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时间:2023-08-31 16:22:20
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关键词:小高层住宅群消火栓给水系统设计
1前言
近几年来,小高层住宅群设计风靡全国,顺德地区也渐渐出现了例如信合花苑、雍景豪苑、嘉信城市花园等热销的小高层住宅楼。最初小高层住宅群只是几万m2,现在十几、几十万m2小高层建筑群也是司空见惯。所谓小高层住宅这里指总高十一二层的住宅,此类住宅往往采用一梯四户的模式,一层架空用于绿化、管道转换或设零星的商业网点。档次稍低的,也有架空用做车库,绝大多数则另设地下车库。
2小高层住宅群的设计特点
小高层住宅群消火栓给水系统设计套用现行《高层民用建筑设计规范》(GB50045-95),往往按如下设计方式:一、消火栓系统单独设置,设临时加压泵房,每个消防栓箱启动泵按钮信号均要接至消火栓泵房,由着火信号自动启动消火栓泵。二、必须设不小于6m3(有的地方消防部门要求为12m3)的消防水箱。当建筑不利点消火栓静水压力低于0.07Mpa时,要设消火栓稳压泵。三、为保证消防水不被动用,单独设消防水池或采用液位限制。
按上述设计,消火栓与生活给水系统各自独立,室外管位紧张,设计困难;另外投资大,影响房地产开发商的开发利润;屋顶设消防水箱,尤其不设稳压泵房的消防水箱间,严重影响建筑立面。更主要的是,最终使用效果适得其反,有必要认真分析。
3小高层住宅群消火栓、生活给水系统宜合并
小高层住宅群一般为普通住宅,小于等于50m,室内消防栓用水量应为10l/s。如果首层有商业网点按二类商住楼考虑则应为20l/s,若有汽车库按I、II类停车库考虑亦采用20l/s。即使按20l/s,生活用水量按350L/(人·d)计算,对于8万m2左右的小高层住宅群,消火栓供水量与生活水供水量基本持平,面积再大则生活供水量大于消防用水。显然,生活水与消防水共用管,对于面积越大的小高层住宅群,就水量而言只会更有利于消防。
生活给水供水水压与消火栓供水水压差,经计算为0.12—0.18Mpa左右,完全可以共用设备。如采用变频供水,生活供水减频,消防恢复原频,可克服生活供水采用消火栓水压耗能略高的毛病。
对于小高层住宅群而言,室外给水工程量比较可观,生活给水与消火栓给水系统分开的结果导致室外管道工程量几乎增加一倍;对于有地下小汽车库,总图紧张的小区,有时竟很难找到管道位置。更应引起有注意的是,某些地方消防检查统计表明,单独设置消火栓给水系统竟有1/3不合格,“消防突击检查时运行合格率较低”的原因,恰恰是由于生活给水与消防给水分开的缘故。生活给水系统的增加投入可可以增加售房卖点或住户对物业管理的满意程度,因此生活给水问题普遍受到重视,生活给水泵因常开,开发商甚至愿意选购进口不锈钢泵,物业管理也有完善、规范化的制度。消火栓给水系统则不然,很多只是应付例行公事的消防检查,得不到应有的重视,最终单设消火栓给水系统反倒不安全。
现行消防规范还规定,消防水不能动用。消火栓系统死水一潭,还不允许少量动用,比如绿化灌溉用水。保证半个月或一个月,消防系统换水一次,以防止消防水质的恶化,但最根本的措施还在于消火栓给水与生活给水系统合并。
4变频或气压给水系统应视为常高压给水系统,可不设屋顶水箱
何为常高压给水系统,《高规》尚无明确定义。本人个人理解,对于水消防系统而言,无论是准工作状态或消防时,都能保证消防水量与消防水压的要求,即可认为是常高压给水系统。
担心变频或气压给水不能保持常高压的原因,无非是担心电源切换时间以及设备机械故障。实际上生活、消防合用的变频或气压给水系统,为了加强其消防功能,在供电电源设计上下足了功夫,为保证生活给水功能,提高楼宇的档次,开发商也愿意花大价钱购置高级发电机。根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-92)6.1.5.1机组应始终处于准备启动状态,当正常供电中断时,机组应立即启动,并在15s内能投入正常带负荷运行。
对于小高层建筑群而言,即使15s的消火栓供水量,也就是300L,保守点按30s,即稳压罐水容积到600L,也足以保证消火栓系统的安全。
至于设备故障,生活给水泵及消火栓给水泵互相备用,大大增加了设备的安全性。何况山上的水池及管道输送也不是绝对没有故障的可能。随着科技的发展,设备的可靠性还会进一步提高。
设屋顶消防水箱对于大型高层建筑问题不大,但对于小高层住宅群则有异议。如果一次着火区设一个显然做不到万无一失。《高规》未有着火次数的规定,《建规》则规定≤2.5万人为1次,≤5万人为2次。按如今一般人均面积,2.5万人反推算,住宅面积至少也在50万m2以上;按较高的容积率,住宅占地面积也要28万m2,其半径在200m以上。即使屋顶消防水箱在中心位置,管道阻力也相当可观。若每一座小高层都加消防水箱,这种方式即过于原始,造价也高。相反,可靠的生活、消火栓给水合并变频给水系统,则无此弊病。
房地产行业进入市场机制以来,对房屋美观、实用提出更高的要求,出现许多新型建筑,对传统消防方案,提出这样或那样的意见。制定适宜的消防规范举足轻重,能否在保证安全的前提下采取更节省的方案,期望有关消防设计规范不断完善。
5现阶段小高层住宅群消火栓给水系统设计要点
在针对小高层住宅群消火栓给水系统新规范未产生以前,为保证业主的利益和消火栓给水系统的更为可靠,现阶段可采用部分变通做法。设计要点如下:
A单体小高层建筑内消火栓给水与生活给水系统分开,生活给水进户总管上设电磁阀,有火警信号时电磁阀关闭,防止着火时水源被生活给水系统占用。共用水池储量为生活用水与消防用水的总和,变频给水装置的水量为两者之和。
