隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展,高層建筑、生態(tài)建筑、地下建筑及大空間建筑等技術(shù)的密集和復(fù)雜程度已今非昔比,而建筑中的安全問題也日益突出。現(xiàn)實(shí)生活中由于在設(shè)計(jì)中輕視了建筑安全性問題而導(dǎo)致的建筑火災(zāi)事故頻頻發(fā)生,造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失觸目驚心、難以彌補(bǔ)、所以建筑中的安全問題應(yīng)引起足夠的重視。因此,對(duì)建筑物防火知識(shí)的了解、建筑物疏散場所的安全設(shè)計(jì)的深入是十分必要的。
第一節(jié)???建筑物防火
建筑物起火的原因多種多樣,主要可歸納為由于生活用火不慎引起火災(zāi)、生產(chǎn)活動(dòng)中違規(guī)操作引起火災(zāi)、化學(xué)或生物化學(xué)的作用可燃和易燃物自燃,以及因?yàn)橛秒姴划?dāng)造成的電器火災(zāi)等。
在生產(chǎn)生活中,因?yàn)槭褂妹骰鸩簧鞫鸬幕馂?zāi)也是較多的,例如在公共場所亂丟煙頭、在廠房內(nèi)不顧周圍環(huán)境隨意動(dòng)火焊接、烘烤物品過熱、熬油溢鍋等等。這些火災(zāi)多數(shù)都是因?yàn)槿鄙傧乐R(shí)或防火意識(shí)不夠造成的。除明火以外,暗火引起火災(zāi)的情況也有很多,其中有的是有火源的,如爐灶、煙囪的表面過熱烤著附近的易燃結(jié)構(gòu);也有沒有火源的,如大量堆積在庫房里的油布雨衣,因?yàn)橥L(fēng)不好,雨衣內(nèi)部發(fā)熱,以至積熱不散發(fā)生自燃;還有,幾種化學(xué)物品相遇發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生燃燒或爆炸,以及機(jī)械設(shè)備摩擦發(fā)熱,使接觸到的可燃物自燃起火等等都屬于暗火引發(fā)的火災(zāi)。
一、關(guān)于燃燒和火災(zāi)
(一)燃燒的條件
燃燒是一種同時(shí)伴有放熱和發(fā)光效應(yīng)的劇烈的氧化反應(yīng)。放熱、發(fā)光、生成新物質(zhì)是燃燒現(xiàn)象的三個(gè)特征。可燃物、氧化劑和點(diǎn)火源是構(gòu)成燃燒的三個(gè)要素,缺一不可。
1、可燃物
能在空氣、氧氣或其他氧化劑中發(fā)生燃燒反應(yīng)的物質(zhì)稱為可燃物。如鈉、鉀、鋁等金屬單質(zhì),碳、磷、硫等非金屬單質(zhì),木材、煤、棉花、紙、汽油、塑料等有機(jī)可燃物。
2、氧化劑
能和可燃物發(fā)生反應(yīng)并引起燃燒的物質(zhì)稱為氧化劑。氧氣是最常見的氧化劑,其他常見的氧化劑有氟、氯、溴、碘鹵素元素,硝酸鹽、氯酸鹽、重鉻酸鹽、過氧化物等化合物。???
3、點(diǎn)火源
具有一定能量,能夠引起可燃物質(zhì)燃燒的能源稱為點(diǎn)火源,有時(shí)也稱火源。如明火、電火花、沖擊與摩擦火花、高溫表面等。
要使可燃物發(fā)生燃燒,必須有氧化劑和點(diǎn)火源的參與,而且三者都要具備一定的“量”,
才能發(fā)生燃燒現(xiàn)象。若可燃物的數(shù)量不夠,氧化劑不足或點(diǎn)火源的能量不夠大,燃燒就不能發(fā)生。
(二)燃燒的種類
1、閃燃和閃點(diǎn)
一些液態(tài)可燃物質(zhì)表面會(huì)產(chǎn)生蒸汽,有些固態(tài)可燃物質(zhì)也因蒸發(fā)、升華產(chǎn)生可燃?xì)怏w或蒸汽。這些可燃?xì)怏w或蒸汽與空氣混合而形成混合可燃?xì)怏w,當(dāng)遇明火時(shí)會(huì)發(fā)生一閃即滅的火苗或閃光,這種燃燒現(xiàn)象稱為閃燃。能引起可燃物質(zhì)發(fā)生閃燃的最低溫度稱為該物質(zhì)的閃點(diǎn)。
2、著火與燃點(diǎn)
可燃物質(zhì)在與空氣共存的條件下,當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)遇明火可引起燃燒,并在火源移開后仍能繼續(xù)燃燒,這種持續(xù)燃燒的現(xiàn)象稱為著火??扇嘉镔|(zhì)開始持續(xù)燃燒所需的最低溫度稱為該物質(zhì)的燃點(diǎn)。所有可燃液體的燃點(diǎn)都高于閃點(diǎn)。
3、自燃與自然點(diǎn)
自燃是可燃物質(zhì)不用明火點(diǎn)燃就能夠自發(fā)燃燒的現(xiàn)象??扇嘉镔|(zhì)能引起自動(dòng)燃燒和繼續(xù)燃燒時(shí)的最低溫度稱為自然點(diǎn)。自然點(diǎn)可作為衡量可燃物質(zhì)受熱升溫形成自燃危險(xiǎn)性的數(shù)據(jù)。
4、爆炸與爆炸極限
