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人防地下室设计中的消防设计初探 ——以明湖盛景地下车库为例

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发表时间:2021-04-01 09:38作者:BIM中心来源:云南省城乡规划设计研究院网址:http://www.yncityplan.com


在人民防空工程建筑设计中,如果发生火灾,受建筑自身特点的限制,现场无法开展紧急撤离工作,即有可能导致大量的人员伤亡,并产生严重的经济损失,同时在国际上造成一定的不良影响。为有效防止和减少人防工程受到火灾危害,保护人身和财产的安全,在人防工程建筑设计过程中合理规划,加强火灾防控力度。根据我国现行相关政策及规范要求,优化人防工程消防系统,提升消防设计质量。本文以明湖盛景(嵩明县SM0512号地块)地下室设计为例,从探究人民防空地下室建筑设计中消防设计的重点和意义为切入点,并根据人防建筑的实际情况,提出完善的解决措施,做到安全适用、经济合理。

作者:陈选芳


人防工程是具有特殊功能的地下建筑,其建设使用不但要满足战时的功能需要,贯彻“长期准备、重点建设、平战结合”的战略方针,同时,要与城市的经济建设协调发展,努力适应不断发展变化的新形式。

我国人防工程建设面积不断增长,大量的大、中型人防工程相继在全国各地建成,并投入使用,防火设计已积累了较丰富的经验,相关的防火规范相继均进行了修改,故适时修改完善原规范内容,并在人防工程设计中贯彻这些防火要求,对于防止和减少人防工程火灾的危害,保护人身和财产的安全,是十分必要的、及时的同时也对平战转换提出相关要求:

防空地下室防护功能平战转换表

序号
名称和内容
平战施工、安装及转换时限要求
1
各类人防门、悬板活门、超压排气活门
平时完成全部安装,紧急转换(3天内)完成一框双门封堵
2
对外出入口封堵、防护单元间封堵、通风口封堵
平时封堵门框预埋、凹槽埋置到位,防护密闭封堵板、封堵预制梁或槽钢组合梁放置到位;临战转换(15天内)完成封堵安装
3
抗爆单元隔墙与挡墙
平时预埋件施工到位;临战转换(15天内)完成堆垒
4
防化通信值班室、进风机房、排风机房、人防器材储藏室
平时砌筑到位
5
战时男女干厕、盥洗室、水泵房、洗消间内洗消槽
战时砌筑,管道须预埋到位,早期转换(30天内)完成
6
防爆波电缆井
平时施工完成且套管预埋到位;临战转换(15天内)完成电缆敷设
7
设在室内出入口处的活门防堵铁栅
平时预埋角钢框及防堵铁栅施工到位
8
战时通风滤毒设备
平时进、排风机、风管、密闭阀门、超压排气活门、滤毒器、除尘器/网、超压测压装置等安装到位
9
平时进排风管道防护
临战转换(15天内)拆除部分有影响的风管,紧急转换(3天内)关闭集气室人防门或平时风管上密闭阀,停止通风
10
战时给排水管道设备
平时人防给水引入管、人防给水管、排水出户管、水泵、防爆波地漏、预埋管道等施工到位,战时水箱及增压设备可在临战时构筑和安装;临战转换(15天内)完成战时水箱构筑,紧急转换(3天内)完成注水和防爆地漏密闭处理
11
平时上下水管道防护
紧急转换(3天内)关闭所有防护阀门
12
人防电源配电柜、战时动力及照明布线、三种通风方式控制系统、防爆呼唤按钮
平时施工到位;早期转换(30天内)完成战时使用的电子、电气设备加装氧化锌避雷器,及电缆、护套线、弱电线路特别和备用预埋管穿过临空墙、防护密闭墙、密闭隔墙的防护密闭处理
13
平时电气防护
临战转换(15天内)完成不符合一根电缆穿一根密闭管的平时设备的电缆,紧急转换(3天内)完成战时不使用的电缆、电线、电气设备接地
14
车道出入口、非人防区入口的人防门的关闭和封堵
战时施工,紧急转换(3天内)完成
15
防化通信值班室内防化器材、日常药品及电话安装和设置应急通信手段
平时完成通信管线预埋;临战转换(15天内)器材配置和通信设备安装
人防口部染毒房间墙面应用水泥砂浆抹光。密闭通道、防毒通道、洗消间、简易洗消间、滤毒室、扩散室等战时易染毒的房间、通道,其墙面、顶面、地面均应平整光洁,易于清洗。



