,通上電后,如果水流出現(xiàn)異常,濕度報(bào)警閥就會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)杠桿,敲響報(bào)警閥上的鈴,從而達(dá)到報(bào)警的效果。
2、注意事項(xiàng)
(1)電系統(tǒng)。第一室內(nèi)通風(fēng)狀況較差時(shí),會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)的溫度達(dá)到探頭設(shè)立的報(bào)警溫度,這樣也會(huì)引起主控裝置進(jìn)行報(bào)警。所以在安裝報(bào)警探頭的房間要保證房間內(nèi)的通風(fēng)質(zhì)量,并且新型的報(bào)警探頭對(duì)空氣內(nèi)的靜電、灰塵以及濕度等因素都會(huì)很敏感。第二手動(dòng)報(bào)警器需要人員進(jìn)行觸摸,通常都是放置在人們?nèi)菀子|碰到的地方,但是這樣會(huì)導(dǎo)致亂按或者誤按的現(xiàn)象發(fā)生,所以在手動(dòng)報(bào)警器的旁邊需要安裝解除報(bào)警裝置。
(2)水系統(tǒng)。噴淋管與消防管需要分開使用,不能共用同一組水管。并且對(duì)于不同的場所,安裝的噴淋吊頂?shù)奈恢靡膊灰粯印>频旰唾e館都一般安裝側(cè)噴,有吊頂?shù)牡胤揭话惆惭b上噴,KTV等娛樂場所需要根據(jù)房間的大小進(jìn)行設(shè)定。
三、消防設(shè)施的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、給水消防設(shè)施的設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)給水消防設(shè)施的給水工作時(shí),需要做到分區(qū)給水,從而保證給水的供給量。
2、排煙防煙設(shè)施的設(shè)計(jì)
排防煙系統(tǒng)要以縱向進(jìn)行分區(qū),并且將排防煙機(jī)安裝在屋頂或者每層的避難層內(nèi),并且要與建筑物外部相連。因?yàn)樯衔闹刑岬剑瑲怏w縱向在高層建筑物的傳播速度特別快。除此之外,每個(gè)房間內(nèi)部都需要安裝排煙設(shè)備,并且補(bǔ)風(fēng)量都應(yīng)該為排煙量的一半以上。
3、消防電氣的設(shè)計(jì)
(1)消防供電。第一,電源很難做到真正的獨(dú)立,高層建筑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)出現(xiàn)斷電,考慮到人身安全、財(cái)產(chǎn)損失等多方面原因,樓層內(nèi)需要按照一級(jí)負(fù)荷的要求進(jìn)行供電,而且還需要安裝應(yīng)急電源;第二,在選擇應(yīng)急電源的時(shí)候,要考慮到電源的容量、待電量等多方面的因素;第三,備用電源不能和應(yīng)急電源混用,兩者應(yīng)該是不同的供電系統(tǒng),從而保證火災(zāi)時(shí)供電系統(tǒng)的安全。
(2)避難層電氣的設(shè)計(jì)。其一,高層內(nèi)各層避難層中的電源應(yīng)該分別進(jìn)行供給,并且其末端能夠互投,從而保證供電系統(tǒng)的安全性與可靠性;其二,各避難層都需要設(shè)立自己的呼救通信設(shè)備,并且要與消防控制中心相連;其三,各避難層要設(shè)立火災(zāi)廣播應(yīng)急系統(tǒng)與自動(dòng)報(bào)警裝置,能夠及時(shí)通知消防人員以及高層建筑物內(nèi)的工作人員與群眾,做到立即疏散。
