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摘要：在对大空间建筑进行水灭火系统设计时，应依据现行规范，同时以性能化防火设计方法为重要手段，构建综合的防火体系，并选择有效的灭火系统。
关键词：大空间建筑；火灾；消防
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：
目前我国的建筑业呈现出向大空间和多功能方向发展的趋势，如大型商场、展览厅、文体场馆、邮电电讯大楼、飞机修理库、候机候车厅等大空间建筑。同时也有不少高层建筑，为了追求良好的空间、采光效果，上了许多“中庭”。对于此类空间较大的建筑，最大的防火难题就是如何阻比火势蔓延以确保人身安全，而普通建筑中最有效方法是设置防火分区，将局部发生的火灾限定在一定范围内。然而大空间建筑的防火分区被上、下贯穿的大空间破坏，有时建筑物规模超过了“规范”的限定，常规的火灾报警和自功灭火系统也失去效力，如果我们对其防比设计考虑不周，就必然造成防火设计的先天不足一旦发生火灾，就会造成严重的人身伤亡和经济损失。
1大空间建筑火灾危险性
（1）火灾隐患多。该类建筑物其中许多是综合性的多功能建筑物，其功能复杂，内部贮存的可燃物较多，故火险隐患多。例如许多综合楼，既有大型商场又有存放丝、麻衣物的周转库房，还有餐厅、游戏厅等一座楼可能有几十个单位一家商场可能有近百个体摊贩等。存在管理不足，消防观念参差不齐，潜在的火灾隐患多。
（2）火势蔓延快。由于空间大楼层多一旦发生火灾，各种垂直通道起到拔火筒的作用，如果建筑高度为100m时，只要半点钟就会扩散到顶层，项部的气流向水平方向扩散，致使火灾横向扩大，如果内部存放有易燃物时，火势会很快发展到猛烈燃烧的阶段。另外，由于高度增加导致水平风力增大，也会加快火势蔓延。
（3）扑救难度大。该类建筑物有较大的和较高的吹拔空间，由于火势发展快，蔓延途径多等，给抢救物资和扑灭火灾造成了困难。一般情况应立足于自救，即由火灾自动报警系统首先早期发现火情，然后由联动系统直接控制自动和手动灭火系统进行灭火。扑救大空间建筑物火灾往往遇到较大困难，例如：热辐射强，烟雾浓，火势向上蔓延的速度快和途径多，消防人员难以堵截火势蔓延。另外，面对新型建筑，我们缺乏扑救大空间建筑物火灾的实践经验，指挥水平不是很高。
且灭火面积较大，消防供水量不足，如没有设消防电梯，消防人员因攀登数层高楼体力不足，不能及时到达起火层，同时消防器材也补充困难，均会影响扑救。
（4）疏散困难，此类建筑因空间过大，人员在空间中任一点到达室外出口的距离大，因此，疏散时间亦长。另外，烟雾向上和向水平方向快速蔓延，影响了疏散人员的视线堵住了疏散通道增大了人员疏散难度。
2消防性能化设计
目前，我国建筑防火设计一直沿用传统的处方式设计，是根据不同的建筑类别（厂房、库房、民用建筑等）和使用功能对照规范条款进行设计，这种方法具有很大的局限性，无法充分体现建筑的个体特性，满足功能需要。
性能化防火设计是在对某一特定的建筑进行综合防火性能评估的基础上，设计出特定的符合该建筑的防火安全模式，根据建筑的结构、功能需要、火灾荷载等选择能满足消防安全的各种防火措施，并将这些措施有机地综合、组织起来，构成该建筑的总体防火设计方案，再对该建筑的火灾危险性和危害性进行定量预测和评估，得出一个最优化的方案，以确保在火灾情况下人员和财产不受侵害。 以性能为基础的设计方案主要优势在于，把试验研究和计算机模拟得到的关于在一定条件下火蔓延和烟气运动的确定性规律，与从火灾数据统计和概率分析得到的关于火灾发生及其后果的随机性规律进行综合，建立火灾规律的确定性和随机性相结合的理论模型，实现火灾风险的量化及动态评估。它能够精简安全系统设计，并将系统要求及相关成本降至最低。