1 项目概况

明湖盛景(嵩明县SM0512号地块)位于昆明市嵩明县嵩明县环城西路和彩云路交叉口。规划区地块基本成“L”形,沿滨河路长度约134米,用地西北高,东北低,地块内较为平整,地形高差小,地块最高点高程1915.47米,最低点高程1911.15米,最大高差约4米,场地坡度较小。


本工程为附建式防空地下室,防空地下室平时为车库及配套设备用房,战时为二等人员掩蔽所,抗力等级为乙类常6级人防工程。人防总建筑面积为3899.50㎡,共二个防护单元。人员总掩蔽面积:2866.33㎡,总掩蔽人数2866人。耐火等级为一级,设自动喷淋灭火系统,室内消火栓和机械排风。

2人防工程中消防设计的必要性

对于一个国家来说,人防建筑具有重要意义,对消防设计与人防建设设计之间的关系进行良好协调,有利于促使在人防建筑设计之中,消防设计的作用发挥到最大,不仅能够对人民的生命财产安全进行保护,还有利于促使国家经济持续平稳发展,所以在本文中,将主要对人防建筑设计中的消防设计进行分析。


根据人防工程的平时使用情况和火灾特点,在新建、扩建、改建时要做好防火设计,采取可靠措施,利用先进技术,预防火灾发生,一旦发生火灾,做到立足自救,即由工程内部人员利用火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消防水源、防排烟设施、消防应急照明等条件,完成疏散和灭火的任务,把火灾扑灭在初期阶段。

3总平面布局

3.1人防工程的总平面图设计

人防工程的总平面设计强调人防工程与城市建设的结合,人防工程的总平面设计应根据人防工程建设规划、规模、用途等因素,合理确定其位置、防火间距、消防水源和消防车道等。


项目结合结合场地,市政,规划设计条件,在出入口设计,防火间距,消防车道等布局均满足《建筑设计防火规范GB50016-2014(2018版)》及《人民防空工程设计防火规范 GB50098-2009》的相关要求。项目平时使用功能为地下车库,人防工程内的汽车库、修车库,其防火设计应按现行国家标准《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067的有关规定执行。并对对人防工程提出相关使用要求,不得使用和储存液化石油气、相对密度(与空气密度比值)大于或等于0.75的可燃气体和闪点小于60℃的液体燃料。

3.2分类和耐火极限

根据建筑设计防火规范要求,项目的耐火等级为一级,相应构件的燃烧性能和耐火极限如下表


构件名称
耐火等级

防火墙
不燃烧3.00h

承重墙
不燃烧3.00h

非承重墙
不燃烧1.00h

楼梯间前室的墙、电梯井的墙、住宅单元之间的墙和分户墙
不燃烧2.00h

疏散走道两侧的隔墙
不燃烧1.00h

房间隔墙
不燃烧0.75h
不燃烧3.00h

不燃烧2.00h

楼板
不燃烧1.50h

屋顶承重构件
不燃烧1.50h



3.3防火分隔

目前国内新建的汽车库一般耐火等级均为一、二级,且安装了自动喷水灭火系统,这类汽车库发生大火的事故较少。立足于提高汽车库的耐火等级,增强自救能力,根据不同汽车库的形式、不同的耐火等级分别作了防火分区面积的规定。这都是根据汽车库火灾的特点而规定的。这样既确保了消防安全的有关要求,又能适应汽车库建设的要求。一般一辆小汽车的停车面积为30㎡左右,一般大汽车的停车面积为40㎡左右。根据这一停车面积计算,一个防火分区内最多停车数为80辆~100辆,最少停车数为30辆。这样的分区在使用上较为经济合理。本项目为地下停车库,燃烧性能为一级,并设置自动灭火系统,起防火分区的最大允许建筑面积为4000㎡。