B小高层住宅群室外生活给水与消火栓给水合流,以合用最大水量,最高水压选变频给水泵。变频水泵压力为可调,分别设生活给水压力及消火栓给水压力两档,消火栓给水压力与消火栓连锁,着火时火灾信号自动改变变频给水压力设置。
C小高层单位内消火栓给水系统与室外给水干管之间,设两路进水管,每条进水管除了加闸阀外,加止回阀或管道倒流防止器,止回阀接近室内端接消防水泵接合器,避免给水系统被污染。
6结论
A消防有关规范对小高层住宅群消火栓系统设计应研究针对性的规定。
1 中高层住宅室内消防给水的设置原则及范围界定
1999 年6 月1 日开始实行的《住宅设计规范》(GB50096—1999) , 将住宅按层数划分为以下4 类: 低层住宅为1~ 3 层; 多层住宅为4~ 6 层; 中高层住宅为7~ 9 层; 高层住宅为10 层及以上。
根据我国国情及住宅建设的发展趋势, 中高层住宅在今后一段时期内仍是中小城市发展安居工程的重点。因此, 必须明确其相应的消防给水的设置原则及范围界定。
《建筑设计防火规范》(GBJ 16—87 修订本) 第8·4·1 条中规定: 超过7 层的单元式住宅, 超过6 层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业服务网点的单元式住宅, 应设室内消防给水。
上述规定明确了中高层住宅消防给水的设置范围。但在实际工程设计中, 经常会遇到7 层的单元式住宅附设有地下室、半地下室、阁楼的问题。在这种情况下, 是按7 层考虑还是按超过7 层考虑, 关系到是否设置室内消防给水的问题。在征得有关消防部门建审人员的意见后, 根据实际设计经验, 常采取以下做法:
(1) 7 层的单元式住宅附设地下室, 按8 层考虑, 必须设置室内消防给水;
(2) 7 层的单元式住宅附设半地下室, 可以不设室内消防给水;
(3) 7 层的单元式住宅附设阁楼, 进入阁楼层方式若为套内设爬梯, 可以不设室内消防给水;
(4) 7 层的单元式住宅附设阁楼, 进入阁楼层的方式若为公共楼梯间, 则按8 层考虑, 必须设置室内消防给水。
若建筑内既有住宅、办公用房, 又有商店、库房、工厂等, 则应按火灾危险性较大者确定是否设置室内消防给水。
关键词:建筑;设计;安全;问题
中图分类号:S611文献标识码: A
1.建筑的设计风格和理念
建筑设计是综合性考虑并具建筑特性的一种设计。它是指建筑设计在满足一定的设计要求,安全、耐用以及经济适用等方面的时候,按照建设结构的设计规范进行相应的结构布置,并利用经济与技术分析的方法进行相应的调控,寻求最优的建筑设计的过程。在整体的控制上,建筑设计的调控不仅仅是针对主体工程的设计还应考虑到建筑的楼层的安全问题的调控,从整体上把握建筑结构设计。
2具体细节内容的设计
2.1外墙面砖易脱落的问题
多层住宅和小高层、高层住宅项目外墙饰面大量采用面砖是普遍现象。不是外墙面砖不好,只是现行常规外墙外保温贴面砖做法尚未得到时间的考验。有许多建筑的外保温外墙局部有面砖脱落现象,极易造成人员、财产的伤害,有时甚至是致命的危险。尤其是已建成并投入使用的建筑,在经过夏季、冬季冷热变化的考验后,外墙面砖不够牢固的部位容易脱落,并且在夏季经过太阳暴晒后突然下起雷阵雨,也容易使面砖在遇到骤冷后开裂脱落,危及安全。就目前而言,对现有整体外墙进行改造是不大现实的。因此,建议在建筑四周做挑檐或雨罩,对脱落的面砖在下落过程中起缓冲、阻挡作用,可减少对人员、物品的危害。在《住宅设计规范》GB50096-1999(2003 年版)中第 4.2.3 条明确规定,“住宅的公共出入口位于阳台、外廊及开敞楼梯平台的下部时,应采取设置雨罩等防止物体坠落伤人的安全措施”。此规
定同样适用于人员易靠近楼体的其他建筑。具体做法是,在建筑物一层顶板或二层顶板处结合立面做水平外挑檐,挑檐凸出外墙尺寸可根据建筑物楼层总高度确定。例如:多层住宅挑檐凸出外墙尺寸不少于 1 米,小高层、高层住宅挑檐凸出外墙尺寸不少于 1.5 米。此挑檐可做现浇板出挑,也可做出挑钢架上固定不锈钢板或加强型阳光板、夹胶玻璃等。若建筑场地延伸到建筑物底部周边,在不影响使用的情况下,可结合景观在地面沿建筑物外墙做距离外墙不少于 1.5 米的围栏或灌木隔离带,围栏做法可参照阳台栏杆设计(如高度 1.05 米,栏杆间净距不大于 0.11 米)。在楼体首层地面周边人员容易到达或驻足的地方,此种做法尤为重要。
2.2住宅楼梯间的安全设计问题
住宅按层数可划分为低层住宅(1~3 层) 、多层住宅(4~6 层) 、中高层住宅(7~9 层) 、高层住宅(10 层及以上) 。目前我们经常见到的住宅类型(按层数划分)主要有:6 层多层住宅、11 层小高层住宅、18层高层住宅以及34层(这里指100m以下)高层住宅。