(3)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一方面,考慮整個(gè)系統(tǒng)的可靠性與安全性,火災(zāi)報(bào)警裝置所連接的火災(zāi)探測儀器的地址總數(shù)與設(shè)備總數(shù)不得超過3200點(diǎn),并且每條總線回路的連接設(shè)備數(shù)不得超過200點(diǎn)。另一方面,除了主控裝置可以監(jiān)控不同避難層的火災(zāi)探頭以外,每層避難層的控制器控制的火災(zāi)探頭以及手動(dòng)報(bào)警器不能超過這一避難層所處的范圍。
總結(jié)
結(jié)合超高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn),不斷改進(jìn)自動(dòng)消防設(shè)備,從建筑物內(nèi)部做到自防自救,從根本上防止火災(zāi)的發(fā)生以及財(cái)產(chǎn)的損失。
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按照消防術(shù)語,高度在24~100米的建筑為高層建筑;高度超過100米,或樓層在40層以上的建筑為超高層建筑。
目前,世界上最高的建筑是阿聯(lián)酋迪拜塔,高700米。我國高層建筑有10萬多棟;最高的建筑是上海環(huán)球金融中心,高632米。香港特區(qū)的最高建筑為中銀大廈,高370米,有75層。北京最高的建筑是國貿(mào)三期,高330米。北京現(xiàn)有高層建筑8000余棟,其中高度超過100米的多達(dá)60余棟。
中國有兩句古語,叫“高瞻遠(yuǎn)矚”,“高屋建瓴”,意思是站在高處可以看得更遠(yuǎn)。
是不是住的樓層越高越好呢?也不一定。
高樓失火不鮮見
20世紀(jì)70年代曾經(jīng)有部轟動(dòng)一時(shí)的經(jīng)典災(zāi)難片《火燒摩天樓》,這是全球第一部以摩天樓火災(zāi)為題材的巨制。一幢位于美國舊金山市中心的摩天大樓頂樓內(nèi),正舉行落成典禮。因電線短路,下層突然冒出熊熊烈火,不久漸漸蔓延到頂樓,所有賓客被圍困。一些人被熱浪拋出窗戶,另有一些人不堪火烤跳樓解脫。據(jù)說該片公映后曾一度引起大眾對(duì)高樓防火安全的關(guān)注。
最近幾年,高層和超高層建筑火災(zāi)在世界各地屢見不鮮。盡管這些建筑一般都配備了較先進(jìn)的消防設(shè)施,可一旦起火,人們往往還是措手不及。
國外超高層建筑發(fā)展較早,距今已有60多年之歷史,其中以美國為最早,建成的超高層建筑也最多,相應(yīng)的,美國的超高層建筑火災(zāi)也較多。
1980年2月10日,美國30層高的希爾頓飯店發(fā)生火災(zāi),死亡8人,650人受傷。1980年6月23日,美國42層的紐約市常斯特克辦公大樓發(fā)生火災(zāi),137人受傷。1995年4月19日,美國俄克拉荷馬市聯(lián)邦辦公大樓發(fā)生火災(zāi),死亡168人。2001年9月11日,美國紐約2棟110層、高413米的世界貿(mào)易中心大樓先后遭到兩架被劫持的客機(jī)撞擊,隨后發(fā)生火災(zāi),死亡5451人,2100人受傷。
歐洲、亞洲地區(qū)超高層建筑的發(fā)展盡管起步稍晚一些,也發(fā)生過數(shù)起震驚世界的大火。1971年12月25日,韓國漢城22層的大然閣飯店發(fā)生火災(zāi),死亡163人,60人受傷。1974年21日,巴西圣保羅42層的焦馬大樓發(fā)生火災(zāi),死亡179人,300人受傷。
2009年2月9日,位于北京市朝陽區(qū)東三環(huán)路東的中央電視臺(tái)新址在建配樓附屬文化中心因有人違規(guī)燃放大型禮花彈發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)。著火時(shí)建筑主體結(jié)構(gòu)早就告竣,已進(jìn)入收尾階段,部分房間業(yè)主已進(jìn)駐安裝設(shè)備。
煙囪效應(yīng)逃生難
