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浅谈大空间场所火灾

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  摘要:对大空间建筑按结构特点和功能特点进行了分类,指出了大空间建筑火灾的特点及大空间建筑火灾防治中存在的问题,并提出了相应的解决方案。
  关键字:大空间 火灾 探测
  
  1、引言
  随着社会经济的迅速发展,带有大空间场所的现代化建筑越来越多。大空间建筑指的是那种内部空间很大的建筑物,其内部空间高度往往超过12m,例如剧场、会堂、体育馆、展览馆、候车(机、船)厅、大型车间、大型仓库和高层建筑的中庭等。大空间建筑具有体量大、空间高、功能复杂等特点,在社会生产生活中得到了广泛的应用。
  火灾统计表明,近年来我国的许多重大、特大火灾均与某种形式的大空间建筑有关。例如:1994年12月8日,新疆克拉玛依市友谊馆发生恶性火灾事故,造成325人死亡、130人受伤,造成了严重的社会影响。1996年4月2日,辽宁沈阳商业城发生火灾,该商业城系设有中庭的高层建筑,导致直接财产损失5519.2万元。
  这些火灾给人民的生命财产造成了严重的损失,甚至影响到社会的稳定运行。如何预防和控制大空间建筑火灾已经成为一个亟待解决的问题。
  2、大空间的火灾特点
  大空间建筑结构跨度大、空间体积大,设计功能多样化,特性复杂。一旦发生火灾,将会造成严重的损失。建筑中大空间场所火灾具有以下特点:
  (1)容易迅速蔓延形成大规模火灾。建筑大空间场所中未被封闭的楼梯间、自动扶梯、排气道容易成为火灾蔓延的通道,形成烟囱效应。而且建筑中大空间场所常常与建筑物的其他空间相连通,环境敞开,供氧充足,使得建筑中大空间场所一旦发生火灾,将迅速蔓延并产生大量烟气。
  (2)建筑内部装修材料多,燃烧产物毒害性严重。很多建筑大空间场所对其内部环境要求较高,为了达到一定的艺术效果或实现环境舒适性等要求,这些建筑内部贴墙面层、天棚吊顶、地毯、窗帘及家具等大量采用易燃或者可燃材料,其中不少含有高分子有机物质,遇火后,这些可燃、易燃物会分解释放出大量的CO、CO2及含硫、氟的有害烟气,直接危及人员的生命安全。
  (3)火灾探测难度大。建筑中大空间场所普遍具有举架高、体积大的特点,火灾初期的烟气在上升过程中,卷吸了大量的空气而被冷却稀释,导致大空间场所内火灾烟气运动会呈现烟气弥散、沉降和热障效应等特点,这往往导致顶棚处难以聚集稳定足够的烟气、热量,致使常用的点型感烟、感温探测器难以发挥作用。
  3、大空间火灾防治中存在的问题
  由于建筑中大空间场所结构的特殊性和使用功能的复杂性,建筑中大空间场所的火灾防治与普通建筑有着明显的差别,主要表现在以下几个方面。
  (1)在大空间内进行防火防烟分隔有一定的难度。在建筑物内设置防火防烟分区是控制烟气蔓延的主要方法,但在大空间场所无法有效地采取防烟隔烟措施,大空间场所内部具有很大的开敞空间,建筑结构与普通建筑不同。比如剧场、体育馆、候车大厅等场所不适宜进行防火防烟分隔。
  (2)普通感烟火灾探测器无法及时发现火灾。目前在普通建筑中广泛使用的火灾探测器大多是点型火灾探测器,且大多为顶棚安装。普通建筑的高度大多在12m以下,火灾烟气能够很快的到达顶棚。因此,传统火灾探测器在普通建筑中是适用的,但是在大空间场所中,情况就发生了变化,由于大空间场所的结构特点,火灾初期的烟气在上升过程中,会卷吸大量的空气,而被冷却稀释,当到达顶棚时,其温度和浓度都大大降低,不足以启动传统火灾探测器,即使启动,空间底部的火灾已经发展到相当大的规模,延误了早期灭火的有利时机。
  (3)常用的自动喷水灭火装置不能有效发挥作用。在普通建筑中,洒水喷头通常是按一定间距沿顶棚分布安装的。当顶棚附近的气相温度达到喷头的启动温度后,水喷头便开始洒水。与火灾探测问题类似,在大空间场所内,这种依靠温度变化而启动的喷头及其顶棚安装方式也不适用。另一方面,普通喷头喷出的水滴从十几乃至几十米的高度落下来,往往到达不了燃烧物表面,失去有效的灭火作用。
  (4)人员密度大,安全疏散困难。许多大空间场所是人员高度集中的场所,这些场所人员密度大,很多人对于疏散路线并不清楚,一旦发生火灾,迅速扩散的烟气使得大空间场所能见度降低,人员容易惊慌,拥堵疏散通道及出口,因此,在较短的时间里,将人员迅速疏散到外界将变得相当困难。
  4、大空间火灾的解决方案
  大空间场所及其配建的其他建筑通常是一个综合而复杂的体系,为了有效防治火灾,应采取多种措施。现说明如下。
  (1)在大空间场所内采用适宜的阻燃技术。火灾源于燃烧,若想避免或控制火灾的发生和发展,必须从采用适宜的阻燃技术着手,使其朝有利于提高燃烧难度、降低燃烧向火灾转化可能性、降低已发展火灾危害的方向发展。
  (2)采用新型火灾探测技术。针对大空间火灾探测的问题,研究人员和相关企业开发几种新型的火灾探测技术,例如:线型红外光束感烟火灾探测器、吸气式感烟火灾探测器、图像型火灾探测器等。这些探测器都比较适用于大空间内火灾探测。当然,各种探测器也有一定的局限性,因此在大空间内,也可以多种探测器组合安装。
  (3)采用适用的喷水灭火技术。由于其他类型灭火剂的性能影响和用量要求,一般认为,在大空间内仍宜采用水灭火方式,改进洒水喷头是一条主要途径。大水滴快速响应喷头在控制高架仓库火灾效果较好,是可以推广使用的产品,然而它在其他大空间建筑中的适用性还需要研究。近年来,我国研制出了与火灾报警系统联动的自动寻址消防水炮,较适宜在大空间中应用。
  (4)保证足够多的安全疏散通道。疏散通道不畅是大空间建筑火灾中人员伤亡的主要原因。造成疏散通道不畅的原因主要有两个方面,一是疏散出口数量不足,这有的是因为在建筑设计时有缺陷,有的是因为在使用过程中人为的锁死或封死了疏散出口。二是疏散通道堆积了大量物品导致通道堵塞。因此,在大空间建筑中,应该设置足够多的疏散出口,并监督监管安全疏散通道的使用情况,防止人为的堵塞,锁死疏散通道。另外,为了增强大空间火灾中的安全疏散通道的能见度,应安装在烟气中穿透能力强的照明灯具与疏散诱导指示设备。
  5、总结
  随着社会的发展,大空间场所在人民生产生活中发挥着越来越重要的作用,大空间建筑的火灾预防与控制不同于普通建筑,应根据大空间建筑的结构特点和功能特点来设计大空间的火灾预防与防治措施,采用适宜的技术来解决大空间火灾中的问题,真正做到保证大空间建筑的生命和财产安全。
  
  参考文献
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  注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
  


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