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南京古建筑灭火器配置优化设计

时间:2015-10-21 来源:未知 作者:傻傻地鱼 本文字数:2790字

摘要

  通过对南京某典型古建筑进行现场勘察、火灾危险性分析及灭火器现状调查,依据GB 50140-2005《建筑灭火器配置设计规范》(以下简称"规范"),结合调查分析结果进行灭火器配置计算,同时引入新型高铁消防灭火器配置理念进行优化设计。

  1南京典型古建筑实地调查

  1.1火灾危险性调查分析

  (1)可燃、易燃物分布广泛。该建筑内装饰有大量易燃屏风、壁画、飘带等棉、麻、丝、毛织物及各式木质家具。所在山坡上常年积满松针叶与栗树叶为主的枯枝落叶,分布广泛、堆积松散、易枯难腐,一旦遇到火源将迅速蔓延,构成威胁。

  (2)火灾荷载大,耐火极限低。该建筑除基础底座为钢筋混凝土结构,其他构件如梁、枋、桁、斗拱、门窗、楼梯、地板等多以松、樟、柏等优质木材加工,火灾荷载理论计算值约为钢筋混凝土建筑物31倍,耐火等级为三、四级,火灾危险性大。木材经自然老化、虫蛀开裂、油漆脱落、发霉糟朽等变质作用后多呈现为疏松多孔结构。此外,叠架斗拱、藻井、门窗及木架结构拼接缝隙大幅扩充空气与可燃材料接触界面,极易出现大面积燃烧甚至引发轰燃,难以扑救。

  (3)电气设备多,线路易老化。楼外墙布满大量各式光源灯具进行烘托亮化,楼内采用排式宫灯。大量电气设施、排布架设的电线与木质结构交织,易短路过热引发火灾。此外,工作人员安全消防意识较差,违章私拉临时用电,不慎时可诱发电气火灾。

  (4)选址问题,扑救困难。该建筑依山而建,地势较高,道路曲折,消防机动车辆无法直达山顶,且周围没有设置消防水池、水缸、消防泵站等水源补给设施,一旦发生火灾很可能会延误扑救。

  1.2灭火器布置现状调查分析

  该建筑净地面高度52m,共7层,为"四暗三明"结构(暗:2、4、5、6;明:1、3、7)。根据该建筑原始建筑图纸与实地调研情况,绘制灭火器分布概况图,如图1所示。该建筑所配消防装备数量如表1所示。

  

  由图1、表1和表2可见,该建筑灭火器配置存在选型、数量及设置点布局不合理等问题。

  "规范"要求扑灭A类火灾应选用A类灭火器(ABC磷酸铵盐灭火器,可灭固体、油类和气体火灾),实际配置B类灭火器(碳酸氢钠干粉灭火器,适于扑救油类、有机溶剂、可燃气体等火灾);要求使用最大保护半径法设计灭火器布局,实际设置点布局较为混乱;四、五、六三层保护面积相同,配置数量却相差1~6倍。

  2灭火器配置优化设计

  2.1灭火器最低配置数计算

  根据该建筑火灾危险性调查结果及文献所提供图纸,结合"规范"进行灭火器最低配置计算,具体如下。

  (1)确定该灭火器配置场所危险等级。"规范"第3.3.2条规定,该建筑属严重危险级建筑。

  (2)确定该灭火器配置场所火灾种类。根据"规范"并结合该建筑可燃物较多且为木材、棉、毛、麻、纸张等含碳固体可燃物,A类火灾隐患显着。此外,为了营造金碧辉煌宫殿效果,采用了大量灯光照明电气设备,明线排布,长期暴露于空气中电气线缆容易老化,更易诱发E类火灾。因此,应选择适合A、B、C、E类火灾的手提式磷酸铵盐ABC型干粉灭火器。

  (3)划分灭火器配置场所计算单元。虽然各楼层危险等级相同,但其独特建筑造型导致水平面呈不规则矩形状,为便于计算及安全储备考虑,可将每个楼层划分为一个子单元进行计算。

  (4)计算该单元保护面积。根据"规范",建筑物保护面积应按使用面积计算。因此,该单元保护面积为表3中测量面积S.