我國氣象專業(yè)中,有“高樓風(fēng)”一詞,意思是說,在高樓林立的街道上,因受高大建筑物的阻礙,風(fēng)速和風(fēng)向能夠發(fā)生改變,有時(shí)還會(huì)形成旋風(fēng)或強(qiáng)風(fēng),危及行人安全。
在自然界,也有一個(gè)盡人皆知的現(xiàn)象,叫“風(fēng)助火勢”,意思是空氣流動(dòng)會(huì)助長火勢。在高層建筑面前,風(fēng)速會(huì)隨著建筑物高度的增加而相應(yīng)加大。據(jù)測定,如果在建筑物10米高處的風(fēng)速為5米/秒;那么在30米高處的風(fēng)速為8.7米/秒;在60米高處的風(fēng)速為12.3米/秒;在90米高處的風(fēng)速為15米/秒。也就是說,樓越高,風(fēng)速越大,火災(zāi)發(fā)生時(shí)火勢擴(kuò)大蔓延也會(huì)越快。
央視新址在建配樓起火初期,地面風(fēng)速為0.9米/秒,估計(jì)其頂層159.68米的高度,風(fēng)速不低于20米/秒。北京市消防局副局長駱原認(rèn)為,這場火災(zāi)蔓延如此之快,與建筑材料、建筑物高度都有直接關(guān)系,30層的高樓,樓頂上的風(fēng)力很大,對(duì)火勢蔓延產(chǎn)生了直接影響。
另外,正常使用的高層和超高層建筑有豎向的各種通道,比如樓梯、管道等,這些內(nèi)部通道會(huì)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)變?yōu)槿舾蓚€(gè)豎向火洞,使得煙氣通過這些管道向上升騰,最終在建筑里形成煙囪效應(yīng),助長了火勢蔓延,所以高層建筑中,豎向火的蔓延一定比橫向火蔓延的速度快。這也是為什么超高層建筑失火時(shí),就怕垂直方向上煙霧毒氣的擴(kuò)散。
據(jù)測算,高樓失火時(shí),煙霧毒氣垂直擴(kuò)散的速度是3~4米/秒,只需1分鐘左右,煙霧就可以擴(kuò)散到幾十層高的大樓。因此,在超高層建筑火災(zāi)中,70%~80%的死者是由于煙霧毒氣致命的。
上海市消防局曾在金茂大廈做過一次特殊的測試,讓數(shù)名消防隊(duì)員從85層(250米)高處,輕裝快步跑下去,終點(diǎn)是首層的安全出口處。當(dāng)時(shí)的最快記錄為35分鐘。這意味著,火災(zāi)發(fā)生時(shí),人的行進(jìn)速度遠(yuǎn)比煙霧的擴(kuò)散速度慢得多。此時(shí),除非身著防毒面具和耐火服裝,否則,常人是很難在火災(zāi)發(fā)生時(shí)從100層之上的超高層建筑中逃生的。
為避免煙囪效應(yīng),盡量少用可燃材料和燃燒時(shí)能產(chǎn)生大量煙霧毒氣的建材非常重要,而且在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)限制建筑內(nèi)的大面積空間,盡量周密考慮防火防毒分隔和排煙設(shè)施。
中庭失火最危險(xiǎn)
在超高層建筑火災(zāi)中,火勢最容易擴(kuò)大蔓延的部分是它的中庭部分。
何謂中庭?即在建筑中央或前庭所設(shè)置的一個(gè)大空間,在中庭內(nèi)可以設(shè)置山、水、花草、樹木,有人也因此把中庭叫做“四季庭”、“共享空間”。這個(gè)空間,有的高達(dá)10多層,或20多層,人們站在各層的游廊內(nèi),就可觀賞中庭景色。
按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定:中庭同回廊房間相通的門窗,應(yīng)采用2級(jí)防火門窗。門窗應(yīng)能阻煙阻火,并設(shè)置自動(dòng)噴水滅火設(shè)備和自動(dòng)報(bào)警設(shè)備。如果不采取這些消防設(shè)施,或者這些設(shè)施失效,發(fā)生火災(zāi)時(shí)則會(huì)在瞬間之內(nèi)火燒通天,形成全樓性的災(zāi)難。
