關(guān)于防火、防煙分區(qū)的幾點思考

關(guān)于防火、防煙分區(qū)的幾點思考

在gbj16-1987（2001年版）、gb5545-1995（2001年版）和gbp-a高級民用建筑的設(shè)計和消防規(guī)范（以下簡稱“高級規(guī)范”）中，關(guān)于防火和煙帶的問題，僅介紹了消防和煙帶的劃分。這是一個空間問題，事實上，它側(cè)重于水平方向，因此，在預(yù)防火災(zāi)擴散傳播的特定要求中，列出了一些問題，這些問題屬于公共安全和香煙避免傳播的不同章節(jié)。建筑結(jié)構(gòu)等。筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)在規(guī)范中明確、系統(tǒng)地提出垂直防火、防煙分區(qū)和水平防火、防煙分區(qū)及相關(guān)要求,給予防火、防煙分區(qū)特別是垂直防火、防煙分區(qū)應(yīng)有的重視,以便于更好地執(zhí)行和操作規(guī)范。筆者的觀點不是很成熟,是否可行,有待于進一步探討。1垂直方向上的防火、防煙措施不到位,導(dǎo)致建筑火災(zāi)從國內(nèi)外眾多火災(zāi)案例來看,我們不難發(fā)現(xiàn),無論是在公共建筑、居住建筑還是工業(yè)建筑中,從火災(zāi)的發(fā)展過程來看,同樓層水平方向上的煙氣和火勢蔓延速度相對較慢,大約0.5m/s左右,相對來說容易控制,而垂直面上的煙氣和火勢蔓延速度遠大于水平方向的蔓延速度,可達3～5m/s,是非常迅速的,有時是以秒鐘來計算,而人員在建筑內(nèi)水平方向上的安全疏散時間往往只有幾分鐘的時間,對于高層建筑垂直疏散時間可能需要幾十分鐘,如果垂直方向上的防火、防煙措施不夠有效,那后果將可能是著火層以上數(shù)層甚至整個建筑的火災(zāi)蔓延,也可能影響著火層下層,很容易造成人員疏散困難,威脅人身安全,即所謂煙囪效應(yīng),而人員在火災(zāi)中可能受到的最主要傷害是煙氣,洛陽東都商廈特大火災(zāi)致死300多人的殺手就是從地下室竄至4層的煙氣。在高層建筑中,這種煙囪效應(yīng)更為明顯,有時雖然在水平方向上采取了各種措施,而在垂直方向上的一點疏忽就有可能造成危害。現(xiàn)行《高規(guī)》防火、防煙分區(qū)和建筑構(gòu)造中第5.1.4條、5.1.5條、5.2.5條、5.3.1-5.3.4條,對建筑內(nèi)上下層連通的開口部位、中庭、管道穿過樓板、電梯井和豎向管道井等規(guī)定的一些防火分隔措施等,就是從垂直方向上控制火勢煙氣的發(fā)展蔓延,充分體現(xiàn)了規(guī)范對這一方面的重視;《建規(guī)》第7.2.7條、7.2.9條也對電梯井、管道井、電纜井作了規(guī)定。從某種程度上講,充分認(rèn)識煙火在建筑物垂直方向上的危害性,如何劃分垂直防火、防煙分區(qū),在哪些方面采取何種措施來防范,并在國家規(guī)范中加以完善,系統(tǒng)、明確地提出垂直防火、防煙分區(qū)和水平防火、防煙分區(qū)及相關(guān)要求,具有特別重要的意義,除了能夠更有效地控制火勢外,更主要的是為人身安全提供一個可靠保障,在當(dāng)今世界日益關(guān)注人身生命安全的環(huán)境里,我們應(yīng)該給予足夠的重視。2建筑物開放系數(shù)字式分一般意義上的防火、防煙分區(qū),主要是指在建筑物內(nèi)采用防火墻、防火卷簾、防火門窗、防火水幕等防火分隔措施,為阻止煙火蔓延、將煙火控制在一定區(qū)域范圍內(nèi)進行分區(qū),是一個空間概念,可能是一層或者一層的一部分,也可能是數(shù)層,規(guī)范通常以控制建筑面積數(shù)來表示。