對現(xiàn)行民用建筑防火技術體系的分析與探討
我國現(xiàn)行民用建筑防火技術體系是以《建筑設計防火規(guī)范》、《高層民用建筑設計防火規(guī)范》等技術規(guī)范為依據(jù),以建筑防火總平面布局、結構耐火等級、防火分區(qū)、安全疏散、消防設施、內(nèi)裝修防火為主要內(nèi)容的建筑防火技術體系。該技術體系有如下特點:①對民用建筑進行適當分類;②依據(jù)建筑分類提出不同的防火技術要求;③對建筑內(nèi)裝修材料進行嚴格限制;④對火災危險性大,人員密集、疏散難度大的建筑及部位提出強制設置自動消防設施的要求。近年來,隨著我國經(jīng)濟建設和城市建設的飛速發(fā)展,社會對建筑使用功能和防火功能的要求不斷提高,許多諸如建筑防火設計與建筑使用功能設計和結構設計之間的矛盾不斷出現(xiàn),傳統(tǒng)的民用建筑防火技術體系存在的問題開始凸顯。
1 對現(xiàn)行民用建筑防火技術體系存在問題的分析
1.1 對民用建筑的分類標準尚需細化
目前的民用建筑防火技術體系中對民用建筑的分類,僅限于按使用功能和建筑高度(樓層)區(qū)分。對于不同類建筑的火災危險特性,缺乏系統(tǒng)科學的分析判斷標準。如同樣是商場,經(jīng)營服裝、紡織品、家電等易燃、可燃商品的商場與經(jīng)營五金、機械零配件的商場其火災危險特性是不同的;而大型綜合性超市與小型專賣店的日常顧客流量也有明顯區(qū)別。
1.2 對防火分區(qū)面積、人員疏散寬度和內(nèi)裝修防火等內(nèi)容的強制規(guī)定,造成防火設計與使用功能設計的諸多矛盾
(1)現(xiàn)行民用建筑防火技術體系中對于防火分區(qū)的規(guī)定,對于許多大空間建筑防火設計來說,是一個非常棘手的難題。防火分區(qū)的劃分需要用防火分隔物,而目前規(guī)范中規(guī)定的防火分隔物只有防火墻和防火卷簾,設置防火墻顯然會影響使用功能,而設置防火卷簾對于凈高很高的建筑來說難度也很大,而且大跨度、大面積的防火卷簾在火災時能否正常運行也是一個未知數(shù)。
(2)現(xiàn)行民用建筑防火技術體系中對于人員疏散寬度的規(guī)定,使許多人員密集場所如商店(場)、餐飲建筑防火設計中難以做到。例如一個每層建筑面積5000 m2的多層商場建筑,按現(xiàn)行規(guī)范計算的總疏散寬度約為16m,即應設置寬度為2m的樓梯8部,這對于寸土寸金的商業(yè)建筑來說,是令建設投資方難以接受的。
(3)現(xiàn)行民用建筑防火技術體系對于內(nèi)裝修材料的防火要求,使許多新型裝飾裝修材料的應用受到限制,從而也就使建筑內(nèi)部裝飾裝修的效果大打折扣。
1.3 對主動防火系統(tǒng)在建筑防火技術體系中的作用需重新定位
主動防火系統(tǒng)是指以自動滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制、防排煙系統(tǒng)、安全疏散誘導和應急照明系統(tǒng)組成的、能夠自動探測撲救初起火災的建筑自動消防系統(tǒng),在建筑防火中發(fā)揮著極其重要的作用。在現(xiàn)行建筑防火技術體系中,僅對某些重要建筑或建筑部位提出強制設置自動消防設施的要求,而未將其作為一項提升建筑總體防火能力或作為彌補以提高建筑物耐火等級、嚴格劃分防火分區(qū)等為主要內(nèi)容的建筑被動防火體系的手段,因而從某種意義上來說也就限制了其在建筑防火中的廣泛應用,從而也就出現(xiàn)了在大量設置防火卷簾的建筑中,用于防火卷簾保護水幕的用水量遠大于自動噴水滅火系統(tǒng)用水量這一極不合理的現(xiàn)象。
