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半夏
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2019-11-08 08:43:49 | 分类:默认分类 | 标签:

 防火隔离带被广泛应用于森林、草原、城市消防规划、民用建筑外保温系统中,作为重要的阻止火灾蔓延措施,保护人员生命和财产安全。近几年,防火隔离带又进一步被引进室内建筑,力图以一种新型的、逻辑的防火分隔措施,应对高大空间建筑中需防火分区而区域功能统一又无法物理分隔的难题。室内建筑空间采用防火隔离带进行防火分区,由于受烟气流动特性、室内燃烧能量、消防设施、人员、物品流动以及后期安全管理等诸多因素的影响,其设置方法不能简单等同于室外防火隔离带,即以间距为唯一控制指标。据了解,近年来的国内不少工程在防火分区中采用了室内防火隔离带的理念,但是目前各地防火隔离带的设计指标各不相同,而现行的国家技术规范、地方标准又无相关规定,只能根据公安部《建设工程消防性能化设计评估管理暂行规定》的要求,进行性能化评估和专家论证。而性能化评估方法、模拟软件、安全旷据等也存有一定争议。基于防火设计必须有效、可靠、安全的实质出发,笔者对室内防火隔离带的设计进行分析和总结,以期寻找出共性规律及防火要求。

1室内防火隔离带的概念和特性

室内防火隔离带是指在建筑空问内,为阻止火灾大面积延烧,通过热辐射模型计算确定,利用室内空间的自身条件设置一定有效宽度的间隔区域,并在该区域设置可靠的消防设施,保证火灾时一侧的火焰、烟气不会辐射蔓延至另外一侧。室内防火隔离带的阻隔火灾蔓延的效果类似于防火墙、防火卷帘等物理分隔措施,但只是一种逻辑的防火分隔方法。应具有以下4个特性:

(1)阻火可控性。设定的间隔距离可有效地阻止火灾区域的热辐射进一步影响到相邻的防火分区并引燃可燃物后造成火灾蔓延。

(2)隔烟清晰性。该区域必须能阻挡烟气扩散,空间始终保持足够的清晰高度,以利于人员疏散和救援。

(3)本体不燃性。在防火隔离带严禁放置任何可燃物,包括展位、商铺等。该区域自身不可能发生火灾,是一种变通的安全区域。

(4)空间整体性。隔离带是由区域上下整体形成的一个区域空间,同时可利用该区域设置的消防设施发挥整体阻隔火势的作用。对于室外非受限空间火灾,影响其蔓延的是可燃物、飞火、风力、风向等主要因素。因此,森林、草原防火隔离带的设置宽度较大,一般为4O~100m,城市防火隔离带需6~5Om,外墙保温材料防火隔离带为300~500mm。室内受限空间发生火灾’时,造成火灾蔓延的主要原因是火焰和烟气蔓延。室内防火隔离带的设计要实现两个安全目标:阻止火焰蔓延和烟气蔓延,同时还应满足火灾扑救和安全疏散的基本要求。

2室内防火隔离带阻止火焰蔓延的设计要点

2.1室内防火隔离带的宽度

在已有工程中设置的室内防火隔离带宽度各不相同,有6、8、9、12m等,为有效达到阻止火焰蔓延的安全目标,笔者认为应先采用热辐射引燃经验公式进行估算,再用计算机模化进行验证来确定室内防火隔离带的有效宽度。

(1)辐射引燃经验公式估算法。火源对防火隔离带另一侧的热辐射包括火焰的直接辐射和热烟气层的辐射两部分。由于设置室内防火隔离带所在的建筑空间一般较高较大,有较大的蓄烟、排烟能力,烟气层的温度不高,因此,计算中可忽略烟气层辐射热的影响。而对于火焰的热辐射,消防安全工程领域通常将火源假设为一个具有辐射发射性的点火源来考虑,隔离带的宽度计算仅考虑火源点热辐射,见式(1)所示。=㈩式中:Q为火源热释放速率,kW;R为可燃物距火源中心的距离,m;q为可燃物接收到的火源辐射,kwm。根据美国消防协会NFPA92B以及参考DGJ08—88—2006上海市建筑防排烟技术规程》取值,火灾规模为2OMw,引燃可燃物的最小辐射热流为1Okwm。由式(1)计算可得,“防火隔离带”的理论最小宽度应不低于7.29ITI,选取安全系数1.2~1.6,室内防火隔离带宽度为9~12nl。

