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    膜结构建筑防火安全技术初探(doc34)(1)eniv.docx

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    膜结构建筑防火安全技术初探(doc34)(1)eniv.docx

    膜结构建建筑防火火安全技技术初探摘要本文针对对膜结构构建筑物物这种特特殊的建建筑形式式,采用用性能化化的防火火设计方方法,对对膜建筑筑提出一一些新的的防火措措施,确确保其防防火安全全性。关键词词 膜膜结构建建筑物 性能化化防火设设计 防火安安全性 1.引言言 建筑工工业科技技水平的的提高,城城市社会会发展的的功能需需求,使使现代建建筑发生生了巨大大的变化化。建筑筑物呈现现出向超超大空间间方向发发展的趋趋势。膜结构是是一种全全新的建建筑结构构形式,它它以优良良的织物物为材料料,利用用柔性钢钢索或刚刚性支撑撑结构通通过弯曲曲内面力力传送,将将膜面绷绷紧。从从而形成成具有一一定刚度度、张力力,能够够覆盖大大跨度空间间的结构构体系。与与其它结结构形式式相比,膜膜结构在在结构体体系以及及朝着生生态建筑筑,实现现“零排放放”的目标标上有着着巨大的的优势。(见见图一)(图一、膜膜结构)然而新型型的建筑筑形式对对传统的的建筑防防火设计计理念形形成了巨巨大的冲冲击。对对于膜建建筑来说说,其结结构特殊殊、空间间巨大,在在防火分分区的划划分、疏疏散距离离的确定定等方面面都超出出了现行行规范的的要求。所所以我们们提出了了性能化化的防火火设计方方法,从从建筑物物的整体体安全性性去考虑虑,合理理灵活的的选择各各项防火火措施,确确保膜建建筑的防防火安全全性。2.膜结结构建筑筑物的特特点和火火灾危险险性2.1.建筑特特点2.1.1 建建筑体量量的庞大大化。膜膜建筑的的最大优优势就在在于它能能够自由由灵活的的覆盖大大跨度的的空间。例例如19996年年亚特兰兰大奥运运会的主主场馆“佐治亚亚穹顶”(Geeorggia Domme),屋屋顶尺寸寸为2440×1933,总总面积为为 3.7万mm2,是目目前世界界上最大大跨度索索穹顶结结构的屋屋顶。(见见图二) (图二二、佐治治亚穹顶顶) 2.1.22结构外外壳的轻轻灵化,通通透化使使得建筑筑的跨度度增大,荷荷载减小小。特氟龙龙膜面(TTEFLLON)厚厚度仅为为.,自自重11100ggm2;用钢钢量为kggm2,远远远轻于普普通的钢钢结构和和砼结构构。 2.1.33建筑形形态飘逸逸、灵活活。体现着着艺术与与建筑的的相结合合。2.2火火灾危险险性2.2.1 火灾隐隐患多。膜结构建筑特别适合作为一个城市的标志性建筑。所以它通常综合性强,功能复杂。例如苏州国际展览中心,一个中心展厅可供上千家单位同时参展。大量的展台装修,繁杂的电气线路,加之参展单位消防意识高低不同,管理困难,所以存在很多火灾隐患。 22.2.2 火火灾蔓延延快。膜膜结构建建筑物通通常建筑筑体量都都很大,内内部都有有较大的的和较高高的空间间。一旦旦发生火火灾,各各种垂直直通道起起拔火桶桶作用。当当烟气到到达膜面面以下时时,顶部部气流水水平运动动,致使使火灾横横向扩大大。19985年年5月英英国布拉拉德福德德体育馆馆看台着着火,当当时正在在进行比比赛,场场内有1120000名观观众,火火灾是由由于烟头头点燃垃垃圾引起起的,出出现明火火一分钟钟以后,火火焰就蔓蔓延到主主看台后后面的屋屋顶,火火焰猛烈烈延伸向向下面的的可燃物物辐射热热能,造造成下面面看台火火焰迅速速向水平平方向发发展,引引起屋顶顶结构也也随之燃燃烧,大大火约烧烧了七个个多小时时,场内内座位和和看台全全部被烧烧毁。被被烟气烧烧死和熏熏死的观观众达552人,受受伤者有有2000多人,轰轰动英伦伦。从起起火到火火势蔓延延扩大只只有短短短的一分分钟,可可见蔓延延速度之之快。 22.2.3 疏疏散困难难。