建筑防火设计原理

建筑防火设计　防火设计原理•本编所涉及内容：•第一章：防火设计原理　•第二章：防火设计分类　•第三章：防火分区设计　•第四章：防火疏散设计　•第五章：防火技术设计　•第六章：防火构造设计　•第七章：防火场地设计　第一章：防火设计原理•１．１．燃烧的基本知识　•１．２．建筑火灾的基本知识　•１．３．建筑防火设计的基本对策与措施 •１．１燃烧的基本知识　•１．１．１燃烧的条件　•燃烧是一种伴随着放热和发光现象的剧烈氧化反应，放热、发光和生成新的物质是燃烧的三个特征。

•发生燃烧需要同时具备下列三个条件：•可燃物、氧化剂、点火源　•①可燃物：凡是在空气、氧气或其他氧化剂中可以发生燃烧反应的物质都称为可燃物。

•②氧化剂：凡是能和可燃物发生反应引起燃烧的物质都成为氧化剂。

•③点火源：点火源是具有一定能量，能够引起可燃物质燃烧的能源。

•可燃物、氧化剂和点火源是构成燃烧的三要素，均为必要条件。

而这些要素的数量和质量则是构成燃烧的充分条件。

•１．１．２燃烧条件在防火设计中的应用　•所有防火设计与消防技术措施均是针对物质发生燃烧的条件而采用的。

•进行有效的防火设计，归根到底就是要阻止和破坏燃烧的三个条件同时存在。

•１、防火的基本措施　•①控制可燃物•②隔绝空气•③消除点火源•④阻止火势蔓延•２、灭火的基本方法　•①隔离法•②窒息法•③冷却法•④抑制法•１．１．３火灾荷载和火灾荷载密度　•火灾荷载是指起火燃烧的建筑空间内所有可燃物燃烧时产生的热量总值。

•火灾荷载是衡量建筑物室内所能容纳可燃物数量多少的一个重要参数。

•火灾荷载密度是火灾荷载与房间的特征参考面积之比，即单位面积的可燃材料的总发热量。

•１．２建筑火灾基本知识　•１．２．１建筑火灾形成的原因　•１、生活和生产用火不慎　•２、违反安全制度　•３、电气设备设计、安装、使用及维护不当　•４、自然原因引发　•５、人为纵火　•６、建筑布局不合理、建筑材料选用不当　•１、生活和生产用火不慎　•①生活用火不慎：•生活中各种用火活动，如吸烟、炊事用火、取暖用火、灯火照明、儿童玩火、燃放烟花爆竹、宗教活动等用火不慎导致火灾发生。

•②生产用火不慎•各种生产活动中用火不慎导致火灾发生。

•２、违反安全制度　•易燃易爆物品存储和使用不规范引发火灾或爆炸；•在存有易燃易爆物品房间内使用明火；•将性质相互作用的物品放在一起引发燃烧、爆炸；•焊接作业的时候没有采用防火措施；•机器设备操作和维护不当引发自燃、自爆；•家庭电器使用不当引发火灾等。

•３、电气设备设计、安装、使用及维护不当　•电气设备设计和安装不合理，如在储有易燃易爆房间使用非防爆型电气设备；•电气设备超过负荷、电气线路接头接触不良、电气线路短路；•电气设备老化导致短路等。

•４、自然原因引发　•自燃、雷击、静电，以及地震、海啸等引发的次生灾害。

•５、人为纵火　•犯罪分子、精神病人或者恐怖分子故意纵火。

•６、建筑布局不合理、建筑材料选用不当　•建筑布局方面，防火间距不合要求，没有考虑风向、地势等因素对火灾蔓延的影响，往往会导致火灾的扩大和蔓延。

•建筑构造、装修方面大量采取可燃材料，大大增加了建筑火灾发生的可能性和火灾造成的危害。

•１．２．２室内火灾发生的过程　•建筑火灾最初是发生在建筑物内部的某个局部区域或房间，然后由此蔓延到相邻的房间和区域，以至整个楼层，最后蔓延到整个建筑物。

因此，研究室内火灾的发展过程对建筑防火设计极为重要。

室内火灾的发展阶段１、起火期　２、成长期　３、全盛期　４、衰退期　•１、起火期　•起火期的特点是：火灾燃烧范围不大，仅限于初始起火点附近；室内温差大，在燃烧区附近存在高温，室内平均温度低；火灾发展速度较慢，火势不稳定；火灾发展时间因点火源、可燃物质性质和分布、通风条件影响长短差别很大。

•起火期防火对策：•灭火最佳时机。

•及早发现，及早扑灭。

•减少可燃物，及时疏散室内人员。

•２、成长期　•火灾由局部起火点开始横向蔓延，周围可燃物表面部分都卷入火灾中，这个阶段被称为成长期。

这时燃烧挥发出的可燃气体与空气混合，达到都一定浓度就会产生轰燃。

轰燃是指房间内局部燃烧向全室性燃烧过渡的现象。

•轰燃是从起火到火灾成形的过程，是前后两种状态由量变到质变阶段，是在短暂瞬间内完成的，故也被称作闪燃。

轰燃作为火灾发展两阶段的时间与性质的分界线，标志着火灾第三阶段全盛期的开始。

对于安全疏散而言，在轰燃发生前没有从室内逃出就很难幸存。

•成长期防火对策：　•建筑构件，特别是吊顶材料为难燃或不燃材料。

•减少可燃物，推迟轰燃。

•自动灭火、排烟。

•轰燃前疏散室内人员。

•３、全盛期　•全盛期的特征是：室内可燃物被全面引燃，且燃烧速度剧烈加快，火灾以辐射、对流、传导等方式通过门窗及不耐火部位开始向相邻房间、空间蔓延，房屋结构受到考验甚至损害，混凝土和石墙材料可能产生爆裂。