性能化消防设计包括：确立消防安全目标，建立可量化的性能要求，分析建筑物及内部情况，设定性能设计指标，建立火灾场景和设计火灾，选择工程分析计算方法和工具，对设计方案进行安全评估，制定设计方案并编写设计报告等8个步骤。在设计过程中，需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析，并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算，因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大，往往需要采用大型CFD(计算流体力学)软件等分析和计算工具。
在性能化设计体系中，应将水灭火系统与其他灭火系统以及建筑防火体系联系起来综合考虑，相辅相成。水灭火系统应能够及时灭火，控制火源蔓延，并能减小烟气流动对人员疏散的影响，保证足够的疏散时间。
3大空间建筑消防设计
（1）室内消火栓系统：在大空间建筑平而上布置消火栓时，大空间中间部分的室内消火栓无法靠墙或靠柱布置，故应采用落地式消火栓箱，消火栓给水管可埋地或在吊顶内铺设。
由于大空间建筑内部空间大、分隔复杂，上下层的防火分区往往错位，故消火栓的布置会上下对不齐，造成消防立管多或者消防横支管偏长，为此可采用分层横向成环的管网布置系统，各层和各防火分区内的消火栓可就近接自本层消防横干管，这可大大减少支管数量及长度，而各层消防横干管上需间隔设置检修阀门以保证系统的安全性。
（2）自动喷水灭火系统：由于建筑内各分割空间的大小、高度、用途等各不相同，故分别采用各种形式喷头的灭火系统。在通常的设计中一组消防泵对应一种系统，而有时一组消防泵会对应二种或更多的系统，如普通闭式喷淋和快速响应早期抑制喷头系统合用一组消防泵。
在计算水泵设计扬程及水量时，则应该分别计算系统最不利点的设计水压和系统的最大流量，通过对不同系统的水力计算得出各个系统的设计参数，从而选出合适的水泵参数。同时，由于大空间高层建筑内防火分区的落差较大，同一个系统在不同层数的水压要求不同，会使较低层的出水量大，不到设定的时间消防储水就会用完，这就需要设置减压阀，合理分区供水，另外宜使用恒压切线泵以减小系统中的水压波动。
（3）消防水炮系统：室内消防炮的布置数量不应少于两门，布置高度应保证炮的射流不受上部建筑构件的影响，并应能使两门水炮的水射流同时到达被保护区域的任一部位，相当于消火栓的布置要求。实际设计中，如果只设置二门水炮目_为水柱射流，考虑到水炮的喷射角度，一门水炮下方区域将只能有另一门水炮扑救，不能满足规范要求，故常在区域内设置二门水炮。如果炮曰采用雾化装置，则在水炮的喷射角度内本门水炮也能扑救自身下方区域的火灾，这时也能采用二门水炮区域保护的方式。
4总结
大空间高层建筑的空间分隔大，防火分区多，设计中应针对不同条件，根据各消防系统的特点采用合适的灭火系统。各灭火系统还应该满足大空间建筑内火灾烟气模拟分析和疏散分析中提出的要求，即通过消防性能化的设计来确认各灭火系统在火灾中的作用。
参考文献：
[1]李国强.杜咏实用i}}大空间建筑火灾空气升温经验公式[J].消防科学与技术.2005, 24(3): 283-287
[2]李国强.杜咏大空间建筑顶部火灾空气升温的参数分析[J].消防科学与技术.2005, 24 (I): 19- 21
作者簡介：
姓名：朱冬 性别：男 出生年月：1980.6 籍贯：河南省泌阳 学历：本科 专业：电子信息工程 毕业院校：信阳师范学院 工作单位：武警安阳市消防支队 职称：工程师