央視新址在建配樓即有中庭,那是一個(gè)10多層樓高的共享空間。著火時(shí),其防火門窗、自動(dòng)噴水滅火裝置等均未啟用,中庭也對(duì)火勢的迅速擴(kuò)大蔓延起到了推動(dòng)作用。
防火核心在自防
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,超高層建筑火災(zāi)的撲救是非常困難的。
仍以央視新址在建配樓這場火災(zāi)為例。大火發(fā)生后,北京市消防局迅速調(diào)派27個(gè)消防中隊(duì)、85輛消防車趕赴現(xiàn)場。投入救援的消防官兵多達(dá)595人。但是,大樓高于60米的火勢仍然無法完全控制。因?yàn)檫@場火是從大樓頂部開始燃燒的。當(dāng)北京最先進(jìn)的98米高的云梯消防車抵達(dá)時(shí),仍然無能為力,它也夠不著150多米高的大樓頂部。
由于多數(shù)消防車上的水槍只能達(dá)到60米,大樓施工中暫時(shí)安裝的高壓消防豎管已經(jīng)拆除,樓內(nèi)永久性消防供水系統(tǒng)尚未投入使用。滅火水源的缺失使得這場大火持續(xù)延燒6個(gè)小時(shí),直到次日凌晨2時(shí)才被撲滅。
對(duì)于超過100米的高樓失火,專業(yè)人士的基本判斷是,“如
果大樓內(nèi)部自身的消防系統(tǒng)不起作用,靠外部救援撲滅大火幾乎不可能”。
高樓真正的防火體系核心在于自防。一般消防教程所使用的概念是:300平方米以內(nèi)依靠內(nèi)部噴淋系統(tǒng),300平方米以上則需要消防栓――美國人45年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是,水噴淋的成功率為98%。
超高層建筑火災(zāi)撲救,通常是以戰(zhàn)斗班為一組,計(jì)有7~8名消防隊(duì)員,攜帶滅火器具同時(shí)到達(dá)起火樓層。如果沒有消防電梯,徒步經(jīng)樓梯登上100米以上樓層,消防隊(duì)員將會(huì)筋疲力盡,喪失救火能力。
1980年6月28日,北京市消防局曾組織15名消防隊(duì)員在長椿街203號(hào)樓舉行過一項(xiàng)攀登樓梯體能測試。該樓12層,高34米。測試人員身著消防戰(zhàn)斗服,腳踏戰(zhàn)斗靴,手提兩節(jié)水帶,身背1節(jié)水槍。登上頂層時(shí),他們的心率都超過180次/分鐘,呼吸數(shù)都超過40次/分鐘。這是短跑運(yùn)動(dòng)員最高極限心率值和呼吸次數(shù)值。換句話說,無論身體多么強(qiáng)壯的消防隊(duì)員,讓他快步攀登100米以上的高樓,也會(huì)力不從心,無法展開救援工作。
為了預(yù)防火災(zāi),國家規(guī)范要求,超高層建筑必須提高耐火等級(jí),采用鋼筋混凝土等不可燃建材建造。裝修材料、保溫材料、隔音材料等也必須是不燃燒材料。關(guān)于超高層建筑玻璃幕墻的安全,也有特別的規(guī)定?!陡邔用裼媒ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定:玻璃幕墻的窗間墻、窗檻墻的填充材料應(yīng)采用巖棉、礦棉、玻璃棉、硅酸鋁棉等不燃燒材料。當(dāng)其外墻面采用耐火極限不低于1小時(shí)的墻體時(shí),填充材料也可采用阻燃泡沫塑料等難燃燒材料。對(duì)不設(shè)窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻,必須在每層樓板外沿玻璃幕墻內(nèi)側(cè)設(shè)置高度不低于0.8米的實(shí)體裙墻,其耐火極限不應(yīng)低于1小時(shí),應(yīng)為不燃燒材料制成。這樣做有利于阻止和限制火災(zāi)在垂直方向蔓延。
不過,現(xiàn)實(shí)生活中,這些規(guī)定被大大打了折扣。