1.4 對以鋼結構為代表的新型建筑結構形式防火技術要求缺乏系統(tǒng)有效的指導
隨著我國建筑行業(yè)迅猛發(fā)展,大量以鋼結構為代表的、集經(jīng)濟與建設速度快等特點于一身的新型建筑結構形式不斷出現(xiàn),同時也給建筑防火技術帶來了新的難題。由于鋼結構構件的耐火極限很低(約0.25 h),在火災情況下鋼結構建筑有可能會出現(xiàn)跨塌,因此如何提高鋼結構建筑的耐火等級是鋼結構建筑防火技術的關鍵?,F(xiàn)行防火技術體系中對鋼結構建筑防火手段僅限于對鋼結構構件涂刷防火涂料、包敷不燃材料等簡單措施,不僅效果不夠理想,而且非常不經(jīng)濟。
2 解決問題的幾種途徑及分析
現(xiàn)行建筑防火技術體系存在的諸多問題,給某些建筑工程的設計和消防審核驗收工作帶來了許多困難,目前解決問題的途徑主是通過消防主管部門組織本部門和設計部門有關建筑防火專家對疑難問題進行研討,提出修改、彌補,措施后形成會議紀要,以作為設計的依據(jù)。但這種方式存在以下兩個方面的問題:一是法律地位問題,即專家組的討論意見能否取代國家消防技術標準而作為設計和審核依據(jù)尚有爭論;二是技術可靠性問題,專家憑個人的知識和經(jīng)驗提出的意見缺乏科學實驗和論證作支撐。
2.2 性能化防火設計的途徑
性能化防火設計是于20世紀末興起的一種全新的防火設計理念,與依據(jù)指令性規(guī)范的防火設計方式不同的是,它不是根據(jù)確定的,一成不變的模式進行設計,而是運用消防安全工程學的原理和方法制定整個建筑防火系統(tǒng)所應達到的目標,在對建筑進行火災風險評估的基礎上,尋找實現(xiàn)建筑防火安全的最佳方案。但這種途徑同樣存在兩個方面的問題:一是法律地位問題,我國現(xiàn)行的建筑及消防法律法規(guī)中對性能化防火設計暫無明確規(guī)定;二是經(jīng)濟問題,性能化防火設計涉及大量的分析、計算、設計文件制作和專業(yè)評估,需要大量人力和物力投入,一般建設投資者難以接受。
2.3 修訂、完善現(xiàn)行防火技術體系的途徑
考慮到我國的經(jīng)濟水平和建筑防火設計、審核技術力量,以強制性防火設計規(guī)范或防火設計指南為主要依據(jù)的建筑防火技術體系,在很長一個時期內(nèi)仍將是適合我國國情的、較為切實可行的途徑。但現(xiàn)行技術體系在實際應用中出現(xiàn)的種種問題,說明必須對其進行深入的修訂完善。
3 對修訂、完善現(xiàn)行民用建筑防火技術體系的探討
3.1 進一步完善細化民用建筑防火安全分類標準
目前民用建筑防火安全僅以使用功能和建筑高度為標準分類,但在實際建筑防火設計中,往往要考慮建筑內(nèi)的致災因素和人員安全因素,因此筆者認為缺乏或不充分考慮這兩種因素的民用建筑劃分標準,是不完善、不合理的。
3.1.1 致災因素
致災因素是指建筑物內(nèi)可能引發(fā)火災和可能造成火災蔓延的各類因素,具體應包含建筑物內(nèi)的起火源數(shù)量和分布情況,各類火災荷載的數(shù)量和分布情況,建筑結構布局情況等3大類因素。
(1)對建筑起火源因素的分析結果,將最終決定建筑物的起火概率。在民用建筑中,起火因素大致應包括電氣設備火災(短路、過負荷、過電壓)、用火不慎(餐飲、廚房等用火)、遺留火種(如煙頭)、外來火源等。
(2)對建筑火災荷載的分析結果,將最終決定建筑物火災的嚴重程度。在民用建筑中,對火災荷載的確定應包括對建筑物的室內(nèi)可燃裝修材料和擺放的各類可燃物品的數(shù)量、分布和燃燒性能的綜合分析,顯然不同類的建筑物及建筑物的不同部位其內(nèi)部火災荷載的情況是千差萬別的。
