浅谈大空间建筑防火设计

于洋 哈进

摘 要：浅析了大空间建筑的空间特点和火灾特点，分析了现行防火规范与大空间建筑实际防火设计的矛盾，并因此提出了较为合理的大空间建筑防火设计和特异性防火性设计的重要性。

关键词：大空间建筑；防火设计

1 前言

随着我国经济文化社会各方面的全面发展，一系列的大空间建筑物为满足公众需要应运而生，如体育方面的各种级别的大型体育馆，文艺方面各种博览会、艺术馆，交通方面的车站机，以及各种大型会场，生产车间等。这些建筑物都是大空间建筑物，具有单层面积大，楼层高，内部空间不易分割等特点，而大空间建筑往往是公共场所，民众聚集的地方，一旦發生火灾，后果不堪设想，所以大空间的安全防火更显得尤为重要，由于这些特殊的结构特点使得大空间建筑物与一般建筑物的防火设计差异很大，现就大空间建筑结构特点浅谈大空间建筑的防火设计。

2 大空间建筑的结构特点

大空间建筑物虽然结构千差万别，但大体上可有以下三种分型。

（1）占地面积大且层数高的建筑 这类建筑通常高度超过十米，而且单层面积很大，如大礼堂，大型会场，大型火车站，机场，体育馆等。

（2）占地面积有一定规模但是很高的建筑 其高度往往有几十米，单层面积多为一百平米左右，可见于细而高的高层建筑。

（3）占地面积很大但不是很高的单层大空间建筑 这类建筑占地面积往往很大，可达几千平米甚至上万平米，常见的有大型超市、大型工厂厂房等。

3 大空间建筑与普通建筑相比的火灾特点

由于上述大空间建筑的相关特点，大空间建筑发生火灾时不同于普通建筑，在预防和扑救方面都存在这更大的困难。具体表现为以下几个方面。

（1）火灾发生时报警不及时。一般情况下建筑物的防火警报系统都是以烟气或温度为信号的且大都位于屋顶，只有烟气到达屋顶或屋顶周围的空气温度达到报警器的阈值时，报警器才会发生报警作用。一般建筑物发生火灾时，烟气浓度或温度能很快达到阈值，及时发出警报，但由于大空间建筑物往往很高，而着火点往往在地面，这就意味着当发生火灾时烟气要经过很长一段垂直距离才能到达屋顶且由于大建筑空间往往较为宽敞，烟气容易扩散，很难达到报警器的阈值，所以在灭火的最佳时期，火灾初期，并不能产生报警作用，使火势得以蔓延。

（2）自动灭火装置不能正常发挥作用。自动灭火系统的启动与报警系统启动相似，火势常常要达到一定程度时才能发挥作用，而且从喷头喷出的水经过一定高度才能到达着火点，水面发生分散，失去了灭火的效能。

（3）防烟分区困难。火灾发生时对人危害最大的往往是有毒的烟气，火灾时应尽量减慢毒气的蔓延。在大建筑空间内，不能对烟气进行有效的隔离，无法解决排烟问题。

（4）人员疏散困难。由于大空间建筑往往是人口密集的公共场合，一旦发生火灾时很难将人们全部疏送到室外，而且一旦发生火灾，往往会引起人群的极大的恐慌，使场面秩序更加混乱，给人员的安全疏散带来更大的困难。

4 现行的防火设计规范与大空间建筑防火的实际需要之间的矛盾

（1）防火分区的规定面积不能满足大空间建筑的实际需要，规定的防火分区面积往往小于大空间建筑的实际需要，不能全面地进行预警和灭火。

（2）规定的自动报警系统和灭火系统的最大安装高度往往低于大空间建筑的实际高度，故传统的自动报警系统和灭火系统对大空间建筑的灭火往往效果甚微。

（3）为了与报警和灭火系统相适应，规定的最大疏散距离为不超过四十米，而这远远小于大空间建筑的实际面积。而且规定的防排烟设计的安全系数与大空间建筑设计也存在着矛盾。