姓名：贺大伟 性别：男 出生年月：1972.5学历：本科 毕业院校：河南大学 工作单位：安阳市公安消防支队 职称：工程师
关键词：大空间建筑；火灾；消防
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：
目前我国的建筑业呈现出向大空间和多功能方向发展的趋势，如大型商场、展览厅、文体场馆、邮电电讯大楼、飞机修理库、候机候车厅等大空间建筑。同时也有不少高层建筑，为了追求良好的空间、采光效果，上了许多“中庭”。对于此类空间较大的建筑，最大的防火难题就是如何阻比火势蔓延以确保人身安全，而普通建筑中最有效方法是设置防火分区，将局部发生的火灾限定在一定范围内。然而大空间建筑的防火分区被上、下贯穿的大空间破坏，有时建筑物规模超过了“规范”的限定，常规的火灾报警和自功灭火系统也失去效力，如果我们对其防比设计考虑不周，就必然造成防火设计的先天不足一旦发生火灾，就会造成严重的人身伤亡和经济损失。
1大空间建筑火灾危险性
（1）火灾隐患多。该类建筑物其中许多是综合性的多功能建筑物，其功能复杂，内部贮存的可燃物较多，故火险隐患多。例如许多综合楼，既有大型商场又有存放丝、麻衣物的周转库房，还有餐厅、游戏厅等一座楼可能有几十个单位一家商场可能有近百个体摊贩等。存在管理不足，消防观念参差不齐，潜在的火灾隐患多。
（2）火势蔓延快。由于空间大楼层多一旦发生火灾，各种垂直通道起到拔火筒的作用，如果建筑高度为100m时，只要半点钟就会扩散到顶层，项部的气流向水平方向扩散，致使火灾横向扩大，如果内部存放有易燃物时，火势会很快发展到猛烈燃烧的阶段。另外，由于高度增加导致水平风力增大，也会加快火势蔓延。
（3）扑救难度大。该类建筑物有较大的和较高的吹拔空间，由于火势发展快，蔓延途径多等，给抢救物资和扑灭火灾造成了困难。一般情况应立足于自救，即由火灾自动报警系统首先早期发现火情，然后由联动系统直接控制自动和手动灭火系统进行灭火。扑救大空间建筑物火灾往往遇到较大困难，例如：热辐射强，烟雾浓，火势向上蔓延的速度快和途径多，消防人员难以堵截火势蔓延。另外，面对新型建筑，我们缺乏扑救大空间建筑物火灾的实践经验，指挥水平不是很高。
且灭火面积较大，消防供水量不足，如没有设消防电梯，消防人员因攀登数层高楼体力不足，不能及时到达起火层，同时消防器材也补充困难，均会影响扑救。
（4）疏散困难，此类建筑因空间过大，人员在空间中任一点到达室外出口的距离大，因此，疏散时间亦长。另外，烟雾向上和向水平方向快速蔓延，影响了疏散人员的视线堵住了疏散通道增大了人员疏散难度。
2消防性能化设计
目前，我国建筑防火设计一直沿用传统的处方式设计，是根据不同的建筑类别（厂房、库房、民用建筑等）和使用功能对照规范条款进行设计，这种方法具有很大的局限性，无法充分体现建筑的个体特性，满足功能需要。
性能化防火设计是在对某一特定的建筑进行综合防火性能评估的基础上，设计出特定的符合该建筑的防火安全模式，根据建筑的结构、功能需要、火灾荷载等选择能满足消防安全的各种防火措施，并将这些措施有机地综合、组织起来，构成该建筑的总体防火设计方案，再对该建筑的火灾危险性和危害性进行定量预测和评估，得出一个最优化的方案，以确保在火灾情况下人员和财产不受侵害。 以性能为基础的设计方案主要优势在于，把试验研究和计算机模拟得到的关于在一定条件下火蔓延和烟气运动的确定性规律，与从火灾数据统计和概率分析得到的关于火灾发生及其后果的随机性规律进行综合，建立火灾规律的确定性和随机性相结合的理论模型，实现火灾风险的量化及动态评估。它能够精简安全系统设计，并将系统要求及相关成本降至最低。