此类类建筑因因空间巨巨大,人人员在膜膜空间内内到达室室外出口口的距离离长,因因此疏散散时间就就长。烟烟雾向上上和向水水平方向向快速蔓蔓延,挡挡住了疏疏散人员员的视线线,增大大了疏散散难度。另另外,大大空间内内人员多多,疏散散时容易易发生滞滞留。 22.2.4 扑扑救难度度大。扑扑救膜建建筑这种种大空间间建筑物物火灾往往往会遇遇到很多多的困难难。例如如:热辐辐射强,烟烟雾浓,火火势蔓延延速度快快、途径径多。另另外,面面对新型型的膜建建筑,我我们缺乏乏扑救这这类大空空间建筑筑物火灾灾的实战战经验,这这给消防防灭火的的登高作作业、内内攻侦察察、火场场供水等等都带来来不少困困难。3. 膜膜结构建建筑物的的防火设设计3.1 膜结构构建筑物物防火设设计的原原则膜建筑结结构形式式独特,建建筑空间间巨大,其其防火分分区面积积和疏散散距离等等均远远远超过现现行规范范的要求求。所以以,我们们在考虑虑膜建筑筑防火安安全时就就要引进进一种新新的防火火设计方方法性能化化防火设设计。这种新的的防火设设计方法法,在评评价防火火安全时时,不是是按建筑筑物规格格式的条条件,而而是看其其是否满满足所要要达到的的标准值值。所谓谓标准值值,就是是将建筑筑物在防防火方面面应具备备的基本本条件用用数值表表示出来来,以此此作为防防火的基基本要素素。切合合建筑物物自身特特点,从从整体去去考虑,只只要使建建筑物整整体达到到防火安安全要求求,就可可以创造造新的建建筑空间间,并可可以考虑虑其设计计的合理理性和经经济性。膜结构建建筑物按按照现行行法规很很难实现现其特殊殊空间的的安全性性评价,以以及为了了提高建建筑物整整体安全全性能,而而试图减减轻有关关防火措措施等方方面的问问题。只只有采用用性能化化设计,通通过计算算机模拟拟和危险险评估,在在制定膜膜结构建建筑物的的防火方方案时,综综合考虑虑地区、规规模、用用途、空空间构成成、建筑筑材料、设设备及防防火管理理等方面面,预测测火灾时时的火势势蔓延、烟烟气流动动、疏散散、结构构的状态态等性状状并确定定评价方方法,以以得出适适应火灾灾各阶段段的防火火对策。3.2 建筑防防火设计计3.2.1 总总平面布布置 膜建筑筑一般占占地面积积都很大大,建筑筑总长度度都在2220以上。一一旦发生生火灾,必必然给消消防人员员扑救火火灾和内内部空间间人员疏疏散带来来极大的的不便,容容易延误误灭火时时机,造造成重大大损失。因因此在该该类建筑筑四周设设环行消消防车道道是十分分必要的的。同时大型型展览中中心和体体育场馆馆往往位位于城郊郊,远离离城市公公安消防防站,而而其布展展时人员员密集、物物资集中中,火灾灾危险性性大。火火灾发生生时,如如不能在在小火期期间将其其扑灭,势势必酿成成大火,扑扑救难度度相当大大。因此此,在该该类建筑筑附近配配套建设设一个高高标准的的消防站站也是十十分必要要的。如如厦门市市政府在在距厦门门国际会会展中心心8000处专专项投资资建设了了一个高高标准的的公安消消防站,确确保灭火火于萌芽芽阶段。美美国的丹丹佛国际际机场,设设有三个个消防站站,按照照国际民民航消防防救护“两分钟钟到达跑跑道终端端”的要求求,分布布在适当当位置,而而且离膜膜结构航航站楼也也很近。另外,膜膜结构在在其选址址的时候候,要考考虑到周周围环境境对它的的影响。应应远离火火灾危险险性较大大的工厂厂和堆场场,防止止外来飞飞火引发发火灾。3.2.2 防防火分区区 国内现现行的建建筑设计计防火规规范(GGBJ16-87)和和高层层民用建建筑设计计防火规规范(GGB5000455-955)分别别规定,当当其设有有火灾自自动报警警系统和和自动灭灭火系统统,且采采用不燃燃材料或或难燃材材料装修修时,地地上部分分防火分分区的允允许最大大建筑面面积分别别为50000平平方米和和30000平方方米。而而膜结构构建筑物物由于其其大空间间使用功功能的需需要,以以展厅或或独立的的使用空空间划分分防火分分区时,其其面积不不同程度度的超出出了我国国现行规规范的指指标。如如苏州国国际展览览中心主主体展厅厅为85500平平方米。