上海世博會篷房建筑防火設計原則初探
上海世博會是一次歷時較長全球性的重大活動世博會除建造的展館和配套用房外在園區運營中還使用大量的臨時搭建的篷房篷房對搭建場地要求低結構輕巧便于拆裝但篷房臨時性簡易性材料和結構耐火性差在消防技術規范標準中尚無有針對性的條文可以參照增加了火災風險可謂是利弊參半筆者以篷房為例進行防火設計原則的分析探討希望本文的觀點能對篷房的防火設計起到拋磚引玉的作用并為今后安全使用篷房提供消防技術支撐和保障
篷房的火災危險性分析
篷房即以輕鋼鋁合金等輕質的金屬構件和膜布搭建而成或充氣而成類似帳篷的臨時性建筑多用于演出活動等篷房對于搭建場地的要求不高一塊空曠平坦的場地草地等就能完成搭建任務由于篷房的結構構件承載力和穩定性有限自重輕所以幾乎沒有基礎的要求同時篷房對水電等配套設施的要求也很低在大多數的篷房中只需要滿足用電負荷的要求而無上下水的需要
篷房規模不一有的僅幾十平方米但有的卻是跨度大面積大層數上甚至有兩三層的結構世博會的主題演繹秀場也是設有舞臺演出的觀演類篷房
篷房里人員密集難于疏散觀演形式的建筑體內人員密集是一個共性密集的觀眾坐觀表演在緊急情況下座位室內的臺階等都是影響疏散的因素如新疆克拉瑪依電影院火災河南洛陽東都歌舞廳等群死群傷的火災案例都給我們上了慘痛的一課
材料特殊耐火性差篷房是在空地上搭建的臨時性簡易用房篷房的輕鋼結構鋁合金結構體系耐火極限低鋼結構的耐火時間一般為15分鐘,在火災情況下很快便會失去承載力造成結構垮塌鋁合金構件的耐火極限比鋼結構還要低且沒有防火噴涂材料進行保護篷的膜布多為可燃或難燃材料目前使用的膜布主要有高聚酯纖維膜滌綸網布防水牛津布等材料構成經防火處理后其耐火性能可達到B1級有的膜布還具有燃燒熔滴物延燃性等火災危險性仍易造成火勢的擴大蔓延并影響支撐結構的安全性篷房的膜布還易受到外來火種的威脅焰火煙花的燃放對其安全性也有一定的影響
篷房周邊消防設施欠缺篷房由于適應性靈活性強使得其所在的區域可能遠離消防車道消防水源其所在地塊周邊消防車道室外消火栓等消防基礎設施也許非常欠缺篷房一旦發生火災消防車輛難以到達周邊消防水源不足都會極大地影響火災的撲救
篷房防火設計原則
總體布局上要考慮室外的避難疏散場地篷房大部分是單層有大量安全出口篷房外要設有避難場地避難場地不僅保障了篷房內疏散速度而且提高了室外人員的安全性當篷房組團布置時避難場地的設置還加大了單體之間的間距形成了防火間距
安全疏散設計要以快速安全為目的篷房的耐火性差可供人員安全疏散的時間很短因此安全疏散要力求簡捷快速要通過疏散路徑的設計安全出口的布局來實現考慮到觀眾有少年兒童安全疏散的寬度距離以及臺階的設計要適當考慮兒童的特點在疏散時提高行走的安全性防止摔倒和踩踏發生
疏散設施的細節設計其一安全出口的設計由于篷房的結構耐火性差一旦發生火災就會失去穩定性因此為了提高和保障安全疏散的有效性在安全出口處應設置不燃燒墻體和頂棚且墻與頂棚有一定的結構穩定性并與篷房的結構完全脫離不燃燒體的墻體和頂棚可以實現以下兩種功效一是可用于安全疏散的時間其結構具有獨立性和一定的穩定性就可以使安全出口不受篷房局部坍塌的影響甚至是在安全出口周邊的結構失穩時安全出口依然可供疏散使用二是提高安全出口的安全性人員經安全出口疏散時不受篷膜熔滴墜落物等的威脅也不受安全出口周旁的輻射熱影響