性能化消防设计包括：确立消防安全目标，建立可量化的性能要求，分析建筑物及内部情况，设定性能设计指标，建立火灾场景和设计火灾，选择工程分析计算方法和工具，对设计方案进行安全评估，制定设计方案并编写设计报告等8个步骤。在设计过程中，需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析，并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算，因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大，往往需要采用大型CFD(计算流体力学)软件等分析和计算工具。
在性能化设计体系中，应将水灭火系统与其他灭火系统以及建筑防火体系联系起来综合考虑，相辅相成。水灭火系统应能够及时灭火，控制火源蔓延，并能减小烟气流动对人员疏散的影响，保证足够的疏散时间。
3大空间建筑消防设计
（1）室内消火栓系统：在大空间建筑平而上布置消火栓时，大空间中间部分的室内消火栓无法靠墙或靠柱布置，故应采用落地式消火栓箱，消火栓给水管可埋地或在吊顶内铺设。
由于大空间建筑内部空间大、分隔复杂，上下层的防火分区往往错位，故消火栓的布置会上下对不齐，造成消防立管多或者消防横支管偏长，为此可采用分层横向成环的管网布置系统，各层和各防火分区内的消火栓可就近接自本层消防横干管，这可大大减少支管数量及长度，而各层消防横干管上需间隔设置检修阀门以保证系统的安全性。
（2）自动喷水灭火系统：由于建筑内各分割空间的大小、高度、用途等各不相同，故分别采用各种形式喷头的灭火系统。在通常的设计中一组消防泵对应一种系统，而有时一组消防泵会对应二种或更多的系统，如普通闭式喷淋和快速响应早期抑制喷头系统合用一组消防泵。
在计算水泵设计扬程及水量时，则应该分别计算系统最不利点的设计水压和系统的最大流量，通过对不同系统的水力计算得出各个系统的设计参数，从而选出合适的水泵参数。同时，由于大空间高层建筑内防火分区的落差较大，同一个系统在不同层数的水压要求不同，会使较低层的出水量大，不到设定的时间消防储水就会用完，这就需要设置减压阀，合理分区供水，另外宜使用恒压切线泵以减小系统中的水压波动。
（3）消防水炮系统：室内消防炮的布置数量不应少于两门，布置高度应保证炮的射流不受上部建筑构件的影响，并应能使两门水炮的水射流同时到达被保护区域的任一部位，相当于消火栓的布置要求。实际设计中，如果只设置二门水炮目_为水柱射流，考虑到水炮的喷射角度，一门水炮下方区域将只能有另一门水炮扑救，不能满足规范要求，故常在区域内设置二门水炮。如果炮曰采用雾化装置，则在水炮的喷射角度内本门水炮也能扑救自身下方区域的火灾，这时也能采用二门水炮区域保护的方式。
4总结
大空间高层建筑的空间分隔大，防火分区多，设计中应针对不同条件，根据各消防系统的特点采用合适的灭火系统。各灭火系统还应该满足大空间建筑内火灾烟气模拟分析和疏散分析中提出的要求，即通过消防性能化的设计来确认各灭火系统在火灾中的作用。
参考文献：
[1]李国强.杜咏实用i}}大空间建筑火灾空气升温经验公式[J].消防科学与技术.2005, 24(3): 283-287
[2]李国强.杜咏大空间建筑顶部火灾空气升温的参数分析[J].消防科学与技术.2005, 24 (I): 19- 21
作者簡介：
姓名：朱冬 性别：男 出生年月：1980.6 籍贯：河南省泌阳 学历：本科 专业：电子信息工程 毕业院校：信阳师范学院 工作单位：武警安阳市消防支队 职称：工程师
姓名：贺大伟 性别：男 出生年月：1972.5学历：本科 毕业院校：河南大学 工作单位：安阳市公安消防支队 职称：工程师