鑒于在垂直方向上控制煙火的重要性,筆者認(rèn)為應(yīng)對防火、防煙分區(qū)的概念重新進行考慮,我們不妨打破原來的觀念,重新認(rèn)識防火、防煙分區(qū),提出以樓板為基準(zhǔn),將為控制煙火在水平方向上蔓延而采取措施劃分的區(qū)域稱之為水平防火、防煙分區(qū),將為控制煙火在垂直方向上蔓延而采取措施劃分的區(qū)域稱之為垂直防火、防煙分區(qū),這樣,將防火、防煙分區(qū)的空間以水平和垂直兩個方向指標(biāo)控制,雖然垂直防火、防煙分區(qū)和水平防火、防煙分區(qū)空間可能發(fā)生重疊,但這樣能夠比較清晰、明確、系統(tǒng)地考慮采取防火措施,實用性強,便于在規(guī)范中操作執(zhí)行,也有利于在實際工作中加強對煙火的控制。3以樓板為基準(zhǔn)劃分防火、防煙分區(qū)關(guān)于防火、防煙分區(qū)的劃分,現(xiàn)行規(guī)范雖然也劃分了一個空間,但主要還是指水平防火、防煙分區(qū)的劃分,而無論是《建規(guī)》、《高規(guī)》等規(guī)范,在劃分防火、防煙分區(qū)時均沒有明確、清晰地提出劃分原則,只是提出以每層建筑面積數(shù)來控制,有開口時輔以上下層建筑面積數(shù)疊加來限制。在這里我們不妨提出一個建議性的原則,筆者認(rèn)為,劃分防火、防煙分區(qū)應(yīng)以樓板為基準(zhǔn),首先劃分水平防火、防煙分區(qū),水平防火、防煙分區(qū)的劃分應(yīng)在同一樓層進行,以建筑面積數(shù)來控制,即同一樓層可以作為一個防火、防煙分區(qū),也可以劃分為數(shù)個分區(qū),防煙分區(qū)不跨越防火分區(qū)的原則仍然適用;在水平分區(qū)劃分的基礎(chǔ)上,垂直防火、防煙分區(qū)按樓層劃分,可以參照《建規(guī)》第7.2.9條、《高規(guī)》第5.3.3條的精神,多層建筑宜以垂直方向上不超過2～3層疊加作為一個垂直分區(qū);建筑高度不超過100m的高層建筑包括高層工業(yè)建筑,宜選擇不超2層,重要建筑宜每層應(yīng)作為一個垂直分區(qū);建筑高度超過100m的建筑,每層應(yīng)作為一個垂直分區(qū)。大體上可以這樣認(rèn)為,建筑高度不超過100m的建筑,垂直方向上的2～3層作為一個垂直分區(qū),建筑高度超過100m的建筑每一層就是一個垂直分區(qū),這樣避免過多層數(shù)疊加,有效阻隔高溫?zé)煔狻．?dāng)然,這只是一個籠統(tǒng)的原則,在這一原則指導(dǎo)下,還可以根據(jù)不同建筑的實際情況再細分,制訂具體的操作細則。4垂直防火、防煙分區(qū)從現(xiàn)行規(guī)范來看,各規(guī)范對垂直防火、防煙問題或多或少都有一些規(guī)定,但《建規(guī)》對多層建筑的防煙問題幾乎沒有關(guān)注,而從洛陽東都商廈(4層)特大火災(zāi)事故教訓(xùn)來看,多層建筑防煙問題絕對不容忽視。在一座多層或高層單體建筑中,水平防火、防煙分區(qū)主要包括防火墻、防火卷簾、防火門、水幕、擋煙垂壁等,而垂直防火、防煙分區(qū)涉及較多,主要應(yīng)包括以下幾個方面的內(nèi)容:(1)樓板是垂直分區(qū)的第一要素;(2)垂直交通方面,包括樓梯間、電梯、自動扶梯和開敞樓梯;(3)豎井,包括各種管道井、電纜井、電梯井、風(fēng)道、煙道、垃圾道等;(4)中庭、共享空間;(5)變形縫,包括沉降縫、抗震縫、伸縮縫;(6)位于樓板的各種管道孔口,包括管線穿越樓板處,特別是塑料類管道;在工業(yè)建筑中,有時主要是因工藝設(shè)備需要跨層安裝的開口等;(7)外墻,包括玻璃幕墻、落地窗等。