5 大空间建筑的总体防火设计对策

5.1 屋顶防火系统的设计

（1）外包防火材料。在建筑的固有屋架系统上外包一层防火材料，然后将报警系统吊置在防火材料表面以有效地保护建筑的顶棚在发生火灾时不易塌落砸伤下面的人群。

（2）配置专门的灭火系统。一旦火势蔓延到屋顶，可启动自动喷水系统和冷却系统，扑灭明火，并且对顶盖材料起到降温作用。大空间建筑的顶棚材料往往采用钢制结构，发生火灾时可采取上置的喷头连续喷水，并可向钢管里连续浇注冷水以达到降温的作用，防止屋顶的钢制结构变形坍塌。

5.2 防火墙的设计

防火墙要有基础的或钢筋混凝土的基础框架，有效截断各种燃烧体的屋顶结构燃烧体的易燃性越大，防火墙就要相应地高出屋面越多。当防火墙距离天窗距离较小且天窗的构成材料易燃时，应采取相应有效的措施来控制火势的蔓延。安装防火墙时应注意参考防火墙的基础框架或周围的墙体在火灾发生时遭到破坏的程度，以免造成防火墙的损坏甚至坍塌，大大地降低防火功能。

5.3 隔烟玻璃、防火玻璃隔断设计

（1）隔烟设计.可设计专门的幕墙隔烟，与普通的开放式的明框幕墙和单元式幕墙结构不同，专门的隔烟幕墙具有其特殊要求。最重要的就是密封要好。普通幕墙存在空腔，火灾发生时可能发生烟囱效应，但是防火幕墙在普通幕墙的基础上对空腔用防火材料进行了填充以达到密封效果。此外，还要考虑高温时玻璃幕墙变形引起的密封失效。一定要采用防火性强的密封胶。

（2）耐火的完整性设计。在防火玻璃幕墙的设计时，一定要注意要保持各个幕墙之间的相对独立性。通常将与固件结构相连的幕墙完全分开，并与主体结构牢固连接，要严格控制好接头部分，防止在火灾中，非防火材料的燃烧变形牵连与之相连的防火材料失去作用，不能发挥其防火隔烟的功能；还要将高温时幕墙发生的变形程度考虑在内。

5.4 有利于人群疏散的安全设计

可设置供暂时避难的安全通道。根据建筑的具体建筑结构和防火墙、玻璃幕墙等防火设施的设置，特异性地分隔出相对安全的区域，并与各疏散口相连，既可以暂时与火势相隔，又不影响人群有序地疏散。由于火灾的发生都为突发事件，要随时做好防火的准备，所以在平时，一定要保证安全通道的通畅。火灾发生时还可在安全通道进行人工送风，以进一步达到隔烟的效果。

6 防火系统的特异性设置的意义

由于大空间建筑结构的特殊性和多样性，仅仅参照有关规定进行防火设计是远远不够的。在设计中我们还要考虑许多细节，如防火墙和玻璃幕墙的设置时，要考虑遮挡所带来的视觉效果的改变，还要考虑这些防火设或施给大空间建筑的格局本身所带来的影响，若格局混乱或视觉阻碍则失去了大空间建筑的设计初衷。而且在具体进行防火墙或玻璃幕墙的安装时，由于大空间建筑过高，安装从地面到顶棚的防火墙是很难施行的。

7 结语

随着大空间建筑的增多，其防火设计显得越来越重要。但现行的大空间建筑的防火设计与传统的防火设计存在着很大的矛盾，传统防火设计的相对滞后提醒我们要及时完善防火设计的相关条文，与时俱进。在设计时要有全面的考虑，结合不同建筑的结构特点和功能特点进行特异性设计，综合考虑其他因素，使设计尽量合理化科学化。

参考文献：

[1] 黄镇梁.建筑设计的防火性能[M].北京：中国广建筑工业出版社，2006（9）.

[2] 任宏伟.大空间建筑防火设计存在问题与对策研究.[J].消费导刊，2010（4）：214.

[3] 杜希茂.大空间建筑的火灾特性及“性能化”防火设计的探讨[J].工程设计，2011（6）：271～272.