其二臺階與坡道的設計在較大人流量的疏散路徑上坡道的安全性比臺階要高有利于人員的快速通過且降低了人員在通過時的踏空跌倒等風險但是這里想探討的是當地面標高差較大時坡道坡度過大距離過長所造成的不利影響坡道坡度大距離長在向下疏散時容易造成行走速度加快制動難度加大由于速度快人體重心前傾等反而容易造成跌倒繼而發生踩踏因此需要在客觀地比較和評價后再確定具體設計方案
其三電器防火并重大功率的電器設備發熱量大容易引燃貼鄰的可燃物此類設備設置的位置應遠離可燃物或進行有效的防火隔離大型電器設備燈具等也要便于人員的檢修和應急處置可以及時地消除火險隱患電器線路使用的電線電纜選型應采用低煙無鹵電線電纜消防設備的供電電纜電線需要為耐火電纜同時電器線路的布線接線等也應規范操作安全連接如電線電纜的連接采用壓扣方式電器線路的敷設應采用電纜橋架和設置分隔措施等
其四火災探測報警系統要立足于早期報警篷房內的疏散難度大安全要求高加之篷房的火災危險性較大火災探測報警系統就顯得尤為重要吸氣式空氣采樣系統就有早期報警的優勢但是容易受表演時產生的煙塵影響紅外對射感煙探測系統受到篷房自身形變的影響很大誤報率會大大增加相比之下光截面火災探測報警系統綜合適應性較強
篷房防火設計應安全經濟并重
重視消防水源的設置結合所在地塊水電配套條件和建設資金情況采取靈活的形式解決消防水源的問題市政配套的消防水源室外消火栓等應充分加以利用當這些配套設施缺乏時可以通過設置臨時的高位水箱或小型的簡易水塔來提供消防水源也可以設置臨時的消防水池和加壓泵組來提供室內外的消防水源世博會的防災規劃對園區內的消防水源進行了科學的規劃設計世博園區各地塊內設有集中的消防水泵房給地塊內的各類建筑提供穩高壓消防水源
加強消防內環境建設篷房消防安全的內環境指篷房自身的消防安全性提高篷房的各個構件的耐火性也就會增強篷房的消防安全內環境篷房的圍護體即膜材料應盡可能采用難燃材料(B1級)同時還應注重膜材料在受火受熱時的熔融性和滴落性熔融性好又無滴落物的膜會將不利因素轉化為有利因素在火災時圍護體就像一整張的易熔排煙帶有利于排煙有利于人員疏散也有利于降低蓬房內的火場溫度延緩結構破壞的時間
篷房的結構耐火安全性是一個有爭議的話題篷房的結構是否采取防火保護應該從使用重要性經濟性技術可行性等方面來權衡世博會由于國際性長時間性等特點決定了消防安全力求萬無一失因此篷房的安全性要從嚴和穩考慮而一般的篷房則可以在保障安全疏散強化消防管理等方面來彌補結構安全的不足
在篷房的防火設計中要把握安全經濟適用的原則
篷房設計應安全經濟適度在篷房的防火設計中要把握安全經濟適用的原則安全經濟都有具體的衡量標準但是適用確實涉及一個度的問題對于這個度的把握和控制不僅要以安全經濟為目的而且還要看到其他的諸多重要因素如世博會是舉世矚目的盛會影響巨大其安全性非一般活動可比擬這個度要偏向于安全又如篷房最大的一個特點即臨時性世博會歷時184天而有的活動僅有幾天篷房稍用即拆此時這個度就要偏向于經濟
在度的把握中除了技術防范外還有一點不可忽視的就是人的因素管理保衛人員的能力和水平也會對安全經濟適用的把握產生影響