可燃?xì)怏w、可燃蒸汽和可燃粉塵與空氣組成的混合物,當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí),遇火源即能發(fā)生爆炸。發(fā)生爆炸時(shí)此濃度界限的范圍稱為爆炸極限,能引起爆炸的最低濃度界限稱為爆炸下限;濃度最高的界限稱為爆炸上限。
二、建筑防火的基本概念
(一)材料的燃燒性能
?建筑材料一般可分為不燃燒體、難燃燒體和燃燒體三種。
(二)火災(zāi)荷載
建筑物內(nèi)的可燃物質(zhì)種類很多,其燃燒發(fā)熱量也因材而異。為了便于火災(zāi)研究和采取防火措施,在實(shí)際中常根據(jù)燃燒熱值把某種材料換算成等效發(fā)熱量的木材,用等效木材的重量表示可燃物的數(shù)量,稱為等效可燃物量。把火災(zāi)范圍內(nèi)單位地板面積的等效可燃物木材的數(shù)量稱為火災(zāi)荷載。
(三)耐火極限和耐火等級(jí)
指對(duì)任一建筑構(gòu)件按時(shí)間——溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行耐火試驗(yàn),從受到火的作用時(shí)起,到失去支持能力或完整性被破壞或失去隔火作用時(shí)為止的這段時(shí)間,用小時(shí)表示。
耐火等級(jí)是衡量建筑耐火程度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),是由組成建筑物的墻、柱、梁、樓板、屋頂?shù)瘸兄貥?gòu)件和吊頂?shù)戎饕ㄖ?gòu)件的燃燒性能和耐火極限決定的。按照我國建筑設(shè)計(jì)、施工及建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,并參考國外劃分耐火等級(jí)的經(jīng)驗(yàn),將普通建筑是耐火等級(jí)劃為四級(jí),高層建筑劃分為兩級(jí),參見表11-1:
表 11—1?? 建筑物的耐火等級(jí)
?
????? 燃燒性能和耐火極限h ? 構(gòu) 件 名 稱 | 耐?? 火?? 等?? 級(jí) |
高層民用建筑 | 普通民用建筑 |
一級(jí) | 二級(jí) | 一級(jí) | 二級(jí) | 三級(jí) | 四級(jí) |
防 火 墻 | 不燃燒體 3.00 | 不燃燒體 3.00 | 不燃燒體 3.00 | 不燃燒體 3.00 | 不燃燒體 3.00 | 不燃燒體3.00 |
承 重 墻 | 不燃燒體 2.00 | 不燃燒體 2.00 | 不燃燒體 3.00 | 不燃燒體 2.50 | 不燃燒體 2.00 | 難燃燒體0.50 |
樓梯間、電梯井、住宅單元 之間、住宅分戶的墻 | 不燃燒體 2.00 | 不燃燒體 2.00 | 不燃燒體 2.00 | 不燃燒體 2.00 | 不燃燒體 1.50 | 難燃燒體0.50 |
非承重外墻 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 0.50 | 燃燒體 |
疏散走道兩側(cè)的隔墻 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 0.50 | 難燃燒體0.25 |
房 間 隔 墻 | 不燃燒體 0.75 | 不燃燒體 0.50 | 不燃燒體 0.75 | 不燃燒體 0.50 | 難燃燒體 0.50 | 難燃燒體0.25 |
柱 | 不燃燒體 3.00 | 不燃燒體 2.50 | 不燃燒體 3.00 | 不燃燒體 2.50 | 不燃燒體 2.00 | 難燃燒體0.50 |
梁 | 不燃燒體 2.00 | 不燃燒體 1.50 | 不燃燒體 2.00 | 不燃燒體 1.50 | 不燃燒體 1.00 | 難燃燒體0.50 |
樓?板 | 不燃燒體 1.50 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 1.50 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 0.50 | 燃燒體 |
屋頂承重構(gòu)件 | 不燃燒體 1.50 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 1.50 | 不燃燒體 1.00 | 燃燒體 | 燃燒體 |
疏 散 樓 梯 | 不燃燒體 1.50 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 1.50 | 不燃燒體 1.00 | 不燃燒體 0.50 | 燃燒體 |
吊頂(包括吊頂擱柵) | 不燃燒體 0.25 | 難燃燒體 0.25 | 不燃燒體 0.25 | 難燃燒體 0.25 | 不燃燒體 0.15 | 燃燒體 |
(四)火災(zāi)的發(fā)展過程
