消防工程(02本科)

本科生课程

消防工程学

（讲义）

朱红青副教授

资源与安全工程学院安全工程系

2002年9月

第一章高层建筑防火设计

防火设计包括火害前的积极防治及火害发生后的有效措施。包括耐火构造设计、防火设计（报警、疏散、防排烟、总体布置、防火防烟分区）

第一节耐火构造设计

一、主要构件的耐火等级

（一）耐火等级的划分

一类建筑：高级高层住宅，19层以上普通住宅、医院、高级宾馆、展览馆、办公楼等重要公共设施（重点，耐火等级为1级）

二类建筑：10～18层普通高层住宅和高度不超过50m的公共建筑（不低于2级）。

（二）耐火构造设计

按结构划分，选取材料和制造方法，确保构造厚度及保护层厚度。

内装修的不燃、难燃和阻燃是防火设计的重要研究项目。

第二节防火设计

一、防火步骤

如下图1、图2。

火灾发生→感知（监测）→报警→疏散→救助

图1－1 防火步骤图

图1-2 控制中心报警系统原理框图

二、防火设计要点

（一）总平面布局中的消防问题

1、高层建筑应设在交通便捷处，便于消防交通组织和人员疏散

2、应设环型车道。

3、高层建筑主体底部的裙房应受限制，至少有一长边或1/3周边长不贴裙

房。

4、保持建筑间的防火间距，

高层建筑主体间的间距>13m。与其它低高层民用建筑间距为13～18m（视耐火等级）,与另一憧的裙房之间防火间距为6m。

注意危险物、易燃物如燃油库、燃气锅炉房、油浸电力变压器、高压电容器、油开关等，不宜布置在高层建筑主体内。

（二）防火防烟分区

把高层建筑划分为防火、防烟单元，用以将火势控制在发生的单元，阻止向各处蔓延，所以，防火、防烟分区分别为防火、防烟单元最大允许建筑面积。

防火单元由防火墙、耐火楼板、防火门窗来划分，在设置困难的开口部位，可采用水幕保护的防火卷帘。

防火分区最大建筑面积：一类高层建筑1000m2，2类高层建筑1500m2。

面积为：地下室500m2，使用自动喷淋系统，使用部分最大面积加倍。

防烟分区：最大面积不超过500M2，不应超越防火分区。

防烟单元有挡烟垂壁、隔墙或自顶棚下突出不小于50cm的梁组成。

(三)报警与消防中心

一般认为火灾在起火15～20分钟之后才开始蔓延燃烧，要是消防能在20分钟内赶到现场扑灭火灾，就必须迅速报警。

1、报警设备：温感式：用于火灾时热量突增的场所，如车库、易燃品库。烟

感式：烟气浓度对光或电离子的干扰发生报警，离子式烟感器更为灵敏可靠，适用于失火初期有烟的过程，烟多而热量上升慢的场所，如旅馆客房、宴会厅及库房等。

2、消防中心：装备有自动报警接受器和各有关消防设备的启动表示装置的火灾监视器，装有电话、广播开关及有关消防设备的指令装置。

消防中心应设在地面一层，直通室外，靠近建筑入口处，便于消防队员尽快取得火灾情报，消防中心应设耐火墙与其它部门有防火分隔。

（四）疏散原则

设计原则：路线简单明了，便于人们在紧急时进行判断。同时提供室内住所任何位置两个方向疏散的可能性。

1．疏散距离、疏散所需时间及通道宽度

设计规范均有规定，考虑安全疏散距离：①室内任何一点至最近出口直线距离为15～30m（指人员多的观众厅、餐厅等）；②房间门至最近外部出口或楼梯间的最大距离，双出口（24～40），单出口（12～20）

2．疏散楼梯与消防电梯位置：①接近电梯口；②双向疏散。位于标准层平面的两端，使其间房间均有双向疏散条件，高度大于50m的一般建筑和

重要建筑需设消防电梯。

3．疏散楼梯间的防火排烟

4．灾害事故照明及其它

备用电源提供照明引导疏散。消防给水系统设计。

（五）超高层建筑的防火设计

因其消防问题超过外力扑救能力，主要靠加强自身的安全程序。建立“全保护系统”，即建筑的每隔地方均能早期报警、早期灭火，以保证人员疏散和救援。

其特点在于：①每13～15层设避难层，避难层采取开敞式排烟，以防火墙、防火门与其它部分相隔。②全部自动喷淋系统影响全部建筑面积，提高早期自救能力。③在顶层设直升分级停机坪（20m2的平台）。

第二章防排烟工程

一、概述

（一）防排烟工程：建筑物发生火灾条件下的通风工程。

（二）烟流危害：毒害性→使人直接中毒，使人中毒、晕倒、被烧死。

减光性→妨碍疏散和扑救

恐怖性→妨碍疏散和扑救

（三）防排烟工程

1、在建筑防火设计中解决

（1）减少生成的烟气量

（2）控制烟流不使之蔓延

（3）安全排除烟流。

（4）建立防烟安全区，保护疏散通道。

2、为安全疏散创造条件

3．为消防人员的扑救活动创造条件。

二、防排烟方式

（一）防烟方式

1、非燃化防烟：建筑、装修材料和家具材料及内储存物品的非燃化，从而减少火灾产生的烟气量、降低烟气光学浓度。

2、密闭防烟方式：适用于防火分区容易划分很细的建筑中，并优先采用在易发火房间内，采用密闭性能很好的墙壁和门窗将房间封闭，并控制进出房间的气流。一旦着火杜绝新鲜空气流入，使火源熄灭。

3、阻碍防烟方式：常用于烟气控制区域的分界处，有时也用于同一区域，如防烟卷帘、防火门、防烟阀及防烟垂壁（刚性阻烟结构）和气幕阻烟（柔性阻烟结构）。

4、加压防烟方式，适用于疏散通道的楼梯间、电梯间及其前室的防烟（25～50Pa），在建筑物发生火灾时，对着火区以外的区域进行加压送风，使其保持一定的正压，以防止烟气进入的防烟方式。

（二）排烟方式：自然排烟和机械排烟

1．自然排烟：利用热浮力和外部风流动压力的共同作用使火源产生的烟流通过建筑物的对外开口排至室外的排烟方式。其实质是净热空气的对流运动。简单，无须动力，但效果与外界风向有关。

高层建筑为此往往采用专用通风排烟竖井。

2．机械排烟

（1）机械送排烟方式：平衡通风排烟方式。送风量<排风量，送排风均需设备，且不易保持送排风量平衡。

（2）机械送自然排风方式（正压排烟）

机械送风至走廊，楼梯间前室和楼梯间，形成对着火房间的正压，烟气通过专设排烟口或外窗自然排放。

保证过剩新风通过排气口排至室外，严格控制加压区域室内压力。

（3）机械排烟方式（负压排烟）

火势大时，排风量不足，烟气可能扩散至其它区域，排烟系统还需承受高温炽热烟流。

三、负压机械排烟

（一）工作原理

火灾发生→气体高温体积膨胀→压力>邻近区域→烟气泄漏→机械排烟→排烟量>生成量→火区形成负压→负压值>膨胀的压力升高→防治烟气泄漏。

实验结果表明，对于高层建筑，着火区域的排烟换气为每小时6次以上时可形成足够大的负压值。

（二）工作方式

局部排烟和集中排烟。

局部排烟即在每房间设小排烟机；而集中排烟即是把建筑物划分为若干系