(3)建筑結構布局因素對建筑物火災的嚴重程度的分析結果也會產(chǎn)生很大的影響。
3.1.2 人員安全因素
人員安全因素是指在對建筑物內(nèi)部的人員數(shù)量、分布及人員的疏散能力分析的基礎上,綜合建筑物的致災因素,確定在火災情況下可能影響人員安全疏散,造成的人員傷亡的各類因素。
這樣,對民用建筑防火安全分類標準就應當包括建筑使用功能、建筑高度、致災因素和人員安全因素這4個方面,通過對這4個方面的綜合分析,來對民用建筑防火安全等級標準進行更為詳細的劃分。例如:位于市區(qū)人口較為集中的繁華地段的某一大型綜合性(包括食品、服裝、家電、家具等商品)購物超市,其中防火安全等級若劃為1級,而另一家位于市區(qū)的中等規(guī)模的專賣服裝或家電的商店的防火安全等級則可劃分為2級,而同等規(guī)模的專營五金類的商店的防火安全等級則可劃分為3級。在確定民用建筑防火安全分類標準的基礎上,提出相應的防火安全技術標準,使民用建筑防火技術體系更加細化合理,更具針對性、經(jīng)濟性和適應性。
3.2 建筑防火技術體系中各防火安全系統(tǒng)之間的關系
現(xiàn)行的建筑防火技術體系對建筑的防火規(guī)劃、耐火等級、防火分區(qū)、內(nèi)部裝修、消防設施、人員安全疏散及避難都有相對獨立完整的考慮,但缺點是各類防火措施之間缺乏相互協(xié)同、相互補充的統(tǒng)一標準,從而導致防火綜合功效和整體經(jīng)濟性低下,這也是現(xiàn)行建筑防火技術體系適應性較差的原因。
要實現(xiàn)各建筑防火措施的有機協(xié)調(diào),同時又不降低建筑物的防火安全等級,必須要求消防技術標準體系對具體的建筑防火安全等級做出有針對性的、可供選擇的指導性意見。而其中最重要的一點是要體現(xiàn)主動防火技術體系和被動防火技術體系之間的相互彌補?,F(xiàn)行的建筑防火技術體系中,以提高建筑物的耐火等級、劃分防火分區(qū)、限制可燃裝修材料的應用,保證安全疏散出口寬度及數(shù)量等為主要內(nèi)容的建筑物被動防火系統(tǒng)是放在首位的,因為它具有普遍性、可靠性、耐久性和經(jīng)濟性的特點,但這并不意味著它適合所有建筑物。隨著我國經(jīng)濟水平和技術水平的發(fā)展提高,以自動滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制、防排煙系統(tǒng)、安全疏散誘導和應急照明系統(tǒng)為主的建筑主動防火體系已越來越被廣泛地應用于建筑防火,并且隨著生產(chǎn)技術工藝水平的提高,其產(chǎn)品的質(zhì)量、性能日趨完善進步,價格也已被大部分建設投資方所能接受,因此提高主動防火系統(tǒng)在建筑防火技術體系中的地位,實現(xiàn)主、被動防火系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)和有機互補,是非?,F(xiàn)實和必要的。
3.3 完善規(guī)范新型建筑結構材料
及時更新、完善、規(guī)范對新型建筑結構材料、裝修材料防火安全性能和新型建筑防火滅火產(chǎn)品的指導性標準?,F(xiàn)行建筑防火技術體系對以鋼筋混凝土,加氣、輕質(zhì)混凝土,普通磚為材料的各類建筑結構構件的耐火極限已做出了系統(tǒng)詳細的指導。但對于以鋼材為主的各類新建筑結構形式的防火安全技術措施以及各類新型的建筑內(nèi)裝修材料的防火性能或防火措施,缺乏及時有效的指導,從而給設計、消防部門帶來了困難,也限制了新型建筑結構裝修材料的應用,這也進一步說明了我國現(xiàn)行防火技術標準在體系和自我更新完善方面的欠缺。