3.4防火墙和防火分隔

防火墙应直接设置在基础上或耐火极限不低于3h的承重构件上。

防火墙上不宜开设门、窗、洞口,当需要开设时,应设置能自行关闭的甲级防火门、窗。

下列场所应采用耐火极限不低于2h的隔墙和1.5h的楼板与其他场所隔开,并应符合下列规定:

消防控制室、消防水泵房、排烟机房、灭火剂储瓶室,变配电室、通信机房、通风和空调机房、可燃物存放量平均值超过30kg/㎡火灾荷载密度的房间等,墙上应设置常闭的甲级防火门。

柴油发电机房的储油间,墙上应设置常闭的甲级防火门,并应设置高150mm的不燃烧、不渗漏的门槛,地面不得设置地漏。

3.5装修和构造

本项目的内部装修按照现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222 的规定的执行耐火等级一级执行,可燃气体和丙类液体管道,除可穿过柴油发电机房、燃油锅炉房的储油间与机房间的防火墙外,严禁穿过防火分区之间的防火墙;当其他管道需要穿过防火墙时,应采用防火封堵材料将管道周围的空隙紧密填塞;通过防火墙或设置有防火门的隔墙处的管道和管线沟,采用不燃材料将通过处的空隙紧密填塞;变形缝的基层应采用不燃材料,表面层不应采用可燃或易燃材料。

3.6防火门、窗和防火卷帘

本项目防火分区分隔处安全出口的门为甲级防火门;采用防火卷帘分隔时,在其旁设置与相邻防火分区的疏散走道相通的甲级防火门;用防护门、防护密闭门、密闭门代替甲级防火门时,其耐火性能应符合甲级防火门的要求;且不得用于平战结合公共场所的安全出口处。

4安全疏散

每个防火分区的安全出口数量不应少于2个;口部疏散宽度每100人不小于0.3m,并且每门通过人数不应超过700 人是人员隐蔽工程战时对疏散程度的一个基本要求 ;相邻防护单元之间防护闭门隔墙上开设门洞时应在其两侧设置防护密闭门(人员掩蔽所相邻防护单元防护密闭隔墙上开设门洞时,设置密闭通道)相对于人防工程的疏散程度来说,条件不同,设计结果也存在一定的差异。达到条件的除了一些基本的要求外,可以在非人防区临近的部位设计密闭通道,从而运用非人防区的出入口疏散人群。达不到上述条件的,可以设计电梯通至上层的非人防区,再借用其他的出入口疏散人群。

人民防空地下室的疏散楼梯间,在主体建筑地面首层应采用耐火极限不低于2h的隔墙与其他部位隔开并应直通室外;当必须在隔墙上开门时,应采用不低于乙级的防火门。



人民防空地下室与地上层不应共用楼梯间;
当必须共用楼梯间时,应在地面首层与地下室的入口处,设置耐火极限不低于2h的隔墙和不低于乙级的防火门隔开,并应有明显标志。防烟楼梯间前室的面积不应小于6㎡;当与消防电梯间合用前室时,其面积不应小于10㎡。

5防烟、排烟和通风空气调节

5.1防烟楼梯间风量计算

防烟楼梯间送风系统的余压值应为(40~50)Pa, 前室或合用前室送风系统的余压值应为(25~30)Pa。防烟楼梯间、防烟前室或合用前室的送风量计算送风风量的确定用“风速法”进行计算确定。



由于人防工程的层数不多,门、窗缝隙的计算漏风总面积不大,按风速法进行计算。



采用风
谏浃计算送风量Lv(m³/h)时,计算公式如下:

式中:F——每个门的开启面积(㎡);






V——开启门洞处的平均风速,在(0.6~1.0)m/s间选择,通常取(0.7~0.8)m/s;






b——
背压系数;按密封程度在0.6~1.0间选择,人防工程取0.9~1.0;






a——漏风附加率,取0.1;






