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【關鍵字】高層學生公寓;火災危險;評價指標體系;層次分析法;灰色模糊綜合評判
1引言
隨著我國經濟的蓬勃發展和高等教育事業的蒸蒸日上,在校大學生人數劇增。與此同時,各類校園突發事件頻頻上演,尤其是高層學生公寓的失火事件屢見報端。高層學生公寓的建筑形式多為內廊式,平面幾何尺寸長,每層房間布置密集,加上高層建筑本身體積大、層數多、空間復雜[1],煙囪效應(1min煙氣傳播200m[2])顯著,一旦起火,火勢蔓延速率快且難以控制。高層學生公寓居住學生相對集中,人員和物質流動相對集中,可燃物品和各類電器相對集中,用電負荷大及線路交錯連接相對集中,造成火災發生概率大及火災載荷大。學生自身對火災發生時的撲救措施和逃生手段又知之甚少,一旦發生火災將造成慘重的人員傷亡和不可估量的經濟損失,嚴重影響學生的生命財產安全和學校的科教文化建設,甚至帶來惡劣的社會負面影響。
高層學生公寓火災風險評價涉及多個難以量化的影響因素,簡單的線性疊加已對評價工作失效,而運用模糊綜合評價對火災風險進行量化分析更具科學性。為了降低高層學生公寓火災時給師生帶來的傷害,提高學生公寓的安全性能和校園的安全穩定性,論文對高層學生公寓火災風險的各系統因素進行模糊層次分析,運用灰色模糊理論建立了高層學生公寓的火災危險性評價模型[3],旨在為高校制定應急疏散預案和相關建筑的疏散避災策略、性能化防火設計以及校方的消防管理工作提供可靠的依據。
2灰色模糊綜合評價的理論概述
2.1評價指標的選取
將系統目標層U按照某種屬性劃分為n個一級指標,記為 ,集合 則構成第一層次評價指標集;一級指標可細化為若干二級指標集合,二級指標用 (表示第i個一級指標下的第j個二級指標)表示,則第二層次評價指標集記為 ;若有細分,以此類推。整個指標體系中不可劃分的指標稱為單因素[4]。
2.2評價集的建立
評價集系指評價者判斷的評價指標所屬的所有評價結果組成的集合,直接反映了評價對象的優劣程度。評價集一般分為5個等級,在應用中,可根據實際情況增減某個級別。就建筑物風險安全評價而言,可將評價集取為 ={很安全,較安全,一般安全,較危險,很危險}。本文中,“很安全”指高層學生公寓能滿足防火安全要求并有較大程度的裕量;“較安全”指能滿足防火安全要求并有一定程度的裕量;“一般安全”指基本能滿足防火安全要求;“較危險”指不能完全滿足防火安全要求;“很危險”指存在嚴重的防火安全缺陷,需立即采取措施補救。
2.3指標權重的計算
指標權重系數表示同層次上各指標對于上層某指標的相對重要程度。層次分析法(AHP法)將定性和定量方法有機地結合起來,是一種應用極為廣泛的確定權重的方法。
AHP法將大量模糊、不確定的因素通過定量的方式表現出來,以建立遞階層次結構模型為基礎,采用9級標度法將專家對同級各指標的兩兩相對重要性加以數字量化,構造上層某指標對下層相關指標的判斷矩陣,此矩陣的特征向量的各分量即為各指標的權重[5]。最后,需用指標 、 、 和 對判斷矩陣進行一致性檢驗。設一級指標權重集表示為 ,二級指標權重集記為 。
2.4單因素隸屬度的確定
隸屬度為單因素指標對于某一評價等級的數字量化后經歸一化處理的結果。本文采用模糊統計法確定隸屬度:首先需要制作專家打分表,各位專家依據自身經驗和調查分析結果對每項單因素指標所歸屬的等級進行認定,并在打分表上相應位置處做標記;然后進行多張打分表的數據匯總。以具有2個層次的指標體系為例,單因素的隸屬度就是單因素指標Uij在等級Vj上的打分專家人數與被聘請專家總人數之比的歸一化處理結果。隸屬度的規律集合即單因素評判矩陣,設為Ri,可表示為
2.5模糊綜合評價
采用加權平均法進行模糊綜合評判[6]。設系統目標層具有二級評價指標,則需要對系統進行二級模糊綜合評判。
2.5.1一級模糊綜合評判
3應用實例
為了對高層學生公寓火災危險性進行定量分析和評估,現選取某高校一高層學生公寓作為實例,以公寓詳盡的設計資料和消防專家參與的調查資料為依據建立高層學生公寓評價指標體系,借以評估其火災風險。
3.1 系統評價指標集的建立
高層學生公寓火災風險評價指標集是一個多層次、多指標評價體系。綜合考慮與高層學生公寓消防安全有關的各種因素及其相互作用,建立火災危險性評價指標體系,如表1所示。表1給出了高層學生公寓火災安全的3個一級評價指標,分別為主動防火系統、被動防火系統和消防安全管理。其中主動防火系統劃分為2個二級指標和5個三級指標,被動防火系統劃分為4個二級指標和20個三級指標,消防安全管理劃分為2個二級指標和7個三級指標。
3.2各指標權重的計算
現以確定主動防火系統中的5個三級指標的權重為例,建立判斷矩陣如下:
同理,其他同層次上各指標的權重見表1。
3.3用模糊統計試驗求單因素指標的隸屬度
現分別聘請規劃、消防、設計、管理等多領域的專家組成專家調查組,結合實際和經驗,對系統中各單因素進行等級認定,打分匯總后的隸屬度數值如表1所示。
3.4運用加權平均法和模糊矩陣的合成運算得到評判結果
由于A=(0.4,0.4,0.2),則系統目標層對于各評價等級的隸屬度即目標層的模糊評判結果為B=A?R=(0.381,0.252,0.254,0.085,0.028)。從結果看,系統屬于“很安全”等級的隸屬度最大,故系統安全。
至此,沒有運用目標層隸屬度帶給我們的全部信息,故常采用等級參數評價法對此進行補充。這種方法往往賦予各等級評價參數作為標準,然后用加權平均計算出系統的量化指標以確定其安全等級。高層學生公寓火災風險等級參數向量為V={95,80,60,40,20},見表2。
由此計算出高層學生公寓最終的評判結果,即該高層學生公寓安全等級為Ⅱ級,處于較安全狀態。
3.5用灰色關聯分析計算關聯度
由此可見, ,說明建筑物中被動防火系統對于學生公寓防火安全至關重要,故在公寓設計、施工以及后期裝修中一定要保證被動防火系統規范、合理,以從根源減少火災隱患、防止火災事故的發生。高層學生公寓層層構造相同,防火與防煙結構以及疏散功能可能不盡如人意,加上學生用電負荷大,公寓內配電系統不完善,都會導致火災的發生。主動防火系統設置欠佳是學生公寓火災發生的次要原因,消防安全管理在一定程度上也影響著學生公寓防火安全。故加強學生的消防安全意識、定期組織消防培訓和演練對消除公寓內火災隱患也十分重要。
4結論
本文以某高校高層學生公寓為例,運用層次分析法、模糊數學和灰色關聯理論建立了高層學生公寓火災危險性評價模型,證明了灰色模糊綜合評價法對于建筑物火災風險評價的可行性。灰色模糊評價法是研究建筑物火災危險領域的理論基礎,科學地完成高層學生公寓火災危險性綜合評價,對學生公寓的性能化防火設計和施工以及保證學校的安全穩定有著重大的現實意義,同時對高校制定應急疏散預案和高層建筑的疏散避災策略提供參考依據。
參考文獻:
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[4]段秉乾,司春林.基于模糊層次分析法的產品創新風險評估模型[J].同濟大學學報(自然科學版),2008,36(7):1002-1005.
[5]賈水庫.層次分析法在高層學生公寓火災危險性評價中的應用[J].中國安全科學學報,2009,19(5):114-118.