筆者認為,對各類新型建筑結構、裝修材料及建筑防火滅火產(chǎn)品的指導性標準應獨立于建筑防火技術標準,其更新完善的周期也應小于相應的建筑防火技術標準,只有這樣才能推動新材料、新產(chǎn)品的研制和應用,反過來才能推動建筑防火技術體系的進一步更新與完善。
1 對現(xiàn)行民用建筑防火技術體系存在問題的分析
1.1 對民用建筑的分類標準尚需細化
目前的民用建筑防火技術體系中對民用建筑的分類,僅限于按使用功能和建筑高度(樓層)區(qū)分。對于不同類建筑的火災危險特性,缺乏系統(tǒng)科學的分析判斷標準。如同樣是商場,經(jīng)營服裝、紡織品、家電等易燃、可燃商品的商場與經(jīng)營五金、機械零配件的商場其火災危險特性是不同的;而大型綜合性超市與小型專賣店的日常顧客流量也有明顯區(qū)別。
1.2 對防火分區(qū)面積、人員疏散寬度和內(nèi)裝修防火等內(nèi)容的強制規(guī)定,造成防火設計與使用功能設計的諸多矛盾
(1)現(xiàn)行民用建筑防火技術體系中對于防火分區(qū)的規(guī)定,對于許多大空間建筑防火設計來說,是一個非常棘手的難題。防火分區(qū)的劃分需要用防火分隔物,而目前規(guī)范中規(guī)定的防火分隔物只有防火墻和防火卷簾,設置防火墻顯然會影響使用功能,而設置防火卷簾對于凈高很高的建筑來說難度也很大,而且大跨度、大面積的防火卷簾在火災時能否正常運行也是一個未知數(shù)。
(2)現(xiàn)行民用建筑防火技術體系中對于人員疏散寬度的規(guī)定,使許多人員密集場所如商店(場)、餐飲建筑防火設計中難以做到。例如一個每層建筑面積5000 m2的多層商場建筑,按現(xiàn)行規(guī)范計算的總疏散寬度約為16m,即應設置寬度為2m的樓梯8部,這對于寸土寸金的商業(yè)建筑來說,是令建設投資方難以接受的。
(3)現(xiàn)行民用建筑防火技術體系對于內(nèi)裝修材料的防火要求,使許多新型裝飾裝修材料的應用受到限制,從而也就使建筑內(nèi)部裝飾裝修的效果大打折扣。
1.3 對主動防火系統(tǒng)在建筑防火技術體系中的作用需重新定位
主動防火系統(tǒng)是指以自動滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制、防排煙系統(tǒng)、安全疏散誘導和應急照明系統(tǒng)組成的、能夠自動探測撲救初起火災的建筑自動消防系統(tǒng),在建筑防火中發(fā)揮著極其重要的作用。在現(xiàn)行建筑防火技術體系中,僅對某些重要建筑或建筑部位提出強制設置自動消防設施的要求,而未將其作為一項提升建筑總體防火能力或作為彌補以提高建筑物耐火等級、嚴格劃分防火分區(qū)等為主要內(nèi)容的建筑被動防火體系的手段,因而從某種意義上來說也就限制了其在建筑防火中的廣泛應用,從而也就出現(xiàn)了在大量設置防火卷簾的建筑中,用于防火卷簾保護水幕的用水量遠大于自動噴水滅火系統(tǒng)用水量這一極不合理的現(xiàn)象。
1.4 對以鋼結構為代表的新型建筑結構形式防火技術要求缺乏系統(tǒng)有效的指導
隨著我國建筑行業(yè)迅猛發(fā)展,大量以鋼結構為代表的、集經(jīng)濟與建設速度快等特點于一身的新型建筑結構形式不斷出現(xiàn),同時也給建筑防火技術帶來了新的難題。由于鋼結構構件的耐火極限很低(約0.25 h),在火災情況下鋼結構建筑有可能會出現(xiàn)跨塌,因此如何提高鋼結構建筑的耐火等級是鋼結構建筑防火技術的關鍵?,F(xiàn)行防火技術體系中對鋼結構建筑防火手段僅限于對鋼結構構件涂刷防火涂料、包敷不燃材料等簡單措施,不僅效果不夠理想,而且非常不經(jīng)濟。
