[建筑]建筑防火(清华大学讲义)

1建筑防火(熟悉)(辅导材料)大纲要求:火灾发生的基本条件和防火基础知识民用建筑防火建筑消防设施一.建筑防火的特点及概述特点：建筑防火设计是建筑设计的重要组成部分在建筑设计时做好此项工作，可以防止和减少建筑物发生火灾，且在其一旦发生火灾时把火灾损失降低到最低限度许多建筑火灾的发生以及造成大量人员伤亡和巨大财产损失，其根源在于建筑防火设计不符合防火技术规范的要求概述：1.燃烧条件燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的剧烈的氧化反应。放热、发光、生成新物质是燃烧现象的三个特征。要发生燃烧必须同时具备下列三个条件：1)可燃物一般说来，凡是能在空气、氧气或其他氧化剂中发生燃烧反应的物质都称为可燃物。可燃物按其组成可分为无机可燃物和有机可燃物两大类。从数量上讲，绝大部分可燃物为有机物，少部分为无机物。可燃物按其状态，可分为可燃固体、可燃液体及可燃气体三大类。不同状态的同一种物质燃烧性能是不同的。一般来讲，气体比较容易燃烧，其次是液体，最次是固体。2)氧化剂凡是能和可燃物发生反应并引起燃烧的物质，称为氧化剂。3)点火源点火源是指具有一定能量，能够引起可燃物质燃烧的能源。有时也称着火源。2点火源的种类很多，如：明火、电火花、冲击与摩擦火花、高温表面等。可燃物、氧化剂和点火源是构成燃烧的三个要素，缺一不可，这是指“质”的方面的条件，即必要条件。但这还不够，还要有“量”的方面的条件，即充分条件。2.燃烧条件在消防工作中的应用1)防火的基本措施一切防火措施，都是为了防止产生燃烧的条件。防止火灾的基本措施有：a)控制可燃物。以难燃或不燃的材料代替易燃或可燃的材料；用防火涂料刷涂可燃材料，改变其燃烧性能；对于具有火灾、爆炸危险性的厂房，采取通风方法，以降低易燃气体、蒸汽和粉尘在厂房空气中的浓度，使之不超过最高允许浓度；凡是性质上能相互作用的物品，要分开存放等。b)隔绝空气。使用易燃易爆物质的生产，应在密闭设备中进行；对有异常危险的生产，可充装惰性气体保护；隔绝空气储存，如钠存于煤油中，磷存于水中，二硫化碳用水封闭存放等。c)消除着火源。如采取隔离、控温、接地、避雷、安装防爆灯、遮挡阳光、设禁止烟火的标志等。d)阻止火势蔓延。如在相邻两建筑之间留出一定的防火间距；在建筑内设防火墙、防火门窗、防火卷帘；在管道上设防火阀等。2)灭火的基本方法一切灭火措施，都是为了破坏已经产生的燃烧条件，使燃烧熄灭。灭火的基本方法有：a)隔离法。就是将火源处或其周围的可燃物质隔离或移开，使燃烧因隔离可燃物而停止。b)窒息法。就是阻止空气流人燃烧区或用不燃物质冲淡空气，使燃烧物得不到足够的氧气而熄灭。c)冷却法。是灭火的主要方法，常用水和二氧化碳冷却降温灭火，将灭火剂直接喷射到燃烧物上，以降低燃烧物的温度于燃点之下，使燃烧停止；或者将灭火剂喷洒在火源附近的物体上，使其不受火焰辐射热的威胁，避免形成新的着火点。灭火剂在灭火过程中不参与燃烧过程中的化学反应，这种方法属于物理灭火方法。d)抑制法。就是使灭火剂参与到燃烧反应历程中去，使燃烧过程中产生的游离基消失，而形3成稳定分子或低活性的游离基，使燃烧反应终止。二氟一氯一溴甲烷(1211)，三氟一溴甲烷(1301)等均属这类灭火剂。3)燃烧类型及常用术语a)闪燃与闪点在一定的温度条件下，液态可燃物质表面会产生蒸气，有些固态可燃物质也因蒸发、升华或分解产生可燃气体或蒸汽。这些可燃气体或蒸汽与空气混合而形成混合可燃气体，当遇明火时会发生一闪即灭的火苗或闪光，这种燃烧现象称为闪燃。能引起可燃物质发生闪燃的最低温度称为该物质的闪点。液态可燃物质的闪点，以“℃”表示，采用闪点标准测定仪器测定。闪点是衡量各种液态可燃物质火灾和爆炸危险性的重要依据。b)着火与燃点可燃物质在与空气共存的条件下，当达到某一温度时与火源接触，立即引起燃烧，并在火源移开后仍能继续燃烧，这种持续燃烧的现象称为着火。可燃物质开始持续燃烧所需的最低温度，叫做燃点或着火点，以“℃”表示。