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關(guān)鍵詞:智能建筑火災(zāi)自動報警系統(tǒng)消防聯(lián)動綜合布線
1、智能建筑概念和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)
智能化建筑的發(fā)展歷史較短,有關(guān)智能建筑的系統(tǒng)描述很多,目前尚無統(tǒng)一的概念。一般認為,智能建筑以建筑為平臺,兼?zhèn)渫ㄐ?、辦公、建筑設(shè)備自動化,集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理及它們之間的最優(yōu)化組合,創(chuàng)造一個高效、舒適、便利的生活或生產(chǎn)環(huán)境。智能化建筑應(yīng)當(dāng)具有四大主要特征,既建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)、辦公自動化(OA)、布線綜合化。智能建筑的核心是建筑物自動化、通信自動化、辦公自動化的系統(tǒng)集成。
火災(zāi)自動報警系統(tǒng)探測火災(zāi)隱患,肩負安全防范重任,是智能建筑中建筑自動化系統(tǒng)(BA)的重要子系統(tǒng)?;馂?zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計首先必須符合《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-98(以下簡稱《報警規(guī)范》)的要求,同時也要適應(yīng)智能建筑的特點,合理選配產(chǎn)品,做到安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。
BA系統(tǒng)可劃分為火災(zāi)自動報警與消防控制系統(tǒng)、人員出入監(jiān)視系統(tǒng)、保安巡更系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、采暖通風(fēng)與空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)、變配電與自備電源監(jiān)控系統(tǒng)、電力供應(yīng)與照明控制、其他一切需要監(jiān)控的系統(tǒng)(如廣播、電梯、電纜電視、地震監(jiān)控,煤氣泄漏報警等)。從技術(shù)的角度看,這些子系統(tǒng)可以實現(xiàn)硬件設(shè)備資源共享,使管理信息和控制信息一體化,便于整體的控制、管理和維護,可以統(tǒng)籌規(guī)劃和設(shè)計正?;虍惓G闆r下各設(shè)備控制方案,從而達到全面集中、智能監(jiān)控的目的。
我國規(guī)范要求火災(zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)為一個獨立的系統(tǒng),目前許多設(shè)計中允許火災(zāi)自動報警系統(tǒng)向建筑物自動化系統(tǒng)發(fā)送信號,即平時BA系統(tǒng)可以從火災(zāi)自動報警主機上獲取其運行狀態(tài)的各類信號,火災(zāi)時火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可向BA系統(tǒng)發(fā)出信號,但消防的專用設(shè)備仍然歸到消防聯(lián)動中,設(shè)計消防專用總線,成為獨立系統(tǒng)。隨著智能建筑技術(shù)的發(fā)展,將建筑物自動化系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警的一些功能混合起來,將消防聯(lián)動系統(tǒng)設(shè)備納入建筑物自動化系統(tǒng)中去控制,建筑自動化系統(tǒng)中的各項子系統(tǒng)實現(xiàn)智能化集成,是今后的規(guī)范和技術(shù)值得進一步研究探討的問題。
2、火災(zāi)報警控制器的設(shè)計選配