1、初起階段
此時(shí),火災(zāi)燃燒范圍不大,火災(zāi)僅限于初始起火點(diǎn)附近;室內(nèi)溫度差別大,在燃燒區(qū)域及其附近存在高溫,室內(nèi)平均溫度低;火災(zāi)發(fā)展速度緩慢,在發(fā)展過程中火勢不穩(wěn)定;火災(zāi)發(fā)展時(shí)間因點(diǎn)火源、可燃物質(zhì)性質(zhì)和分布、通風(fēng)條件影響,長短差別很大。
從滅火角度看,火災(zāi)初期燃燒面積小,只用少量水或滅火設(shè)備就可以把火撲滅。所以,
該階段是滅火的最有利時(shí)機(jī),也是人員安全疏散的最有利時(shí)機(jī)。
2、全面發(fā)展階段
火災(zāi)范圍迅速擴(kuò)大,當(dāng)火災(zāi)房間溫度達(dá)到一定值時(shí)聚集在房間內(nèi)的可燃?xì)怏w突然起火,整個(gè)房間都充滿火焰,燃燒猛烈,溫度升高很快。房間內(nèi)局部燃燒向全室性燃燒過渡的現(xiàn)象通常稱為轟燃。轟燃標(biāo)志著火災(zāi)全面發(fā)展的開始,此時(shí)室內(nèi)所有可燃物都在燃燒,放熱很大,
最高可達(dá)1100℃左右。此時(shí),人員很難逃生。
為減少火災(zāi)損失,針對(duì)火災(zāi)全面發(fā)展階段的特點(diǎn),在建筑防火設(shè)計(jì)中應(yīng)采取的主要措施是:在建筑物內(nèi)設(shè)置具有一定耐火性能的防火分隔物,控制火災(zāi)蔓延;選用耐火程度較高的建筑結(jié)構(gòu)作為建筑物的承重體系,確保建筑物不倒塌,為人員疏散、消防隊(duì)撲救、火災(zāi)后建筑物修復(fù)、繼續(xù)使用創(chuàng)造條件。
3、熄滅階段
在火災(zāi)發(fā)展階段后期,隨著室內(nèi)可燃物數(shù)量減少,燃燒速度遞減,溫度逐漸下降。當(dāng)室內(nèi)平均溫度降到溫度最高值的80﹪時(shí),則認(rèn)為火災(zāi)進(jìn)入熄滅階段。隨火勢減弱,可燃物減少,室內(nèi)外溫度趨于一致,宣告火災(zāi)結(jié)束。
(五)火災(zāi)的蔓延方式
1、火焰蔓延????隨表面火焰使可燃物燃燒的同時(shí),將火災(zāi)蔓延。
2、熱傳導(dǎo)??? 火焰熱量經(jīng)過建筑構(gòu)件或設(shè)備將火災(zāi)蔓延至相鄰或上下層房間。
3、熱對(duì)流??? 建筑物內(nèi)火災(zāi)蔓延的一種主要方式?;馂?zāi)燃燒產(chǎn)生的煙氣熱而輕,容易上竄升騰,而燃燒又需要空氣,這時(shí),冷空氣就會(huì)補(bǔ)充,形成對(duì)流。它可以把高溫燃燒產(chǎn)生的產(chǎn)物帶到遠(yuǎn)處,造成火災(zāi)擴(kuò)大。
4、熱輻射??? 相鄰建筑之間火災(zāi),蔓延的主要方式,應(yīng)考慮建筑的防火間距。
此外,如果建筑內(nèi)未設(shè)防火分區(qū)或洞口分隔不完善,可造成火災(zāi)水平方向蔓延;火災(zāi)還
可通過樓梯間或電梯井等進(jìn)行豎向蔓延;空調(diào)管道系統(tǒng)也可使火災(zāi)蔓延。
(六)滅火的基本方法
1、隔離法?? 把火焰與氧氣隔離起來,使可燃物停止燃燒。
2、窒息法?? 用二氧化碳、氮?dú)獾葴缁饎_淡空氣,使燃燒物獲氧不足而熄滅。
3、冷卻法?? 將滅火劑直接噴到燃燒物上,使其溫度降到燃點(diǎn)以下,燃燒停止。
4、抑制法?? 用化學(xué)措施抑制游離基的產(chǎn)生,破壞游離基的連鎖反應(yīng),使燃燒停止。
三、建筑總平面防火設(shè)計(jì)措施
(一)防火間距
1、多層民用建筑防火間距
建筑物著火后,火焰不僅會(huì)在建筑物內(nèi)蔓延擴(kuò)大,而且在建筑物外部還會(huì)因強(qiáng)烈的熱輻射作用,對(duì)相鄰建筑物造成威脅。所以,建筑物之間應(yīng)有一定的防火間距。
多層民用建筑之間的防火間距不應(yīng)小于表11-2要求:
???????????? 表11—2??? 民用建筑之間的防火間距(m)
?
耐 火 等 級(jí) | 一、二級(jí) | 三?級(jí) | 四?級(jí) |
一、二級(jí) | 6 | 7 | 9 |
三?級(jí) | 7 | 8 | 10 |
四?級(jí) | 9 | 10 | 12 |
在執(zhí)行上表規(guī)定時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
① 兩座建筑物相鄰,較高一面的外墻為防火墻或高出相鄰的一座一、二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物屋面15m范圍內(nèi)的外墻為防火墻且不開設(shè)門窗洞口時(shí),其防火間距可不限。