c)自燃与自燃点自燃是可燃物质不用明火点燃就能够自发着火燃烧的现象。可燃物质在没有外部火花或火焰的条件下，能自动引起燃烧和继续燃烧时的最低温度称为自燃点。一般可燃物质的自燃点，以“℃”表示。自燃点可作为衡量可燃物质受热升温形成自燃危险性的数据。d)爆炸与爆炸极限爆炸是物质由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在极短时间内释放大量能量的现象。物质发生爆炸时，在极短时间内释放大量的能量，产生大量高温高压气体，使周围空气发生剧烈振荡，这种空气振荡的现象称为冲击波。它迅速向各个方向传播，在离爆炸中心一定范围内，人将遭受冲击波、被炸裂的碎片的伤害，建筑物将遭受倒塌和燃烧破坏。可燃气体、可燃蒸汽和可燃粉尘一类物质，在接触到火源时会立即着火燃烧。当此类物质与空气混合在一起时，只在浓度所达到的一定比例范围内，才能形成爆炸性的混合物，此时一接触到火源就立即发生爆炸，此浓度界限的范围称为爆炸极限。能引起爆炸的浓度最低的界限4称为爆炸下限；浓度最高的界限称为爆炸上限。浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限时，接触到火源都不会引起爆炸。可燃气体和可燃蒸气的爆炸极限，以可燃气体、蒸气占爆炸混合物单位体积的百分比(%)表示。可燃粉尘的爆炸极限，以可燃粉尘占爆炸混合物单位体积的重量比(g/m3)表示。爆炸极限是鉴别各种可燃气体发生爆炸危险性的主要数据。爆炸极限的上、下限之间范围愈大，形成爆炸混合物的机会愈多，发生爆炸事故的危险性愈大。爆炸下限愈小，形成爆炸混合物的浓度愈低，则形成爆炸的条件愈是容易。根据爆炸下限，确定了可燃气体生产、储存的火灾危险性类别后，进而才能采取有针对性的相应的各种建筑消防安全技术措施。二.建筑起火的原因建筑物起火的原因归纳起来大致可分为六类。1.生活和生产用火不慎；2.违反生产安全制度；3.电气设备设计、安装、使用及维护不当。4.自然现象引起；例如:自燃；雷击；静电；地震。5.纵火；6.建筑布局不合理，建筑材料选用不当。在建筑布局方面，防火间距不符合消防安全要求，没有考虑风向、地势等因素对火灾蔓延的影响，往往会造成发生火灾时火烧连营，形成大面积火灾。在建筑构造、装修方面，大量采用可燃构件和可燃、易燃装修材料都大大增加了建筑火灾发生的可能性。三.建筑设计防火对策和措施1.建筑设计防火对策防火对策可分为两类，一类是积极防火对策，即采用预防起火、早期发现(如设火灾探测报警系统)、初期灭火(如设自动喷水灭火系统)等措施，尽可能做到不失火成灾。采用这类防火对策为重点进行防火，可以减少火灾发生的起数，但却不能排除遭受重大火灾的可能性。另一类5是“消极”防火对策，即采用以耐火构件划分防火分区、提高建筑结构耐火性能、设置防排烟系统、设置安全疏散楼梯等措施，尽量不使火势扩大并疏散人员和财物。以“消极”防火对策为重点进行防火，虽然会发生火灾，但却可以减少发生重大火灾的概率。“消极”防火对策和积极防火对策的目的是一致的，都是为了减轻火灾损失，保证人员的生命安全。2.建筑设计防火措施《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》等规范规定了建筑设计防火应采用的技术措施，其按工种概括起来有以下四大方面：(1)建筑防火；(2)消防给水、灭火系统；(3)采暖通风、空调系统防火，防排烟系统；(4)电气防火，火灾报警控制系统等。(一)建筑防火建筑设计防火的主要内容有：总平面防火。它要求在总平面设计中，应根据建筑物的使用性质、火灾危险性、地形、地势和风向等因素，进行合理布局，尽量避免建筑物相互之间构成火灾威胁和发生火灾爆炸后可能造成严重后果。并且为消防车顺利扑救火灾提供条件。建筑物耐火等级。划分建筑物耐火等级是建筑设计防火规范中规定的防火技术措施中最基本的措施。它要求建筑物在火灾高温的持续作用下，墙、柱、梁、楼板、屋盖、吊顶等基本建筑构件，能在一定的时间内不破坏，不传播火灾，从而起到延缓和阻止火灾蔓延的作用，并为人员疏散、抢救物资和扑灭火灾以及为火灾后结构修复创造条件。