某高层办公大楼防排烟系统设计文献综述
2020-06-06 11:04:32
随着经济的迅猛发展,城市用地日趋紧张,相对于其他建筑类型来说,高层建筑具有自身的特点和优势,其能够在有限的土地上更加充分的利用空间,满足社会的需求,这也是缓解社会需求与土地供给之间矛盾的有效方法,这也使得高层建筑成为建筑行业未来发展的一个重要特征。但随着超高层建筑不断兴建,建筑高度已渐渐超出登高消防车的有效扑救范围,超高层建筑火灾事故也呈明显上升趋势。超高层建筑一旦发生火灾,将会给人民生命财产及生活造成很大的损失。
据统计资料显示,在各类火灾事故中,绝大部分的人员伤亡都是因烟气窒息、中毒,不能安全疏散所致。如何才能做到火灾发生时及时排除烟气并有效防止烟气进入安全疏散通道,保证人员在较好的能见度下进行安全疏散,同时使消防人员更有效地开展灭火救援工作,最大限度地减少超高层建筑火灾事故中的人员伤亡,科学地进行防排烟设计尤为重要。并且对于高层建筑来说,防排烟系统的设计与施工水平对建筑的整体性能与使用来说都具有重要的现实意义,因此对高层建筑防排烟系统的常见问题进行分析和解决显得至关重要。
高层建筑防烟设计基本原则防排烟设计时,在建筑平面设计中研究可能起火房间的烟气流动方向和人员疏散路线。通过不同的假设, 找出最经济有效的防烟与排烟的设计方案和控制烟气的流动路线。选用适当的防排烟设施, 合理安排进风口、排烟口的位置, 计算管道截面积并确定管道位置。高层建筑防排烟主要形式有自然排烟、机械排烟、机械加压送风防烟三种。如何设置合理可靠的防排烟措施, 将对人们的生命和财产安全与保障起到至关重要的作用。
国内研究现状
我国的机械防排烟技术研究虽然在20世纪80年代中期才开始起步,但近年来发展很快,对高层建筑楼梯间和地下商业街的控烟技术及烟气流动特性进行了大量的研究,取得了一些重大成果,为有关规范的制修订和工程防排烟设计提供了可靠的技术依据,建立了有较高水平的一些大型实验设施,如世界上规模最大的高层建筑火灾试验塔(在四川所) ,地下商业街和商场火灾试验室(在四川所、天津所) ,大空间火灾试验馆(在中国科技大学)等,而且也使我们比较深刻地了解和认识了火灾中烟气的运动特性及其可能产生的危害。我国的火灾烟气运动和防排烟的数学模化还处于起步阶段,正在开发少量的高层、地下、大空间建筑的火灾烟气运动数学模化。重庆大学已故严治军教授发表的《火灾建筑室温预测法》、《建筑火灾烟气流动性状解析》等几篇文章在国内首次建立了比较完整的建筑火灾烟流网络模型。
我国在1982 年颁布了《高层民用建筑设计防火规范》,在1995 年颁布了修订的《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》),并于1997 年、1999 年和2001 年分别对《高规》进行了三次局部修订。在2015年国家重新修订并批准《建筑设计防火规范》,《汽车库,修车库,停车场设计防火规范》《建筑防烟排烟系统技术规范》等规范对各种高层民用建筑防火设计起到了很好的指导作用,《建筑设计防火规范》为国家标准,编号为GB50016-2014,自2015年5月1日起实施。原《建筑设计防火规范》GB50016-2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95同时废止,但我国制定规范主要是参照英美等发达国家的经验,和我国的具体国情还有许多不符合之处,需要对其进一步研究、完善。
国外研究现状及进展
近年来国际上在机械防排烟技术方面主要的工作有: ( 1)火灾烟气运动规律及其数学模化研究,美国、加拿大、日本、英国、澳大利亚以及北欧等国都在广泛开展火灾烟气运动规律的研究。烟气流动特性和规律是防排烟的理论基础,根据流体力学的原理,烟气运动的计算机数学模化研究也正在深入,以前是以区域和网络模型为主,国外已开发出十几个模型或程序,如加拿大的IRC, 日本的BRI,并不断改进其程序或更新版本。随着计算机技术的飞速发展,今后将更多开发以场模化,虚拟现实技术,三维动态仿真的模化软件。( 2)防排烟系统的性能化设计和评估,传统的机械防排烟设计方法只是为了满足现有规范的要求,各国规范采用技术指标又很不一致,实际工程中很难达到某些要求。目前国外有些国家已开始对防排烟系统按性能化的原理进行设计,如考虑安全目标,设计火灾场景,疏散分析等,防排烟的性能化设计研究为性能化规范的研究打好基础。( 3)防排烟系统技术参数和设备,对高层建筑、地下建筑、大空间建筑的防排烟系统技术参数的研究还有许多空白点,或现有些参数的试验研究根据不足,主要围绕送风压力, 排烟量,风口设置,防排烟区域,开口与泄漏特征进行研究。防排烟设备主要是研制新型风阀,新型管道材料及管道防火保护材料,高温风机。
存在的问题
1.目前建筑防排烟设计主要依据《建筑设计防火规范》中关于防排烟系统的相关条文进行设计。但是随着人们生活水平的不断提高,建筑的功能日趋复杂,且地下建筑和大空间的建筑也随之出现。仅依据现有规范设计仍存在一定问题并有疏漏之处。