【關鍵詞】高層建筑;安全疏散;設計
1 高層建筑防火問題
高層建筑放生火災時,通常會出現以下問題:一是火勢蔓延快。高層建筑的樓梯間、電梯井、管道井、電纜井等豎向井道,如果防火分隔或防火處理不好,發生火災時就好像一座座高聳的煙囪,成為火勢迅速蔓延的途徑。據測定,在火災初起階段,因空氣對流,煙氣沿樓梯間或其它豎向管井擴散速度為每秒3到4米。如一座100米高的建筑,在無阻擋的情況下,只要30秒左右,煙氣就能順著豎向管井擴散到頂層。二是疏散困難。普通電梯在發生火災時由于切斷電源等原因停止運轉,多數高層建筑安全疏散主要是靠樓梯,而樓梯間內一旦竄入煙氣,就會嚴重影響疏散。三是撲救難度大。高層建筑高達幾十米甚至幾百米,發生火災時從室外進行撲救相當困難。例如:高層建筑的消防用水量是根據我國目前的經濟技術水平,按一般的火災規模考慮的,當形成大面積火災時,其消防用水量顯然不足,需要利用消防車向高樓供水,建筑物內如果沒有安裝消防電梯,消防隊員不能及時到達起火層進行撲救,消防器材也不能隨時補充,均會影響撲救。四是火險隱患多。一些高層綜合性的建筑,功能復雜,可燃物多,消防安全管理不嚴。如有的建筑設有商業營業廳、可燃倉庫、餐廳等;有的辦公建筑,出租給許多單位使用,安全管理不統一,一旦起火,容易造成大面積火災。
2 高層建筑消防安全疏散設計的獨特之處分析
安全疏散設計與一般交通組織、人流組織設計既有共同之處又有不同之處,其主要表現為以下四個方面:
2.1 研究對象不同。通常的交通組織設計,指的是人流、車流、貨流的組織與安排,既有室內,也有室外,而安全疏散主要考慮的是人。
2.2 人流方向不同。平時人流流向是多向性的活動(既有室內到室外,也有室外到室內,同時也有在各功能分區之間來回互流)。而安全疏散則是單向性的活動。依安全地段(如室內外、屋頂平臺、避難層等)為最終目標,因此,安全疏散路線(通道)必須與這些地方相聯系。
2.3 交通路線和交通工具不同。平時人流的流向可以依樓梯、電梯、自動扶梯以及水平方向各種通道。而安全疏散則不同。一旦情況發生(如發生火災,為了防止火勢的蔓延)有的交通部位(如電梯、自動扶梯)就要停運,人員往往要經過具有一定條件的通道向外疏散。
2.4 人的心理行為不同。平時人員在建筑內部活動精神是放松的、自由自在的,而在疏散過程中往往具有一種恐懼心理,在疏散過程中,往往是向熟悉的路線疏散,向明亮的路線疏散。
3 對消防安全疏散產生影響的因素
安全疏散的性能化消防設計, 就是如何以人員安全疏散為中心,科學、合理地組織和設置建筑的各系統及其構件。下述幾個方面影響著建筑物內人員的安全疏散:
一是建筑的耐火等級、建筑物內的可燃物質的數量及其燃燒性能等決定著該建筑物內人員的疏散時間(T允)。耐火等級低、可燃物量大、燃燒蔓延速度快、單位數量可燃物燃燒產生的熱量和煙量大, 允許的疏散時間就少,反之就多。要保證建筑物內的人員安全, 必須在該允許時間內疏散出來。
二是人員所需疏散時間。該時間包括從房內到房門口的疏散時間、從房門口到安全出口(如果認為封閉樓梯間、防煙樓梯間、室外樓梯為安全區域時,則可為樓梯間入口)。不同的人群, 其疏散速度不同, 所需的疏散時間也不同, 老年、兒童、部分殘疾人、病人疏散速度慢,所需的時間多。如果人員所用疏散時間超過建筑物允許疏散時間,就無法保證安全。
三是疏散設施(包括疏散門、疏散走道、疏散樓梯、疏散照明、疏散指示標志以及疏散通道的防火、防煙情況) , 設施齊全有效,相對的疏散時間就會少些, 相反就會多些。疏散走道有平直的、多彎的、臺階的, 也有寬的、窄的,還有內廊式的、外廊式的。平直的、寬的走道所用的疏散時間就少些, 窄的、多彎的和臺階走道所用的疏散時間就多些。外廊式的排煙性能和采光性好,便于人員疏散, 內廊式的則較之差。樓梯有室內、室外, 有敞開樓梯、封閉樓梯、防煙樓梯,其對人員的安全和疏散有著相當重要的影響。
四是火災發現的時間, 發現得早, 爭取的疏散時間就多, 發現得遲, 所剩的疏散時間就少,設有火災自動報警設施的建筑物, 可以早期探測火災, 其允許疏散時間就可能相對多些。
五是消防設施, 如果設有自動滅火系統, 系統動作后,火災蔓延就會減緩, 煙氣產生量就會少些, 火災場所的溫度升高速度就會慢些, 允許的疏散時間就多些; 建筑物內設有疏散指示和應急照明,火災場所內的人員就更不會驚慌, 能較快地找到出口, 疏散速度也相對快些。防火分隔墻耐火時間長些,所允許的疏散時間也會多些。離消防隊近、且便于消防隊展開撲救, 解救人員的時間相對就會多些。六是日常使用和管理因素。一座建筑就象一件商品,再合格的商品, 如果使用維護不當, 就可能對人的生命安全造成威脅, 建筑物也不例外, 場所內人員消防安全意識的強弱與否,消防安全制度落實是否到位, 消防設施維護保養的好壞, 使用是否得當, 安全出口是否暢通, 對爭取的疏散時間都會有影響。另外,因為公眾聚集場所可能發生擁擠, 在擁擠情況下所用的疏散時間要比正常非擁擠情況的疏散時間多, 這也是必須考慮的問題。
4 高層建筑的防火分隔設計探討
如何確保高層建筑的消防安全是擺在現實面前的一道難題,一旦發生火災,以現有的技術手段迅速撲滅火勢存在不少障礙。這樣的困境對我們用制度防范安全風險提出了更高的要求,既需要在建筑設計、材料使用和消防設施裝備上,嚴格規范,切實履行,防患于未然,也需要在日常使用維護中,時刻提高安全意識,杜絕任何火災隱患。 高層建筑不同于一般的低矮建筑,火災發生時,消防部門云梯車所能達到的高度一般不超過100米,如果幾百米高的高樓出現火災,很難靠外部力量救援。從國內外火災現場統計來看,超過半數的火災死亡是煙熏致死,或者被煙熏暈后燒死。所以,高層建筑主要依靠自身的消防措施來保障安全,科學的防火分隔設計可以有效地解決這方面的問題。例如,一旦發生火災,樓梯間、消防電梯間如果能保持較高的氣壓,逃生者開門進入后,風就會從里面往外吹,將煙霧拒之門外。
由于建筑使用功能、規模形狀各不相同,地理位置及室內火災荷載、裝飾和陳設等也不同,建筑防火規范不可能把各式各樣的高層建筑防火都詳細地規定下來。“這就要求設計人員針對所設計建筑物的具體條件靈活運用,加強防火隔斷,增加滅火手段,加強防排煙措施,采用不同的解決辦法,達到防火目的。”
從建筑設計本身來說,無論我們設計出怎樣的建筑,都不能說可以百分之百地避免火災的發生。但是,如果我們在設計時融入防火的預警系統,高樓大廈火災發生的概率就能降至最低。在火災預防上,盡量減少高層建筑設計上的先天不足,做到合理設計、合理施工,從源頭上減少火災隱患。例如,小區應建立專門的地下車庫、留有暢通的消防通道等;滅火設施方面,應該按照要求合理設置火災自動探測系統和滅火系統,遇火災時能很快將其消滅在萌芽狀態,減少蔓延擴大的可能。同時,應培養市民的消防安全意識,提高撲滅早期火災的能力和自救能力,這一點十分重要。
參考文獻:
關鍵詞:高層建筑;安全;隱患;措施
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A 文章編號:
高層建筑由于層數較多,施工復雜,因此安全隱患一般比多層建筑更多,不少設備設施也為高層建筑所特有,如:施工電梯、懸挑腳手架、吊籃等等,高層設備的增多,技術難度的增加,以及高空作業風險的增加,使高層建筑出現安全事故的概率也相應增大,發生的事故主要有:高處墜落、物體打擊、起重機械傷害、基坑坍塌、觸電等事故。筆者根據多年的施工現場管理經驗,總結出安全管理方面的重點,并提出相應的安全措施。
安全事故通常有主觀因素和客觀因素兩方面導致:
一、主觀因素
首先是人的主觀因素導致的隱患,具體表現在以下幾方面:
1、新進場工人的三級安全培訓教育沒有真正落實,即使有這方面的書面記錄也多是流于形式,工人的安全意識沒有得到有效的提高。
2、管理人員思想上不重視,存在僥幸心理。工地上雖配備專職安全員,但是有的安全員責任心不強,沒有履行職責,沒有起到巡查糾錯的作用。
3、項目部雖然制定了安全生產責任制,但是沒有真正落實。安全檢查也重形式,輕整改。
從業人員安全意識很重要,因此,從施工企業負責人到項目經理、到基層從業人員,安全意識都非常重要。對工人開始作業前必須做好三級安全教育,使工人從本身的思想意識上自覺遵守。對管理人員,項目部應要求做好專人專職,制定詳細的安全生產責任制,嚴格按制度執行,做到職責明確,獎罰分明。但現實工作中,部分施工企業相關人員對于高層建筑安全施工問題沒有得到相應重視,存在麻痹和僥幸心理。另一方面是把高層建筑施工混同于普通建筑物,忽略了高層建筑施工安全問題的特殊性。
二、客觀因素
客觀的不安全事件發生是導致安全事故的直接原因,安全事故大致可分為以下幾個:
1、基坑坍塌:高層建筑往往有地下室,深基坑施工期間,在基坑、基礎樁孔和邊坡邊隨意堆放建材,未設置有效的排水和支護措施,支撐系統失穩等原因常導致坍塌事故出現。
2、高處墜落:高層施工過程中,高處作業的情況比較多,工人經常在周邊臨空的高處進行作業, 而由于洞口未覆蓋、臨邊無欄桿、安全帶未佩戴或安全帶失效、作業環境影響因素等原因常導致高處墜落事故的發生,主要表現從腳手架或垂直運輸設施上墜落,從洞口、樓梯口、電梯口、天井口和坑口墜落,從樓面、屋頂、高臺邊緣墜落,從施工安裝中的工程結構上墜落,從機械設備上墜落,其他滑跌、踩空、拖帶、碰撞、失衡等引起的墜落。