現(xiàn)代建筑時(shí)興采用鈦鋅板和玻璃幕墻外立面,內(nèi)部采用聚苯乙烯擠塑板保溫。這都為高樓火災(zāi)埋下了隱患。建材商夸口說這些輕質(zhì)建材是耐火阻燃的。實(shí)際上它們是可燃的,而且燃燒速度極快,不到半小時(shí),能竄燒至30層樓上。因聚苯乙烯擠塑板引起的火災(zāi),在我國也曾發(fā)生過。2005年8月2日,安徽蒙牛乳業(yè)馬鞍山有限公司冷庫火災(zāi),就是聚苯乙烯擠塑板所引起的。參加救援的消防隊(duì)員3死2傷。
另外,輕質(zhì)建材在燃燒時(shí),還會(huì)產(chǎn)生大量濃煙和毒氣。這種毒氣吸入過多,還有使人致癌的危險(xiǎn)。
飛機(jī)滅火有局限
按照我國《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045~95(2001年版)規(guī)定:“建筑高度超過100米,且標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積超過1000平方米的公共建筑,宜設(shè)置屋頂直升機(jī)停機(jī)坪或供直升機(jī)救助的設(shè)施。”
與此相適應(yīng)的就是要建立航空消防隊(duì)。日本東京消防廳設(shè)有直升機(jī)消防隊(duì),擁有7架消防直升機(jī);我國臺(tái)灣地區(qū)的臺(tái)北市也設(shè)有直升機(jī)消防隊(duì),擁有8架消防直升機(jī)。
1972年2月4日,巴西圣保羅市高31層的安德拉斯大樓發(fā)生火災(zāi),當(dāng)局出動(dòng)11架直升飛機(jī),經(jīng)過4小時(shí)的營救,從該樓的屋頂停機(jī)坪上救出400多人。
我國的高樓消防中也有直升飛機(jī)的身影。目前我國已具有改裝消防用直升飛機(jī)的能力。我國利用“水轟五”改制的滅火飛機(jī)速度快、載水量大,曾成功撲滅青島黃島油庫大火。未來該系列水上飛機(jī)及其后繼型改裝的滅火飛機(jī),可以作為消防直升機(jī)的有益補(bǔ)充,在城市超高層建筑火災(zāi)撲救中大顯身手。
據(jù)了解,我國在建的高度超過100米的超高層公共建筑將按規(guī)范設(shè)置直升機(jī)停機(jī)坪。
不過,總體而言,直升飛機(jī)在超高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)的作用相對(duì)有限。因?yàn)楦邔咏ㄖ罕旧硎怪苓吙諝鈿饬髯兊貌环€(wěn)定,火災(zāi)發(fā)生的爆炸等所產(chǎn)生的不穩(wěn)定氣流更會(huì)影響飛行質(zhì)量,而且建筑物周邊密集的高樓與當(dāng)時(shí)的煙塵,還可能帶來更大的災(zāi)難隱患。直升飛機(jī)更多時(shí)候只能用于人員營救。
高樓防火有要點(diǎn)
根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定,“建筑高度超過100米的公共建筑,應(yīng)設(shè)避難層(間)”,《規(guī)范》還規(guī)定:“避難層的設(shè)置,自高層建筑首層至第一個(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間,不宜超過15層”,用于發(fā)生火災(zāi)時(shí)為人員提供臨時(shí)避難場所。
當(dāng)有火災(zāi)等緊急情況發(fā)生時(shí),高樓上的人員可先就近到避難層暫時(shí)躲避,等待救援。在我國已落成的超高層建筑中,大多數(shù)已設(shè)置了避難層。香港的超高層建筑,凡超過40層的樓宇,都必須設(shè)置避難層。上海的瑞金大廈、希爾頓飯店、廣州的國際大廈,北京的國際貿(mào)易中心、京廣大廈等都設(shè)置有避難層。問題是避難層的信息一定要讓居者和當(dāng)?shù)叵狸?duì)知曉,并保持常年有效狀態(tài),作到萬無一失。