2 解決問題的幾種途徑及分析
現(xiàn)行建筑防火技術體系存在的諸多問題,給某些建筑工程的設計和消防審核驗收工作帶來了許多困難,目前解決問題的途徑主是通過消防主管部門組織本部門和設計部門有關建筑防火專家對疑難問題進行研討,提出修改、彌補,措施后形成會議紀要,以作為設計的依據(jù)。但這種方式存在以下兩個方面的問題:一是法律地位問題,即專家組的討論意見能否取代國家消防技術標準而作為設計和審核依據(jù)尚有爭論;二是技術可靠性問題,專家憑個人的知識和經(jīng)驗提出的意見缺乏科學實驗和論證作支撐。
2.2 性能化防火設計的途徑
性能化防火設計是于20世紀末興起的一種全新的防火設計理念,與依據(jù)指令性規(guī)范的防火設計方式不同的是,它不是根據(jù)確定的,一成不變的模式進行設計,而是運用消防安全工程學的原理和方法制定整個建筑防火系統(tǒng)所應達到的目標,在對建筑進行火災風險評估的基礎上,尋找實現(xiàn)建筑防火安全的最佳方案。但這種途徑同樣存在兩個方面的問題:一是法律地位問題,我國現(xiàn)行的建筑及消防法律法規(guī)中對性能化防火設計暫無明確規(guī)定;二是經(jīng)濟問題,性能化防火設計涉及大量的分析、計算、設計文件制作和專業(yè)評估,需要大量人力和物力投入,一般建設投資者難以接受。
2.3 修訂、完善現(xiàn)行防火技術體系的途徑
考慮到我國的經(jīng)濟水平和建筑防火設計、審核技術力量,以強制性防火設計規(guī)范或防火設計指南為主要依據(jù)的建筑防火技術體系,在很長一個時期內(nèi)仍將是適合我國國情的、較為切實可行的途徑。但現(xiàn)行技術體系在實際應用中出現(xiàn)的種種問題,說明必須對其進行深入的修訂完善。
3 對修訂、完善現(xiàn)行民用建筑防火技術體系的探討
3.1 進一步完善細化民用建筑防火安全分類標準
目前民用建筑防火安全僅以使用功能和建筑高度為標準分類,但在實際建筑防火設計中,往往要考慮建筑內(nèi)的致災因素和人員安全因素,因此筆者認為缺乏或不充分考慮這兩種因素的民用建筑劃分標準,是不完善、不合理的。
3.1.1 致災因素
致災因素是指建筑物內(nèi)可能引發(fā)火災和可能造成火災蔓延的各類因素,具體應包含建筑物內(nèi)的起火源數(shù)量和分布情況,各類火災荷載的數(shù)量和分布情況,建筑結構布局情況等3大類因素。
(1)對建筑起火源因素的分析結果,將最終決定建筑物的起火概率。在民用建筑中,起火因素大致應包括電氣設備火災(短路、過負荷、過電壓)、用火不慎(餐飲、廚房等用火)、遺留火種(如煙頭)、外來火源等。
(2)對建筑火災荷載的分析結果,將最終決定建筑物火災的嚴重程度。在民用建筑中,對火災荷載的確定應包括對建筑物的室內(nèi)可燃裝修材料和擺放的各類可燃物品的數(shù)量、分布和燃燒性能的綜合分析,顯然不同類的建筑物及建筑物的不同部位其內(nèi)部火災荷載的情況是千差萬別的。
(3)建筑結構布局因素對建筑物火災的嚴重程度的分析結果也會產(chǎn)生很大的影響。
3.1.2 人員安全因素
人員安全因素是指在對建筑物內(nèi)部的人員數(shù)量、分布及人員的疏散能力分析的基礎上,綜合建筑物的致災因素,確定在火災情況下可能影響人員安全疏散,造成的人員傷亡的各類因素。