3、物體打擊:由于施工人員向下拋物,上下立體交叉作業而未采取有效隔離措施,作業環境狹小致使操作人員無法躲避,物件未固定牢固和起重設備吊運時物體沒捆綁牢固,物體掉落,導致作業半徑下的施工人員遭受物體打擊事故的發生;
4、觸電:由于電器設備、電纜反復移動,電線亂接亂接,配電箱未使用標準電箱,電氣元件不合格,無漏電保護裝置或無接地裝置;
針對以上問題,應采取以下安全措施:
1、對于基坑坍塌的問題,首先要采取有效的基坑支護方案,嚴格按設計方案進行施工。在基坑周邊嚴禁大量堆載,避免坑壁土體滑移。為減少地表水滲入坑壁土體,基坑頂部四周應用混凝土封閉,并在采用支護的坑壁上應設置泄水孔,保證護壁內側土體內水壓力能及時消除,減少土體含水率,也便于觀察基坑周邊土體內地表水的情況,及時采取措施。泄水孔外傾坡度不宜小于5%,間距宜為2~3m,并宜按梅花形布置。
2、在高層建筑施工中, 腳手架工程的施工安全控制在整個工程的安全控制中占有特別重要的地位。它可以有效防止高空墜落事故的發生。因為腳手架工程不僅能解決臨邊、洞口防護, 而且能進行水平及垂直防護。能夠有效控制高空墜落和物體打擊帶來的傷害。所以腳手架的搭設必須符合規范要求。腳手架自身必須具有足夠的強度、剛度及穩定性。外腳手架必須隨作業層搭設。懸挑腳手架的底層應該鋪腳手板, 且有兜底平網, 擋腳板, 除此之外, 每隔10m 滿掛一道平網, 每隔12m 鋪設一層腳手板, 隨層作業腳手板也需滿鋪, 全封閉密目式張掛安全立網, 這樣能夠有效地減少高處墜物的可能性,降低物體打擊事故率。此外, 遇有高層臨街處, 則應根據墜物半徑相應采取懸挑架的方式, 縮短墜物半徑, 確保街道行人的安全。拆除腳手架前, 技術員應進行安全技術交底, 拆除必須先行清理腳手板上的雜物、及下方地面上的障礙物, 要遵循先上后下、先清后拆, 分層拆除的原則, 必須設立警戒線, 安全人員在場監管, 禁止在上、下垂直面作業。
3、在被提升、懸掛或墊起至一定高度的機械設備或其他結構物下部進行檢修或其他作業時,必須確保起吊設備的安全。就位后,必須將機體或物體支撐牢固后方可進行作業。嚴禁在機械回轉半徑內及起吊物移動范圍內的下部逗留或作業。對于搭設或拆除的安全防護設施、腳手架、起重機械或其他設施、設備, 如當天未能完成時,應做好局部的收尾工作,并設置臨時安全設施。
4、臨時用電的控制措施,臨電的配置必須符合《施工現場臨時用電安全技術規范》( JGJ46—2006) 的要求, 做到防雷、防火災、防電器失火。保證安全用電, 尤其是鋼筋場地, 木工場地這些用電設備較集中的場所, 其安全用電和防火措施, 均應符合要求, 執行TN —S 系統供電, 三級配電, 兩級漏電保護, 五芯電纜埋設, 三級箱必須設置保護接零和保護接地, 所有的電纜、電線、防水線均應穿套管埋設, 防止被車壓人踩破皮漏電傷人或破皮漏電斷路引發火災。
另外, 現場施工照明用電, 應單獨設置線路和三級箱。動力配電箱與照明配電箱需分別設置, 當合并設置為同一配電箱時, 動力和照明應分路配電, 動力開關箱與照明開關箱必須分設。
三、人為因素
人的不安全行為也是導致安全事故發生的重要因素,操作人員應經過專業的培訓,考核合格并取得相關部門頒發的機動車執照后,才可持證上崗;第二,操作人員必須嚴格按照規定穿戴勞動保護用品, 在高處作業時, 必須系安全帶; 第三, 在施工過程中可能產生對人體有害的氣體、液體及噪聲等, 操作人員必須配置相應的安全保護設備;第四,在進行機械操作時,必須嚴格按照出廠說明書規定的技術性能和使用條件, 正確操作。
結束語
高層建筑雖然事故多發,便不外乎人的主觀認識問題、物不安全狀態和人的不安全行為所導致,只要我們認真排查安全隱患,科學分析造成隱患的不安全因素,有針對性地采取相應措施,認真落實,就不難將事故消滅在萌芽狀態。筆者相信隨著我國建筑業的發展和人們的安全意識的不斷提高,施工安全生產必將提高到一個全新的高度。
參考文獻
1.1基本需求
通常情況下,高層建筑多為超大型建筑,其建筑空間相對比較大,具有極為復雜的功能性。并且,這種建筑的內部用電設備也非常多。所以,該建筑對供配電的要求也會隨之增加,持續性、可靠性、安全性、穩定性、經濟性以及技術先進性等都必不可少。高層建筑的用電量較大,負荷較強,其供配標準和要求都是按照電力負荷的一級標準和一級要求進行的。在具體的電力供應和配送規劃過程中,電力企業除了要充分保障建筑內部相應電氣設備的日常用電外,還要承擔保證消防、排煙、照明、電梯以及污水處理等供電。另外,還要確保在大型安全事故發生之前,建筑內部群體能夠進行自我緊急救助,同時能夠為相關消防單位和機構在建筑樓層中創設較為良好的援救環境和救助條件。至此,上述所有要求都對其供配電系統提出了較高的要求,為了避免各種電氣設備的電源在某些特定時刻或關鍵時刻出現問題或故障,高層建筑中通常應該安裝雙電源,并采用雙電源互投形式的供電系統。
1.2技術需求
高層建筑的供配電系統是電力系統的一個重要組成部分,主要包含了兩個重要環節,即配送電能環節和使用電能環節。因為供配電系統所要面對的直接對象是整個高層建筑中的所有電力相關人、事、物,即所有的電器設備及其相關使用者和工作內容。所以,一定要使其足夠安全,并絕對可靠。在供配電系統運行的具體過程中,功率的進行形式通常都是單向流動。這種進行形式的具體流動過程是功率自電源處出發,經各種線路,最終流入客戶端。
2高層建筑供配電設計要點
因為高層建筑本身的復雜性和特殊性,高層建筑的供配電系統設計也顯示出了極強的復雜性和特殊性。在對其進行設計時,不能盲目進行,必須要在不違背高層建筑特點的基礎上進行。在對其進行設計之前,首先要把握好如下幾個要點:
第一,因為高層建筑所要負荷的空調和照明很多,并且建筑內還有很多的排水和運輸設備。所以,其電需求量非常之大,并且,其對電的可靠性要求非常高。
第二,通常情況下,高層建筑的照明和動力一般不會公用干線,對動力負荷而言,大多采用放射式供電形式。而對照明負荷而言,則大多采用的是母線槽配電形式。
第三,高層建筑大多采用的是大柱距結構,空間相對較大,墻面所安裝的設備也由此而增多,這在很大程度上增加了地面的管道。
第四,對建筑構件采用預制裝配化和干法是能夠在一定程度上縮短施工周期,通常情況下,頂棚要采用系統化和標準化的吊頂。
第五,所有電器設備管線都必須要采取相應的防火措施。
第六,將主要的用電設備分散開來,空調就是其中之一。其他的大多數設備都需要進行集中的管理,通常情況下,都要求將監控系統和電腦管理結合起來。
第七,要對燈具、電瓶等電氣設備采取一定的防震措施,管線層間的貫通、建筑沉降縫與伸縮縫之間等,都要進行一定的耐震處理。
第八,因為高層建筑的高度通常都比較高,體量偏大,人員較為密集,設備也比較多,因此存在一定的安全隱患,必須做好消防工作。
第九,因為電能會對企業經濟效益和人們日常生活產生極為重要的影響,但是電能并不是取之不盡用之不竭的,所以,節約用電就顯得尤為必要。尤其是在對高層建筑進行供配電系統設計時,必須以經濟合理、安全使用、節約能源和環境保護為原則。利用合理的配電方式,選用高效率的變壓器,以減少電能的損耗。
第十,要遵循照明要求,具體表現在兩個方面:一方面,采用一般照明和局部照明同時進行的混合照明方式。在通常情況下,一般照明的照度應該比混合照明的照度高5%~10%。而如果沒有滿足這一要求,就很有可能會引發照明事故。另一方面,就是事故照明方式的采用,當故障出現時,工作照明全部都會被中斷,這時就需要提供事故照明,以供工作的持續或者是人員的疏散。
3高層建筑供配電系統設計方案
3.1高層建筑概況
某市現存一幢高樓層數為21層的民居建筑,其-1層為人防地下室,1層~21層都是居民的住所。現階段,電力公司為該幢高層建筑所配送的電壓為10kV,在通過變壓器之后,電壓的等級升級成為380V/220V,放射式和樹干式相結合是其主要的配電方式。電纜的進線一直從變配電室延伸至地下配電室,地下配電室中所敷設的電纜一直從架橋至豎井,能夠為整幢高層建筑提供電力。
3.2負荷等級
雖然這幢高層建筑是群眾的居所,但是其中包含的各種用電設備和電力儀器還是較為齊全的。生活水泵、消防設備、應急照明系統、消防及民用電梯等,樣樣齊全,一樣不差。為這棟建筑供應的主電路干路均屬一級負荷,其他相關設備為三級負荷。其中,主供電源為10kV電壓供給,并應用應急柴油發電機組作為備用電源以備不時之需。
3.3照明系統供電
首先,在電壓選擇方面。在這整幢建筑內,常規照明所采用的是數值為220V的額定電壓。這種電壓主要的供電方法是三相四線制法,其電壓范圍應是380V/220V。建筑當中,用于照明的網絡配電線路通常都比較長。而這種長線路又很有可能使供電線路的電壓大幅度地損失。所以,需要對其最小損失值作出一個較為硬性的規定。每一件照明設備在通常情況下的實際電壓都不能小于額定電壓,即便是最低限度,也要是其額定電壓數值的97%。其次,在照明供電方式的選擇方面。整幢高層建筑所采用的是一級負荷電源,并且還采用了雙電源雙電路的供電模式,所以,在設計供配電系統時,首先必須要做的就是要將電力一級和照明一級這二者的負荷功率加以比較。當二者數值都比較大時,就采用雙電路高電壓供電模式。而如果二者數值都不大,便可以使其中一路采取電源供電模式,剩下的一路則采用應急發電模式作為備用。當供配電系統中只需照明負荷進行承擔而不需要承擔電力負荷時,則可以選用蓄電池組當作備用電源。
3.4設計方案及流程
