第1章绪论1.1 现代火灾的形成“火灾”，是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾 害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。 人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。火，给人类带 来文明进步、光明和温暖。但是，失去控制的火，就会给人类造成灾难。所 以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的 同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。 对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验。 随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性 也在增多，火灾的危害性也越来越大。据统计，我国 70 年代火灾年平均损失 不到 2 .5亿元，80 年代火灾年平均损失不到 3.2 亿元。进入90 年代，特别是 1993 年以来，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，年均死亡 2000 多人。实践证明，随着社会和经济的发展，消防工作的重要性就越来越突出。 “预防火灾和减少火灾的危害”是对消防立法意义的总体概括，包括了两层含 义：一是做好预防火灾的各项工作，防止发生火灾；二是火灾绝对不发生是 不可能的，而一旦发生火灾，就应当及时、有效地进行扑救，减少火灾的危 害。现代建筑的起火原因有多种，主要有：生活和生产用火不慎、违反生产 安全制度、电气设备设计安装使用及维护不当以及自燃现象引起等。1.2 建筑火灾的发展过程建筑火灾最初是发生在建筑内的某个房间或局部区域，然后由此蔓延到 相邻房间或区域，以至整个楼层，最后蔓延到整个建筑物。室内火灾的发展过程可以用室内烟气的平均温度随时间变化来描述，如 图 1.1 。1.3 高层智能建筑防火要求1.3.1 高层智能建筑特点近年来，随着社会经济的飞速发展，城市化进程大大加快，人口增长的 巨大压力、城市用地的匮乏和交通设施的紧张，促使城市由平面扩张为主， 而迅转向立体空间发展。以功能分区为主趋向功能综合，导致高层的综合性 建筑群体不断涌现，构成现代城市的独特风貌。我国规定，高度超过24m的 建筑陈伟高层建筑，高度超过 100m 的建筑称为超高层建筑。而自1984年智能建筑理念提出至今，智能建筑的发展历史较短，目前尚 无统一的概念。例如，美国智能化建筑学会（AIBI）定义“智能建筑”是将 结构、系统、服务、运营及其相关联系全面综合，达到最佳组合，获得高效 率、高功能与高舒适性的大楼。而目前的建筑多是将智能建筑与高层建筑这两者结合起来，因为这样可 以同时发挥两者容量大、综合性及舒适性等优点。本设计中的黑龙江省检察 院综合楼就属于高层中的智能建筑，所以在设计消防系统时应考虑到智能建 筑和高层建筑的双重性及特殊性。1.3.2 智能建筑火灾特点智能建筑火灾由其自身特点决定，概括起来讲有以下六个方面：（ 1）建筑结构跨度大、特性复杂智能建筑由于采用大跨度框架结构和灵活的环境布置，使建筑开间和隔 墙布置复杂，随着建筑高度增加，在起火前室内外温差所形成的热风压大， 起火后由于温度变化而引起的烟气运动的火风压大，因而火灾时烟气蔓延、 扩散迅速。同时，高层智能建筑室外风速、风压随着建筑物的高度而增大， 当建筑物高度为90m时，其顶层的风速高达15m/s；室外风速增大，则火灾 烟气蔓延速度急剧加快。（ 2）建筑环境要求高、内部装饰材料多为了加强智能建筑室内空间的艺术效果和实现智能建筑的环境舒适性要 求，满足在其中工作、生活的人们的生理和心理的多种需要，智能建筑中的 贴墙面层、顶棚吊顶、地毯、灵活和空花割断、窗帘、家具等均大量采用易 燃或可燃材料，且有不少是有机高分子材料，尽管一些可能经过了阻燃处理， 但遇火后这些易燃、可燃材料或有机高分子材料将分解出大量的 CO、CO2 及少量的HCN、H2S、HC1、NH3、HF、SO2等有害的烟气和毒气，直接危害 人的生命安全。