火災(zāi)自動報警控制器時火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的中樞,它接受信號并做出分析判斷,一旦發(fā)生火災(zāi),它立即發(fā)出火警信號并啟動相應(yīng)的消防設(shè)備。計算機技術(shù)的發(fā)展使傳統(tǒng)的開關(guān)量多線制火災(zāi)自動報警系統(tǒng)被模擬量總線制火災(zāi)自動報警系統(tǒng)所代替,目前智能火災(zāi)自動報警系統(tǒng)也得到了廣泛應(yīng)用,模擬量總線制火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和智能火災(zāi)報警系統(tǒng)都是在計算機技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,都可以被智能建筑所選用。
一般火災(zāi)報警控制器標示的容量都是單臺控制器的最大容量,為了保證火災(zāi)自動報警系統(tǒng)既能高效率又能高可靠性的工作,實際設(shè)計各回路探測點時要考慮一定的信息余量。這一點《報警規(guī)范》也有明確規(guī)定,余量可根據(jù)工程規(guī)模大小和重要程度而定,一般可按照火災(zāi)報警控制器額定容量或總線回路地址編碼總數(shù)額定值的80%~85%來選擇。
在火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動系統(tǒng)中,集中火災(zāi)報警控制器的選配,一方面要滿足整個火災(zāi)自動報警系統(tǒng)工作要求,另一方面,還應(yīng)具備與智能建筑中其它控制系統(tǒng)的通信界面。主要包括:與各個報警區(qū)域內(nèi)區(qū)域火災(zāi)報警控制器的通信功能;處理顯示整個系統(tǒng)報警信息、故障信息、聯(lián)動信息的功能;能根據(jù)火警信息,啟動消防聯(lián)動設(shè)備并顯示其運行狀態(tài);具備與智能建筑中其它控制系統(tǒng)的通信界面。
3、消防聯(lián)動設(shè)備控制
消防聯(lián)動控制設(shè)備是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的執(zhí)行部件,消防控制室接到火警信息后應(yīng)能夠自動或手動啟動相應(yīng)的消防聯(lián)動設(shè)備,并對各設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)控。
根據(jù)建筑防火設(shè)計規(guī)范和智能建筑防火滅火要求,智能建筑中應(yīng)當(dāng)具備以下全部或部分的消防聯(lián)動設(shè)備:
(1)、火災(zāi)報警裝置與應(yīng)急廣播,火災(zāi)發(fā)生時警示或通知人員安全疏散;
(2)、消防專用電話,火災(zāi)報警、查詢情況,應(yīng)急指揮,能與119直通;
(3)、非消防電源控制,備用電源控制,火災(zāi)應(yīng)急照明和安全疏散指示標指控制;
(4)、室內(nèi)消火拴系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)控制;
(5)、消防電梯運行控制,燃氣泄漏報警監(jiān)控;
(6)、管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng),泡沫滅火系統(tǒng)和干粉滅火系統(tǒng)控制;
(7)、防火門、防火卷簾、防火閥的控制,火災(zāi)時實施防火分隔,防止火災(zāi)蔓延。
(8)、防、排煙設(shè)施、空調(diào)通風(fēng)設(shè)備、排煙防火閥,防止煙氣蔓延提供安全救生保障。
(9)、消防疏散通道控制,確保疏散通道暢通。
