防烟楼梯和电梯的布置和注意事项

高层公共建筑防烟楼梯间及消防电梯间设计随着全国城市化建设的蓬勃发展和人民生活水平的迅速提高,城市建设在不断的扩大,城市人口也在不断的增长,因而建设用地显得越来越紧张,这就要求房屋建设要向高空发展,搞好高层房屋建设势在必行。

同时,科研成果的广泛应用,给高层房屋的建设奠定了坚实的基础。

高层建筑不是多层房屋的简单加层,有很多新的问题需要我们去研究解决,如高层建筑给人们在工作、生活、城市管理、交通运输、房屋结构形式以及防火、防烟等安全问题上,提出很多新的课题,其中防烟楼梯间及消防电梯间与普通房屋的要求是绝然不同的,而且也是高层房屋中一个重要的问题。

1高层建筑特点高层建筑层数多、房间多、使用人员多,由于这几多,给消防工作带来很多不便和麻烦。

一幢高层建筑,往往集中很多个不同的使用单位,因此功能复杂。

各单位都有各自的特点和要求,不同的工作方式,不同的管理方式,加之防火知识缺乏,易燃易爆物品随意堆放,管理松懈,这将导致火灾的机会增多,火灾的危险程度加大。

由于房屋层数大大地增加,高度远远超过目前救火车云梯所能达到的高度,楼内交通路线长又复杂,疏散目标不明显等因素,一旦房屋发生火灾,火势迅速蔓延,烟气快速扩散,造成救火工作困难,人员伤亡多、财产损失大,给人们的生命财产造成很大威胁,如何解决以上问题就是建筑设计所要研究的。

高层建筑首先要作到结构选型合理,有足够的安全度和稳定性,同时在防火方面处理的合理可靠,建筑材料应选用非燃或难燃材料,还要作到交通方便、疏散路线短、疏散目标明显,这样才能疏散迅速,减少损失。

另外,还要给消防人员创造有利方便的工作条件,首先要搞好防烟楼梯和消防电梯的设计及合理布置;其次各种防火和灭火措施也要跟上,如自动报警装置、自动灭火装置、感烟器、感湿器和自动喷淋装备等,还要结合化学的灭火设备共同配合使用,这样就可以大大减少火灾突发时生命和财产的不必要损失。

2搞好防烟楼梯间和消防电梯间设计当火灾发生时,人们心理是很紧张的,都想迅速脱离火灾现场,疏散到安全地点。

由于公共建筑物集聚了各方面的人员,在一个楼内共事和生活,如果着火时疏散目标不明确,路线长又复杂,就会使火灾现场秩序大乱,这样就会延误时间。

因此,防烟楼梯和消防电梯必须设计合理,位置得当,要作到有效的、全面的、安全的、方便迅速的在发生火灾后和烧燃之前,这段时间内(约5～10分钟)把人财物疏散到安全地点。

同时,还要给消防人员创造有利的救火条件,使消防人员能迅速到达着火地点,另外还要方便灭火运输工作,从而使火灾在很短时间内扑灭,尽可能减少损失。

3防烟楼梯间和消防电梯间布置形式311外廊式a1开敞外廊式:疏散走道与外墙外面的开敞外廊相连结,人们通过开放式的外廊进入楼梯间和消防电梯间安全疏散。

而烟气通过走道进入外廊后,随即就扩散到大气中,从而使楼梯电梯间安全,能正常的使用,保证疏散b1封闭外廊式:就是开敞式外廊用能开启的玻璃窗将外廊封闭的形式。

开敞式外廊用在我国南方比较合适,因冬季南北方的温差很大,当北方零下30℃时,南方却是零上10 ℃,四季如春。

但在北方最好是封闭式外廊,而且应该是活动的能开启的玻璃窗,平时关闭,火灾时打开,最好火灾发生时,窗子受烟气和温度的作用能自动打开,当然也可以人工控制的开启方式。

但是,封闭式外廊在火灾刚发生时的排烟效果不好,不如开敞式排烟迅速312靠外墙前室有窗式楼梯间和电梯间都设有排烟前室,而前室靠外墙都设有能开启的窗子,同时排烟前室又防火门与楼梯间、电梯间及疏散走道互相隔开。