在該建筑中,住宅供電電纜傳送方向是從變配電室到地下配電室的,所以,在進行整幢高層建筑的照明插座設計時,需要保證前18層中每6層至少分配到6個供電回路,以保證有足夠的電源可供使用。在19層~21層,只需設置3個供電回路即可,并且,每一層的配電箱都必須采用樹干式配電方式,對電源進行分配和輸送。每一條主配電干線可設置六路支線加以輔助,同時,還要將支線和電表箱AW進行匹配和連接。另外,該建筑還同時采用了主副兩路電源進行電能供應,其中,主配變電主要負責樓層照明和配電照明,而副電與主電同時作用,為整個建筑內的消防系統、排風機、送風機以及地下一層排水泵等進行供電。
3.5備用安保電源的設置
關鍵詞:高層建筑、裙房設計、組織聯系
Abstract:Along with the development of the modern high-rise building . The skirt building design development has become more and more mature . According to the podium building design . The author through the aspects of its simple discussion.
Key words : High-rise building、The skirt building design、Organization contact
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
高層建筑底部的公共用房和附屬用房在平面布局上常常超出標準層的平面范圍,這種擴大的底部空間我們形象地將其稱為裙房。縱觀一百多年高層建筑實踐,隨著都市化的發展與現代建筑技術的日趨成熟,高層建筑的裙房空間逐步趨向于集諸多功能于一體,并繼續向大型化、組團化、綜合化方向發展。裙房的多功能使多種矛盾交織在一起,因此,其空間處理是高層建筑設計中較困難的課題之一。裙房空間既是城市交通與高層建筑內部交通的轉換點,又是高層建筑融合城市空間的結合點。裙房空間處理的優劣,將直接影響到高層建筑與城市空間的協調統一。
二、裙房與主體建筑的組織關系
根據裙房與主體建筑的關系,并結合基地條件與裙房的功能要求,平面布置中常有三種組合方式:
1)、基座式裙房
這是最常用的一種形式。基座式裙房將高層建筑公共用房集中于底部,并擴大柱網形成基座。其優點是在建筑紅線范圍內利用低矮的裙房盡量布滿基地,以保證裙房擁有更多的建筑面積,既使高層主體建筑與鄰近建筑保持必要的防火間距,又使高層建筑的臨街面與街道環境景觀取得協調統一。
2)、毗鄰式裙房
當裙房占地面積較大時,按高層建筑防火規范,主體建筑四周至少在一個長邊內不能擴建裙房。這時常將主體建筑與裙房的某一個邊或是角落相連,以使塔樓靠近消防車道,形成毗鄰式組合,便于火災撲救。這種組合方式具有較多的優點。由于裙房與塔樓均對外開放,容易組織各種對外、對內的出入口與交通流線,合理地處理裙房與塔樓的內部功能分區,而且由于裙房不受塔樓結構的限制,使其布置更為自由靈活。
3)、分離式裙房
當基地條件允許時,可將高層主體建筑與裙房完全分離,兩者之間只有連接體相聯系,形成分離式組合。其優點是主體建筑與裙房在功能布置中不受結構與設備等技術因素干擾,相互都無約束。特別是兩者的結構形式均可根據各自的功能特點來選擇。分離式組合還有利于建筑師更自由地采用庭院式手法,更強化其內部環境,往往一些高標準的旅館建筑采用這種組合方式。值得注意的是,分離式組合方式往往需要占用更大的基地面積,只有在基地面積比較富裕的情況下才有條件采用。
三、裙房總平面布局要求
裙房是高層建筑中與城市環境結合最緊密部分,也是各種不同性質的流線集聚與分散的主要場所。因此在裙房總平面布局中,除了應考慮高層主體建筑內部功能特點與流線外,更重要的是分析城市環境中諸元素,如道路、建筑、人流、車流等與基地內部的關系。由于城市環境各有不同,因此裙房布局也是千變萬化,但在設計中,應遵循以下原則。
1)、符合城市規劃要求
裙房總體布局應適應城市規劃對于土地綜合利用的要求,應根據相應要求對地上、地下進行綜合利用。總平面各流線組織中應遵循城市交通規劃的要求。裙房內部空間與外部空間應適應城市規劃對城市公共空間設計的要求。相鄰建筑應根據規劃保持和諧統一。
2)、交通路線順暢
裙房承擔著巨大人流、貨流在水平方向集散,合理、流暢的交通組織是這一技能不至于混亂,阻塞的保證。應合理設置步行道、自行車道、汽車道與停車場,使人流車流互不干擾,且聯系方便。另外,根據功能分區,安排合理交通路線,引導人流與分散人流至不同目的地,也是設計考慮的重點。
3)、合理安排各種出入口
裙房出入口包括公共出入口,半私密入口,后勤出入口、車輛出入口等。具體設計應結合城市道路及消防環道,在裙房四周合理安排各種出入口,并做到交通順暢,人車分流。其中公共出入口應布置在人流較多的主干道上,且商場出入口應盡量均勻設置。半私密性出入口可設于次干道或建筑次要邊上,但應與主體建筑結合緊密。后勤出入口則應盡量隱藏。
4)、設置地上停車位
在裙房主要出入口附近,應設置一定數量的地上停車位,以方便客人臨時停車。
5)、安排過渡空間
在人流頻繁的商場門前,最好應考慮有適當的過渡空間,如內收處理,空廊設置均可起到疏散人流,豐富建筑造型、調整建筑尺度、增加空間層次,對國王行人產生吸引力的作用。
6)、滿足防火要求
總平面布局中,高層建筑的主體與主體,主體與裙房的關系,以及建筑周邊與道路的關系等,都是與防火設計密切相關,總體布局中需要優先考慮的問題。
四、裙房對外交通組織
由于高層建筑功能多、容量大,在占地不大的范圍內,往往產生很大的交通流量。研究表明,一棟10萬平方米的辦公綜合建筑基地內每日吸引的人流可高達5萬人次。這種人流的集聚是高層建筑巨大商業價值的體現,但也為其為何妥善疏散大量人流提出了問題。而裙房處于高層建筑垂直交通與城市水平交通的節點上,其對外交通組織顯得尤為重要。隨著城市大規模開發建設,某些高層建筑附近往往出現嚴重的交通阻塞。這正是裙房對外交通組織不理想的表現。因此,在建筑基地內應精心設置專門場地和設施作為交通流的集散、轉換、組織分配及車輛存放等,并且在設計中不應孤立考慮單幢建筑的交通組織,應有效地將裙房交通納入城市交通網絡來考慮,處理好裙房與城市各種交通體系的關系。
在確定裙房外部交通組織形式時,既要考慮高層建筑的規模和功能構成,還應研究本區域內城市交通系統的特征。高層建筑的外部交通是與城市空間系統各要素間的結構聯系樞紐,因此,處理好高層建筑裙房外部交通的關鍵是協調好它與城市交通網絡的接口。兩者接口形式是內部交通組織的先決條件,同時兩者間又有密切的關系,有何種交通連接方式便產生何種內部組織形式。設計時應充分利用已有的城市交通條件,合理連接,合理組織,既不影響城市交通,又能使基地內部交通方便、順暢、有利于人流的引導、疏散。
五、結語
世界范圍內的城市化不斷發展導致了人口、生產、金融、經濟的集中,而這集聚過程往往引起城市人口與土地、環境之間的種種矛盾,這樣,客觀上需要非土地的投入,如良好的交通組織和設施,密集綜合的空間等手段來維持和完善城市的正常運轉。因此,將不同性質、不同用途的社會生活空間組成綜合體建筑,更能充分發揮建筑空間的協同作用,增進都市機能的整體綜合效應。可以說,裙房綜合化是都市發展的必然結果。
對于城市居民,綜合體帶來了極大的便利,規模越大,綜合體的內容越多,帶來的便利也越大。而裙房綜合體集購物、休閑、餐飲、康樂等于一體,符合人們的行為心理,滿足不同人的不同需求,具有較高的情感效益。對于開發商而言,裙房綜合體具有商業聚合效應,優勢互補,市場適應性較好。因此具備高而穩定的經濟效益,投資風險相對減少。現代建筑技術的不斷發展,新材料,新結構的出現,加之設備技術的不斷完善,使裙房各類功能空間的組合,具有更大的靈活性,未來的發展會更好。
參考文獻:
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《高層建筑設計資料圖集》 沈陽遼寧科學技術出版社 1995
關鍵詞:城市化;消防安全;對策
中圖分類號:TU998.1文獻標識碼:B文章編號:1009-9166(2011)017(C)-0319-02
隨著我國改革開放的不斷深入,經濟社會迅速發展,我國的城市化正以驚人的速度向前推進。據統計,改革開放30年來,我國的城市化率從20%左右提高到44.9%。在城市化進行的快速推動下,大量人口聚集,人們消費結構、生產方式向多元化發展,公共場所、大型商場、娛樂和高層建筑、企業等場所高度集中,城市人流、物流量集聚增加,使得各種威脅城市安全的火災隱患風險激增,為城市消防安全運轉帶來了新的壓力。
一、消防安全是城市化發展的重要保障
城市是人類文明的標志,是社會政治、經濟、文化的中心。伴隨現代化水平的快速發展,城市人口、建筑、財富、生產生活集中的聚集效應明顯,不僅表現在經濟快速增長方面,而且也體現在消防安全需求方面。城市化是指指人類生產和生活方式由鄉村型向城市型轉化的歷史過程,表現為鄉村人口向城市人口的轉化以及城市不斷發展和完善的過程。由于城市發展過快,帶來了生產力要素過度集中的現象,城市人口稠密、建筑物集中、生產資料集中、財產密度大,給消防安全帶來一系列負面效應,一方面增大了火災發生的可能性,另一方面大大增加了災害的破壞性,嚴重威脅城市的安全,甚至影響經濟快速穩步發展。據統計,近年來,我國城市火災發生起數超過10余萬起,年火災直接經濟損失高達數十億元,因此,準確把握城市化發展規律,深入研究城市化給消防安全帶來的難題,采取有效措施,尋求科學對策,遏制城市火災頻發勢頭,為快速城市化進程提供消防安全保障,具有重要的現實意義。