有有关资料料也表明明,目前前世界上上著名的的丹佛国国际机场场(5.1万平平方米)、日日本东京京TOKKYO DOMME(BBig Eggg 4667555平方米米)均将将整个主主体空间间做成一一个防火火分区。这这样设计计,国外外消防技技术规范范是允许许的。国外消防防技术规规范对这这类使用用功能的的膜建筑筑不按固固定面积积划分防防火分区区固然有有其科学学依据,但但发达国国家的防防火灭火火技术相相对先进进,我们们不能简简单的效效仿或等等效采用用,而只只能在执执行我国国消防技技术规范范的前提提下,有有选择性性的进行行借鉴,通通过性能能化的设设计采取取相应的的补救措措施。由于结构构特殊和和功能需需要,膜膜结构是是一个没没有分区区的空间间,用普普通建筑筑中的防防火墙和和防火卷卷帘划分分防火分分区难以以实现。但但防火分分区的面面积又确确实已远远远超过过现行规规范,所所以我们们必须从从以下几几个方面面予以控控制和补补救。(一一)主体体空间可可不再作作防火分分隔,但但面积必必须严格格控制,不不能一味味的追求求“大”。特别别是展览览中心,宜宜控制在在800001100000平方方米以内内。有关关资料也也表明,一一个80000100000平平方米的的展馆,足足以独立立作为任任何性质质的国际际标准展展厅使用用;(二二)膜空空间和与与之相连连的部分分之间必必须设置置有效的的防火分分隔设施施,防止止火势向向膜空间间以外的的其它空空间蔓延延;(三三)防烟烟分区的的划分、排排烟设施施、疏散散诱导系系统及疏疏散出口口个数、宽宽度的设设计,应应在执行行我国现现行规范范的基础础上,积积极借鉴鉴国外同同类建筑筑消防设设计的先先进做法法,优化化设计,以以弥补面面积超标标造成的的不足。3.2.3防烟烟分区及及防排烟烟设计3.2.3.11烟气的的危害 烟气往往往比火更更可怕,许许多火灾灾案例证证明:火火灾中烟烟气是危危害人生生命的第第一大杀杀手。日日本“千日”百货大大楼火灾灾死亡1118人人中有993人是是被烟熏熏死的。在在火灾中中,烟气气弥漫,能能见度被被降低,延延误了疏疏散时间间;大量量高温有有毒气体体的存在在,使人人降低和和逐渐丧丧失了逃逃生能力力;高温温烟气有有着与火火一样的的对建筑筑结构破破坏的作作用。就就膜建筑筑来说,其其防火分分区面积积和疏散散距离都都已超标标,所以以对这类类建筑的的大空间间参照国国外规范范和同类类建筑的的做法进进行妥善善的防烟烟设计显显得由为为重要,以以有效地地控制高高温烟气气的无序序流动,阻阻止火势势的迅速速蔓延,保保证人员员的安全全疏散。3.2.3.22防烟分分区的划划分膜建筑在在主体大大空间内内无构造造柱与梁梁,是一一个连续续完整的的空间。所所以通常常在普通通建筑中中所采用用的防烟烟方式如如挡烟垂垂壁等在在膜空间间内就很很难适用用。在防烟设设计时,针针对它特特殊的结结构体系系,我们们需要采采取特殊殊的处理理方式。有有关资料料表明,国国内外许许多著名名的大空空间建筑筑物如多多伦多国国际机场场新候机机楼、南南京国际际会展中中心等工工程均按按照NFFPA992144的烟控控系统标标准对大大空间区区域进行行了设计计,利用用空间上上方结构构体系,挂挂上以耐耐火纤维维为基材材的轻质质幕布,平平时卷起起,在火火灾报警警后自动动放下,悬悬停于一一定高度度进行防防烟分区区,划分分的面积积在10000平平方米左左右,代代替了传传统的挡挡烟垂壁壁,效果果明显。3.2.3.33膜空间间的排烟烟方式由于膜空空间的整整体性和和封闭性性,所以以几乎没没有开窗窗,有也也只是很很少的固固定窗。这这样自然然排烟就就受到很很大的限限制,只只能主要要依靠机机械排烟烟。机械排烟烟效率高高,受外外界环境境影响小小,不过过安装方方式、位位置以及及吸排风风量均需需谨慎选选择。因因为膜空空间不同同于普通通空间,在在高大的的空间内内热烟气气流运动动复杂。实实践证明明在大空空间建筑筑物内,若若风机安安装方式式或风量量配置不不当,反反而会造造成烟气气弥散,扩扩大烟气气的危害害范围。这里我们们提出“烟羽流流”的概念念。