（3）电气设备多、监控要求高 在智能建筑中，大量使用各种电气设备，如照明灯具、电冰箱、电视机电话、自动电梯和扶梯、电炉、空调设备、驱动电机、自备发电机组等，还 有通讯、广播电视、大型电子计算机等电气设备，电气设备配电线路和信息 数据通信布线系统密如蛛网，若有一处出现火花或线路绝缘层老化碰线断路 而发生电气火灾，火灾会沿着线路迅速蔓延。（4）人员多且集中 一般智能建筑容纳有成百上千甚至数以万计的人员，一旦发生火灾，人的慌乱心里加上建筑通道复杂及楼层多等，使人员疏散难度大，难以安全疏 散逃离。（5）建筑功能复杂多样 智能建筑多数是多用途的综合性大楼，往往设有办公室、写字间、会议 厅、商业贸易厅、饭店、旅馆、公寓、住宅、餐厅、歌舞厅、娱乐场、室内 运动场等，以及建筑自身必要的厨房、锅炉房、变配电室、物资保管室、汽 车库、各种库房、不同功能用房，从而造成安全疏散通道曲折隐蔽。（6）管道竖井多 智能建筑内部必然设置有电梯及楼梯井、上下水管道井、电线电缆井、 垃圾井等，这些竖井若未加垂直和水平方向割断措施，一旦烟火窜入，则会 产生“烟囱效应”，将使火灾迅速蔓延到上层楼房。21.3.3 智能建筑的火灾危险性智能建筑自身的上述特点，使其火灾危险性具有以下四个特征：（1）火势蔓延快、烟气扩散快智能建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气管道等竖向 井道，如果防火分隔或防火处理得不好，发生火灾时会成为火势迅速蔓延的 途径。尤其是高级旅馆、综合楼以及重要的办公楼、科研楼等智能建筑，一 般室内可燃物比较多，有的智能建筑还有可燃物品库房，一旦起火，燃烧猛 烈，容易蔓延。据测定，在火灾初起阶段，因空气对流，在水平方向造成的 烟气扩散速度喂0.3m/s；在火灾燃烧猛烈阶段，由于高温状态下的热对流而 造成的水平方向烟气扩散速度为0.53m/s;烟气沿楼梯间或其他竖向管道井 扩散速度为34m/s。如一座高度为100m的智能建筑，在无阻挡的情况下， 半分钟左右，烟就能沿竖向管道井扩散到顶层。此外，助长火势蔓延和烟气扩散的因素较多，其中风对智能建筑火灾的 影响较大，风速增大，势必会加速火势的蔓延扩大。（2）人员疏散困难智能建筑人员集中、楼层跨度大、垂直距离长、人员疏散到地面或其他 安全场所的时间长，而发生火灾时由于各种竖井拔气力大，火势和烟雾蔓延 快，增加了疏散的困难。（3）火灾扑救难度大高层智能建筑发生火灾时，从室外进行扑救相当困难，一般要立足于自 救，即主要是依靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限，建筑 内部的消防设施维护保养还不是很完善，因此扑救智能建筑火灾往往遇到较 大的困难。另外，高层智能建筑的消防用水量是根据我国目前的技术经济水 平，按一般高层建筑的火灾规模考虑的，当形成大面积火灾时，其消防用水 量显然不足，需要用消防车向高楼供水，因而对消防技术装备提出了更高的 要求。4）火险隐患多、火灾损失重智能建筑综合性强、建筑功能复杂、可燃物多，火险隐患多，且容易造 成消防安全管理不严，潜在的火险隐患多；一旦起火，易行成大面积火灾， 火势蔓延快，扑救疏散困难，势必火灾损失严重。1.4 本文的工作内容鉴于高层智能建筑的自身特点和火灾危险性，遵循“预防为主、防消结 合”的消防工作指导方针，我国高层民用建筑设计防火规范( GB50045 95)规定了“立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全适用。技术 先进、经济合理”的消防设计原则，提出了“以自防自救为主，及时、可靠 防火，迅速、有效灭火”的高层智能建筑消防安全要求。故本文基于以上关于消防安全的原则及要求，应完成对黑龙江省检察院 综合楼全面的消防系统设计。其中包括：对建筑进行防火分区；室内消防栓 灭火系统的设计，自动水喷淋系统的设计以及消防给水系统的设计计算；建 筑防排烟系统的设计；对建筑消防设备联动控制系统的设计。设计应本着科 学严谨，实用有效的原则进行。