对于6层多层住宅, 《建筑设计防火规范》对疏散楼梯的数量及设计要求作了详细规定:其可设计一部疏散楼梯的条件是居住建筑单元任一楼层的建筑面积≤650m2,且任一住户的户门至安全出口的距离≤15m;而当任一楼层建筑面积≤500 m2时,可将楼梯间设计成开敞楼梯间,但其应能天然采光、自然通风;同时我们还要注意到,楼梯间要通至屋顶,而且通向平屋面的门或窗应向外开启。 根据《高层民用建筑设计防火规范》 ,11层小高层住宅及18层高层住宅均为二类建筑,其可设计一部疏散楼梯的条件为:若为塔式住宅,每层的居住户数应≤8户、每层的建筑面积应≤650平方米,而且应设有一座防烟楼梯间和消防电梯;若为单元式住宅,疏散楼梯应通向屋顶,单元间的楼梯通过屋顶连通,单元与单元间墙应为防火墙,各户门的防火等级应为甲级,窗间墙(不燃烧体墙)宽度及宽槛墙(不燃烧体墙)高度应>1.2 m。对楼梯间设计要求如下:塔式住宅楼梯间无论是11层还是18层,均应为防烟楼梯间;单元式住宅可区分如下:11层小高层住宅可设成开敞式楼梯间,但开向楼梯间的户门的防火等级应为乙级,同时楼梯间要靠外墙,且应直接天然采光、自然通风;18层高层住宅的楼梯间应设计成封闭楼梯间。 根据《高层民用建筑设计防火规范》 ,34层(100m以下)高层住宅为一类建筑,当是塔式住宅时,楼梯间应设两座(确有困难时可设计成剪刀梯) ,且均应为防烟楼梯间。单元式住宅可设计一座楼梯间(应为防烟楼梯间)的条件是:每单元均应有一部疏散楼梯通向屋顶,18层以上部分相邻单元楼梯每层都应通过阳台或凹廊连通(此时屋顶可以不连通) ,18 层及以下部分单元与单元间的墙为防火墙,各户门的防火等级为甲级,窗间墙(不燃烧体墙)宽度及宽槛墙(不燃烧体墙)高度均应>1.2 m。根据《住宅设计规范》及《住宅建筑规范》 ,住宅楼梯梯段净宽应≥1.10m(6层及6层以下住宅,如果一边设有栏杆,可将要求适当放宽,梯段净宽可减至 1.00m);楼梯踏步宽度应≥0.26m,踏步高度应≤0.175m;楼梯栏杆扶手高度应≥0.90m,但是当楼梯水平段栏杆较长,长度超过 0.50m 时,其对扶手高度的要求就适当提高,应≥1.05m;考虑到儿童的安全问题,对楼梯栏杆的垂直杆件做了规定,净距应≤0.11m,同时对楼梯井的宽度也提出了要求≤0.11m,当大于规定值时,必须采取防止儿童攀滑的措施。
2.3 住宅阳台栏杆的安全设计问题
根据《住宅设计规范》及《住宅建筑规范》的要求,住宅层数≤6层时,阳台栏杆高度应≥1.05m;住宅层数>6层时,阳台栏杆高度应≥1.10m;封闭阳台栏杆也要满足此要求。规范中提到“中高层、高层住宅及寒冷、严寒地区住宅的阳台宜采用实心栏板” ,但在实际工程中,为了照顾立面设计,阳台栏板并非全是实心栏板, 这种情况下我们计算栏板高度就应从可踏面 (指宽度≥0.22m, 且高度<0.45m的可踏部位)算起。除高度外,我们还应注意到栏杆的设计应防止儿童攀登,若为垂直杆件,杆件间净距应≤0.11m,这些是出于对儿童安全的考虑。
2.4 住宅外窗的安全设计问题
对外窗最基本的要求是窗台距楼面、地面的净高应≥0.90m,若低于此高度应采取防护措施(如:采用护栏或在窗下部设置相当于护栏高度的防护固定窗, 且在防护高度设横挡窗框) 。 根据窗的形式分以下几种情况:普通外窗窗台高度≤0.45m 时,护栏或固定窗高度从窗台算起;普通外窗窗台高度>0.45m且<0.90m时,护栏或固定窗高度从楼面或地面算起;凸窗等宽窗台,可供人站立时,护栏(应贴窗设置)或防护窗高度应从窗台面算起。
2.5消防车道的规划设计安全问题
随着社会、经济的健康快速发展,小高层、高层住宅越来越多。进行高层住宅详细规划时,应特别注意小高层、高层住宅间消防道的规划设计。在《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-952005 年版)中,第 4.1.7 条规定,“高层建筑的底边至少有一个边或周边长度的 1/4 且不小于一个长边长度,不应布置高度大于0 米、进深大于 4.0 米的裙房,且在此范围内必须设有直通室外楼梯或直通楼梯间的出口。”在实际项目规划设计时,应严格控制消防车道的布置。小高层、层住宅的体量、楼长越来越大,仅在楼体的一个长边设置消防车
是不妥的。在发生火灾险情时,无法对没有消防车道的另一长边行有效、迅速救援。因此,在进行小高层、高层住宅或其他高层筑详细规划时,必须在其两个长边都布置消防车道,确保在火灾情出现时能迅速、有效地进行救援。这样可能会使楼间庭院的绿化面积略有减少,但相比安全问题,这是很值得的做法。在楼体某一个合适的长边可做带状绿化与硬质铺装结合的消防车道。在日常使用时,此消防车道就是庭院绿化的一部分,硬质铺装则是庭院步
道的一部分,仅在火灾险情出现时方用作消防车通道,视觉效果和使用效果均较好。这种做法完全可行。
2.6地下车库的几个安全设计问题
随着私家车的迅猛发展,住宅小区停车难的问题越显突出。规划建设地下车库目前是解决小区停车难的最有效的办法。在进行地下车库设计时,经过多个设计项目的分析比较后,觉得有些考虑和做法还是值得推广的。地下车库在其行车道上方经常设置玻璃采光井。考虑到玻璃易碎而伤人、伤物的安全情况,建议除采用(夹胶)安全玻璃外,在采光井上口与玻璃顶之间加设水平安全网格一道。具体做法为,在玻璃顶根部的钢构型材内圈做安全网格的边框,采用双向间距约40mm的细钢丝(或不锈钢钢丝)网格与其边框锚固。为方便施工,较大的采光井可分为几块网格及其边框,将大化小,也便于维护。同时不影响通风采光效果。
关键词:高层建筑;消防电气;设计
Abstract: At present, various types of construction in China, in particular, more and more high-rise buildings in the city, building layers of increased area increases, the presence of flammable decoration materials and electrical equipment attendant, fire broke out the a growing risk, automatic fire alarm and linkage control system will directly affect the loss of state property and personal safety, it play a key role in the success of the entire building fire-fighting process, this paper presents a fire design engineering the design should draw attention to several issues.Key words: high-rise buildings; electrical fire; design