在火火灾中,随随着燃烧烧的进行行,高温温燃烧产产物在浮浮力驱动动下流向向顶棚。于于是,在在火源上上方形成成了“烟羽流流”。沿着着羽流轴轴线,周周围的冷冷空气受受到横向向卷吸,冷冷空气与与羽流中中的热烟烟气发生生掺混,因因而随着着高度上上升体积积增大,羽羽流质量量不断增增加,同同时羽流流的平均均温度和和燃烧产产物的平平均浓度度不断下下降。羽羽流到达达顶棚时时将会横横向散开开,形成成上部热热烟气层层,由于于受空气气自然流流动和机机械排风风作用,羽羽流烟气气不断向向上充填填,烟气气层的厚厚度不断断增加,在在上部烟烟气层和和下部洁洁净空气气层中间间出现比比较明显显的分界界面,并并且它随随着时间间的推移移慢慢下下降。这类超大大空间建建筑物的的排烟设设计可考考虑分为为三个步步骤:第第一步是是控烟,即即通过一一定的送送风强度度将火灾灾烟气吹吹向一个个固定的的空间内内,使烟烟气不会会无规则则扩散;美国丹丹佛国际际机场膜膜结构航航站楼内内上下均均设有大大功率送送排风机机,平时时送进110%的的新鲜空空气,火火灾时则则送进1100%的新鲜鲜空气,送送风强度度很大,经经测试,扩扩散的烟烟气不会会超过220%。第第二步是是蓄烟,即即利用建建筑物自自身的大大空间条条件设计计“储烟仓仓”将烟气气蓄积,形形成距地地面有一一定高度度的无烟烟层(储储烟仓容容积的确确定要经经过计算算,太小小则上升升的烟羽羽流将迅迅速充满满空间,太太大就会会使周围围的冷空空气大量量地混入入热气羽羽流,烟烟雾颗粒粒和有毒毒气体的的温度和和浓度则则被降低低而失去去浮力。);第三是是排烟。国国外研究究机构通通过计算算机模拟拟证明:如果一一个烟控控系统设设计适当当,可以以防止烟烟在300455minn内聚集集在距地地面34处处。这段段时间对对于人员员疏散是是极其宝宝贵的,同同时也给给灭火创创造了有有利条件件。3.2.3.44膜空间间的排烟烟设计 在膜空空间中进进行机械械排烟应应达到以以下目的的:确保人员员安全。在在火区内内部通过过机械排排烟,保保证人员员通行高高度以下下空间不不受烟气气污染;减少财财产损失失。必要要时应按按受保护护物品的的高度控控制无烟烟层高度度;阻止烟烟气扩散散。将烟烟控制在在防烟幕幕布内,阻阻止其向向邻近防防烟分区区蔓延;协助火火灾扑救救。通过过排烟提提高能见见度和降降低烟气气温度将将有助于于消防人人员接近近火区扑扑救。现行建筑筑排烟量量通常按按照高高层民用用建筑防防火设计计规范(GGB5000455-955)提提供的换换气次数数来确定定。即中中庭空间间体积<<170000立立方米时时,其排排烟量按按其体积积的6次次/h换气计计算,中中庭空间间体积>>170000立立方米时时,其排排烟量则则按其体体积的44次/hh计算,实实验和计计算机表表明这种种方法并并不严密密,并没没有考虑虑到建筑筑空间的的差异和和火灾强强度因素素的影响响。针对对膜结构构这种超超大空间间建筑物物,我们们结合国国外先进进的研究究成果提提出以下下设计方方法。一个设计计良好的的排烟系系统应能能及时排排除烟气气,在一一定时间间内提供供适当的的无烟气气污染层层高度。所所以确定定排烟量量时应考考虑下列列因素: 确定定火灾强强度和火火场大小小; 确定定烟层高高度; 计算算烟气上上升过程程中吸卷卷入的空空气量;(烟气气量+吸吸卷入的的空气量量=排风风量) 验算算由防烟烟幕布构构成的“储烟仓仓”的深度度和面积积是否能能够承接接烟气; 确定定排风口口部位位位置、大大小; 分析其他他可能影影响排烟烟效果的的因素。图三、火火区示意意图 烟气质质量流量量文献11给出出了计算算火灾时时烟气流流量的公公式,此此公式的的有效性性同时被被实验2所所证实; (1)式中Mff:从火火区进入入烟气层层的烟气气质量流流量Kgg/s;P:火场场的周长长m;Y:烟气气底部层层距地高高度(即即无烟层层高度)m;(见图三)。可见,排排烟量与与火场的的大小和和无烟清清洁层有有关,清清洁层越越高烟气气在上升升的过程程中卷吸吸入的空空气量就就越大,相相应的排排烟量也也越大。