5樓梯間防火門和防火有效防護現(xiàn)行規(guī)范中水平防火分區(qū)通常是以防火墻、防火卷簾、防火門窗、水幕等形式進行劃分,水平防煙分區(qū)采用梁、隔墻或擋煙垂壁,相對來說并不復(fù)雜,而垂直防火、防煙分區(qū)主要以樓板為基準(zhǔn)進行劃分,涉及的方面和措施比較多,筆者在此作粗略分析:(1)關(guān)于樓板的問題,無論《建規(guī)》、《高規(guī)》均以樓板為基準(zhǔn)確定各構(gòu)件耐火極限及建筑物耐火等級,在劃分時對一、二級耐火等級建筑物樓板耐火極限分別規(guī)定為1.5h、1h,水平防火分區(qū)防火墻的耐火極限規(guī)定為《建規(guī)》4h、《高規(guī)》3h,而一般建筑物和火災(zāi)延續(xù)時間約為2～3h,由于熱對流的影響,大部分火災(zāi)猛烈燃燒是在建筑物的同一樓層內(nèi)向上層樓板燃燒,樓板作為建筑物的重要承重構(gòu)件,是阻止煙火蔓延的重要構(gòu)件,在大火時受到的威脅最大,相比而言,樓板的耐火極限定的不是很高。筆者認(rèn)為,宜根據(jù)建筑層數(shù)和火災(zāi)荷載區(qū)別對待,多層建筑倒是可以,而高層建筑包括高層工業(yè)建筑,樓板的耐火極限是否應(yīng)考慮根據(jù)火災(zāi)危險性和建筑類別等因素不同程度地適當(dāng)提高到2h以上,這有待于進一步研究探討。(2)在垂直交通方面,樓梯是重要的交通聯(lián)系紐帶,是垂直疏散的通道,除高層建筑每層樓梯間包括前室采用防火門和正壓送風(fēng)可以控制煙火外,對于多層建筑普通樓梯間,《建規(guī)》規(guī)定超過5層的公建應(yīng)設(shè)封閉樓梯間,但樓梯間門僅規(guī)定為能阻擋煙氣的彈簧門,由于煙氣通常溫度較高,加上火勢蔓延,普通門難以有效控制。筆者建議,無論是哪一類多層建筑,要按照一個垂直防火分區(qū)的要求,當(dāng)建筑物不超過3層時可以考慮不做控制;當(dāng)建筑物超過3層時,應(yīng)做封閉樓梯間,樓梯間門為向疏散方向開啟的防火門,考慮到層數(shù)較低,防火門可做為丙級防火門。開敞樓梯應(yīng)用較少,一般作為景觀和近樓層聯(lián)系使用,當(dāng)建筑物不超過3層,且建筑面積不超過2500m2時,可以不考慮;超過3層且建筑面積超過2500m2的多層建筑,應(yīng)按照不超過一個垂直防火分區(qū)的要求,在開口處安裝防火卷簾等進行劃分,而在高層建筑中應(yīng)每層進行處理。自動扶梯也應(yīng)同樣按此原則采取措施。在高層建筑中,電梯是主要的垂直交通工具,少則幾部,多則十幾部甚至幾十部,而電梯井作為上下直通的豎筒,而起火時要求所有電梯強行歸底,停止使用,特別是電梯數(shù)量較多時,更為煙囪效應(yīng)提供了條件,在這一問題的處理上,消防電梯設(shè)置前室和防火門或防火卷簾,這就有效阻止了火勢煙氣沿電梯井蔓延;而設(shè)計上因為結(jié)構(gòu)方面的原因和為了使用方便,經(jīng)常將客梯設(shè)置在明顯、交通方便的中心位置,不經(jīng)過前室直接進出電梯,這樣煙火就相對容易沿客梯井蔓延,這時設(shè)想可能有幾種處理方法:一是加設(shè)前室,單獨加設(shè)前室時門可設(shè)為垂直防火卷簾,以利于平時使用方便或同一水平防火分區(qū)內(nèi),所有電梯均設(shè)在同一前室內(nèi),安全可靠,一般情況下宜首先考慮這樣處理;二是在電梯門前廳安裝自動噴水滅火裝置進行保護,這是一種簡便易行的做法,可以直接接在建筑內(nèi)消防給水系統(tǒng)中,這時電梯的防水電氣和防排水設(shè)施需要考慮;三是可否在緊貼電梯門上方設(shè)置垂直防火卷簾,《建規(guī)》第4.2.9條中庫房內(nèi)升降機井筒壁上的門設(shè)為乙級防火門,也是出于這方面的考慮,但在民用建筑中,電梯口設(shè)防火門就不便于使用,而防火卷簾方便日常使用;四是電梯門本身在生產(chǎn)時就按標(biāo)準(zhǔn)作為防火門,安裝時門縫寬度控制好,基本上就可以有效阻止煙火擴大,等等。