中图分类号:TU972+.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
一、高层建筑电气设计的主要内容
(一)负荷的计算电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否,对合理选择设备,安全可靠与经济运行,均起决定性作用。高层住宅的电力负荷计算,基本上采用负荷密度法和需要系数法。
(二)供电电源及电压的选择为了保证供电可靠性,现代高层住宅至少应有两个独立电源,具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式,原则上是两路同时供电,互为备用。另外,还须装设应急备用柴油发电机组,要求在15秒钟内自动恢复供电,保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层住宅的供电电压,都采用10kV标准电压等级。(三)高低压配电系统的设计
1、高压配电系统:现代高层住宅均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段,自动切换,互为备用。
2、计费方式,采用高供高计。但在低压侧,仍装设计费电度表,采用将照明与动力分开的两部电价法。
3、为减少变压器台数,单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流,正常时变压器解列运行,中间设联络开关。
4、高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层住宅的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难,多采用全塑电缆与竖井母干线联接等等。
(四)主要设备的选型
1、高压开关柜。现代高层住宅的变配电室设在主楼地下层,按规定不宜采用油开关。应根高层住宅地下室的标准,选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
2、电力变压器。根据防火要求,主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。
3、低压配电屏。国外低压配电屏的结构,几乎都做成抽屉式,特别是大容量的出线,则做成手车式。
4、应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层住宅已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快,故障率低等优点。
(五)消防自动报警和自动灭火系统现代高层住宅的火灾自动报警灭火系统,包括:火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分,实现报警灭火自动化。
二、消防设备的配电保护设置
消防设备的配电保护设置有些设计者在做消防泵.排烟风机.加压送风机等消防设备的配电设计时均设置了过负荷保护.即设置了热继电器.当过负荷时热继电器动作,切断电源,根据GB50054-95低压配电设计规范中第4.3.5条规定,突然断电比过负载造成更大危害的线路其过负载保护应作用于信号,而不应作用于切断电路.我们大家都知道发生火灾时首先应考虑的问题是尽快扑灭火灾,尽量减少火灾造成的生命及财产损失,消防设备只要还能运转就应该运转下去直至扑灭火灾。上述设备是否因过负荷而被烧毁则完全不必考虑,因此笔者认为,消防设备配电设计只要将过负荷信号送到消防控制中心即可,不能作用于切断电路。
三、识别着火楼层的灯光显示装置的设置
(一)根据GB50116―1998,火灾自动报警系统设计规范中第2.2.4条规定,当用一台区域火灾报警控制器或一台火灾报警控制器警戒多个楼层时,应在每个楼层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位,设置。火警显示灯。然而在设计中许多设计者往往忽略,而且消防审查部门和施工图审查部门均无严格要求,故许多工程没设置此功能。
(二)对于识别着火楼层的灯光显示装置的设置还有一个误区,就是有些设计者认为,当采用集中报警系统和控制中心系统时可不按此条款执行,笔者认为应执行此条款规定,理由是采用集中报警系统或控制中心报警系统时一般都是由两个或两个以上的区域火灾报警器组成,此时对于区域报警系统的规定同样有效,无论是区域报警系统及集中报警系统和控制中心报警系统,只要是一台报警器警戒多个楼层时在每层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位都应设置识别着火楼层显示装置。
四、消防控制室切断非消防电源的方式