(图图四)表表示了在在两种典典型火区区范围内内排烟量量与无烟烟层高度度的关系系。 图图四、排排烟量与与无烟层层高度的的关系 烟气的的容积流流量在机械排排烟系统统的设计计中,人人门往往往较多地地关注烟烟气的体体积流量量,由此此选择排排烟风机机型号。烟烟气的容容积流量量可通过过下式计计算: (2)式中Mff:从火火区进入入烟气层层的烟气气质量流流量Kgg/s,由式(11)求得得;:环境空空气密度度1.22公斤/立方米米;:排出烟烟气绝对对温度KK;:环境绝绝对温度度K。排烟温温度 在忽略略了烟火火的辐射射散热、喷喷淋和其其它冷却却因素后后,烟气气的温升升可由下下式求得得: (3)其中 QQ:火灾灾的热流流量(火火灾强度度) KKW; T:烟气气温升,T= Tc- T0 ,K ;Mf:烟烟气质量量流量KKg/ss。即 (44) 图五、无无烟层高高度和排排烟温度度的关系系 值得注注意的是是,在机机械排烟烟系统的的管道中中通常设设有防火火阀门,当当烟气温温度达到到2800时自动动关闭。为为了防止止机械排排烟系统统未有效效排烟便便停止运运转,只只要使膜膜空间内内无烟层层高度控控制在55米以上上,就可可解决这这一问题题。火灾强强度和火火场大小小的确定定 上述排排烟系统统的设计计方法,与与火灾发发热量和和火场大大小有密密切的关关系。事事实上,由由于火灾灾本身的的不确定定性,确确定Mff和P并并无统一一的尺度度。火势势越强,排排烟量就就越大。英英国的研研究报告告根据统统计数据据推断了了展览楼楼中最可可能的火火灾强度度为5MMW,火火场尺寸寸为3mm×3mm,高危危场合可可以区110m××10mm。所以我们们得出结结论,在在给膜建建筑配置置风机和和确定排排烟量时时,要能能够使膜膜空间内内在火灾灾时产生生具有一一定高度度的无烟烟层,满满足疏散散和排烟烟温度的的要求。另另外,要要校核防防烟幕布布在火灾灾中下降降后距地地面的高高度,以以确保储储烟仓的的容积。3.2.4建筑筑构造处处理相对于混混凝土建建筑和钢钢结构建建筑来说说,膜结结构建筑筑在形式式上是新新颖的。这这也就使使人们对对它的防防火安全全性更加加关心。现现在比较较流行和和成熟的的结构做做法是张张拉整体体(teenseegriity)跨结构构设计,由由索网与与膜相结结合总体体构成整整体穹顶顶。常用的膜膜材包括括:(1)PPTFEE膜材(特特氟龙膜膜),由由聚四氟氟乙烯(PPTFEE)涂层层和直径径3.88微米的的玻璃纤纤维基层层复合而而成; (22)PVVC膜材材,由聚聚氯乙烯烯(PVVC)涂涂层和聚聚脂纤维维基层复复合而成成; (33)加面面层的PPVC膜膜材表面面涂覆聚聚偏氟乙乙烯或聚聚氯乙烯烯。膜材的防防火性能能(表一一)纤维种类类膜材料防火性能能玻璃纤维维四氟化乙乙烯树脂脂不燃材料料(符合合SISS65000822)玻璃纤维维氯乙烯等等难燃材料料合成纤维维氯乙烯等等防火材料料现在膜建建筑广泛泛运用了了特氟龙龙膜(TTFELLON),它它具有良良好的阻阻燃性和和耐高温温性,其其耐火温温度达到到了2332,符合合建筑筑防火设设计规范范的要要求。正正是由于于膜材耐耐火性问问题的解解决,膜膜建筑才才得到了了更大的的发展。国内对于于钢结构构的保护护多采用用涂防火火涂料。膜膜空间高高度大约约有几十十米,火火焰几乎乎不可能能直达顶顶棚对钢钢索进行行烘烤。另另外,火火灾烟气气在上升升过程中中经过冷冷却,在在到达这这一高度度时,温温度已经经下降很很多,加加之强劲劲的送风风排烟系系统,屋屋顶烟雾雾难以聚聚集,形形不成烟烟雾高温温区,难难以对钢钢结构形形成威胁胁。所以以国外类类似建筑筑大多是是不涂防防火涂料料的。当当然也有有一种更更为稳妥妥的办法法:就是是在构造造上作处处理,使使膜面紧紧贴在钢钢索下面面,火灾灾中烟气气首先面面对的是是膜面,而而特氟龙龙膜的耐耐火温度度达到了了2322,这样样钢索下下面又多多了一个个保护层层,使钢钢架不受受任何高高温作用用。