火災(zāi)時,火災(zāi)報警控制器發(fā)出報警信息,消防聯(lián)動控制根據(jù)火災(zāi)信息聯(lián)動邏輯關(guān)系,輸出聯(lián)動信號,啟動有關(guān)消防設(shè)備實施防火滅火。消防聯(lián)動必須在“自動”和“手動”狀態(tài)下均能實現(xiàn)。在自動情況下,智能建筑中的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)按照預(yù)先編制的聯(lián)動邏輯關(guān)系,在火災(zāi)報警確認后,輸出自動控制指令,啟動相關(guān)設(shè)備動作,同時向BA系統(tǒng)及時傳輸、顯示火災(zāi)報警信息,且能接收必要的其它信息,這樣也能更好地監(jiān)控火災(zāi)現(xiàn)場情況、消防聯(lián)動設(shè)備的運行狀態(tài)、消防疏散通道情況等等。
智能建筑消防疏散門可采用電磁力門鎖集中控制方式,即平時樓層疏散門鎖閉,在火災(zāi)時由消防控制中心發(fā)出指令將門打開。此外,美國紐約世貿(mào)中心對消防通道的控制方式也是可以借鑒的,紐約世貿(mào)中心消防通道管理分為兩種形式,一是帶報警信號輸出及警號的門裝推動桿。當(dāng)有人從門內(nèi)側(cè)推動桿時,報警信號將傳送到中心值班室,同時警號鳴音提示引起注意。二是消防通道的門上安裝讀卡器,有關(guān)人員、可持卡打開消防門進行巡視、檢修等工作。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,由中心值班室向各控制點發(fā)出了開門信號,使消防門開啟。
4、智能建筑綜合布線與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)布線
綜合布線是智能建筑的一部分,它猶如智能建筑內(nèi)的一條高速公路。但是應(yīng)當(dāng)看到,建筑物采用綜合布線,不等于實現(xiàn)了智能化;信息插座越多,不等于智能化程度越高。采用綜合布線不等于不需要其它布線。尤其是建筑自動化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)注意電壓、電流以及布線長度的限制。綜合布線用的雙絞電纜,其截面積一般為0.40~0.65mm2,與之相配的配線架、信息插座和連接插頭等只能適用于截面為0.40~0.65mm2的雙絞電纜卡接。因此,綜合布線支持建筑自動化系統(tǒng)的有些設(shè)備(如廣播、火災(zāi)自動報警及消防控制、保安監(jiān)視、共用天線電視等子系統(tǒng)),將受功率、信號衰減和時間延遲的限制,存在局限性和不足。建筑自動化系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)類型,即兩層結(jié)構(gòu)型、三層結(jié)構(gòu)型,在這兩種結(jié)構(gòu)中,主控機至直接數(shù)字控制機之間的信號傳輸可納入綜合布線,直接數(shù)字控制機至現(xiàn)場執(zhí)行元件之間信號控制線,可利用線徑較粗的雙絞電纜。
不僅如此,由于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的特殊地位,使得它的布線安裝方面有別與智能建筑的其它控制系統(tǒng),火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的傳輸線路的線芯截面選擇,除了應(yīng)滿足自動報警裝置的技術(shù)條件外,還應(yīng)滿足機械強度的要求,還要采取穿管保護,暗敷或采取阻燃措施,此外更重要的是宜與其它電力、照明用的低壓配電線路電纜豎井分別設(shè)置,要使其傳輸網(wǎng)絡(luò)不與其它傳輸網(wǎng)絡(luò)共用。
目前智能建筑內(nèi),火災(zāi)自動報警及消防控制系統(tǒng)還不能完全融合于結(jié)構(gòu)化綜合布線內(nèi),即使某些綜合布線產(chǎn)品支持火災(zāi)報警與消防控制系統(tǒng),也必須加以認真分析和測試,甚至要獲得國家消防產(chǎn)品監(jiān)測部門的認可,為了更好地滿足智能建筑功能要求,能使所有弱電系統(tǒng)均納入結(jié)構(gòu)化綜合布線中,應(yīng)盡快開發(fā)研制出滿足各種線徑和不同傳輸信號要求的綜合布線系列產(chǎn)品。同時,火災(zāi)自動報警及消防控制系統(tǒng)標準化方面也應(yīng)當(dāng)考慮與綜合布線系統(tǒng)模塊連接方式,以及信息傳輸和信號處理方式的標準化。
