??????? ( 5) 大空間火災(zāi)探測。在體育館比賽大廳內(nèi), 當(dāng)點(diǎn)型火災(zāi)探測器不適用時(shí), 可以采用適合高大空間的先進(jìn)火災(zāi)探測器, 如雙波段圖像火災(zāi)探測器( 簡稱 雙波段探測器) 。雙波段探測器屬于智能型火災(zāi)探測設(shè)備, 具有火焰探測功能, 適用于大空間和其他特殊空間場所。系統(tǒng)具有多種火災(zāi)識別模式, 可以有效消除由于外界環(huán)境及系統(tǒng)偶然因素引起的誤報(bào), 可靠性高, 定位精度高, 100m距離處的定位誤差不超過3. 6m, 可以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的早期準(zhǔn)確探測。
??????? ( 6) 自動(dòng)消防炮滅火系統(tǒng)。在大空間建筑消防系統(tǒng)中, 滅火的有效性與經(jīng)濟(jì)性尤為突出。近年來廣泛應(yīng)用的自動(dòng)消防炮系統(tǒng)可替代水噴淋系統(tǒng), 大大提高滅火效果, 同時(shí)保證建筑物的整體美觀。采用與火災(zāi)探測器聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)消防炮是火災(zāi)探測與定點(diǎn)撲救相結(jié)合的主動(dòng)式火災(zāi)防治系統(tǒng), 可以實(shí)現(xiàn)大空間火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與空間定位聯(lián)動(dòng)滅火的統(tǒng)一。在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警并進(jìn)行著火點(diǎn)空間定位后, 系統(tǒng)自動(dòng)控制消防炮進(jìn)行定點(diǎn)撲救。自動(dòng)消防炮的最大射程可達(dá)50m以上, 可以很好地解決體育館大空間自動(dòng)滅火難的問題。并且只對著火區(qū)域進(jìn)行滅火,對無火區(qū)域基本沒有影響或影響很小, 減少了撲救過程中造成的損壞。
??????? 3 工程實(shí)例應(yīng)用
??????? 某體育館內(nèi)共設(shè)置6000多個(gè)固定坐席, 2000多個(gè)活動(dòng)坐席, 固定和活動(dòng)坐席以及場地中央坐席總數(shù)可達(dá)到8000多個(gè), 屬甲級體育館, 耐火等級按一級設(shè)計(jì)。
??????? 3. 1 防火分區(qū)面積
??????? 首先, 由于看臺區(qū)和比賽場地之間不能有墻體遮擋視線, 所以看臺部分和比賽場地必須在同一防火分區(qū)內(nèi)。其次, 由于該建筑頂部采用鋼桁架結(jié)構(gòu), 看臺周邊墻體延伸至鋼桁架內(nèi)并進(jìn)行防火封堵的難度較大, 二、三層觀眾休息廳也通過頂部與比賽場地及看臺空間連通, 使得比賽大廳、看臺以及二、三層人員休息平臺位于同一個(gè)防火分區(qū), 該防火分區(qū)建筑面積約18000m2。雖然規(guī)范中說明體育館觀眾廳防火分區(qū)的最大允許建筑面積可以適當(dāng)放寬, 但并未明確說明允許放寬的幅度和條件, 這給設(shè)計(jì)帶來了困難。
??????? 解決方案: 在超過規(guī)范面積要求的防火分區(qū)內(nèi)選擇不同位置設(shè)置起火點(diǎn)進(jìn)行模擬, 看火災(zāi)能否大面積蔓延,以確定現(xiàn)有防火分區(qū)劃分方式是否可行。設(shè)置火災(zāi)場景如表1所示。
??????? 表1 火災(zāi)場景設(shè)置
??????? 3.2 人員疏散
??????? 在人員疏散方面, 比賽大廳在進(jìn)行比賽或演出時(shí)人數(shù)眾多, 且根據(jù)設(shè)計(jì)體育館在0. 00~16. 9m各水平高度位置均可能有觀眾坐席,人員疏散流線復(fù)雜, 同時(shí)整個(gè)比賽大廳疏散出口分布在三個(gè)不同的水平高度, 而除0.00m疏散出口能直接疏散至室外, 其他高度疏散出口均需要經(jīng)過二層或三層休息平臺才能到達(dá)室外。
??????? 所有比賽大廳內(nèi)人員主要通過下面三條疏散路線疏散: 一是0. 00m出口: 臨時(shí)看臺比賽場地疏散通道室外; 二是6. 00m出口: 看臺6. 00m觀眾休息廳室外; 三是10. 20m出口: 看臺10. 20m觀眾休息廳6.00m觀眾門廳室外。