第 2 章 工程概况及建筑平面设计2.1 工程概况黑龙江省检察院是一幢高层综合办公楼，大楼地下建筑面积约 736m2， 标准层面积约592m2，顶层面积约272m2。总高度约43.2m,地下层高4.8m, 办公楼标准层高3.3m,首层层高3.6m。地下室设有空调机房，其中有消防电 梯前室的加压送风机；还设有泵房,配电室等。屋顶设有水箱间,排烟机房 等。本建筑属于一类建筑,以此为根据可进行防火分区,消防系统设计等工作。2.3 防火分区2.3.1 防火分区的定义及类型所谓防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火 灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部区域（空间单元）。在建筑物内采用划 分防火分区这一措施,可以在建筑物一旦发生火灾时,有效地把火势控制在 一定的范围内,减少火灾损失,同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有 利条件。（1）竖向防火分区为了在建筑物发生火灾时把火灾控制在一定的楼层之内,防止火灾从起 火层向其他楼层垂直蔓延,沿建筑高度方向划分的防火分区为竖向防火分区。 竖向防火分区用耐火性能较好的楼板及窗间墙（含窗下墙）,在建筑物的垂 直方向对每个楼层进行的防火分隔。（2）水平防火分区水平防火分区,用以防止火灾在水平方向扩大蔓延。水平防火分区是指用防火墙或防火门、防火卷帘等防火分隔物将各楼层在水平方向分隔出的防火区域。它可以阻止火灾在楼层的水平方向蔓延。防火分区应用防火墙分隔。如确有困难时，可采用防火卷帘加冷却水幕或闭式喷水系统，或采用防火分 隔水幕分隔。2.3.2 防火分区的划分从防火的角度看，防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安 全。但如果划分得过小，则势必会影响建筑物的使用功能，这样做显然是行 不通的。防火分区面积大小的确定应考虑建筑物的使用性质、重要性、火灾 危险性、建筑物高度、消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。黑龙江省检察院综合大楼属于一类高层建筑，并设有自动喷水灭火系统， 依据高规，防火分区最大允许建筑面积为：地上部分，4000 m2；地下部分， 2000 m2。因为本建筑每一层都不超过规范中要求的防火分区的最小面积， 故水平方向每层为一防火分区，设备室、配电室、空调机房、消防控制室等 单独由耐火极限不小于 2h 的隔墙， 1.5h 的楼板和甲级防火门与其他部位隔 开。竖向防火分区也以每个楼层为一区，由具有一定耐火能力的钢筋混凝土 楼板作分隔构件。2.3.3 防火分隔物构造及要求防火分隔物是指能在一定时间内阻止火势蔓延，且能把建筑内部空间分 隔成若干较小防火空间的物体。常用防火分隔物有防火墙、防火门、防火卷 帘、防火水幕带、防火阀和排烟防火阀等。一防火墙防火墙是由不燃烧材料构成的，为减小或避免建筑、结构、设备遭受热 辐射危害和防止火灾蔓延，设置的竖向分隔体或直接设置在建筑物基础上或 钢筋混凝土框架上具有耐火性的墙。防火墙是防火分区的主要建筑构件。通 常防火墙有内防火墙、外防火墙和室外独立墙几种类型。二防火门 防火门是指在一定时间内，连同框架能满足耐火稳定性、完整性和隔热 性要求的门。它是设置在防火分区间、疏散楼梯间、垂直竖井等且具有一定 耐火性的活动的防火分隔物。防火门除具有普通门的作用外，更重要的是还 具有阻止火势蔓延和烟气扩散的特殊功能 。它能在一定时间内阻止或延缓火 灾蔓延，确保人员安全疏散。防火门的耐火极限和适用范围：（1）甲级防火门耐火极限不低于 1.2h 的门为甲级防火门。甲级防火门主要安装于防火分 区间的防火墙上。建筑物内附设一些特殊房间的门也为甲级防火门，如燃油 气锅炉房、变压器室、中间储油等。（2）乙级防火门耐火极限不低于 0.9h 的门为乙级防火门。防烟楼梯间和通向前室的门， 高层建筑封闭楼梯间的门以及消防电梯前室或合用前室的门均应采用乙级防 火门。（3）丙级防火门耐火极限不低于 0.6h