GB50116-98,火灾自动报警系统设计规范,第6.3.1.8条规定,消防控制室在确认火灾后,应能切断有关部位的非消防电源。有关部位是指着火的那个防火分区或楼层,一旦着火,就应切断本防火分区或本楼层的非消防电源,规范对非消防电源的切断作了严格的规定,即火灾确认以后,才能切断非消防电源,而且是有关部位的非消防电源,不是全部非消防电源,不能一有火警信号就立刻自动全部切断非消防电源,要根据非消防电源的性质分步切断非消防电源。(一)非消防照明用电电源的切除
火灾确认以后,如果马上切断正常照明用电,极易造成人们的心理恐慌,引起混乱,特别是商场不利于人员疏散,再者,在火灾初期,组织消防人员灭火亦需要足够的照度来保证快速灭火,所以对正常照明电源的切断,应慎之又慎,应在着火确认后,根据具体火情,由消防控制室手动切除着火区域的照明电源,设计者一定要按照防火分区或楼层划分照明配电回路,并具备按防火分区或楼层切除条件,以满足防控制。
(二)电梯电源的切除
GB50116-98,火灾自动报警系统设计规范,第3.1.9条规定,消防控制室在确认火灾后,应能控制电梯全部停于首层,并接收其反馈回来的信号,而在民用建筑电气设计规范J6J/T16―92第24.6.5.2条规定,火灾发生后,根据火情,强制所有电梯依次停于首层,并切断其电源,但消防电梯除外,两个规范不同之处是一个要求接受电梯的反馈信号,而另一个却要求直接切除非消防电梯电源。笔者认为,两部规范的规定并不矛盾,设计上应该注意的是,非消防电梯降于首层后,消防控制室收到反馈信号后才能切除非消防电梯电源。
(三)空调、电热、通风及其它非消防设备用电电源
对于此类设备,在火灾确认以后,根据建筑物的的重要程度采取自动断电措施,对于十分重要的建筑可按相应区域自动切除这类非消防负荷。
(四)为按规范要求切断消防电源的正确做法每个楼层或每个防火分区的总配电箱中均设置分励脱扣器的主断路器,发生火灾时,由消防联动控制系统通过联动模块自动切断有关部位的非消防电源。
[关键词]高层住宅;建筑消防疏散;设计研究
中图分类号:TU241.8;TU972.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)16-0200-01
引言
城市建设的不断推进,经济的不断发展,人们对追求高品质的生活向往越来越密切,一幢幢高层住宅建筑矗立在城市中。高层建筑满足了城市对空间的需求,同时也为人们提供了更加舒适的生活环境和学习环境,但同时大量高层建筑的出现也逐渐带来了一些安全隐患,建筑消防系统设计越来越重视。高层住宅建筑划分的功能区多,内部结构复杂,一旦发生火灾,其救援难度较大。因此,高层住宅建筑消防系统设计对维持社会正常秩序,保障人们生活财产安全具有重要意义。
1 安全疏散设计原则
对高层住宅建筑消防疏散设计时,务必要严格遵循疏散设计原则,以确保设计的可行性,使其能真正发挥出帮助被困人员安全疏散的功能。高层住宅建筑消防疏散设计,应充分结合安全消防技术规范的相关内容,以达到消防安全规范要求。同时,应根据高层住宅建筑的特点,遵循设计原则,选取一个适合的地点作为安全区域,将其作为消防疏散时的转移目的地。为确保安全疏散时被困人员能够畅通无阻,快速步行至安全区域,在高层住宅建筑中,应避免使用影响安全疏散的建筑材料,尽可能选用隔热、不易燃的材料,以提高消防通道的安全性和畅通性,为高效地完成消防疏散创造有利条件。
2 建筑疏散消防设计的重要性
随着现代高层建筑的多功能化,建筑内部大多存放着很多的易燃、可燃物品,而且建筑装修构造本身也存在着不少的可燃易燃构件,这就增加了火灾隐患。火灾一旦发生,在烟囱效应作用下,浓烟和火势会顺着楼梯间、电梯井、管道井、排气道等向上蔓延,高层建筑层数多,垂直距离长,疏散到地面安全区域所需时间较长,人员混乱、拥挤,如果没有明确疏散路线和合理的安全疏散设计,受困人员就会遭受火势和浓烟的侵害。
3 建筑安全疏散消防设计研究
3.1 消防电气线路的敷设问题
消防电气线路设计采用金属导管或封闭式金属槽盒在吊顶内明敷设或穿管敷设在不燃烧体结构内且保护层厚度不应小于30mm。在布线上要求与“建筑设计防火规范”、“火灾自动报警系统设计规范”一致,只是根据“报警规范”线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护。从实际情况可以看出,很多设计人员对这一条有所疏忽。该条之所以没有包括火灾探测器线路,是因为探测器线路只是在火灾初燃生烟发热阶段起作用,而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、通信、消防应急照明及消防广播线路,在火灾发生后一段时间内必需起作用,在这段时间内,这些线路应保证安全使用。敷设在吊顶内的线路,在发生火灾时并不安全,而且吊顶内是火灾多发地段。设计人员应对规范条文给予足够的重视,在实际操作中,凡是新设计的建筑,对该条文规定的线路,一律穿金属管或阻燃 PVC 管保护并在现浇板内、墙内等处暗敷设。而在改造工程中,由于条件限制不能暗敷时,应对保护钢管或封闭式金属槽盒采取防火措施,如刷防火漆两遍。
3.2 消防电梯设计
在高层住宅建筑设计的过程中,设置消防电梯主要用于火灾安全疏散,消防电梯直接通向地下停车场,若地下发生火灾,身处于地下停车场的住户可以通过消防电梯离开火场,有效提高高层住宅建筑的火灾救援程度。在日常生活中,消防电梯可以设置为残疾人电梯,以提高建筑竖向交通能力。消防电梯数量设置要根据高层住宅建筑实际面积确定,每个消防分区要保证至少1部消防电梯,1500m2以内的建筑面积设置1部消防电梯,1500~4500m2以内建筑面积设置2部消防电梯,高于4500m2建筑面积设置 3 部消防电梯。在前室面积方面,根据高层住宅建筑特点和每层建筑面积而定,一般住宅建筑前室面积控制在4.5m2,若消防电梯与防烟楼梯合用前室时,或者在消防电梯与客梯合用前室的情况下,由于前室人流量大,人员停留较多,要适当增加面积,其面积可达到6~10m2。