二、當前城市消防安全工作的主要任務
火災是指在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害,火災事故是與人類社會密切相關的一種多發性災害,由于其發生的不確定性和災害的易蔓延性,火災事故后果均較為嚴重。新《消防法》明確規定消防工作的總體任務是:為了預防火災和減少火災危害,保護公民人身、公共財產和公民財產的安全,維護公共安全,保障社會主義現代化建設的順利進行。消防工作具有社會性和廣泛的群眾性,涉及到各行各業、千家萬戶。我國消防工作始終堅持“預防為主、防消結合”的方針,這一方針科學的闡釋了消防工作主要包含“消”和“防”兩個方面。“預防為主”就是在消防工作中要堅持把預防工作放在首位,積極動員全社會的力量,把防火安全措施、技術和管理工作落實在災情事故之前,做到防患于未然;“防消結合”就是要把防火、滅火兩方面工作有機結合在一起,在積極、扎實地做好火災預防工作的同時,做到相輔相成、互為保障,同時不斷加強公安消防部隊、專職消防隊、義務消防隊等隊伍的建設,做好城市整體消防規劃和消防基礎設施建設,從而提高滅火作戰能力。
三、麒麟區快速推進的城市化凸顯消防安全瓶頸
麒麟區是云南省曲靖市政府所在地,也是曲靖市的政治、經濟、文化中心,下轄3個鎮、3個鄉、5個街道辦事處。“十一五”期間,麒麟區全面落實科學發展觀,確定了“建設經濟強區、構建和諧麒麟、奮勇爭先排頭”的發展基調,取得了經濟社會發展的重大勝利,完成區域內生產總值315億元,同比增長12.7%。在麒麟區快速城市化發展的大背景下,經濟得到了快速發展,2010年實現區域內工業總產值453億元,同比增長15%,其中,規模以上工業實現產值409億元,同比增長16%;中心城區城市人口達60萬人,城市面積增長到56平方公里,5年新增近25平方公里,轄區內已投入使用的高層建筑達141棟,在建高層達197棟,邁進了大城市行列。然而,隨著麒麟區城市化進程的快速推進,現有公共消防設施卻嚴重滯后于經濟社會的發展,城市快速發展與公共消防安全需求之間的矛盾日益凸顯。
(一)城市消防規劃滯后。城市消防規劃主要包括城市消防安全布局、城市消防站及消防裝備、消防通信、消防供水、消防車通道等。目前,隨著麒麟區城市化進程的加快、城市使用功能的轉變,消防規劃跟不上城市規劃調整的步伐,留下許多消防安全隱患。
(二)市政消防設施缺乏,消防供水不足。麒麟區是一個典型的經過舊城改造而發展起來的,城市消防供水同樣存在著普遍性問題。一是水量較小,壓力不足。城市供水管道在建設時,往往只考慮了生產和生活用水,未將消防用水考慮進去,供水管網小,滿足不了滅火所需的水量和水壓要求。二是供水管道陳舊,年久失修。部分路段地下老管網未及時得到更新,且大部分與民用水、工業水混在一起,加之城區規模不斷擴大,市區高層建筑及商業網點不斷增多,用水量劇增,導致消火栓達不到出口壓力的規范要求。麒麟區就曾出現過城區主干道南寧路市政消火栓長期無水的現象。
(三)消防站建設、裝備不能滿足形勢需要。隨著城市規模的擴大,消防站責任區面積遠遠大于規定要求。《城市消防站建設標準》規定:消防站的設立標準應以消防隊盡快到達火場,即從接警起5分鐘內到達責任區邊沿為一般原則,它的責任區面積約為4―7平方公里。按照規定,麒麟區投入執勤的消防站至少應有7―9個,但目前承擔滅火和應急救援的消防站只有4個,無法滿足5分鐘到達責任區邊緣的要求,由于消防站數量不足,導致責任區面積過大,長期超負荷運轉。加之,主城區大隊缺乏必要的舉高類消防車,車輛、器材裝備及消防隊員個人防護裝備配備不足,直接影響了滅火救援的戰斗力。
(四)消防監督、宣傳工作覆蓋面不廣。一是由于警力不足,制約了公安消防機構和公安派出所的消防監督管理工作,阻礙了公安消防機構加強執法隊伍、執法質量和業務建設的步伐。二是消防宣傳氛圍不濃。雖然公安消防機構在消防安全宣傳工作方面做了大量的工作,但社會上仍有部分人對消防宣傳缺乏足夠的重視,認為消防宣傳可有可無,不能把消防宣傳擺在突出的位置,仍存在消防部門唱獨角戲得尷尬局面,阻礙了消防工作社會化的進程。
四、城市化進程中加強消防安全管理對策研究
(一)加強消防規劃的前瞻性和預見性
在組織實施城市消防規劃時應根據《中華人民共和國城市規劃法》、新《消防法》和國家現行的有關法規和技術標準,堅持“預防為主、防消結合”的消防工作方針和“科學合理、技術先進、經濟適用”的規劃原則,對城市消防安全布局、消防站、消防給水、消防通道、消防通訊等公共消防設施進行統一規劃、統一建設,在堅持解決原有火災隱患的同時保證不增加新的火災隱患。要以制定“十二五”規劃為契機,在掌握較確切詳實的第一手資料上,給城市建設把好脈,并根據城市發展現狀和遠期發展規劃為城市建設定好位,才能在城市消防規劃中做到科學規劃、合理布局。
(二)加強對城市消防設施的維護管理
通過近期消防安全專項檢查發現,無論是市政消防設施還是建筑消防設施普遍存在“重建設、輕管理”的傾向。許多消防設施設備由于缺少經常性的檢修與維護,變成了“聾子的耳朵”,既造成了原投資的浪費,又形成了嚴重的火災隱患。《中華人民共和國消防法》規定,各單位必須按照國家有關規定配置消防設施和器材,并定期組織檢驗維修、確保完好有效。
(三)夯實城市社區消防工作
城市火災主要集中在居民家庭及一些“四小場所”,火災原因主要集中在電氣、用火不慎以及易燃易爆危險品管理不當等。雖然其火災損失往往并不嚴重,但也給居民的工作、學習、生活帶來了很大的影響。因此抓好社區工作對健全城市化進行的消防安全防范體系有著不可替代的作用。一是建立完善群防群治管理網絡。把社區所在機關、團體、企業、事業單位和居民住宅物業管理單位等納入群防體系中統籌考慮,規范合理的社區消防工作機制。二是借助社區人力,加強義務消防組織建設。強化社區的機關、企業、事業單位消防保衛力量建設,建立專職或義務消防隊伍,開展火災預防、初期火災的撲救和聯防。三是實行動態型消防管理,積極開展自查、巡查,主動消除火災隱患。開展經常性的防火檢查,保障社區內的消防車道暢通,保障社區內的公共消防設施、器材以及消防安全標志完好有效,定期對社區居民住宅樓的消防設施及公共消防設施進行檢查和維護,及時消除火災隱患。
(四)加強專業隊伍建設,提高城市應急救援能力
加強消防專業隊伍建設,提高社會搶險救援能力是快速城市化進程對消防工作提出的新需求。隨著城市經濟建設的飛速發展,城市各類災害事故頻繁發生,氣象異常、地震、危險化學品泄漏、核放射事故、恐怖襲擊、爆炸、火災、風災、洪災、雪災、道路交通事故等各類公共突發事件,給社會面的安全穩定和城市經濟社會發展帶來了嚴重挑戰。
(五)加強消防宣傳力度,提高全民消防安全意識
構建社會化的大消防格局,消防宣傳至關重要,借助新《消防法》、《云南省消防條例》重新修訂頒布實施的有利契機,積極推動政府開展影響力大、覆蓋面廣的消防宣傳活動,促進全社會消防常識、法制意識的整體提高。一是加強經常性消防宣傳教育工作。在組織各部門和消防志愿者開展消防宣傳“五進”活動的同時,以群眾喜聞樂見的形式,通過設立宣傳欄、張貼宣傳畫、發送手機短信、出動流動宣傳車等方式,廣泛深入開展普法和傳播消防知識為主要內容的各類宣傳活動。二是擴大消防宣傳覆蓋面。充分利用電視、報刊、廣播、網絡等媒體,采取刊播消防公益廣告、制作專題節目、宣講消防安全常識等形式,積極營造社會關注消防安全的良好氛圍。三是在“119”消防宣傳日以及安全生產月等活動中,大力開展消防法律法規、消防常識宣傳,并組織群眾開展疏散逃生演練、進行消防知識培訓,切實提高群眾火災預防能力和應急自救逃生能力。四是積極推進社會單位“四個能力”建設,推動社會單位自主加強對員工的消防安全教育。通過一系列宣傳工作逐步形成消防安全齊抓共管、群防群治的良好局面。
作者單位:曲靖市麒麟區公安消防大隊
作者簡介:胡偉(1982― ),男,云南曲靖人,曲靖市麒麟區公安消防大隊助理工程師,碩士研究生,主要研究方向:消防安全與管理;李志軍(1983― ),男,河南周口人,曲靖市麒麟區公安消防大隊助理工程師,碩士研究生,主要研究方向:消防安全與管理。
參考文獻:
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關鍵詞:性能化設計;處方式設計;消防設計;火災模型
一、前言
如果說納米技術使新材料的研究起到了革命性飛躍,那么也可以說性能化設計方法將開創消防科技的新局面。
消防設計目前有兩種設計思想,一種是傳統的“處方式設計方法”,其基于場所類型進行設計考慮;另一種是“性能化設計方法”,它立足于危害分析及火災假想,對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。
由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性,所以很快成為建筑防火的一種新理念,并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流,受到許多發達國家和發展中國家的高度重視,得到越來越廣泛的應用。