5、消防控制室設(shè)計
消防控制室可單獨設(shè)置,但智能建筑為了實現(xiàn)整個建筑弱電系統(tǒng)的信息共享和集中統(tǒng)一管理,整個集成系統(tǒng)按實際工作要求設(shè)置多個用戶操作管理中心,如保安監(jiān)控中心,主要設(shè)備有數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、系統(tǒng)服務(wù)器、閉路監(jiān)視器、火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制器、設(shè)備運行自動化管理系統(tǒng)主機等,智能建筑消防控制室往往與BA、SA系統(tǒng)合用控制室。采取合用控制室設(shè)計,有利于集中統(tǒng)一地進行監(jiān)控和管理,即可節(jié)省大量人力,又可提高管理水平。在智能建筑中消防控制室的設(shè)計除了應(yīng)當(dāng)滿足《報警規(guī)范》的有關(guān)要求外,如采用合用控制室,消防設(shè)備在室內(nèi)應(yīng)占有獨立的區(qū)域,且相互間不會產(chǎn)生干擾。并且還應(yīng)當(dāng)具有以下功能:
(1)、可以訪問系統(tǒng)中每個監(jiān)控點;
(2)、可以完成報警和報警處理;
(3)、可以監(jiān)視網(wǎng)上所有設(shè)備運行狀態(tài);
(4)、安設(shè)定的程序完成聯(lián)動控制功能;
(5)、報警事件分析及處理紀錄;
(6)、火警建筑物圖形顯示操作,或火災(zāi)現(xiàn)場的圖像監(jiān)控;
(7)、保安巡更功能;
關(guān)鍵詞:高層建筑,火災(zāi)特點,撲救對策
前言:近年來國內(nèi)外高層建筑火災(zāi)事故頻發(fā),因此認真研究高層建筑火災(zāi)撲救,探討高層建筑火災(zāi)發(fā)生變化的特點,對于有效的撲救高層建筑火災(zāi),保衛(wèi)城市建設(shè)具有重要意義。
1高層建筑火災(zāi)的特點
(1)高層建筑具有建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能復(fù)雜、人員密集、消防設(shè)施參差不齊等特點,正是這些特點決定了高層建筑火災(zāi)具有如下特征。
火災(zāi)蔓延途徑多,易形成立體火災(zāi)。高層建筑一般都會配備完善的電梯井、電纜井、管道井等基礎(chǔ)架構(gòu),這些基礎(chǔ)架構(gòu)中空,空氣流通性強,一旦樓體發(fā)生火災(zāi),火情會通過這些電梯井、電纜井以及管道井等結(jié)構(gòu)迅速蔓延開去。同時,一些通風(fēng)管道也會成為火勢蔓延的助推器,由此引發(fā)高層建筑火災(zāi)的“煙囪”效應(yīng),形成立體火災(zāi)。
(2)火災(zāi)荷載大,易引發(fā)大面積火災(zāi)。高層建筑使用類型復(fù)雜,有住宅的、辦公的等,這些功能類型裝飾、裝修品都會增加樓體的火災(zāi)荷載,一旦發(fā)生火情,就會導(dǎo)致大面積火災(zāi)的發(fā)生。
(3)導(dǎo)致火災(zāi)的因素多。高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜,電器化程度高,電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,這就大大增加了火災(zāi)發(fā)生的概率。
(4)建筑高度高,撲救難度大。一方面,高層建筑的樓層高度往往會超過救火消防梯的可延伸高度,給救火工作帶來困擾;另一方面,高層建筑火災(zāi)發(fā)生之后,大面積停電會導(dǎo)致建筑內(nèi)可是空間小,給救火和救援工作帶來阻力。
2當(dāng)前高層建筑火災(zāi)撲救面臨的難題
(1)火情偵察問題。火情偵察是開展救火營救工作的基礎(chǔ)工作,但高層建筑火災(zāi)的火情偵察工作卻面臨著兩大難題:一是進不去。高層建筑火災(zāi)發(fā)生后,煙囪效應(yīng)會導(dǎo)致高層建筑內(nèi)部溫度迅速上升,熱浪、濃煙聚集在火情偵察必經(jīng)的內(nèi)樓梯、電梯,給火情偵察工作帶來阻礙;二是看不見。高層建筑發(fā)生火災(zāi),由于其火災(zāi)荷載大,產(chǎn)生的濃煙會迅速聚集,能見度較低,火情偵察工作不得不從外部偵察著手,但外部偵察的可靠性就大打折扣了。
