5 工程模型
當依據(jù)基本原則和模型對煙氣運動和結(jié)構(gòu)火災(zāi)特性進行設(shè)計計算時,對整個疏散時間的預(yù)測就更加不準確,主要是依靠主觀假設(shè)。現(xiàn)在已經(jīng)有了先進的人員疏散模型,用它來確定疏散時間相對更好一些。當然,為了更好地量化疏散過程,還需要對人員響應(yīng)時間延遲和人員行為特點進行更進一步的研究。
6 探測和報警系統(tǒng)
向建筑內(nèi)人員發(fā)出警報的典型主動報警系統(tǒng)包括電鈴信號、自動音響信號、自動記錄信息和文本信息、手持音響報警信號和可見光信號。
特許建筑服務(wù)工程師學(xué)會(The Charteredlnstitute OfBuilding Services Engineer)導(dǎo)則E《消防工程(Fire Engineering)》給出了一些數(shù)據(jù),可以用來估計發(fā)出各種信號后,人員的響應(yīng)時間。這些數(shù)據(jù)是比較保守的,但從中可以看出不同報警系統(tǒng)間響應(yīng)時間的對比關(guān)系。(見表2)
提示人員的警報系統(tǒng)標準有:BS 5839((話音報警系統(tǒng)設(shè)計安裝和維護實用規(guī)范(Code。f practice o(the design,installation and servicing Of voice alarmsystems)》第8部分《建筑火災(zāi)探測和報警系統(tǒng)(FireDetection and Alarm Systems for Buildings)》、AS2200《建筑內(nèi)緊急警報和內(nèi)部通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)(Emergency warning and intercommunication syst-ems inbuildings)》和NFPA 72《國家(美國)火災(zāi)報警規(guī)范手冊(National FireAlarmCodeHandbook)》?,F(xiàn)在的很多指令性規(guī)范都要求高層建筑結(jié)構(gòu)要有預(yù)先錄制的話音報警系統(tǒng)。但是,仍然有許多國家對報警系統(tǒng)的要求很簡單,其中就包括香港。按照香港規(guī)范,只要在靠近防火分隔的疏散樓梯內(nèi)有警鈴就足夠了。這種系統(tǒng)在安全方面可能存在一些隱患,因為人員的響應(yīng)時間可能很長,警報的可知度無法保證,再加上人員不熟悉建筑情況和疏散路線而不知曉有關(guān)信息。采用這種簡單報警系統(tǒng)的建筑,要想實現(xiàn)階段疏散和控制疏散過程是不可能的。
7 建筑結(jié)構(gòu)消防
全世界對建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)消防的要求多種多樣。但多數(shù)建筑規(guī)范都是采用很簡單的分析方法,所有建議都可從數(shù)據(jù)表中獲得。這些有噴水保護的高層辦公用建筑結(jié)構(gòu)消防規(guī)范中給出的數(shù)據(jù)與BS 476((建筑材料和結(jié)構(gòu)火災(zāi)試驗(FiretestsOnbuildingmaterials and:tructures)》第20-30部分有不一致的地方。這說明一個問題,這些建筑中真正的火災(zāi)危險等級尚未被正確認識。
建筑實際的保護能力與試驗單元按照BS 476第20一22部分規(guī)定進行試驗時保持完整性的時間有關(guān)。這個試驗包括按照標準ISO溫度曲線(Standard ISOtemperaturecurve)(見圖1)對試驗單元進行加熱。ISO溫度曲線不受火災(zāi)荷載、結(jié)構(gòu)材料、建筑的幾何尺寸和防火分區(qū)的通風等因素的影響。這純粹是一個用于標準試驗的通用溫度曲線。所以說,一些建筑規(guī)范和ISO溫度曲線并不能完全真實地反映出結(jié)構(gòu)狀況和火災(zāi)特性,作為指令性的通用方法,他們僅僅是多種規(guī)定相互矛盾又無法統(tǒng)一時解決問題的一種方法。
8 替代方法
有一些分析設(shè)計方法要求結(jié)構(gòu)消防要根據(jù)建筑內(nèi)"真實的(real)"火災(zāi)場景來設(shè)計,也就是設(shè)計時要考慮到可能發(fā)生的"最壞(worst-case)"火災(zāi)場景。這種方法可以使用的溫度曲線有很多,包括歐洲規(guī)范中的溫度曲線和烴類溫度曲線,尤以實際氣體溫度曲線為代表。
還有一些工程工具可以用來確定"最壞可能,(worst credible)"火災(zāi)對建筑結(jié)構(gòu)的影響。用這種分析方法也能確定結(jié)構(gòu)的消防要求。這些分析方法包括:
(1)確定瞬時氣體溫度曲線(如用歐洲規(guī)范)
(2)熱分析法(如簡單的數(shù)值法或更復(fù)雜的有限單元法)
(3)結(jié)構(gòu)分析法(如局部或整體坍塌分析)
9 煙氣控制
火災(zāi)中煙氣蔓延擴散的主要通道是樓梯井或電梯井,因為他們直接貫穿建筑的所有樓層。煙氣擴散主要是由于眾所周知的"煙囪效應(yīng)"。煙囪效應(yīng)是由于內(nèi)外氣候條件不同引起煙氣向上(冬季)或向下(夏季)運動,直到達到一中性平面,然后煙氣開始橫向擴散。所以,必須設(shè)法減小煙囪效應(yīng),組織煙氣從著火樓層向樓梯井或電梯井擴散,否則就會影響人員疏散或造成煙從樓梯井或電梯井擴散到其他樓層。
以下舉例說明不同國家使用的3種加壓方法(每個例子都是用高層建筑中的樓梯井來說明問題):
香港消防署制定的實用規(guī)范(Code。fPractice)中要求對樓梯井加壓,使樓梯井和開向樓層空間的門之間形成一個壓力差,這意味著,火災(zāi)產(chǎn)生的煙會被正壓阻止而不能進入樓梯井。雖然這樣可以阻止煙進入樓梯井,但卻不能解決煙氣通過樓層之間的其他連接和貫通方式而擴散的問題。
在英國,BS 5588提出了更進一步的建議,在對樓梯井內(nèi)施加正壓的同時,對著火樓層施加負壓。這樣就更進一步增加了通過孔洞進入樓梯井之間的壓力差。與上述香港規(guī)范的方法一樣,這種方法雖然能較好地阻止煙氣進入樓梯井,卻仍然不能解決煙氣通過樓層間其他的連接和貫通方式而擴散的問題。
澳大利亞更緊了一步,其建筑規(guī)范要求樓梯井加正壓,著火樓層加負壓,著火樓層的上下樓層也加正壓。澳大利亞規(guī)范對著火樓層的加負壓和排煙的要求比英國低。這種方法既可以阻止煙進入樓梯井,又能解決煙氣通過樓層間其他的連接和貫通方式而擴散的問題。
從上面的比較可以看出,在煙氣擴散控制方面,香港規(guī)范不如其他國家規(guī)范更嚴密。但是,香港規(guī)范還有其他方面的規(guī)定來保護人員免遭煙氣擴散帶來的危害,如在建筑中設(shè)置避難層(避難層可以作為疏散樓梯的臨時中轉(zhuǎn)停歇站),從而有效地分流人員,并減小煙囪效應(yīng)。