二、性能化消防設計的概念
性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法,它運用消防安全工程學的原理與方法,根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況,由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件,自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施,并將其有機地組合起來,構成該建筑物的總體防火安全設計方案,然后用已開發出的工程學方法,對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估,從而得到最優化的防火設計方案,為建筑結構提供最合理的防火保護。
與“處方式”設計相比較,性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”,而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證,能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果,比較起來,性能化設計方案具有設計成本有效性,設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。
性能化消防設計的兩個關鍵點,第一是確認危害,第二是明確設計目標。具體來說,它針對建筑物的特點,建筑物內人員特點,建筑物內部操作方式,建筑物外部特征,消防滅火組織特點等。從而針對每種危害或者每個設計區域選擇設計方法及評估方法。這種設計方法突破了傳統設計針對建筑物結構類型、相應的層高及面積的限制,同時提供了更加靈活而有效的設計選擇性。
性能化消防設計包括確立消防安全目標,建立可量化的性能要求,分析建筑物及內部情況,設定性能設計指標,建立火災場景和設計火災,選擇工程分析計算方法和工具,對設計方案進行安全評估,制定設計方案并編寫設計報告等步驟。在設計過程中,需要對建筑物可能發生的火災進行量化分析,并對典型火災場景下火災及煙氣的發展蔓延過程進行模擬計算,因此計算的工作量以及各類基礎數據的需要量非常大,往往需要采用計算機火災模擬軟件等分析和計算工具。
三、性能化消防設計的流程
性能化設計利用火災科學和消防安全工程建立設計指標,評估設計方案;并利用火災危害分析和火災風險評估建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數(如人在火災中的行為和反應)進行定義的工程過程。
四、建筑物性能化消防設計的內容
建筑物的性能化消防設計主要包括兩個方面的設計內容:一是保證建筑內人員安全疏散的性能設計,二是保證建筑構件耐火的性能設計。
人員安全疏散的性能設計是從建筑內人員安全方面進行考慮的,通過綜合考慮各種火災因素對人員逃生的影響,采用性能化的設計方法來保證建筑物內人員的火災安全性,從而防止人員傷亡。其性能化的設計準則是:煙層下降高度和煙氣濃度達到人不能忍耐的時間大于人員安全疏散所需的時間。
構件耐火的性能化設計是從建筑物的穩定性方面進行考慮的,通過分析建筑構件在火災中的反應,采用性能化的設計方法來保證建筑物結構的火災穩定性,從而防止建筑物的倒塌。其性能化設計準則是:火災持續時間小于構件的耐火時間。
五、國內外性能化設計應用概況
自20世紀80年代英國提出了“以性能為基礎的消防安全設計方法”(performance——basedfiresafetydesignmethod,以下簡稱性能化防火設計)的概念以來,日本、澳大利亞、美國、加拿大、新西蘭以及北歐等發達國家政府先后投入大量研究經費積極開展了消防性能化設計技術和方法的研究,南非、埃及、巴西等發展中國家也都紛紛開展了這方面研究工作。世界各國都在積極推行性能化設計方法的應用,并取得了巨大成就。
英國于1985年頒布了第一部性能化防火規范,包括防火規范的性能化修改,新規范規定“必須建造一座安全的建筑”,但不詳細確定應如何實現這一目標。
新西蘭1991年的建筑法案對建筑監督立法體系進了徹底調整,于1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》,新規范中保留了處方式的要求,并作為可接受的設計方法,于1993年強制執行。1993~1998年,繼續開展了“消防安全性能評估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火災的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延五部分。
瑞典于1994年了新的包含有性能化設計內容的建筑防火設計規范。
澳大利亞于1996年頒布了性能化防火設計規范的《澳大利亞建筑設計規范(《BuildingCodeofAustralia》,簡稱"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陸續推行。
巴西于1999年頒布了新的《鋼結構防火設計》和《對建筑構件耐火極限的要求》兩部標準。這是南美首次制定的建筑標準,由SaoPaulo大學、Mi—nasGerais大學和OuroPreto大學編制。標準中引入了如時間計算方法與風險評估方法以及其他消防安全工程設計方法等性能化的新概念,允許建筑物的火災安全根據其火災荷載、建筑物高度、建筑總面積以及滅火設備的安裝與否等條件確定,而對建筑物的耐火等級不做要求。
日本政府于1998年6月對《建筑基準法》進行了修訂,引入了一些有關性能化設計的內容,并于2000年6月施行;另外,還于2003年8月開始對《消防法》進行修訂,計劃于2005年施行。
加拿大于2001年了性能化的建筑規范和防火規范,其要求將以不同層次的目標形式表述。
美國也于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。
目前,已有不少于13個國家(澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、英國、日本、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典和美國)采用或積極發展性能化規范和基于規范結構形式下建筑防火設計方法,并取得了一定成果。中國也正在加緊性能化設計方法的研究和性能化設計規范的制定。公安部所屬消防研究所承擔了幾項有關性能化設計的國家十五科技攻關課題,如公安部天津消防研究所承擔的“建筑物性能化防火設計技術導則”的研究和制定,公安部四川消防研究所承擔的“高層建筑性能化防火設計安全評估技術研究”等。
六、推行性能化設計方法是一個逐步過程
盡管建筑物消防性能化設計方法有很多優點,作為性能化設計技術的基礎一“火災模型”在性能化設計中起著舉足輕重的作用,但它們作為一種新生事物,還不為人們所理解和接受,特別是建筑設計師和建筑管理部門的人員都不太了解這種新的設計方法。
有人曾對美國、中國香港和澳大利亞的建筑管理人員在對待性能化設計和處方式設計在能否保證建筑消防安全,以及火災模型是否足以支持性能化設計的態度進行了一個調查,并進行了比較。發現半數以上的管理人員認為性能化設計不能保證建筑的安全,三分之二以上的管理人員認為處方式設計能保證建筑的安全,以及三分之二以上的人認為火災模型不足以支持性能化設計。
世界各國幾乎都存在著類似這樣的情況。在很長一段時期內,建筑設計師和建筑管理人員對性能化設計技術還存在一個從初步認識、深入了解到最終肯定的意識轉變過程。
另外,對于采用性能化方法設計的建筑,如何正確地評估其消防安全性方面也存在很多技術上的難題有待解決。
七、展望
性能化消防設計已成為世界性建筑消防設計發展的必然趨勢,它的發展將大大促進消防安全設計的科學化、合理化和成本效益的最優化,并將產生十分重大的社會效益和經濟效益。盡管目前還有許多人不太理解和排斥使用它,但我們堅信隨著時間的推移,將會有越來越多的人加入到肯定性能化設計方法的行列中來。據日本方面的統計,采用性能化方法進行消防設計的建筑正在逐年增加。
我國也應該加快性能化規范及配套技術的研究步伐,充分發揮性能設計的優越性。今后應從以下幾個方面人手,促進性能化設計技術的發展:
(1)加強各種火災預測模型和火災風險評估模型的研究,拓展性能化設計方法的應用空間。
(2)加強新材料、新技術研究,規范材料性能參數,建立和完善消防數據庫,提供準確的性能化指標,為性能化應用積累基礎性數據。
(3)深入研究火災規律、火災情況下建筑內人員逃生規律和構件變化規律,為各種火災模型的建立提供堅實的理論依據,并拓展計算機技術在消防中的應用。
(4)積極向建筑設計師和建筑管理人員介紹性能化設計方法,使他們從認識、理解并自覺接受性能化設計方法。
(5)出臺可操作性強的性能化設計指南,使建筑設計師能盡快地掌握性能化設計方法的使用。
(6)制定性能化消防設計規范,為性能化設計方法的應用提供法律依據。
參考文獻:
[1]田玉敏.論“性能化”的建筑防火設計方法.消防技術與產品信息,2003,(7).