  (5)确定该单元灭火器设置点数与各点位置。根据"规范"第5.2.1条之表5.2.1:A类重危级,手提式灭火器最大保护距离为15m.灭火器设置点位置不仅要保证对保护区域全面覆盖,且要满足其不妨碍周边道路、楼梯、电梯、管线等设施,同时便于消防安保人员取用等要求。运用保护圆简化设计法确定灭火器最理想设置点(见图2,十字中心代表设计后灭火器布置方位),R=15m时保护圆符合"规范"要求,方案可取。

  经计算并结合调研数据,得出灭火器最低配置方案,如表3所示。

  图2中,1楼出入大门平常游客流量较大,只能将灭火器设在角落处;2~7层该方位为窗户,设计时可将灭火器置于窗下,既不妨碍游客漫步观赏也能满足楼层完全处于保护圆范围内要求;4~6层是特殊"四暗"中暗层,图2中八边形处有一黄金箔藻井下通1层大厅,可将灭火器置于围栏边上,即4~6层只需设计一个设置点就能满足消防需求。表3计算结果表明,经最低配置设计后,灭火器设置点从原来24个减为13个(减少近46%);磷酸铵盐ABC型干粉灭火器数量从原先48个减为23个(减少近52%).

  2.2灭火器配置数量优化

  灭火器优化配置时,不仅需要考虑保护面积内所配灭火器灭火等级、火灾类型、地下室结构、配套消防系统(如自动灭火、消防栓等),还需考虑所保护建(构)筑物对灭火器介质是否敏感(尤飞等提出在古建筑中尝试植物性阻燃液/膨胀型防火涂料/快速固化成型复合技术和纳米复合杂化涂层等最大化保护文物原件的技术性防火理念和对策)。古建筑及珍藏文物,如织物、壁画、木质家具对水渍破坏非常敏感,选择新型水基水雾型灭火器可有效降低水渍破坏作用(泥质佛像除外),灭火后药剂可100%生物降解,不会对周围设备、空间造成污染,符合目前古建筑及文物消防保护宗旨。在火灾前期还未出现较大明火时,可优先使用新型水基水雾型辅助灭火器,若无法满足消防需求则使用ABC磷酸铵盐型主灭火器。该新型灭火器现已广泛应用于高铁、地铁、公交巴士等交通领域,一般可与ABC磷酸铵盐型灭火器配合使用(沪宁城际高铁车厢所同时配备ABC和新型水基型灭火器)。

  该建筑内藏有大量高价值字画、古董家具、精致木雕、藻井,发生火灾时若直接对其喷射大量化学灭火剂会造成文物污染乃至损毁。高铁车厢和古建筑在火灾危险性方面有多项共通点:均含有大量固体可燃物及电气设备,易引发A类和E类火灾;大量旅客出入,逃生变得异常困难;对环保节能的新型消防保护技术要求等。因此,在灭火器配置方案优化设计时可借鉴(铁公安[2010]89号)《铁道部铁路旅客列车消防安全管理规定》中对客车车厢配置灭火器如相关规定。

  由最低配置计算结果可知,该建筑最少应分布13个灭火器设置点,根据规定新型水基型灭火器作为辅助用灭火器可在每个设置点增配一具,与磷酸铵盐主灭火器优势互补,形成协同效应。

  优化后,在13个设置点均增配1具新型水基型灭火器,总灭火器数量为36具。

  3结论

  (1)通过对南京代表性古建筑火灾危险性调查分析,发现该建筑存在可燃物种类较多、火灾荷载较大、灭火器选型、数量与设置点布局不合理等问题。

  (2)该建筑1F~7F应选配手提式MF/ABC5型磷酸铵盐ABC干粉灭火器,灭火器设置点可从原先24个可减为13个(减少近46%),该类灭火器数量可从原先48具减为23具(减少近52%),且能满足消防需求。

  (3)最低配置协同优化设计方案为:13个设置点配备23具手提式MF/ABC5型磷酸铵盐干粉灭火器,同时每点均配1具新型水基型灭火器,总灭火器配备数量为36具。

  参考文献:
  [1]申俊云.浅谈古建筑火灾特点和防护对策[J].中国安全生产科学技术,2007,3(6):134-137.
  [2]张燕.南京古建筑遗产及其雕饰之艺术特点与生存状况调查分析[J].艺术百家,2008,(3):29-37.

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