3.3 自动报警系统设计
高层住宅建筑自动报警系统包含集中报警器、探测器、消防广播等部分构成。建筑首层消防车道位置要设计消防控制室,其内部涉及到火警119电话、报消防电话等,以构成建筑火灾报警系统联动机制。在进行探测器安装设计的过程中,工作指示灯要面朝工作人员的方向设置,以便于工作人员的观察和检测,及时了解探测器的工作状态。在自动报警器施工过程中,要在建筑地面工程竣工后进行施工布线。布管时要先清洁管内与线槽内,以避免积水杂物影响线路的绝缘性;导线通常情况下要采取暗敷设的方式,若由于工程需要进行明敷设时,工作人员则要将导线在金属导管或者封闭式金属槽盒内布线,并在封闭式金属槽盒外部涂抹防火涂料两遍,以保证导线的安全性,提高火灾自动报警系统的有效性。安装完成后,工作人员要对自动报警系统进行调试,感烟器加烟试验,将烟枪接触探头,观察探头是否启动报警装置,若启动报警后观察报警信号,核查探头位置。
3.4 消防应急照明和疏散指示标志系统
一是选择合理的系统形式,消防应急照明和疏散指示标志的设计应严格执行国家规范标准。对于系统形式的选择,高层、综合型建筑应选用电源集中控制的类型或是自带电源集中控制型的系统。而对于交通组织简单,疏散路线相对简单的建筑采用自带电源非集中控制类型或是集中电源非集中控制类型。对于疏散指示标志的选择,应选择智能型消防疏散指示系统。二是合理选择相应的供电方式,消防应急照明和疏散指示系统应选择消防电源,比如可以采用集中蓄电池组作为消防应急照明和疏散指示系统的电源,设置单独的供电回路。三是设备的安装要满足规范的要求,对于疏散通道的最低水平照度不应少于1LX,对于人员密集型的场所,其地面水平照度不用少于3.0LX,而楼梯间的水平照度应不少于5.0LX,对于避难层其照度要求更高。
Y语
消防设计是建筑设计的重要组成部分,关系到人民群众的生命财产安全,要给予特别的重视。高层建筑楼层高、疏散路线长,一旦发生火灾,就会给逃生疏散带来一定的困难,因此,需要通过正确、合理的消防安全疏散设计,以求火灾发生时能够及时、安全地将人员疏散到安全区域,从而最大限度的减少火灾造成的人员伤亡。
参考文献:
[1] 霍凌云.建筑安全疏散消防设计的探讨[J].科技展望,2017,07:316.
关键词:导线截面,电梯电源, 应急照明, 电气安全
Abstract: this paper according to my years of design and field experience, for residential buildings in the electrical design easy to overlook meet safety of electrical problems, this paper puts forward some personal shallow view design on with you is discussed in this paper.
Keywords: wire section, the power supply, emergency lighting, electrical safety
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
一、住宅建筑内导线截面的选择
随着大功率家用电器的普及,居民家庭生活用电量需求的增加,对家庭中电气的安全设计极为重要。但电气线路设计往往片面强调节约,容量设计偏低,不能适应负荷增长的需要。近年来,线路不堪重负、频繁跳闸,给居民的生活和工作带来极大的不便,更严重的是线路长期过载,导致绝缘下降,电气火灾事故不断发生。新的国家标准《住宅建筑电气设计规范》(JGJ242-2011)已明确要求:电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线,导线应采用铜线,每套住宅进户线截面不应小于10mm2,分支回路截面不应小于2.5mm2;每套住宅的空调电源插座、电源插座与照明应分路设计;厨房电源插座和卫生间电源插座宜设置独立回路等。但这个标准依然是住宅电气设计中的最低要求,况且住宅不同于其他工程,没有专业电工维护,居民又缺乏电气安全知识,很容易发生消防事故。由于导线截面选择过小,加上线路发热,绝缘层老化加速,而引起的种种电气火灾的教训,提醒我们应考虑到安全性、功能性、可适应发展性的要求,住宅电气设计应有一定的超前意识。
二、住宅普通客梯与消防电梯电源供电问题
现实中电气施工图设计中,发现有不少电气设计人员把8~34层住宅普通客梯与消防电梯,均设计为合用一组电源供电,认为这样可以减少高层住宅低压配电出线回路,减少投资。往往因为这样,给消防设备供电可靠性给忽略掉了。现时国内 12~18层住宅必设消防电梯,而此消防电梯一般兼作客梯,并与普通客梯共用前室,故此类电梯采用一组双电源供电较为合理且符合安全要求。但为了保证消防电梯安全运行,避免其它用电设备的干扰,对19层以上住宅普通客梯与消防电梯,则应采用专用的供电回路供电。这也符合《建筑设计防火规范》(GB 50016—2006)及《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)的有关条文,消防用电设备应采用专用的供电回路。还有《民用建筑电气设计规范 》(JGJ 16-2008)第13.9.11条也有明确规定:当12~18层普通住宅的消防电梯兼作客梯且两类电梯共用前室时,可由一组消防双电源供电。所以19层及以上的高层住宅客梯及消防电梯应分开二组回路分别供电,确保消防设备供电可靠性。