当火灾发生时,烟气进入前室后,随即通过外墙上的开启窗子排到大气中,从而保证楼梯间及消防电梯间的正常使用。

此种布置形式,有单用和合用的排烟前室两种方式。

313内廊前室无窗式高层建筑往往由于结构形式和功能要求,把防烟楼梯间和消防电梯间放在建筑物内廊位置上,故防烟楼梯间和消防电梯间以及前室均处在黑房间之中,采光靠人工照明,通风换气也不能直接靠窗进行。

因此要保证楼梯间及电梯间的前室无烟,并有良好的疏散条件,就必须在前室内采取必要的排烟和通风措施。

a1竖井自然排烟通风方式:在单用或合用的前室内设两道竖井,其一是自然排烟竖井,其二是自然送风竖井。

排烟竖井的截面积,单用前室不小于6m2 ,合用前室不小于9m2 ;排烟口的面积,单用前室不小于4m2 ,合用前室不小于6m2。

排烟口的位置要接近每个楼层的顶棚处,而且排烟口宽度最好不小于疏散门的宽度。

自然送风竖井的截面积,单用前室不小于2m2 ,合用前室不小于3m2 ;通风口的面积,单用前室不小于1m2 ,合用前室不小于115m2。

而通风口的位置接近于每层楼房的地板位置。

采用这种形式当火灾发生时,烟气流动到前室后,烟气随着排烟竖井道排走,扩散到大气中去,同时进风竖井道补送风到前室。

b1机械排烟竖井自然补风方式:在排烟前室内,设置机械排烟管道口,当排风机工作时,排烟前室处于负压状态,排烟前室外面对排烟室而言形成正压状态,在室内外形成压力差的情况下,自然送风井道把新风不断补充到排烟室内,从而保证前室内为安全区,使疏散工作正常进行。

这种形式,其机械排烟管道口仍需放在每楼层接近楼板顶部位置,自然进风口仍需放在每楼层接近地板位置。

c1排烟前室机械送风的正压方式:在排烟前室内只设机械送风系统,不设排烟系统。

仅靠前室内机械送风,从外面不断地把新风送到前室内,使室内空气处于正压状态,将火灾时的烟气防在前室外面,达到室内无烟区,从而使排烟前室形成安全区、无烟区,保证楼梯间和电梯间的正常运行,作到安全疏散。

送风口位置仍需接近每楼层的地板面为宜。

4前室形式及面积411前室形式前室从组合形式上分,有单用排烟前室与合用排烟前室;从构造上分,有开敞外廊排烟式,有外墙有窗前室和内廊无窗前室。

单用前室,即防烟楼梯及消防都有自己的单独前室;而合用前室,就是防烟楼梯及消防电梯共用一个前室。

外廊及外墙有窗的前室,排烟是采取自然扩散的办法;无窗内廊前室,是靠竖井及机械有组织的排烟和补风的方式。

上述几种形式是总之,采用哪种形式要因地制宜,采用相应的排烟形式或创造一种新的办法。

412前室面积单用排烟前室面积不小于6m2 ,合用前室面积不小于10m2 ,上述面积是国家防火规范所规定的。

但笔者认为,楼梯间的前室,单用的应不小于6m2是可以的,而电梯间的前室最好不小于10m2 ,合用的前室最好不小于15m2。

因为着火时,电梯间不单是疏散用,还有消防人员反方向的应用,如运送消防人员及消防工具等,而与疏散人员互相交叉。

消防人员一班,我国一般规定为8～10人,消防电梯常采用1吨重可载13人。

国家规定,当楼层面积为1500m2时,只设一部消防电梯,可想1500m2至少要容纳100人使用,那么加上疏散人员的互相交叉,而且着火时的疏散时间,最好是在烧燃之前的5～10分钟内疏散完毕,所以前室面积按国家防火规范的规定执行,显然是小了点,所以面积适当扩大一些是有益的。