通过对膜膜材的防防火、加加热等一一系列实实验,膜膜结构均均能达到到安全性性状要求求,证明明膜结构构是安全全的。3.3 安全疏疏散设计计火灾时期期人员能能否安全全及时的的疏散到到安全区区域是判判断建筑筑物防火火设计是是否符合合要求的的重要指指标。3.3.1膜空空间内人人员分布布的特点点 膜结构构这种大大空间建建筑物,当当它对外外开放时时,人员员密度很很大。膜膜建筑通通常是用用来作为为大型展展览中心心和体育育场馆,其其内部人人员分布布特点是是不一样样的。作作为大型型展览中中心,建建筑内部部疏散人人数和疏疏散总宽宽度的指指标我国国现行规规范尚无无明确规规定。从从布局分分析,展展厅内展展览的布布局格网网为3××3m,约二二分之一一展厅空空间被展展位占据据,人员员绝大多多数分散散在展厅厅内,其其布局形形式与商商场营业业厅相类类似。因因此,可可以参照照我国商商业建筑筑营业厅厅疏散人人数的计计算方式式确定其其内部疏疏散人数数(商商业建筑筑设计规规范JJGJ448-888)。南南京国际际会展中中心和加加拿大蒙蒙顿购物物中心等等建筑都都采取了了这种做做法,计计算结果果与加拿拿大国家家规范中中的展厅厅疏散指指标相一一致。在在确定疏疏散人数数以后,则则按照现现行规范范规定的的1.000米/百人的的指标,确确定疏散散外门和和疏散楼楼梯的总总宽度。对于体育育场馆来来说,绝绝大多数数人员集集中在看看台上,所所以我们们只要重重点考虑虑人们如如何就近近及时的的从看台台疏散到到安全区区域就行行,按照照现行规规范对大大型体育育场馆的的疏散要要求进行行从优设设计。3.3.2 疏疏散方式式 针对展展览楼、体体育场馆馆的高大大空间场场所大部部分布置置在首层层或2层层的特点点,一层层人员可可由各个个疏散通通道直通通室外。二二层大空空间场所所的疏散散以直通通室外地地面为最最佳方式式。即在在二楼大大厅的四四周或两两侧外墙墙处设置置直通室室外地面面的大跨跨度台阶阶或连廊廊加台阶阶,这样样可以极极大的方方便二层层室内人人员直接接疏散到到室外安安全地带带,而不不必在慌慌乱中四四处寻找找室内的的防烟楼楼梯,沿沿楼梯下下到首层层再跑出出室外。这这样做也也分流了了一部分分疏散人人员,减减轻了一一层疏散散压力,争争取了疏疏散时间间。如沙沙特利雅雅得大学学膜结构构体育馆馆在二层层看台的的两侧位位置分别别设置了了宽度为为62.5m、334.55m的大台台阶直通通室外地地面。当当然,当当二层内内疏散距距离过长长时,在在内部适适当的位位置增设设一些防防烟楼梯梯间也是是必要的的。3.3.3疏散散距离 膜建筑筑满足了了人们对对大空间间的需求求,但在在安全疏疏散上又又带来了了难以解解决的问问题。现现行高高层民用用建筑设设计防火火规范规规定,展展览厅内内任何一一点至最最近的疏疏散出口口的直线线距离不不宜超过过30mm。按照照这个指指标,一一个大厅厅的最大大面积只只能达到到36000平方方米,不不能满足足国际通通行的一一个展区区800001100000平方方米的需需要。针对膜空空间的特特点,我我们建议议在膜空空间内设设立“安全通通道”。对从从大空间间主体边边缘到室室外安全全地带这这一段距距离进行行强化防防火设计计,如甲甲级防火火门,正正压送风风,不燃燃材料装装修等,确确保绝对对安全。也也就是说说当人们们跑到大大空间主主体边缘缘地带,只只要一进进入“安全通通道”就不再再受到烟烟火的威威胁(见图六六)。这这样疏散散距离就就缩短为为从大空空间主体体边缘到到“安全通通道”入口这这一段距距离。另另外,在在有效的的自动报报警、自自动灭火火和妥善善的防排排烟系统统的配合合下,其其首层和和二层大大空间场场所的一一些中央央区域疏疏散距离离可参照照建规规规定定的500m的指标标来执行行。这种种情况下下,还必必须相应应的增加加疏散出出口宽度度,强化化疏散诱诱导指示示标志,以以尽量缩缩短疏散散时间,以以弥补疏疏散距离离超标所所带来的的影响。 图六、安安全通道道模型3.3.4疏散散指示标标志 在疏散散时个人人的行为为在很大大程度上上受人群群内其它它人的影影响和限限制,一一般是跟跟着大多多数人一一起疏散散,所以以在大空空间建筑筑内疏散散往往表表现为“群体行行为”。