??????? 在確認(rèn)體育館比賽大廳人員疏散安全性時(shí), 著重對上層人員的疏散安全進(jìn)行考察, 計(jì)算模擬上層人員疏散時(shí)必須經(jīng)過的位于10. 20m和6. 00m標(biāo)高觀眾休息廳的安全性。
??????? 比賽大廳人員經(jīng)過首層6個(gè)疏散出口疏散時(shí), 原設(shè)計(jì)中比賽大廳周圍6個(gè)疏散出口的總寬度約22. 4m左右, 疏散出口寬度對于可能通過比賽場地疏散的人群來說已經(jīng)足夠。在幾個(gè)出口連接的通道或門廳均安全的情況下, 比賽大廳的疏散效率是可以保障的。但是, 原設(shè)計(jì)中無論是門廳還是通道,均屬于首層其他防火分區(qū), 且均直接連通功能區(qū), 一旦首層功能區(qū)發(fā)生火災(zāi), 煙氣會(huì)極大地影響通過6個(gè)出口疏散的比賽大廳內(nèi)的人員安全。
??????? 解決方案: 對比賽場地四周出口及其連通通道設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整?？梢詮氖讓臃阑鸱謪^(qū)內(nèi)單獨(dú)劃分專用疏散通道, 通道與其他防火分區(qū)通過防火墻隔斷, 在與其他防火分區(qū)連通位置設(shè)防火門, 使疏散通道與首層其他功能區(qū)分隔。
??????? 結(jié)果分析: 通過兩個(gè)疏散場景的模擬計(jì)算可知, 即使考慮火災(zāi)影響建筑某部疏散樓梯不能使用的情況下, 體育場內(nèi)觀眾全部疏散至安全區(qū)的行動(dòng)時(shí)間也僅為430s。因此, 對比賽場地四周原設(shè)計(jì)出口和連接通道的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整是合理的。
??????? 3. 3 消防水炮滅火系統(tǒng)
??????? 在觀眾席、觀眾廳、比賽場地上方及空間大于8. 0m的場所設(shè)置消防水炮滅火系統(tǒng), 設(shè)計(jì)流量按40L/ s, 火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為1h。消防水炮系統(tǒng)采用穩(wěn)高壓給水系統(tǒng), 獨(dú)立供水管網(wǎng)。自動(dòng)消防炮與雙波段探測器或光截面探測器聯(lián)動(dòng), 進(jìn)行空間自動(dòng)定位并鎖定火源點(diǎn), 自動(dòng)啟動(dòng)電動(dòng)閥噴射滅火, 也可以采用遠(yuǎn)程手動(dòng)滅火和現(xiàn)場手動(dòng)滅火。消防水炮工作壓力為0. 80MPa, 布置保證任何著火點(diǎn)同時(shí)有2門水炮的水射流到達(dá)。消防水炮可以具備霧柱轉(zhuǎn)化功能, 起到高效滅火、控火和不傷害人員的作用。
??????? 3. 4 排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)
??????? 比賽大廳( 比賽場地和看臺)、二層及三層觀眾休息廳、訓(xùn)練館、一層門廳均采用設(shè)置可開啟天窗或者高側(cè)窗的自然排煙系統(tǒng), 利用頂棚及高側(cè)窗的電動(dòng)排風(fēng)口做為排煙口, 排煙口面積均滿足 建規(guī)對體育館等高大空間建筑所要求的 不小于該場所平面面積的5%的要求。但是, 由于比賽大廳空間高大, 煙氣能否順利通過天窗排放到室外需要經(jīng)過模擬確定。另外, 二、三層休息廳作為比賽場館內(nèi)絕大多數(shù)人員疏散時(shí)需經(jīng)過的區(qū)域, 這兩個(gè)區(qū)域本身發(fā)生火災(zāi)時(shí), 采用自然排煙系統(tǒng)是否能夠?yàn)槿藛T提供足夠長的疏散時(shí)間也需通過煙氣模擬驗(yàn)證。
??????? 結(jié)果分析: 火災(zāi)發(fā)生在比賽大廳內(nèi)時(shí), 如果看臺區(qū)發(fā)生火災(zāi), 受火災(zāi)規(guī)模較小、比賽大廳空間較大等多方面影響, 煙氣在整個(gè)模擬過程中均沒有沉降到距離比賽大廳地面2m高度以下空間, 人員疏散不會(huì)受到火災(zāi)的影響;比賽大廳發(fā)生火災(zāi)時(shí), 頂棚自然排煙口排出大量煙氣, 且煙氣大部分由位于起火點(diǎn)上方的排煙口排出。因此, 比賽大廳內(nèi)設(shè)置的自然排煙系統(tǒng)能夠在火災(zāi)中有效排出煙氣, 維持建筑內(nèi)長時(shí)間的安全環(huán)境。