413前室排烟室面积我国高层建筑防火规范( GB50045 -95)规定:靠外墙的单用前室窗户面积应不小于2m2 ,靠外墙的合用前室窗户面积应不小于3m2。

要注意的是窗户应尽量开得高些,最好是接近每个楼层2/ 3以上的位置为好,目的是有利排烟。

5各种前室优缺点上面提及的几种前室作法各有优缺点,单用前室使用方便,无人流交叉现象,人员疏散迅速,不足的是前室面积大。

合用前室面积比较小，但在火灾时容易造成疏散人员与消防员的互相交叉,影响疏散,影响抢救,延误消防人员的救火时间。

靠外墙有窗的前室,通风排烟效果好、经济,但也有不利的方面,如着火时窗口处在迎风面时,排烟受阻,速度慢,甚至排不出去,3钢筋混凝土圈梁设置建议关于砖砌体住宅各层现浇钢筋混凝土圈梁设置, GBJ11 -89《建筑抗震设计规范》中已明确规定,但是在目前的多层住宅开间较大、洞口较多、纵墙较少的情况下,如仍按规范设置圈梁,其安全显然不足。

为了提高墙体的稳定性和变形协调能力,层层设置圈梁是十分必要的,且每层在构造柱处必须设置纵横方向的圈梁,使构造柱与圈梁在墙体内形成暗框架,以限制砖砌体的自由变位，从而提高了墙体的整体刚度、变形能力和延性,并在地震发生时起到第二道防线的作用。

4加强屋面构造措施建议屋面板作为建筑物的最高点可视为边缘构件,在地震时振动效应较大,要求有较强的屋面刚度,规范中要求屋盖处的圈梁比楼盖处间距加密就是这个道理。

然而仅此还是远远不够的,对于屋面采用现浇板应视为首选;如果采用空心板时,由于板上再无横墙压重,板处于单摆浮搁状态,显然整体性很差,设计时宜在横向圈梁中甩出钢筋,Φ6-Φ8 @1200 ,并锚于板上找平层内;对于山墙处的空心板,还要求每块板缝加筋应与圈梁的预理筋相互搭接绑扎,以抵御山墙在地震时可能外闪的能力。

此外,在房间的进深方向,将空心板缝加大到150～200mm ,形成现浇板带,配置通长纵筋及箍筋,这对加强屋面板的整体刚度,减少震害十分有利。

当窗口处在背风面时,排烟效果好。

迎风面窗口排烟受阻问题还是可以解决的,首先要开高窗,在每个楼层高2/ 3以上的位置,然后在窗口外面加上装饰性的挡风板,从而使窗口处于迎风面不利的情况下,也能顺利的通风和排烟。

内廊无窗前室,靠竖井自然排烟和补风方式,这种作法经济、效果好,由于竖井的井道截面积大,占前室很大一部分面积,在城市用地处于紧张的情况下,是互相矛盾的,与建高层建筑的本意也是矛盾的。

所以采用此种作法时,设计者要因地制宜,结合具体情况对待。

内廊无窗靠机械排烟竖井自然补风的前室,与完全采用竖井自然排烟进风的方式面积要小些,排烟效果也很好。

由于这种方式前室是处于负压状态,随着机械抽风排烟,同时也把烟气引入到前室内,尽管烟气因温度高而贴近楼层底板流动,但给人直观上造成一种烟气的威胁。

5山墙开洞对墙体削弱及补救措施山墙对多层砖砌体住宅来说是唯一完整的承重横墙,是使房屋封闭或完整的结构体系中最强有力的抗震构件。

过去山墙一般不允许随意开洞,然而随着住宅产业化发展,山墙中段作为客厅开窗是不可避免了,毫无疑问,开洞后山墙的完整性大大受损,抗水平力刚度明显降低。

为了提高山墙的抗震能力,建议采用以下几条措施: (1)在山墙洞口两侧设置纵向内墙,且靠近山墙处的内纵墙不得开洞,山墙、纵墙相交处设置“T”型构造柱,肢厚不小于240mm ,配筋不小于Φ14 @100 ,“T”型柱锚入下层圈梁中; (2)山墙门窗洞口≥210m ,洞两侧设构造柱; (3)洞口上过梁与圈梁结合一起构成承重大梁并加强配筋。

6 内廊无窗靠机械送风的前室,这种前室是正压的,因为机械运转以后,连续不断地从外面抽入新风送往前室,使前室内气体压力加大,因此外面的烟气就无法进入前室。

这样前室是无烟区,是安全的,当火灾时,人员疏散,人流越是靠近前室烟气也越少,越感觉安全。