而且且在火场场中由于于恐慌心心理和对对疏散路路线的不不熟悉,疏疏散过程程并不容容易,特特别是在在这种大大空间建建筑物里里,人们们往往是是按照他他们进入入的路线线疏散而而不是去去往最近近的疏散散出口。烟烟气的能能见度对对人员的的疏散也也造成严严重的制制约。有有研究表表明,一一般浓度度的烟气气需经110010000倍的的洁净空空气稀释释才能达达到确保保安全疏疏散所必必须的最最低能见见度8mm;这说说明一旦旦受到烟烟气的污污染,人人员在烟烟场中辨辨别疏散散路径的的困难很很大。所所以对于于疏散指指示标志志和诱导导装置的的设置是是非常重重要的。现行规范范规定,疏疏散走道道的标志志宜设在在疏散走走道及其其转角处处距地面面1.000m以下的的墙面上上。而膜膜空间内内没有走走道隔墙墙,其疏疏散指示示标志无无法设置置,如果果在大空空间四周周墙体上上设置,由由于空间间太大,在在烟雾的的干扰下下,人们们也很难难看清。所所以针对对大空间间的这一一特点,我我们借鉴鉴国外的的做法,在在大空间间大厅地地面醒目目位置处处设置连连续贯穿穿的,照照明度较较强的疏疏散指示示标志灯灯带,上上敷高强强度的钢钢化玻璃璃保证不不被损坏坏。国外外某些大大型赌场场的地面面上设置置了几条条醒目的的大脚印印标志灯灯带,火火灾时发发亮,通通向各个个疏散出出口,人人们只要要踏着脚脚印即能能进入“安全通通道”。3.4火火灾自动动报警系系统设计计 良好的的火灾自自动报警警系统对对于膜建建筑来说说非常重重要。它它能发现现火于初初期,灭灭火于早早期,对对疏散人人员、保保护财产产、保护护建筑物物都有着着积极的的意义。3.4.1建筑筑特点与与现行火火灾探测测技术之之间的矛矛盾 大空间间建筑,尤尤其是存存在遮挡挡和环境境干扰,现现行的火火灾探测测技术难难以正常常发挥作作用。通通常建筑筑中所广广泛使用用的火灾灾探测器器大多数数以烟气气浓度和和温度为为信号进进行探测测的,且且大多数数为顶棚棚式安装装。普通通建筑的的楼层高高度多数数在6mm以下,火火灾烟气气能很快快到达顶顶棚,因因此这类类探测器器是适用用的。然然而在膜膜建筑中中就不同同了。膜膜空间很很高,烟烟气在上上升过程程中不断断受到冷冷却和稀稀释,在在到达顶顶棚时浓浓度和温温度都大大大降低低,不足足以启动动火灾探探测器。另另外,由由于建筑筑物内部部热风压压影响,大大空间上上部常常常会形成成一定厚厚度的热热空气层层,它足足以阻止止火灾烟烟气上升升到大空空间顶棚棚,从而而影响火火灾探测测器工作作,在夏夏季,热热风压效效应更为为明显。所所以常常常是火灾灾发展到到相当的的程度,探探测器才才能感应应。这样样就无法法解决灵灵敏度和和可靠性性之间的的矛盾。所所以普通通型探测测器是不不适用于于膜建筑筑的。3.4.2先进进的火灾灾探测技技术运用用于膜结结构新型的火火灾报警警技术运运用于膜膜建筑,解解决了膜膜空间早早期报警警的难题题。双波段段图象型型火灾探探测技术术通过对火火灾的热热、色、形形、光谱谱及运动动特征的的研究,基基于红外外影像的的频域纹纹理模型型、闪烁烁模型,提提出了基基于彩色色影像和和红外影影像的双双波段火火灾识别别模型,采采用了图图像处理理、计算算机视觉觉、人工工智能等等多项高高新技术术,实现现了大空空间建筑筑早期火火灾的探探测和真真三维空空间定位位。采用CCCD巡走走式摄像像机作为为探测系系统前端端,可实实现防火火、防盗盗和一般般监控三三位一体体;采用用防火并并行处理理器,能能同时能能对多只只双波段段摄象机机获取的的信息进进行及时时处理;系统监监控距离离达到了了0.55m600m,适合合膜空间间建筑的的防火。光截面面图象感感烟火灾灾探测技技术光截面图图像型感感烟探测测技术利利用主动动红外光光源作为为目标,结结合红外外面阵接接受器形形成多光光束红外外光截面面,通过过成像的的方式和和利用图图像处理理的方法法,测量量烟雾穿穿过红外外光截面面对光的的散射、反反射及吸吸收情况况,利用用模式识识别、持持续趋势势、双向向预测算算法实现现对早期期火灾的的识别与与判断。