??????? 3. 5 屋頂鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)
??????? 按照規(guī)范要求, 建筑內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行防火保護(hù), 以達(dá)到與其功能相應(yīng)的耐火極限。此工程中屋架鋼結(jié)構(gòu)按照規(guī)范已采用外噴涂防火涂料的措施進(jìn)行了防火保護(hù), 其耐火極限達(dá)到1. 5h。但考慮到建筑的重要性, 業(yè)主及設(shè)計(jì)方要求在火災(zāi)模擬時(shí)對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷, 確定是否需要額外措施確保鋼結(jié)構(gòu)安全。圖2為體育館屋頂鋼桁架示意圖。
??????? 圖2 體育館屋頂鋼桁架示意圖
??????? 解決方案: 結(jié)合看臺及比賽場地設(shè)置的火災(zāi)場景, 考察不同火災(zāi)規(guī)模時(shí)鋼桁架受到煙氣影響的程度, 判斷可能出現(xiàn)的最大溫升及對鋼桁架結(jié)構(gòu)承載力的影響, 確定是否需要進(jìn)行額外的防火保護(hù)措施。
??????? 結(jié)果分析: 根據(jù)鋼材的強(qiáng)度和彈性模量與溫度變化之間的關(guān)系, 當(dāng)鋼材的溫度長時(shí)間維持在200 以上時(shí),承載力會(huì)大幅度降低。數(shù)值模擬顯示, 即使著火點(diǎn)上方受到火焰直接影響的鋼桁架, 大部分時(shí)間溫度也維持在200 以下, 此時(shí)鋼材的強(qiáng)度和彈性模量與常溫相比變化不大。所以, 比賽大廳火災(zāi)煙氣不會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)桁架的安全性, 而且在鋼結(jié)構(gòu)均有防火保護(hù)的情況下, 安全性更高。
??????? 4 結(jié) 論( 1) 針對防火分區(qū)擴(kuò)大問題, 應(yīng)該從保證人員疏散、控制火災(zāi)規(guī)模和防止火災(zāi)大面積蔓延等方面進(jìn)行分析。
??????? ( 2) 排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同時(shí)考慮通風(fēng)與排煙條件, 設(shè)計(jì)排煙量時(shí)要根據(jù)被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的可能火災(zāi)規(guī)模、設(shè)計(jì)煙層高度等參數(shù)來確定。
??????? ( 3) 通過設(shè)置準(zhǔn)安全區(qū)、合理布置安全出口、增加疏散寬度、優(yōu)化人員疏散流線, 并且通過計(jì)算機(jī)模擬疏散過程, 把大型體育館的疏散時(shí)間控制在8min內(nèi), 可以保證人員安全疏散。
??????? ( 4) 體育館中的鋼結(jié)構(gòu)體系要具體分析是否應(yīng)進(jìn)行防火保護(hù), 首先確定可能的火源位置和火災(zāi)規(guī)模, 對發(fā)生火災(zāi)后整體結(jié)構(gòu)溫升分布進(jìn)行計(jì)算分析, 以判斷哪些部位需要進(jìn)行防火保護(hù)以及保護(hù)強(qiáng)度要求。
??????? ( 5) 在高度超過12m的體育館比賽大廳內(nèi), 當(dāng)點(diǎn)型火災(zāi)探測器不適用時(shí), 可以采用適合于高大空間的先進(jìn)火災(zāi)探測器。自動(dòng)滅火系統(tǒng)可以采用與火災(zāi)探測器聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)消防炮, 形成火災(zāi)探測與定點(diǎn)撲救相結(jié)合的主動(dòng)式火災(zāi)防治系統(tǒng)。
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