(2)用FDS软件模拟计算验证。在实际工程中,如采用计算机模化考量室内防火隔离带,应严格设置软件模拟计算的边界条件,科学设定选取所在楼层的建筑高度、风速(通风条件)、火灾荷载、燃烧速率等各种参数,并应假定燃烧区域的自动喷水灭火设施和排烟设施已失效,再经FDS软件进行模拟计算,运用安全判据判定验证其安全可靠性。

2.2室内防火隔离带的消防设施

(1)灭火设施的设计。以上海某手工艺制品植绒车

间厂火灾为例,该车间与之相邻走道上喷水灭火系统动作成功阻隔了火灾向同层的服装厂蔓延。该火灾案例证明了在防火隔离带上设置自动喷水灭火系统保护很有必要,也是有效的。室内防火隔离带是防止区域失控火灾继续蔓延的阻隔设施。在最不利的情况下,即假定着火区域的灭火系统可能失效,如着火区域消防系统处于维护维修期间,隔离带区域的消防系统就必须处于正常工作状态,才能可靠有效地控火,成为控制火灾蔓延的第二道防线。为此,防火隔离带的灭火设施应独立于其他区域设置,为经济节约,至少应设置独立的报警阀组(阀前供水泵可与其他区域共用),使其相对独立可靠。着火区域火灾失控势必造成火灾蔓延,防火隔离带的灭火系统就必须及时开启,进行灭火、冷却、阻隔。如仍采用普通喷头,其水量、喷水强度、保护面积已无法理想控制火灾蔓延,应提高喷水强度和缩短喷水响应时间进行弥补,可采用快速响应喷头,并宜参照水幕设计指标进行加密布置保护(按喷头间距不大于2in设置)。

(2)消防电气设计。自动报警系统的设置应采用单

独回路直接与集中控制报警器连接,包括控制中心对排烟机、活动挡烟垂壁、防火防烟阀的联动回路以及应急照明、疏散指示标志等各种消防设备的控制,均应与其他区域的报警和控制系统分开,设置单独回路。

2.3室内防火隔离带的装修材料

室内火灾蔓延的主要途径是沿墙面、吊顶以及吊顶内的管线或地面上的可燃物进行蔓延。为能切断火焰通路,保证室内防火隔离带的阻隔作用,必须对防火隔离带的装修材料作严格限制。因此要求室内防火隔离带包括吊顶、墙面、梁、柱的装修材料均应采用燃烧性能不小于A级的不燃材料,且严禁在防火隔离带中设置任何展览、经营活动用的挂饰、装饰物品.空调、通风管道保温材料、电器设备的线路管线也应尽量采用无烟无毒的防火、耐火材料。兼具采光功能的防火隔离带,其采光天棚应采用防火玻璃或耐火极限较高的不燃材料,防止火灾经顶棚蔓延甚至影响隔离带的自身结构安全。

2.4室内防火隔离带的后期安全管理室内防火隔离带只是一种逻辑的分隔空间而非物理分隔物,其防火分隔的有效性很大程度依赖于后期的安全管理。室内防火隔离带要求严格禁止放置任何可燃物、设置任何展示摊位或经营性商铺等。为与周边环境有机融合并且方便管理,可以结合室内装修手段在隔离带上采取布置绿化、人工水景或在隔离带两侧设置观景玻璃、固定装饰(不燃材料)等灵活措施,变无形空间为有形,避免隔离带有可燃物放置。防火隔离带两侧分界处可划制醒目的黄色警界线,在中间处设置醒目警示语,并制订相应的管理制度、规定严格落实。

3室内防火隔离带阻止烟气蔓延的设计要点

3.1烟气蔓延特性

目前,室内防火隔离带运用较多的主要在展览、展示建筑,大型购物中心、商场、超市或仓库等高大空间建筑内,该类建筑均有楼层高度高、建筑面积大、区域功能统一、空间难以分隔等特点。建筑层高一般都在6m以上,有的甚至高达30m。建筑发生火灾时,在受限空间内,随着可燃物的燃烧速率增加,火源上方升腾的烟羽流不断卷吸周围的空气,质量流逐渐增加,平均温度和浓度逐渐降低。当受到建筑顶棚阻挡后,在顶棚下方四面扩散(热烟气水平蔓延的速度可达1~2m/s),受到梁或墙阻挡时,便转向下流,在建筑空间上部形成逐渐增厚,温度、浓度随之增大的热烟气层,其危害是高温度的热辐射。如果热烟气层的厚度超过挡烟垂壁,就向相邻的防烟分区蔓延。而对于层高较高(6~30m)的建筑,火灾时,烟气也会迅速充满整个顶部空间,烟气的有毒性及遮光性也可能造成危害。因此,能否及时有效地防烟、排烟对于控制烟气和防止烟气蔓延至关重要。