[2]肖學鋒.發展性能化防火設計,迎接加入WTO的挑戰.消防科學與技術,2002,(5).
[3]SFPE性能化消防分析和設計工程指南.
[4]倪照鵬.國外以性能為基礎的建筑防火規范研究綜述.消防技術與產品信息,2001,(10).
[5]國外建筑物性能化設計研究譯文集.消防安全工程工作組編,2001.
[6]T.Tanaka.性能化消防案例設計標準和用于評估的FSE工具.國外建筑物性能化設計研究譯文集.消防安全工程工作組編.
[7]盧兆明.香港性能化消防規范的應用情況.公安部四川消防研究所.2002.
關鍵詞:建筑;結構安全度;設計;思考
經過幾十年的發展,我國建筑結構設計方法和設計的具體內容發生了很大的改變,已經逐漸趨向于成熟。但在建筑結構安全度設計方面,我國比國際建筑標準低很多,汶川大地震造成的巨大經濟損失就是最有力的證據。基于多方需要,我國現代建筑結構必須高度重視起建筑結構安全度設計的問題,重視建筑結構安全元素的設計,提高我國建筑結構的抗災性能。
一、建筑結構安全度設計概述
建筑結構安全度設計主要體現在三個方面――安全性、適用性和耐久性[1]。
1、建筑結構的安全性,是指建筑結構能承受較大的外力負荷而不被損壞,仍能夠被安全地使用,建筑結構還要有很強的抗震功能,保證在地震災害中任具有一定的安全性能。
2、建筑結構的適用性,主要是指建筑結構的實用性,即在建筑結構被使用的時候各個功能都能得到完全的發揮。
3、建筑結構的耐久性,主要是指在合理使用和科學維護的情況下,建筑結構使用時間的長久性。
二、建筑結構安全度設計的必要性
(一)建筑結構安全度設計本身的重要性
建筑結構安全度反映建筑工程的造價控制,能夠促進建筑工程的經濟效益有效化。同時,建筑結構安全度還反映了建筑工程的風險控制,充分體現建筑結構的有效性。在建筑結構中,建筑結構的安全度是判斷建筑結構有效性程度的重要出發點。
(二)我國現行建筑結構安全度設計已不合時宜
隨著我國經濟形勢的改變,我國現行建筑結構安全度設計已經不合時宜,無法適應國情的發展了。具體表現在三個方面:
1、結構造價在建筑造價中所占比例越來越小[2]。建筑裝修及建筑設備都是比較簡單的方面,而且不像建筑物一樣,還有拆遷費、地價、城市建筑費等多項附加費用。因此,建筑造價的主要內容是結構造價。將建筑結構設計得更具安全性能,需要增加的成本費是有限的。對大城市而言,提高高層建筑結構的安全度,這對建筑總造價產生的影響更小一些。
2、國家對建筑結構功能的要求越來越高。隨著社會生產力的不斷發展和人民生活水平的逐漸提高,國家對建筑物結構的使用功能提出了更高的要求,人們期望建筑結構在運用上能夠更加靈活,以便更好地適應功能變化的需求。
3、建筑物的商品化。在當代社會,建筑結構已演化為一種商品。建筑業不再被國家單獨擁有,普通百姓也成為了建筑物業主,業主總希望自己買到的建筑物享有高安全性能,因此提高建筑結構安全度設計成為建筑業的新課題。
三、建筑結構安全度設計中存在的缺陷
(一)建筑結構設計不合理,抗震性能差
近年來,我國多發地震災害,多導致房屋建筑倒塌的惡果,使得人員傷亡嚴重[3]。頻發的地震災害使我國又重新重視起房屋建筑結構的抗震性能,我國《建筑抗震設計規范》中明確指出,抗震設計防烈度為6度及6度以上的地區,高層建筑必須進行抗震設計,以達到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的目標效果。
要保證建筑有良好的抗震性能,建筑的抗震結構設計尤為重要。目前我國建筑結構設計人員的整體專業素養不高,建筑結構設計不合理的現象特別嚴重。多數建筑結構設計師過分注重建筑物的美觀問題,卻忽視建筑最重要的質量問題,以至于建筑突發坍塌事故頻頻出現。除了設計上的問題,建筑在完成施工的過程中也存在很大的問題。建筑工人的不負責任導致工程項目的不合格,而建筑管理者又未對建筑施工進行合理的監督和管理,不能及時發現建筑施工中的不足之處,導致建筑施工與建筑設計不相符,影響建筑結構的合理性。
(二)建筑設計實行過程中偷工減料現象嚴重
建筑結構安全度與建筑材料息息相關,尤其是現代建筑中高層建筑多,而高層建筑結構復雜,對建筑材料提出了更高的要求。現代建筑的結構多為鋼筋混凝土結構,建筑施工所用的鋼材數量一定要足,保證鋼材比例的合理性。而許多建筑施工方為了節省成本,獲取更多經濟利潤,在施工過程中偷工減料現象嚴重,過度地減少施工材料,使建筑質量得不到保障,安全度嚴重降低。此外,除了在建筑材料使用量上的減少,部分建筑單位采用價格低廉、質量沒保證的建筑材料,材料本身就存在嚴重的質量問題,以至于無法保證建筑結構的安全性能。
四、如何提高建筑結構安全度設計
考慮到建筑結構安全度設計的重要意義,針對建筑結構安全度設計中的缺陷,本文作者提出以下三點提高建筑結構安全度設計的策略:
(一) 做好對構件承載力的安全控制
設計建筑結構,會植入各個組成部件,要保證建筑結構的安全性,就必須先對各個組成部件的安全控制工作做好。還要注意各組成部件的接口,其承載力的安全控制工作尤其要做好。如,上海發生過一起摩天樓著火事故,樓外立面用的是玻璃幕墻,這種墻要用保溫隔熱層,但保溫隔熱層是依然的,其本身就存在安全隱患。結果一層起火,最后造成整座大樓的火災事故。
(二)做好對建筑結構的負載控制
設計建筑結構時,要考慮其風荷載,風荷載根據風壓系數可以計算出來,也就是要考慮建筑物結構所能承受的風力的大小,對此,國家有明確規定[4]。如果能調整好風荷載,建筑物就能成功地躲避掉一些自然災害。需要注意的是主結構是建筑結構的核心,做好對主結構的負載控制,能有效地提高建筑結構的安全度。
(三)使用最新技術設計建筑結構
隨著經濟的飛速發展,舊的建筑結構設計方法已經無法滿足現代建筑設計新的需求。例如在現在復雜的高層建筑結構設計中,舊有的建筑結構模式已無法精確地算出建筑物的承載力是多少,使建筑結構的安全性能完全得不到保障。現代建筑設計新的需求使得建筑結構設計變得越來越難,越來越復雜。這使得現代建筑設計不得不與軟件信息處理相結合,運用計算機最新軟件技術來進行建筑結構設計工作,提高建筑結構設計的安全可靠性。
(四)合理使用建筑材料
建筑結構設計師要嚴格按照建筑工程的實際需求,安排足量保質的施工材料,尤其是作為能夠提高建筑結構抗震性能的鋼材料。合理使用建筑材料還應包括建筑施工人員在建筑項目實施過程中合理使用建筑材料,不私藏建筑材料,嚴格按照建筑設計要求足量、按正確的比例使用建筑材料,從實際上提高建筑工程的質量,保障建筑結構的安全設計。
結束語
總而言之,建筑結構的安全度設計非常重要,建筑結構設計師必須高度重視建筑結構設計的安全度問題。這直接關系到我國現代建筑的發展,還涉及到我國經濟安全問題和基礎設施建設問題。因此,國家要加強對建筑結構安全度設計的研究力度,提高建筑結構設計的安全性能,順應國際現代建筑的發展趨勢和市場經濟的需要。
參考文獻:
[1]譚海雄,劉玉鋒.有關建筑結構安全度設計的相關思考研究[J].建筑工程技術與設計,2014,(30):436-436.