三、切除有关非消防电源及启动应急照明
根据《民用建筑电气设计规范 》(JGJ 16-2008)13.8.3条规定高层居住建筑疏散楼梯间、长度超过20m的内走道、消防电梯间及其前室、合用前室应设置疏散照明。在《火灾自动报警系统设计规范》GB50116- 98第6. 3. 1. 8 条规定“消防控制室在确定火灾后, 应能切断有关部位的非消防电源, 并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯”本条规定主要针对的是在火灾情况下, 为防止可能发生的线路短路等故障, 防止由于电气线路造成火势蔓延扩大以及消防队员扑救时的触电事故, 同时为了保证人员疏散要求及消防队员的救火需要, 因此要求切除有关非消防电源及启动应急照明。设计中应注意几点, 首先应明确的是火灾时需要切除的, 仅仅是起火部位的非消防电源, 所以切除非消防用电应按防火分区实施分区控制, 以便尽可能的缩小强切电源的范围, 减少因强切电源造成的意外损失。启动应急照明设计是一个难点, 所要注意的是要解决好正常使用和火灾事故状态下消防控制的矛盾。
四、卫生间电气安全设计
卫生间内电器数目较多,比如排气扇、浴霸、镜前灯等等,有的还配置电加热淋浴器;另一方面,卫生间内管道多,设备多,湿度较大,因此很容易发生危险。人体触及带电体时会受到电击,电击电流的大小由接触电压和人体阻抗所决定,电流越强,阻抗越低则发生危险性的可能性也越大。在潮湿的环境中,人体的阻抗也会相应降低。《住宅设计规范》规定在潮湿区域、潮湿皮肤的状况下安全电压为24V;比如人在浴缸内洗澡,浴缸的排水管处于地电位,进水管同某电气设备的外壳相碰,两者的电位差远大于2.5V,甚至超过12V,此时人坐在浴缸里触及进水管,就有生命危险。
在《规范》的条文中有如下说明:在卫生间内作“局部等电位联结”可使卫生间处于同一电位,防止出现危险的接触电压。即把卫生间内所有金属体联成一体,使之不存在电位差,从而避免电击的可能。其大体做法是在卫生间内将各种金属管道、结构件(包括混凝土楼板中的钢筋)用铜芯线连接,通过一种叫等电位联结端子箱的设备互相连通,使之处于相同电位。有了等电位连接后,即使电气设备外壳的电位远高于地电位,但由于人体可能触及到的金属物体处于相同位,因此人不会受到电击。
五、设计时容忽略的规程规范
在《住宅设计规范》6. 5. 2 条第 7 款:“每栋住宅的总电源进线断路器, 应具有漏电保护功能”。其条文说明为:“接地电弧短路是常见多发的电气火灾起因, 但电弧短路的电流小, 一般的断路器和熔断器不能或不能及时切断电源, 而具有漏电保护功能的断路器对电弧短路电流有很高的动作灵敏性, 能及时切断电源, 防止电气火灾的发生”。从条文说明中可以看出, 该条规范主要是针对接地电弧短路引发电气火灾事故的规定, 必须遵守。
结束语
住宅小区的建设,事关提高人民生活质量的大事,我们要科学、合理地进行住宅电气设计。通过分析民用住宅电气火灾隐患,认真总结设计经验,将能使我们对住宅电气设计有更加深入的了解,为了实际项目设计中保证人民群众的用电安全是我们的职责。
参考文献:
1.《住宅设计规范》(GB50096-1999);
2.《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-98);
3.《民用建筑电气设计规范 》(JGJ 16-2008);
4.《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95);
关键词:高层住宅平面公共交通
高层住宅平面的公共交通部分主要分为两部分,一是入口层的公共交通部分,二是标准层的公共交通部分,本文着重研究的是高层住宅的标准层平面的公共交通部分的设计以及其与套型的组合关系。
根据《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)中对高层住宅防火及疏散的规定,我将高层住宅公共交通平面分为以下三类: 10~11层的高层住宅平面、12~18层的高层住宅平面、19层~100m的高层住宅平面。
根据高层住宅标准层平面中公共交通部分的不同分为三个部分:十层到十一层的高层住宅可以只设一部电梯,一部楼梯;十二层到十八层的高层住宅设置不少于两部电梯,一部疏散楼梯;十八层以上设置不少于两部电梯,两部疏散楼梯。
(1) 10~11层的高层住宅平面公共交通设计研究
《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)中规定“6.2.3.1 十一层及十一层以下的单元式住宅可不设封闭楼梯间,但开向楼梯间的户门应为乙级防火门,且楼梯间应靠外墙并应直接天然采光和自然通风;6.2.1 一类建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m的二类建筑以及塔式住宅均应设防烟楼梯间”。
可只设一部电梯和一部楼梯。其中,单元式住宅如果满足“开向楼梯间的户门应为乙级防火门,且楼梯间应靠外墙并应直接天然采光和自然通风”可以不设封闭楼梯间,否则就要设封闭楼梯间;塔式住宅应设防烟楼梯间,其电梯应符合消防电梯的要求。(图1、2、3、4)
一般说来,10~11层的小高层住宅较多采用单元式住宅形式,通过对单元式住宅和塔式住宅公共交通部分的比较我们也可以得知单元式住宅比塔式住宅要更为经济,并且也更利于提高土地的利用率。
(2) 12~18层的高层住宅平面公共交通设计研究