•全盛期防火对策：•水平和竖向防火分隔阻挡火势蔓延。

•结构具有一定耐火能力。

•全楼避难。

•全力实施扑救。

•４、衰退期　•当室内平均温度降到温度最高值的８０％就可以认为火灾进入了衰退期，这时可燃物质开始燃尽，火灾开始结束。

此时要防止二次火灾。

•衰退期防火对策：　•消灭残火。

•防止二次燃烧。

•剩余烟气排出。

•主体结构稳定。

•从建筑防火设计的角度而言，其主要针对范围为起火期、成长期和全盛期。

做到既要防止火灾发生和及早发现、及早扑灭，将火灾控制和消灭在起火期和成长期阶段；而在火灾全进入盛期以后阻断火势蔓延，保障疏散和结构稳定，尽量较少生命和财产损失。

•１．２．３建筑火灾的蔓延形式　•火灾蔓延的实质就是热的传播，其蔓延形式主要有：•１、火焰蔓延　•２、热传导　•３、热辐射　•４、热对流　•１．２．４火灾蔓延途径　•１、内墙门窗　•２、隔墙　•３、楼板上的孔洞和竖向管井　•４、空心结构　•５、闷顶　•６、外墙窗口　•１．２．５影响建筑火灾严重性的因素　•火灾的严重性取决于火灾达到的最高温度及最高温度燃烧持续的时间。

其与建筑物中的可燃物的数量、燃烧性能以及建筑的类型和构造相关。

１、可燃物对火灾严重性的影响　①可燃物的性质②可燃物的数量③可燃物的分布•①可燃物的性质　•燃烧时放出的总热量与燃烧物燃烧热值有关，热值越高，总热量越高。

•②可燃物的数量　•可燃物数量越大，火灾荷载就越大，火灾持续时间越长，室内温度也就上升的越高，破坏和损失也就越大。

•③可燃物的分布　•可燃物的分布对火势蔓延起着很大作用。

如果分开布置，火势蔓延会慢很多；堆的越高，越容易蔓延至房顶，进而蔓延至其他房间；如果物品堆放比较密实，暴露于空气和受热面积小，则蔓延的较慢。

•２、建筑布局对火灾严重性的影响　•①房间开口的大小和形状•②房间的大小和形状•③房间的热性能•①房间开口的大小和形状　•房间门窗洞口面积小，进入空气量小，火灾时燃烧就不充分；若开口大，进气量大，燃烧速度就会加快。

•②房间的大小和形状　•房间越大，能容纳的有效可燃荷载就越大。

房间进深较大，通过开口流入和流出的冷空气对所有可燃材料影响较小，所以比一般火灾温度更高。

从防火设计的角度，应当尽量极少房间的尺寸和高度。

•③房间的热性能　•火灾严重性取决于房间中达到的最高温度和达到最高温度的速度。

房间各个界面采用低导热系数的材料，火灾温度上升的速度就较快。

•１．３建筑防火设计基本对策和措施　•１．３．１建筑防火设计对策　•防火设计对策可以分为两大类：•主动防火对策：预防失火，早期发现、扑灭。

•被动防火对策：提高结构耐火性，防火分区，及时疏散。

•主动防火对策可以减少火灾发生和形成重大火灾的几率，被动防火对策可以减少重大火灾造成的损失。

防火设计中的主动防火对策主要用于起火期和成长期阶段，而被动防火对策主要用在全盛期阶段。

•所以在防火设计中，应当采取二者并重的原则。

•１．３．２建筑防火设计基本措施　•建筑防火设计是一个系统工程，它既要考虑各个部分的特殊性，又必须综合考虑整个系统的协调性，以达到整体优化的结果。

•按照建筑工种划分，建筑防火设计可以分为以下两类内容：　•１、建筑设计防火措施　•２、建筑设备防火措施　•１．３．３建筑设计防火措施　•１、总平面防火设计　•２、建筑平面布置防火设计　•３、建筑构件的耐火等级和燃烧性能　•４、防火分区和防火分隔　•５、防烟分区　•６、安全疏散　•７、室内装修防火　•１、总平面防火设计　•根据建筑物的使用性质、火灾危险性、地形、地势和风向等因素，进行合理布局，尽量减少建筑物之间构成火灾传遍的危险性，并为消防车顺利扑救火灾提供条件。

•２、建筑平面布置防火设计　•平面设计从防火角度出发，解决人员密集场所、有危险源和重要消防设施的空间在平面、空间中的位置。

•３、建筑构件的耐火等级和燃烧性能　•要求建筑构件在火灾高温持续作用下能够在一定时间内不破坏，不传播火灾，从而起到延缓和阻止火灾蔓延的作用，并为人员疏散、抢救物资和扑灭火灾以及灾后结构修复创造条件。

•４、防火分区和防火分隔　•使用耐火材料和构件将建筑空间分隔成若干防火区域，一旦某一区域起火，可以将其控制在该区域内，避免火灾扩大蔓延。

•５、防烟分区　•利用挡烟构件划分防烟分区，将烟气控制在一定区域内，以利于烟气排出和保证人员安全疏散及扑救工作顺利进行。

•６、安全疏散　•在火灾发生时尽快将室内人员和重要物资疏散出建筑物，以避免遭受火烧、烟熏中毒和房屋倒塌造成的危害。

•７、室内装修防火　•室内装修尽量做到采用不燃烧或难燃烧材料，以减少火灾的发生和降低火灾蔓延速度。