這樣,對民用建筑防火安全分類標準就應當包括建筑使用功能、建筑高度、致災因素和人員安全因素這4個方面,通過對這4個方面的綜合分析,來對民用建筑防火安全等級標準進行更為詳細的劃分。例如:位于市區(qū)人口較為集中的繁華地段的某一大型綜合性(包括食品、服裝、家電、家具等商品)購物超市,其中防火安全等級若劃為1級,而另一家位于市區(qū)的中等規(guī)模的專賣服裝或家電的商店的防火安全等級則可劃分為2級,而同等規(guī)模的專營五金類的商店的防火安全等級則可劃分為3級。在確定民用建筑防火安全分類標準的基礎上,提出相應的防火安全技術標準,使民用建筑防火技術體系更加細化合理,更具針對性、經(jīng)濟性和適應性。
3.2 建筑防火技術體系中各防火安全系統(tǒng)之間的關系
現(xiàn)行的建筑防火技術體系對建筑的防火規(guī)劃、耐火等級、防火分區(qū)、內(nèi)部裝修、消防設施、人員安全疏散及避難都有相對獨立完整的考慮,但缺點是各類防火措施之間缺乏相互協(xié)同、相互補充的統(tǒng)一標準,從而導致防火綜合功效和整體經(jīng)濟性低下,這也是現(xiàn)行建筑防火技術體系適應性較差的原因。
要實現(xiàn)各建筑防火措施的有機協(xié)調(diào),同時又不降低建筑物的防火安全等級,必須要求消防技術標準體系對具體的建筑防火安全等級做出有針對性的、可供選擇的指導性意見。而其中最重要的一點是要體現(xiàn)主動防火技術體系和被動防火技術體系之間的相互彌補?,F(xiàn)行的建筑防火技術體系中,以提高建筑物的耐火等級、劃分防火分區(qū)、限制可燃裝修材料的應用,保證安全疏散出口寬度及數(shù)量等為主要內(nèi)容的建筑物被動防火系統(tǒng)是放在首位的,因為它具有普遍性、可靠性、耐久性和經(jīng)濟性的特點,但這并不意味著它適合所有建筑物。隨著我國經(jīng)濟水平和技術水平的發(fā)展提高,以自動滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制、防排煙系統(tǒng)、安全疏散誘導和應急照明系統(tǒng)為主的建筑主動防火體系已越來越被廣泛地應用于建筑防火,并且隨著生產(chǎn)技術工藝水平的提高,其產(chǎn)品的質(zhì)量、性能日趨完善進步,價格也已被大部分建設投資方所能接受,因此提高主動防火系統(tǒng)在建筑防火技術體系中的地位,實現(xiàn)主、被動防火系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)和有機互補,是非?,F(xiàn)實和必要的。
3.3 完善規(guī)范新型建筑結構材料
及時更新、完善、規(guī)范對新型建筑結構材料、裝修材料防火安全性能和新型建筑防火滅火產(chǎn)品的指導性標準?,F(xiàn)行建筑防火技術體系對以鋼筋混凝土,加氣、輕質(zhì)混凝土,普通磚為材料的各類建筑結構構件的耐火極限已做出了系統(tǒng)詳細的指導。但對于以鋼材為主的各類新建筑結構形式的防火安全技術措施以及各類新型的建筑內(nèi)裝修材料的防火性能或防火措施,缺乏及時有效的指導,從而給設計、消防部門帶來了困難,也限制了新型建筑結構裝修材料的應用,這也進一步說明了我國現(xiàn)行防火技術標準在體系和自我更新完善方面的欠缺。
筆者認為,對各類新型建筑結構、裝修材料及建筑防火滅火產(chǎn)品的指導性標準應獨立于建筑防火技術標準,其更新完善的周期也應小于相應的建筑防火技術標準,只有這樣才能推動新材料、新產(chǎn)品的研制和應用,反過來才能推動建筑防火技術體系的進一步更新與完善。
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