《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)中的规定“6.2.3.2 十二层及十八层的单元式住宅应设封闭楼梯间;6.3.1.3 十二层及十二层以上的单元式住宅和通廊式住宅应设消防电梯;6.1.1 高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两个,但符合下列条件之一的,可设一个安全出口:6.1.1.1 十八层及十八层以下,每层不超过八户,建筑面积不超过650平米,且设有一座防烟楼梯间和消防电梯的塔式住宅;6.1.1.2每个单元设有一座通向屋顶的疏散楼梯,且从第十层起每层相邻单元设有连通阳台或凹廊的单元式住宅”。
《住宅设计规范》(1999年)中规定“4.1.7十二层及以上的高层住宅,每栋楼设置电梯不应少于两台,其中宜配置一台可容纳担架的电梯”。
无论是单元式住宅还是塔式住宅,均要求设两部电梯,其中一部应符合消防电梯的要求。单元式住宅应设封闭楼梯间,塔式住宅应设防烟楼梯间。从这一点上看,单元式住宅和塔式住宅之间在公共交通部分的差距不大,因此在12~18层的高层住宅中塔式住宅的优势显露出来。
对于较为普遍的一梯两户到一梯六户的高层住宅,由《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)满足6.1.1.1和6.1.1.2 就可只设一座疏散楼梯。(图5、6)
(3)19层~100m的高层住宅平面公共交通设计研究
《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)中规定“6.2.3.3 十九层及十九层以上的单元式住宅应设防烟楼梯间; 6.1.2 塔式高层建筑,两座疏散楼梯宜独立设置,当确有困难时,可设置剪刀楼梯”。
19层~100m的高层住宅中的公共交通部分一般集中设置,不仅有利于结构设计,还可以节约公共交通的面积。另外,19层以上的高层住宅中,塔式住宅比单元式住宅具有更多的优势。
在实际设计中,套型平面和公共交通平面的结合关系在一定程度上决定了公共交通面积的大小。对小高层来说,这种结合是较为容易的,因为组织一部电梯和一部楼梯并且还要将公共走道的面积做到最为经济,不过也就几种组织方式。但是对12层以上的高层住宅,尤其是18层以上的高层住宅不仅要组织两部以上的电梯和两部疏散楼梯(或剪刀梯),还要考虑管道井的个数和位置,要尽量满足电梯厅和楼梯间的自然采光通风,在一梯多户的高层住宅中,如何有效的组织多个入户门就不是那么容易了。因此,这里所要探讨的这种结合关系主要针对18层以上的高层住宅。
套型平面和公共交通平面的结合主要分为两种情况,第一种是规则平面,也就是诸如“一字型”、“T字型”、“十字型”等规则形状的高层住宅平面(图7、8);第二种是不规则平面,也就是由规则平面经过扭转以后得到的套型平面之间的夹角非90度的倍数关系的高层住宅平面(图9、10、11)。
图1一梯四户,封闭楼梯间自然采光通风,但电梯厅为暗厅。
图2一梯两户,封闭楼梯间,电梯厅和楼梯间均自然采光通风。
图3一梯四户单元式小高层,交通核水平向布置,联系上下四个单元。 图4一梯两户单元式小高层,电梯移至外侧,减少了对住户室内的噪音影响。
图5一梯四户,电梯分开设置,楼梯间自然采光通风,电梯厅为暗厅。
图6一梯五户,电梯楼梯结合设置,电梯厅和楼梯间均自然采光通风。
图7一梯五户,结合入户花园组织套型平面和公共交通平面的关系可以避免设计中的很多问题。
图8一梯六户,套型平面和公共交通平面结合合理,是较为常见的做法。
图9一梯四户,公共交通平面采用规则形状,套型平面的入户花园和厨房为不规则形状,公共交通面积较经济。 图10一梯六户,套型平面房间均为规则形状,公共交通平面为不规则形状。 图11 一梯五户,公共交通平面和套型平面均有不规则空间出现,因采用入户花园其公共交通面积较经济。
公共交通部分因电梯和疏散楼梯的相对位置不同,入户门的位置不同大致有以下四种组合方式:
(1)电梯并列布置,电梯与疏散楼梯分居交通部分两侧;
图12 一梯四户,电梯厅无自然采光,但交通面积较小,交通平面布置较为经济。 图13一梯八户,电梯厅自然采光。
图14一梯八户,电梯厅对外,采光通风景观均佳。
图15一梯六户,楼梯间自然通风采光,电梯厅为暗厅。
(2)电梯并列布置,电梯与疏散楼梯并排布置,交通部分位于外侧或内侧;
图16一梯四户,电梯厅对外,景观采光通风均佳 图17一梯六户,电梯厅对外,采光通风良好 图18 一梯六户,楼梯间靠近外墙,电梯厅无直接采光
(3)电梯分开设置或疏散楼梯分开设置;
图19一梯两户,双入户门,电梯分开设置。 图20 一梯六户,疏散楼梯分开设置并跟电梯并列布置。
图21一梯四户,两部疏散楼梯独立设置,交通面积较大。 图22一梯四户,两部疏散楼梯单独设置,电梯分开布置。
(4)电梯和楼梯结合组织平面交通
图23公共交通平面图
图23为深圳群星广场一梯八户的公共交通平面图,电梯间隔两层停靠,住户出电梯厅利用外廊外侧的弧形楼梯上楼或下楼,一方面提高了电梯的使用效率,另一方面外廊计一半面积也不至因走道多长而导致交通面积过大,隔几层设置的公共平台可以增进住户之间的交往。它也打破了一般高层住宅只依靠电梯组织交通的常规做法。
参考文献:
[1] 中华人民共和国国家标准,高层民用建筑设计防火规范(2005年版),国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合
[2] 中华人民共和国国家标准,住宅设计规范(2006年版),国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合
[3] 开彦,高层和小高层住宅的规划设计要点与设计,住宅科技,2004/10