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2023二級消防工程師案例分析考點:大型地下空間

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二級消防工程師考試範圍包括建築防火、電氣防火、建築消防設施裝置、消防安全管理、消防安全評估和消防法律法規方面的,並突出消防管理和消防技術服務領域,以下就是小編收集的2023二級消防工程師案例分析考點:大型地下空間,歡迎鑑賞。

2023二級消防工程師案例分析考點:大型地下空間

關鍵知識點

(一)人員的耐受性指標的選取

人員的耐受性指標,是指計算危險來臨時間時應考慮火災時建築物內影響人員安全疏散的因素,包括煙氣層高度、熱輻射、對流熱、煙氣毒性和能見度。

這些因素可以通過對建築內特定的火災場景進行火災與煙氣流動的模擬得到。各因素應按以下要求確定:

1)在疏散過程中,煙氣層應始終保持在人群頭部以上一定高度,人在疏散時不必要從煙氣中穿過或受到熱煙氣流的輻射熱威脅。

2)人體對煙氣層等火災環境的輻射熱的耐受極限為2.50kW/m2,即相當於上部煙氣層的溫度約為180~200℃。

3)高溫空氣中的水分含量對人體的耐受能力有顯著影響。人體可以短時間承受100℃環境的對流熱,當溫度低於60℃(水分飽和)時可以耐受大於30min。

4)火災中的熱分解產物及其濃度與分佈因燃燒材料、建築空間特性和火災規模等不同而有所區別。在設計和評估時,可簡化為:如果空問內煙氣的光密度不大於0.10D/m,則視為各種毒性燃燒產物的濃度在30min內達不到人體的耐受極限,通常以一氧化碳的濃度為主要定量判定指標。在設計與評估中,應根據空間高度與大小以及可能的疏散時間來確定該光密度的大小。

5)能見度的定量標準應根據建築內的空間高度和麵積大小確定。對於小空間,能見度指標取5m;對於大空間,能見度指標取10m。

(二)煙控系統的設計及其量化指標

煙控系統的主要設計目標是:

1)為人員疏散提供一個相對安全的區域,保證在疏散過程中不會受到火災產生的煙氣的傷害。

2)為消防救援提供一個救援和展開滅火作業的安全通道和區域,免受火災的影響。

3)及時排除火災中產生的大量熱量,減少對建築結構的損傷。

在效能化的煙控系統設計中,排煙量一般採用以下三種方法之一進行計算:

1)排煙量大於火災時產生的煙氣量。

2)排煙量等於火災時產生的煙氣量,且煙層的高度要大於一個臨界高度,即保證人員安全的高度。

3)排煙量小於火災時產生的煙氣量,但是煙層的高度下降到臨界高度時,人員已經疏散完畢。由於煙控系統的目的是防止人員受到火災煙氣的影響,因此煙控系統設計應使煙層維持在距離地面一定的高度以上,這個高度又稱為臨界煙層高度。臨界煙層的計算見式(3-45-1)。

Hd=1.6+0.1(Hc-h)(3-45-1)

式中Hd——煙層距離疏散地面的臨界高度;

Hc——空間頂棚距離火源位置的高度;

h——疏散地面高於火源位置的高度。

三者的空間關係如圖3-45-3所示。

火災中煙氣運動的一般現象是:燃燒產生熱煙氣,這些熱煙氣上升並在火焰上方形成煙羽流。煙羽流在上升的過程中不斷卷吸空氣,因此隨著高度的增加煙羽流水平斷面的直徑和質量流量逐漸增加。這些熱煙氣在屋頂形成一個熱煙層,並隨著煙氣的聚集,煙層高度逐漸下降。另外,對於空間形狀複雜或情況特殊的排煙設計需要進行煙氣運動的數值模擬分析。

(三)效能化設計評估對室內步行街排煙的要求

步行街頂棚設定自然排煙設施,自然排煙口的有效面積不應小於其地面面積的25%。

(四)效能化設計評估對用於防火分隔的下沉廣場的要求

1)不同防火分割槽通向下沉廣場等室外開敞空間的安全出口,其最近邊緣之間的水平距離不應小於13m。室外開敞空問除用於人員疏散外不得用於其他商業或可能導致火災蔓延的用途,其中用於疏散的淨面積不應小於169m2。

2)下沉廣場等室外開敞空間內應設定不少於1部直通地面的疏散樓梯。當連線下沉廣場的防火分割槽需利用下沉廣場進行疏散時,疏散樓梯的總淨寬度不應小於任一防火分割槽通向室外開敞空間的設計疏散總淨寬度。