先进的的空气采采样技术术3.5室室内自动动灭火装装置的设设置 在普通通建筑中中,洒水水喷头通通常是按按一定间间距沿顶顶棚分布布安装的的。当顶顶棚附近近的烟气气温度达达到喷头头的启动动温度时时水喷头头便开始始洒水。与与火灾探探测问题题相似,在在20mm以上的的大空间间建筑物物内,这这种依靠靠温度变变化而启启动的喷喷头及其其顶棚安安装方式式也不适适用。另另一方面面,普通通喷头喷喷出的水水滴从十十几米乃乃至几十十米的高高度落下下来,往往往到达达不了燃燃烧物的的表面,失失去有效效的灭火火作用。有有的人认认为采用用ESFFR大水水滴压制制型快速速反应喷喷头,可可以有效效的灭火火于早期期。但实实验证明明,ESSFR大大水滴快快速反应应喷头在在高架仓仓库(112.22以下)等等高危场场合使用用效果十十分明显显,但把把它安装装在膜空空间内的的效果就就不是很很好。另另外,膜膜空间一般般为大跨跨度无柱柱空间,沿沿大厅四四壁布置置室内消消火栓,大大厅中部部区域得得不到两两股水柱柱的同时时保护。所所以在对对膜结构构建筑物物室内自自动灭火火装置进进行设置置时,可可参照日日本巨蛋蛋Bigg Eggg(TTOKOOY DDOEMM)的设设计,在在四周墙墙壁或看看台上设设置空气气加压移移动式消消防水炮炮。它可可根据空空气加压压的大小小确定射射程,确确保膜空空间及其其中部区区域的安安全。(见见图七)另外在大大厅四壁壁适当位位置上可可考虑设设置带架架水枪,以以便当展展厅上半半部的横横幅、彩彩带、气气球之类类的可燃燃物着火火后,可可有效的的组织扑扑救。有效射程程1590mm 图七七 放水水范围及及效果4. 结结束语由于膜建建筑优良良的特点点,其发发展前景景是广阔阔的。以以上针对对膜结构构建筑物物的特点点,在防防火安全全方面作作了一些些初步的的探讨,有有些并不不成熟,有有待进一一步的验验证,希希望有关关专家学学者批评评指正。膜建筑在在我国的的发展方方兴未艾艾,对它它的防火火研究才才刚刚起起步。所所以本文文旨在引引起有关关方面对对膜结构构建筑物物防火问问题的重重视,加加紧认识识和研究究,确保保其防火火安全性性。5.参考考文献(1) Firre RReseearcch TTechhniccal Papper No.7-IInveestiigattionn innto thee fllow of hott gaasess inn rooof venntinng.JJoinnt FFiree Reeseaarchh Orrgannizaatioon PPubllicaatioon(119633).(2) Rooof VVenttingg-Exxperrimeentss inn thhe rratee off Prroduuctiion of Hott Gaasess,P L HHinkkleyy Fiire Saffetyy Joournnal 10(19886).(3) Fieeld Tesst oon AAtriium Smooke Conntrool SSysttemss, Waan KK Shhow,K WWan Lann,ASHHRAEE.1001 (19995)(4) Smooke Conntrool aand Venntillatiion in Speeciaal SStruuctuure, Daavidd Baall.Collt IInteernaatioonall Liimitted Tecchniicall Paaperr (119933).(5) 中华人人民共和和国国家家标准.建筑设设计防火火规范.北京:中国计计划出版版社.19997.(6) 中华人人民共和和国国家家标准.高层民民用建筑筑防火设设计规范范. 北京京:中国国计划出出版社.19997.

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