以上這幾種處理方法可根據(jù)實際情況綜合考慮。(3)各類豎井,首先井壁的耐火極限要達到要求,電梯井2h以上尚可,而其它豎井規(guī)范1h的要求顯得稍低,宜提高到1.5h以上;井壁上的開口部位,丙級防火門顯得不夠有效,應(yīng)至少為乙級防火門。各種管道井、電纜井應(yīng)在樓板處使用相當(dāng)于樓板耐火極限的材料進行防火分隔,對于建筑高度不超過100m的建筑按不超過2層處理,即按一個垂直防火分區(qū)來考慮;建筑高度超過100m的建筑,應(yīng)每層進行處理;對于風(fēng)道、煙道、垃圾道等,除采取一般措施外,還應(yīng)采取防止回流的措施。(4)中庭、共享空間。當(dāng)建筑物不超過3層,且建筑面積不超過2500m2時,可以考慮不做處理;超過3層且建筑面積超過2500m2的多層建筑,宜按不超過3層采用防火卷簾等做垂直分區(qū),不做防火卷簾的樓層可以參照《建規(guī)》第5.1.2條注解處理,與中庭相通的房間、走道、過廳、通道等處,設(shè)可自行關(guān)閉的乙級防火門或防火卷簾,必要時封閉屋蓋設(shè)自動排煙設(shè)施。在高層建筑中,除頂層外,中庭跨越的每層均應(yīng)采用防火卷簾等進行處理,頂層可參照《高規(guī)》第5.1.5條,回廊設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。通過采取這些措施,使中庭在發(fā)生火災(zāi)時與周圍分隔,成為一個相對獨立的空間,阻止煙火通過這一途徑蔓延。(5)對于變形縫,是在建筑物垂直方向結(jié)構(gòu)上留出的豎縫,寬達幾厘米甚至數(shù)十厘米,有很強的拔氣作用,《建規(guī)》未作規(guī)定,雖然《高規(guī)》規(guī)定構(gòu)造基層采用不燃材料,但對其耐火極限未作規(guī)定,若是采用一些耐火極限低的材料,極易在受熱后在短時間內(nèi)失去隔火作用,因此其耐火極限宜與樓板相同,這時在選材及處理上,既要滿足樓體變形的需要,又要達到耐火要求,可以采用一些新型防火材料,如果確有困難,建議考慮在劃分水平防火分區(qū)和垂直分區(qū)時盡量不跨越變形縫。(6)外墻,通常有窗間墻和窗檻墻,在現(xiàn)代建筑設(shè)計中,往往有許多落地大玻璃窗而沒有窗檻墻,有時還有玻璃幕墻,這時火勢容易從起火層外窗往其上層蔓延,《高規(guī)》在這方面作了一些規(guī)定,但感覺80cm的裙墻所起的作用有時難以奏效,有條件時尺寸宜盡量適當(dāng)增加;對于一些需重點保護的建筑,在安裝噴淋時宜沿外墻為基準(zhǔn)開始布置噴頭,即噴頭與外墻的間距規(guī)范要求不超過1.8m調(diào)整為靠近玻璃窗或玻璃幕墻,噴頭間距可適當(dāng)加密,在外墻為玻璃幕墻時,這種保護措施更顯得重要,簡便易行,還可以有效地防止玻璃的燒毀脫落傷人,還可以考慮將玻璃作為耐火玻璃,也能收到良好效果?！督ㄒ?guī)》在這方面未作規(guī)定,建議4層及以上的建筑按照垂直分區(qū)來參考執(zhí)行。(7)位于樓板上的各種孔口,包括各類管線穿越樓板處,還有一些塑料類管線,如果不是設(shè)在管線井