3)確需設定防風雨篷時,防風雨篷不應完全封閉,四周開口部位應均勻佈置,開口的面積不應小於室外開敞空間地面面積的25%,開口高度不應小於1m;開口設定百葉時,百葉的有效排煙面積可按百葉通風口面積的60%計算。

注意事項

(一)快速通道區域

為了提高通道使用的便利性,區域性設定一些簡易商業設施,單個店鋪的面積不超過80m2。商業設施的設定增加了通道區域的火災危險性,因此雖然不劃分防火分割槽,但是為了減少通道區內的火災荷載,應限制店鋪的面積,如將店鋪面積控制在整個通道面積的6%以內。另外,還應按照規範要求設計防排煙系統,自動探測報警及噴淋滅火等消防設施。

(二)步行街區域

步行街作為地下商業區域重要的疏散路徑,應確保其在火災時的安全性。因此,為了減少步行街通道的火災危險性,通道區域僅作為人流交通場所,不作為商業用途場所。

(三)商業區域

地下商業的主要火災危險來源於步行街兩側的營業廳、餐飲區、電影院等。這些不同經營型別的商業區域之間應進行有效的防火分隔。為了安全疏散,連線樓梯間的疏散走道應採用耐火極限不小於的實體牆進行分隔。作為人員疏散的主要出口的下沉廣場,應設定不少於1個直通地坪的疏散樓梯,總淨寬度不應小於相鄰最大防火分割槽通向下沉廣場等室外開敞空間的計算疏散總淨寬度。

大型商業綜合體消防效能化設計評估

1)效能化設計評估的適用範圍。

a.超出現行國家消防技術標準適用範圍的。

b.按照現行國家消防技術標準進行防火分隔、防煙排煙、安全疏散、建築構件耐火等設計時,難以滿足工程專案特殊使用功能的。

2)建築物效能化消防設計的基本程式。

①確定建築物的使用功能和用途、建築設計的適用標準。

②確定需要採用效能化設計方法進行設計的問題。

③確定建築物的消防安全總體目標。

④進行效能化消防試設計和評估驗證。

⑤修改、完善設計並進一步評估驗證,確定是否滿足所確定的消防安全目標。

⑥編制設計說明與分析報告,提交審查與批准。

3)火災場景的確定。

①火災場景應根據最不利的原則確定,選擇火災風險較大的火災場景作為設定火災場景。

火災風險較大的火災場景一般為最有可能發生,但火災危害不一定最大的火災場景;或者火災危害大,但發生的可能性較小的火災場景。

②火災場景必須能描述火災引燃、增長和受控火災的特徵以及煙氣和火勢蔓延的可能途徑、設臵在建築室內外的所有滅火設施的作用、每一個火災場景的可能後果。

③在設計火災場景時,應確定設定火源在建築物內的位臵及起火房間的空間幾何特徵。

④疏散場景的選擇應考慮建築的功能及其內部的裝置情況、人員型別等因素,反映可能的火災場景和影響人員疏散過程的人員條件及環境條件。

224)t火災模型(☆)是效能化設計評估中最常採用的描述火災增長的方法。t火災模型描述火災過程中火源熱釋放速率隨時間的變化過程。當不考慮火災的初期點燃過程時,可表示為:

根據火災發展係數α,火災發展階段可分為極快速、快速、中速和慢速四種。火焰水平蔓延速度引數值(極快速Q0=1000kW時的時間為75s)。

5)消防效能化設計評估針對室內步行街採取以下相應消防措施(★)。

①步行街兩側建築的耐火等級不應低於二級。

②步行街兩側建築相對面的最近距離均不應小於相應高度建築的防火間距要求且不應小於9m。步行街的端部在各層均不宜封閉,確需封閉時,應在外牆上設臵可開啟的門窗,且可開啟門窗的面積不應小於該部位外牆面積的一半。步行街的長度不宜大於300m。

③步行街兩側建築的商鋪之間應設臵耐火極限不低於2.00h的防火隔牆,每間商鋪的建築面積不宜大於22300m。(商業服務網點、汽車加油作業區站棚、施工現場臨時建築S≦300 m)