3.2防排烟设计

为达到阻止火灾烟气蔓延的安全目标,应充分考虑发生失控火灾在最不利条件下的防烟排烟设计,即:建筑内部某区域发生火灾时该区域的排烟设施、自动喷水灭火系统均处于失效状态时,仍能防止烟气通过室内防火隔离带由着火区域蔓延到另一区域,这就要求防火隔离带的防烟、排烟设施独立于其他区域单独可靠设置,防止受火灾区域影响导致防排烟设施失效。

(1)防烟设计。为有效阻止烟气蔓延及人员疏散安全,应在防火隔离带两侧与相邻区域交界处设置挡烟垂壁挡烟垂壁可利用原有的梁或在梁下设置,且应满足疏散所需的清晰高度,最小清晰高度可由公式(2)计算:H一1.6+0.1H(2)式中:H为最小清晰高度,m;H为排烟空间的建筑净高度,m。挡烟垂壁的设置高度L应大于等于(H~H)。在穿越防火隔离带的洞口处应采用不燃烧材料封堵,通风管道在穿越处应设置自行关闭的防烟防火阀进行隔断。

(2)排烟设计。排烟有机械排烟和自然排烟两种,其排烟效果各有优劣。自然排烟经济、简单、有效,但受外界风力风向等气候因素影响较大,机械排烟效果好但管理、控制环节较多,失效风险及投资较大;设置室内防火隔离带的场所如果是地下一层、首层或单层建筑,有条件的可利用可开启采光天窗或采光天棚(在火灾情况或故障状态下能自动开启的天窗、天棚)进行自然排烟,有机结合采光、排烟、防火隔离各种功能,如世博园中国馆一层地区馆的丁字型防火隔离带。在不具备自然排烟条件的场所设置防火隔离带时,应设置机械排烟设施进行排烟。这里需注意的是同时设有自然、机械排烟设施时,为保证火灾时排烟有效、可靠,应考虑分层次启动机械和自然排烟设施,并且设定其中一种设施为主,满足排烟所需的流量,而另一种设施仅作为辅助的弥补措施。

4室内防火隔离带的疏散要点

室内防火隔离带平时可作为物品流通、人员行走的通道。由于室内防火隔离带设置有独立可靠的防排烟设施,独立回路的自动报警系统、独立报警阀组的自动喷水灭火系统,可视之为准安全区域。火灾发生时人员疏散至防火隔离带区域时处于相对安全状态。但是,如果该区域无通向安全出口(楼梯间),可能造成人员无法安全疏散,势必也会造成混乱和灾害。为便于人员安全疏散,防火隔离带应在不同方向至少与两个安全出口或疏散楼梯连通,安全疏散的最远距离不宜大于30m,安全出口的疏散宽度应根据隔离带两侧区域中需要疏散的最多人数进行计算;另外,在火灾发生时,室内防火隔离带也是消防队员迅速开展救援的重要通道,直接连通安全出口(安全疏散楼梯),还便于消防灭火队员快速占据防火隔离带展开火场进行灭火和冷却保护,防止火灾蔓延。笔者以福建省晋江市某国际采购与区域物流中心工程为例进行说明。该项目中,C2展厅地下一层平面布置局部截图,见图1所示。42图1C2展厅地下一层平面布置为满足大空间展示、功能统一的特殊要求,该项目采用宽度为9m的防火隔离带将建材市场展示厅分隔为相邻两个防火分区。防火隔离带总长度为59m,两侧均直通安全出口,到最近安全出口的疏散距离不大于30rn。该防火隔离带的设置对防火分隔、人员的安全疏散以及消防队员的灭火救援均起到有效的作用。

5结语

室内防火隔离带在设计宽度为9~12rn,设有独立报警阀组且采用加密快速响应喷头的自动喷水灭火系统,独立防排烟系统、独立回路报警系统,采用不燃材料装修且有良好的消防安全管理保障时,能够达到防止火灾蔓延的安全目标,可作为一种有效的防火分隔措施。但对于管理水平不足的单位,还应慎用此种隔离法,而更多考虑采用防火墙、防火卷帘进行物理分隔。


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