防火分区和防火分隔。在建筑物中采用耐火性较好的分隔构件将建筑物空间分隔成若干区域，一旦某一区域起火，则会把火灾控制在这一局部区域之中，防止火灾扩大蔓延。防烟分区。对于某些建筑物需用挡烟构件(挡烟梁、挡烟垂壁、隔墙)划分防烟分区将烟气控制在一定范围内，以便用排烟设施将其排出，保证人员安全疏散和便于消防扑救工作顺利进行。室内装修防火。在防火设计中应根据建筑物性质、规模，对建筑物的不同装修部位，采用相应燃烧性能的装修材料。要求室内装修材料尽量作到不燃或难燃化，减少火灾的发生和降低6蔓延速度。安全疏散。建筑物发生火灾时，为避免建筑物内人员由于火烧、烟熏中毒和房屋倒塌而遭到伤害，必须尽快撤离；室内的物资财富也要尽快抢救出来，以减少火灾损失。为此要求建筑物应有完善的完全疏散设施，为安全疏散创造良好的条件。工业建筑防爆。在一些工业建筑中，使用和产生的可燃气体、可燃蒸汽、可燃粉尘等物，质能够与空气形成爆炸危险性的混合物，遇到火源就能引起爆炸。这种爆炸能够在瞬间以机械功的形式释放出巨大的能量，使建筑物、生产设备遭到毁坏，造成人员伤亡。对于上述有爆炸危险的工业建筑，为了防止爆炸事故的发生，减少爆炸事故造成的损失，要从建筑平面与空间布置、建筑构造和建筑设施方面采取防火防爆措施。(二)消防给水、灭火系统其设计的主要内容包括：室外消防给水系统、室内消火栓给水系统、闭式自动喷水灭火系统、雨淋喷水灭火系统、水幕系统、水喷雾消防系统，以及二氧化碳灭火系统、卤代烷灭火系统等。要求根据建筑的性质、具体情况，合理设置上述各种系统，做好各个系统的设计计算，合理选用系统的设备、配件等。(三)采暖、通风和空调系统防火，防排烟系统采暖、通风和空调系统防火设计应按规范要求选好设备的类型，布置好各种设备和配件，做好防火构造处理等。在设计防排烟系统时要根据建筑物性质、使用功能、规模等确定好设置范围，合理采用防排烟方式，划分防烟分区，做好系统设计计算，合理选用设备类型等。(四)电气防火，火灾自动报警控制系统设计要求是根据建筑物的性质，合理确定消防供电级别，做好消防电源、配电线路、设备的防火设计，做好火灾事故照明和疏散指示标志设计，采用先进可靠的火灾报警控制系统。此外，对建筑物还要设计安全可靠的防雷装置。四.建筑构件的耐火性能建筑物是由许多建筑构件组成的(如墙、柱、梁、板、屋顶承重构件等)，因此建筑物的耐火程度高低，直接决定于这些建筑构件在火灾高温作用下的耐火性能，即建筑构件的燃烧性能和耐火极限。1.建筑构件的燃烧性能7建筑构件的燃烧性能，反映了建筑构件遇火烧或高温作用时的燃烧特点，它由制成建筑构件的材料的燃烧性能而定。不同燃烧性能建筑材料制成的建筑构件，可分为三类：1)不燃烧体如砖墙、砖柱，钢筋混凝土梁、板、柱，钢梁等。2)难燃烧体如阻燃胶合板吊顶、经阻燃处理的木质防火门、木龙骨板条抹灰隔墙等。3)燃烧体如木柱、木屋架、木格栅、纤维板吊顶等。2.建筑构件的耐火极限建筑构件耐火极限是划分建筑耐火等级的基础数据，也是进行建筑物构造防火设计和火灾后制定建筑物修复方案的科学依据。1)耐火极限定义建筑构件的耐火极限是指构件在标准耐火试验中，从受到火的作用时起，到失去稳定性或完整性或绝热性止，这段抵抗火作用的时间，一般以小时计。构件的受火条件是：墙壁和隔板、门窗：一面受火；楼板、屋面板、吊顶：下面受火；横梁：两侧和底面共三面受火；柱子：所有垂直面受火。判断构件达到耐火极限的条件有三个，即失去稳定性、失去完整性、失去绝热性。2)耐火极限的判定国家标准《建筑构件耐火试验方法》(GB9978--88)规定，耐火极限的判定分为分隔构件、承重构件以及具有承重、分隔双重作用的承重分隔构件。分隔构件，如隔墙、吊顶、门窗等，当构件失去完整性或绝热性时，构件达到其耐火极限。也就是说，此类构件的耐火极限由完整性和绝热性两个条件共同控制。承重构件，如梁、柱、屋架等，此类构件不具备隔断火焰和过量热的功能，所以由失去稳定性单一条件来控制是否达到其耐火极限。承重分隔构件，如承重墙、楼板、屋面板等，此类构件具有承重分隔双重功能，所以当构件在试验中