(2)戰(zhàn)斗員體能問題。一方面,高層建筑火災(zāi)本身就是對消防員體力、耐力的一個考驗,上下負載奔波于高層建筑中,會給消防員的體能帶來巨大損耗,消防員體能會迅速消耗殆盡;另一方面,現(xiàn)有的消防呼吸設(shè)備技術(shù)水平較低,常用的上海依格空氣呼吸器在壓力25MP時,體重60Kg的人員在全身裝備齊全的情況下使用25至30分鐘即開始報警,留下的撤離時間不超過5分鐘。但在實際火場中,滿負荷運動后空氣呼吸器僅能供氧5-10分鐘,而且一次性供氧量不足,極有可能引起頭暈、胸悶、眼花等癥狀。
(3)現(xiàn)場指揮問題。高層建筑火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境嘈雜,同時火災(zāi)還會導(dǎo)致信息通訊設(shè)備通訊不暢,給救火救援過程中的信息溝通制造障礙。同時,高層建筑一旦發(fā)生大火,涉及到滅火、救人、供水、供電、交通、醫(yī)療救護等方方面面,參戰(zhàn)力量多,經(jīng)常出現(xiàn)人多、車多、但響應(yīng)慢的現(xiàn)象,協(xié)同配合意識較差。
(4)火場供水問題。火場供水問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:1、樓層高、鋪設(shè)水帶慢;2、水壓大、水帶容易爆裂;3、水源不足,火災(zāi)會導(dǎo)致供水系統(tǒng)失效,而消防水泵又有最大供水高度的限制,再加上火災(zāi)極易造成消防鋪設(shè)水帶的損壞,火場供水的的水源問題凸顯。
3高層建筑火災(zāi)的撲救對策
撲救高層建筑火災(zāi),既要做好人員隊伍的建設(shè)工作,又要做好消防設(shè)施的建設(shè)工作,堅持“救人第一”的指導(dǎo)思想,以“內(nèi)攻為主,內(nèi)外結(jié)合”為作戰(zhàn)原則。
(1)加強第一出動。高層建筑發(fā)生火災(zāi),在發(fā)展階段,其垂直蔓延速度為3-4m/s,水平蔓延速度為0.5-0.8m/s。在2009年央視新址配樓火災(zāi)中,從開始著火到整個大樓被火勢全部吞沒只用三分鐘左右的時間,由此可見,高層建筑火災(zāi)從火災(zāi)初期到發(fā)展速度是非??斓?,為此,在火災(zāi)發(fā)展初期,必須在第一時間調(diào)集足夠力量,抵達火場,集中所有到場參戰(zhàn)力量,優(yōu)化資源配備,形成最強戰(zhàn)斗力組合,一次性調(diào)足力量。值得一提的是,第一出動的不應(yīng)僅是消防力量,還應(yīng)包括社會聯(lián)動力量。通過“110”聯(lián)動,迅速調(diào)集公安、部隊、供水、供電、供氣、醫(yī)療救護等救援力量到達現(xiàn)場協(xié)助救人滅火工作。各執(zhí)勤中隊聽到出動信號后,按照出動命令,立即著裝登車,攜帶裝備和有關(guān)資料,選擇最佳行車路線奔赴火場。
(2)搞好火情偵察。在實施偵察前必須采取可靠的防護措施。進入煙霧大、光線差、溫度高的事故現(xiàn)場,應(yīng)編成小組攜帶照明燈具、導(dǎo)向繩等必要器材,并相互約定好前進、撤退等行動的有關(guān)信號,嚴禁單人進入火場。實施火場偵查時的內(nèi)容應(yīng)包括:1)著火點、蔓延趨勢及周圍主要燃燒物質(zhì)等;2)有無被困人員、被困人員的具置及可被使用的救援通道;3)電路是否處于通電狀態(tài),能否會給救援工作帶來困擾;4)有無需要轉(zhuǎn)移的物資;5)是否會引起周圍建筑發(fā)生火災(zāi),是否需要進行破拆等;6)著火高層建筑內(nèi)部消防系統(tǒng)的可使用性起。偵察過程中要保持與指揮部的緊密聯(lián)系,以便指揮部迅速作出決斷。