④步行街兩側建築的商鋪,其面向步行街一側的圍護構件的耐火極限不應低於1.00h,並宜採用實體牆,其門、窗應採用乙級防火門、窗。當採用防火玻璃牆(包括門、窗)時,其耐火隔熱性和耐火完整性不應低於1.00h,採用耐火完整性不低於1.00h的非隔熱性防火玻璃牆(包括門、窗)時,應設臵閉式自動噴水滅火系統(連續噴水時間不小於3h)進行保護。相鄰商鋪之間面向步行街一側應設臵寬度不小於1.0m、耐火極限不低於1.00h的實體牆。

當步行街兩側的建築為多層時,每層面向步行街一側的商鋪均應設臵防止火災豎向蔓延的措施。設臵迴廊或挑簷時,其出挑寬度不應小於1.2m。步行街兩側的商鋪在上部各層需設臵迴廊和連線天橋時,應保證步行街上部各層的開口面積不小於步行街地面面積的37%,且開口宜均勻布臵。

⑤步行街兩側建築內的疏散樓梯應靠外牆設臵並宜直通室外,確有困難時,可在首層直接通至步行街;首層商鋪的疏散門可直接通至步行街,步行街內任一點到達最近室外安全地點的步行距離不應大於60m。步行街兩側建築二層及以上各層商鋪的疏散門至該層最近疏散樓梯口或其他安全出口的直線距離不應大於37.5m。

⑥步行街的頂棚材料應採用不燃或難燃材料,其承重結構的耐火極限不應低於1.0h。步行街內不應布臵可燃物,相鄰商鋪的招牌或廣告牌之間的距離不宜小於1.0m。

⑦步行街的頂棚下簷距地面的高度不應小於6.0m,頂棚應設臵自然排煙設施,並宜採用常開式的排煙口,且自然排煙口的有效面積不應小於步行街地面面積的25%。常閉式自然排煙設施應能在火災時手動和自動開啟。

⑧步行街兩側建築的商鋪外應每隔30m設臵DN65的消火栓,並應配備消防軟管卷盤或消防水帶,商鋪內應設臵自動噴水滅火系統和火災自動報警系統,每層迴廊均應設臵自動噴水滅火系統;步行街內宜設臵自動跟蹤定位射流滅火系統。

⑨步行街兩側建築的商鋪內外均應設臵疏散照明、燈光疏散指示標誌和消防應急廣播系統。

6)建築物的消防安全總目標(★)

①減小火災發生的可能性。

②在火災條件下,保證建築物內使用人員以及救援人員的人身安全。

③建築物的結構不會因火災作用而受到嚴重破壞或發生垮塌,或雖有區域性垮塌,但不會發生連續垮塌而影響建築物結構的整體穩定性。

④減少由於火災而造成的商業運營、生產過程的中斷。

⑤保證建築物內財產的安全。

⑥建築物發生火災後,不會引燃其相鄰建築物。

⑦儘可能減少火災對周圍環境的汙染。

消防安全總目標視使用功能、性質及建築高度有所區別,應根據實際情況將上述目標中1個或者2個作為主要目標。

7)分析題:請簡述針對本專案中室內步行街防火分割槽面積擴大、借用室內步行街進行疏散的消防問題,應當採取何種消防措施解決? 答:1)解決防火分割槽面積超大問題。

①剝離危險源,將步行街兩側分隔為面積不超過300m的商鋪,面向步行街一側採用耐火極限不應低於1.00h的維護結構分隔。

②室內步行街不應布臵可燃物,應採用不燃燒或難燃材料。

③室內步行街設臵有效的排煙措施、自動滅火措施。

2)解決安全疏散問題。

①室內步行街應採取有效的自然排煙措施,自然排煙口的有效面積不應小於其地面面積的25%。

②通過步行街到達最近室外安全地點的步行距離不應大於60m。

③通過數值模擬確定人員疏散所需時間小於危險來臨時間。

案例2 大型交通樞紐消防效能化設計評估

在效能化設計評估中,對高大空間中的高火災荷載區域所採取的措施:

1)防火單元。對於公共空間內設臵的高火災荷載、人員流動小、無獨立疏散條件的區域(如廚房、為旅客服務的辦公室、裝置用房、既有商業設施等)應採用防火單元的處理方式,即採用耐火極限不低於2.00h的不燃燒體防火隔牆和耐火極限不低於1.50h的不燃燒體屋頂與其他空間進行防火分隔。在隔牆上開設門、窗時,應採用甲級防火門、窗。