[2]陳滿英,徐顯山.建筑結構安全度設計思考的探究[J].華章,2011,(11):284.
關鍵詞:建筑工程;工程質量監督管理
在我國擴大內需,加大基礎建設的背景下,包括城市建設、公路、鐵路、地鐵項目在各省市內的各種公共項目都被提上了日程。與此相應的建筑行業發展迅速,但近幾年建筑事故頻發:①2008年11月11日發生在杭州地鐵施工現場的大面積塌陷事件,塌陷面積寬約20米,長100米,深10米,10輛以上行進中的汽車墜入塌陷處已經造成7人死亡,14人失蹤。北京交通大學教授王夢恕教授(中國工程院院士、隧道及巖土研究所所長)去過現場,分析了事故的原因。
(一)一方面,設計、施工過程中,前期的籌劃、設計都是比較草率的,沒有考慮到周邊環境的影響,該轉移的東西沒有轉移,像高速公路就在基坑的表面上行走,造成了整個基坑坍塌。另一個方面,沒有依靠專家的意見,多半是作為甲方,作為領導,自己決定的,無任何科學的可行性,而在危險情況下照樣施工,突然出現突變性的危害,造成人員死亡。
(二)就是現在得得施工中,沒有認真地研究如何使施工方法要跟地層緊密結合的,要和周邊環境緊密結合,隨便采用最便宜的方法來施工,造成很多安全隱患。
(三)由于整個工程出現一個工期完全是沒有按科學的方法來做,就是拍腦子定工期,結果造成趕工現象非常嚴重,不符合科學發展觀。另外為了省錢,把費用壓的很低,不合理的工期、造價是影響安全、影響質量的一個主要原因之一。
除此之外,中鐵四局在車站大約布置了100多名工人,不少是農民,其中相當一部分沒有經過任何培訓,問這些工人施工現場有沒有專門的人員負責安全,他們說就是有人在每天上班的時候,每天提醒一下要注意安全,具體怎么注意安全,都有哪些方面,出現了危險情況該怎么辦,沒有人告訴他們。
據當地安全部門負責人說,這個工程就很可能存在轉包的情況,有資質的單位憑借他的實力中標,獲得了承建這個項目的資格,但是在具體承建過程中,他就轉包給了許多資質差,或者根本沒有資質的建設單位或者個人,這就可能造成巨大的風險。
②上海11.15特大火災造成50人死亡,40人失蹤。近年來,高層建筑火災事故頻發,造成了重大的生命財產損失。究其原因主要是在一些高層建筑建設和裝修中忽視了消防安全問題,遺留下嚴重的消防安全隱患。一方面,為了減輕結構自重,建筑中大量使用了易燃、可燃高分子材料;另一方面,為了追求裝飾時尚,裝修工程的設計和施工達不到消防安全標準。火災后果非常嚴重,因為火勢沿著建筑外墻蔓延速度極快。其中建筑材料是否都嚴格按照國家標準選用的不燃材料。
③上海的一棟13層在建住宅整體傾覆、北京中央電視臺新址的文華東方酒店的火災等等。
針對以上等等工程事故,地質、勘察、設計、施工、監理等可能存在問題,甚至有點還存在工程被層層分包,施工單位沒有施工經驗等問題,每個方面的疏忽都可能釀成安全事故,但有一點是可以肯定的,事故折射出的是安全制度和責任心的不足,以及施工安全管理和監管力度的欠缺。建設工程技術含量和高風險性無不需要強烈的安全意識、周密的安全管理和嚴格的安全監管來實現,每一個項目就是一項考驗安全管理的工程。而坍塌事故頻發,不僅僅是技術上的失誤,更是安全意識的坍塌。我們認為只有加強建筑工程質量的監督工作,把建設中的主體的行為規范起來,依法建設,才能減少建筑事故的發生。
1當前建筑工程質量監督中存在的問題
工程質量監督管理體制能否有效運行,對建筑工程質量的穩定與提高起著很大的影響。目前,隨著市場的深化和細分,質量監督管理工作仍不能完全適應市場變化的需要,監督體制中仍存在許多有待解決的問題。主要表現在以下幾個方面:
1.1相關建筑工程質量監督的法律、法規不完善
建立和健全相關建筑工程質量監督的法律、法規制度,使其質監人員在對建筑工程進行質量監督時,有法可依,進而使工作順利的進行。然而從目前的情況來看,在對工程質量監督過程中存在的違法、違規等行為進行處罰時,所參照的法律法規與實際情況相差較大,總體實施起來還很困難,仍然缺乏有力、適度的處罰依據。
1.2多頭管理導致工程質量監督責任不明確
目前,對于工程質量監督管理體系,其實質上已形成了多頭管理、條塊分割的局面。這樣只會導致關系錯綜復雜,政出多門,界限不清,權責不清等一系列的問題,不利于工程質量政府監督的統一管理、整體協調以及整體的系統運作,不利于監督管理系統的協調發展以及整個建筑工程的順利進行。
1.3工程質量監督執法不嚴
有法可依,有法必依,這樣才能確保建筑工程質量監督的徹底實施。但是,目前由于我國建設工程質量管理中,相關法律、法規在立法工作中存在不少缺陷,并且相關的配套實施細則也不完善,法律、法規的可操作性不強,還存在著不少違反法律法規的情況,這樣勢必影響到整個工程質量監督的實施。同時,執法不嚴也會導致內部腐敗現象的滋生,這對建筑工程質量監督事業的順利進行是一個很大的阻礙。
1.4建筑工程監理機構的經費問題堪憂
經費問題也是工程質量監督中存在的一個主要問題。目前,我國絕大多數的監理機構主要是依靠“自收自支”的方式來解決經費問題的。有的建設單位還拖欠監理公司的監理費,造成監理公司在一段時間內的經費困難,監理公司無法正常運行,最終使建筑工程質量監督受損。
2建筑工程質量監督創新管理工作的措施
2.1深化建筑工程質量監督管理體制改革
為保證建設事業的健康發展,必須強化對工程質量的監督和管理。近年來,我國建筑工程質量監督體制發生了重大變革,政府監督職能發生徹底轉變,建筑工程合同備案、現場檢測申報、驗收備案工作已在全國實行,但應該看到,新型的質量監督體制目前還處在轉型和完善時期,還存在內部制約監督不力,工作方式不夠科學,信息傳遞不暢、不夠準確等問題。因此,必須創新工作機制,完善監督管理模式,深化監督體制改革,充分利用現代化信息技術,建立健全質量監督監測信息體系,切實提高工程質量監督水平,健全完善監督管理體制,確保建筑工程質量。
2.2加強工程建設的管理和施工單位的行為規范
(1)勘察、設計、施工、監理單位質量意識的高低,關系到質量責任主體單位對質量工作重視的程度,關系到工程質量的優劣。①工程開工之前,質監員應監督建設單位組織設計、施工、監理等單位,對施工圖紙進行會審,發現問題或有異議議的地方,及時提出并予以解決,不留任何隱患;②在基礎工程施工時,基礎開挖后,地基基礎必須達到設計要求,施工單位必須嚴格按國家有關規范及強制性標準條文要求施工,這是保證結構安全的關鍵之一;同時督促建設單位、監理單位組織好基礎工程驗收,驗收合格后,方可進行下一工序施工;③工程驗收時,質監站須嚴格監督參建各方主體按照國家有關法律、法規、規范及強制性標準條文進行驗收。
(2)加強對工程招投標的監督。嚴格審查建設單位是否依照法定程序和方式進行了公開招標,是否公正地擇優選擇了中標單位。監督機構對工程的施工工藝,質量、原材料、構件、半成品的計量檢定/校準工作嚴格審查,要對技術交流、設計變更、隱蔽工程記錄等技術資料提出嚴格要求,使工程內部形成比較完善的質量保證體系。材料、構件、半成品經檢測不合格者一律不準使用,上道工序不合格者,下道工序不準施工。
2.3提倡社會監督和第三方(監理單位)的大力介入
我們首先要確立監理部門的權威。同時我們一定要保證監理公司的素質,加強對監理單位的管理,確保監理的公正性、合理性、科學性、有效性。社會監督:建筑設計要適合大眾市場,不要單獨去適合某些人群,阻礙市場的正常發展。工程質量在每個置業者心目中站主要地位。為此,在工程建造過程中,社會監督與社會輿論起到重大的主導作用。