n——同时开启的门数,人防工程按最少门数(即一进一出)n=2计算。

避难走道的前室宜设置条缝送风口,并应靠近前室入口门,且通向避难走道的前室两侧宽度均应大于门洞宽度0.1m。

5.2排烟口

每个防烟分区内必须设置排烟口,排烟口应设置在顶棚或墙面的上部。

排烟口宜在该防烟分区内均匀布置,并应与疏散出口的水平距离大于2m ,且与该分区内最远点的水平距离不应大于30m。

排烟口可单独设置,也可与排风口合并设置;排烟口的总排烟量应按该防烟分区面积每平方米不小于60m3/h 计算。


5.3机械加压送风防烟管道和排烟管道

机械加压送风防烟管道、排烟管道、排烟口和排烟阀等必须采用不燃材料制作。



排烟管道与可燃物的距离不应小于0.15m,或应采取隔热防火措施。机械加压送风防烟管道和排烟管道内的风速,当采用金属风道或内表面光滑的其它材料风道时,不宜大于20m/s;当采用内表面抹光的混凝土或砖砌风道时,不宜大于15m/s。

6消防给水、排水灭火系统


为了战时供水需要,利用其作为平时消防用水水源;人防
工程的火灾扑救应立足于自救,消防给水利用市政给水管网直接供水,保证室内消防给水系统的水量和水压;人防工程消防用水总量确定,没有包括室外消火栓用水量。人防工程设置室外消火栓只考虑火灾时作为向工程内消防管道临时加压的补水设施。所以,在计算人防工程消防用水总量时,不需要加上室外消火栓用水量,只按室内消防用水总量计算即可。当人防工程内消防用水总量大于10L/s 时,应在人防工程外设置水泵接合器,并应设置室外消火栓。为了便于消防车使用,水泵接合器和室外消火栓距人防工程出入口不宜小于5m,目的是便于操作和出人口人员疏散。消火栓距路边不宜超过2m,水泵接合器与室外消火栓间距宜为40m以内,主要是便于消防车取水。水泵接合器和室外消火栓应有明显标志,主要是便于消防队员在火场操作。设置有消防给水的人防工程,必须设置消防排水设施。人防工程消防废水的排除,可通过地面明沟或消防排水管道排入工程生活污水集水池,再由生活污水泵(含备用泵)排至市政下水道。这样既简化排水系统,又节省设备投资。但在选择污水泵时,应平战结合。既应满足战时要求,又应满足平时污水、消防废水排水量的要求。

7电气

人防工程火灾造成人员伤亡的原因是多方面的,但与消防疏散照明有直接关系。工程内一旦发生火灾,为了防止触电和通过电气设备、电气线路扩大火灾,需要切断火灾部位的电源,如无消防疏散照明,工程内将一片漆黑,人员在火灾时不知所措,加上烟气熏烤,势必造成人员伤亡。因此,在人防工程内,为了保障安全疏散,消防疏散照明灯是不可缺少的。尤其是在一些人员集中、疏散通道复杂的情况下,消防疏散照明必须保证。卤钨灯、高压汞灯、白炽灯、镇流器等不应直接安装在可燃装修材料或可燃构件上。开关、插座和照明灯具靠近可燃物时,应采用隔热、散热等保护措施。为了对火灾能做到早期发现、早期报警、及时扑救,减少国家和人民生命财产的损失,保障人防工程的安全,参照国内外资料,原则地规定了人防工程设置火灾自动报警装置的范围。

8结语

综上所述,在日常生活中,人防工程可以作为停车场、地下商场和地下商业街等,它在经济发展和社会生活中发挥着巨大的作用,为人们的生活带来了便利。

当战争发生时,人防工程可以掩蔽专业队的人员和一等、二等人员,可以为军队提供实施医疗和救护的场所,为战争物资和战车提供一个储存场所。

人防工程消防设计须同时满足平时和战时的消防需求,只有调节好平时和战时消防设计的关系,才可以充分发挥出消防设计的真正效果,从而可以在保证人们生命财产安全的基础上确保我国经济发展的稳定性。



项目名称:明湖盛景(嵩明县SM0512号地块)地下室

项目机构:BIM技术推广应用中心
项目成员:康忠学 陈选芳 李明 吴旭 王东云 韩思成



参考文献:

[1]人民防空工程设计防火规范GB50098-2009

[2]人民防空地下室设计规范GB50038-2005

[3]《汽车库、修车库和停车场设计防火规范》GB50067-2014

[4]建筑设计防火规范GB 50016-2014(2018年版)

[5]国家建筑标准图集FJ0~03《防空地下室建筑设计(2007年合订本)》





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