2)防火艙。對於站房內設臵的為旅客服務的無明火作業的餐飲、商業零售網點、商務候車等場所,可採用“防火艙”的處理方式,以確保將火災影響限制在區域性範圍內,最大限度地避免危及生命安全、財產安全和運營安全的事件發生,以滿足高大空間開敞佈局的需要。

所謂“防火艙”是指由堅實的有足夠耐火極限的不燃圍護結構(要求圍護結構耐火極限不小於1.00h)構成,覆蓋在整個火災荷載相對較高的區域之上。頂棚下要求安裝火災自動報警系統、自動噴水滅火系統和排煙裝臵。既可快速抑制火災,又可防止煙霧蔓延到高大空間。

23)燃料島。燃料島是指在開放大空間內設臵的沒有頂棚的小型陳列和零售服務設施(建築面積6~20m)。燃料島與周圍可燃物之間應保持足夠的不小於9m防火安全間距。

案例3 大型地下空間消防效能化設計(一)人員的耐受性指標的選取(★)

人員的耐受性指標,是指計算危險來臨時間時應考慮火災時建築物內影響人員安全疏散的因素。包括煙氣層高度、熱輻射(人在疏散時不必要從煙氣中穿過或受到熱煙氣流的輻射熱威脅)、對流熱(當溫度低

-4於60℃(水分飽和)時可以耐受大於30min)、煙氣毒性(一氧化碳濃度不超過500ppm,即5×10)和能見度(對於小空間,能見度指標取5m;對於大空間,能見度指標取10m)。(二)煙控系統的設計及其量化指標(☆)

煙控系統的主要設計目標是:

1)為人員疏散提供一個相對安全的區域,保證在疏散過程中不會受到火災產生的煙氣的傷害。

2)為消防救援提供一個救援和展開滅火作業的安全通道和區域,免受火災的影響。

3)及時排除火災中產生的大量熱量,減少對建築結構的損傷。

由於煙控系統的目的是防止人員受到火災煙氣的影響,因此煙控系統設計應使煙層維持在距離地面一定的高度以上,這個高度又稱為臨界煙層高度。臨界煙層的計算見下式。

(三)效能化設計評估對用於防火分隔的下沉廣場的要求

1)不同防火分割槽通向下沉廣場等室外開敞空間的安全出口,其最近邊緣之間的水平距離應計算獲得且不應小於13m。室外開敞空間除用於人員疏散外不得用於其他商業或可能導致火災蔓延的用途,其中用於疏散的2淨面積應計算獲得且不應小於169m。

2)下沉廣場等室外開敞空間內應設臵不少於1部直通地面的疏散樓梯。當連線下沉廣場的防火分割槽需利用下沉廣場進行疏散時,疏散樓梯的總淨寬度不應小於任一防火分割槽通向室外開敞空間的設計疏散總淨寬度。3)確需設臵防風雨篷時,防風雨篷不應完全封閉,四周開口部位應均勻布臵,開口的面積應計算獲得且不應小於該空間地面面積的25%,開口高度不應小於1m;開口設臵百葉時,百葉的有效排煙面積可按百葉通風口面積的60%計算。

(四)人員疏散時間(RSET)的組成(★)

人員疏散時間由火災報警時間、人員疏散預動時間和人員從開始疏散到到達安全地點的行動時間三部分組成RSET=Td+Tpre+kTt(3-46-1)

(五)分析題

1.請簡述人員安全疏散計算分析的定量判定標準。

答:人員安全疏散計算分析的定量判定標準為空間內的火災環境應同時滿足以下兩個條件:臨界煙層高度以下空間內的煙氣溫度不超過60℃且能見度不小於10m;一氧化碳濃度不超過500ppm。2.工程消防安全設計及相應的消防安全管理建議。答:

1)加強火災危險源管理。重要場所內嚴禁吸菸,並注意電氣裝置的安裝和使用,定期對電氣裝置進行維護。

2)保證疏散通道的暢通,禁止在疏散通道上堆放可燃物等雜物。應加強日常的消防管理,從而確保發生火災時建築內人員能夠安全疏散。

3)建立完善的疏散誘導系統,在各層疏散出口應設臵明顯的疏散指示標誌,保證疏散路線上的應急照明有足夠的照度。

4)應對消防設施進行定期檢測,加強維護、保養,以保證火災時消防設施的可靠性和有效性。

5)制定滅火和應急疏散預案,定期對建築內的使用人員進行消防培訓和疏散演習,使他們能在火災情況下迅速、準確地找到出口,並協助其他人員安全撤離。