(3)合理利用滅火戰(zhàn)術(shù),有效進行火災(zāi)撲救。撲救高層建筑火災(zāi),一般都采用“內(nèi)功為主、外攻為輔”的原則。內(nèi)攻:組織突擊隊通過樓梯或者消防電梯進行內(nèi)攻滅火。滅火救援人員一般可以先到起火層下層或下二層作為前沿陣地,再在水槍掩護下進入著火層滅火。進入著火層后,要迅速占領(lǐng)有利地形位置,一是要充分利用建筑物內(nèi)的固定消防設(shè)施配合滅火,二是要充分利用建筑物內(nèi)防火墻等掩體進行掩護,在保證滅火救援人員安全的同時采用圍攻堵截、上下合擊的戰(zhàn)術(shù)阻止火勢蔓延,固守陣地有效滅火。
外攻:從室外選擇進攻路線,在條件允許下,迅速占領(lǐng)周圍建筑高地,由上至下滅火,有效防止火勢蔓延。此外,要充分利用云梯車、高噴車等設(shè)施,由外至內(nèi),形成嚴密的包圍層,嚴防火熱蔓延。
(4)做好火場破拆、排煙。根據(jù)現(xiàn)場指揮部命令和偵察小組的偵察結(jié)果,內(nèi)攻人員迅速組織破拆小組確定破拆部位,在偵察小組的引導(dǎo)下,攜帶破拆工具進入火場。在確定破拆部位是非承重結(jié)構(gòu)后,方可開始破拆,在破拆過程中注意個人防護,防止意外發(fā)生。排煙的方式主要有:機械正壓送風(fēng)排煙;機械排煙系統(tǒng)(均為固定防、排煙系統(tǒng))、排煙塔、排煙豎井、排煙窗、自然排煙口排煙;以及噴霧水、高倍數(shù)泡沫、移動排煙設(shè)備排煙和破拆排煙等。
(5)保證供水的不間斷性。要始終堅持“以固為主、快速出水”原則,充分發(fā)揮建筑消防供水系統(tǒng)、日常用水供水系統(tǒng)及消防水泵供水系統(tǒng)的的作用,保證高層建筑火災(zāi)救援中的供水保障。
結(jié)束語
綜上所述,高層建筑火災(zāi)撲救是一項復(fù)雜而系統(tǒng)的滅火工作,它給消防部隊各級指揮員組織指揮和滅火作戰(zhàn)都提出更高要求。我們要通過編制滅火救援預(yù)案、定期組織演練、創(chuàng)新操法等方式,多措并舉,切實提高高層建筑火災(zāi)撲救的能力。
參考文獻:
[1]司戈,中國高層建筑火災(zāi),消防科學(xué)與技術(shù)2010年10月第29卷第10期,863-870.
[2]禚守成,高層建筑火災(zāi)的特點及其撲救措施淺析,中國科技信息2011年第1期,222-223.
關(guān)鍵詞:高層建筑,消防給水,自動噴淋,水泵
1 工程概況:
自動噴水滅火系統(tǒng),是當(dāng)今世界上公認的最有效的自救滅火設(shè)施,也是應(yīng)用最廣泛、用量最大的自動滅火系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時,該系統(tǒng)能自動噴水滅火并同時發(fā)出火警信號,尤其是在撲救初期火災(zāi)時其功效較高,成功率在95%以上。該系統(tǒng)的特點是控滅火成功率高,并已被國際公認為是最有效的自動撲救室內(nèi)火災(zāi)的消防設(shè)施。論文參考網(wǎng)。
此大廈建筑設(shè)計等級為一類高層建筑,高度58.10米。該建筑地下室人防車庫及一、二層辦公用房需設(shè)自噴系統(tǒng)。一層層高4.5m,二層層高7.2m,夾層標高-1.2m,地下室標高-4.8m。
2 設(shè)計說明
自動噴淋系統(tǒng)由噴淋泵,噴淋管網(wǎng),報警裝置,水流指示器,噴頭,減壓孔板和水泵結(jié)合器組成。此外包括地下貯水池和屋頂水箱。初期供水由高位水箱直接供給,后期由自噴水泵供水,地下室自噴出水橫管上設(shè)減壓孔板。
擬采用濕式自動噴淋滅火系統(tǒng),報警閥設(shè)于地下室,且各層均設(shè)水流指示器和信號碟閥,其信號均送入消防控制中心進行處理。
該建筑各層均采用自動噴淋系統(tǒng),噴頭動作溫度68度,考慮到建筑美觀,噴頭采用吊頂型噴頭。噴頭布置滿足距墻柱距離小于1.80m。論文參考網(wǎng)。噴頭之間距離小于3.60m。二層設(shè)末端試壓裝置,廢水由立管排入小區(qū)雨水管。
該建筑自動噴淋按每800個噴頭分一區(qū),由于噴頭數(shù)未超過800個,故噴灑系統(tǒng)不用分區(qū)。報警閥設(shè)地面1.0m 處,且便于管理的地方,警鈴應(yīng)靠近報警閥安裝,水平距離不超過15m,垂直距離不超過2m。
3 自動噴灑滅火系統(tǒng)計算
3.1、水力計算
(1)作用面積劃分
(2)每個噴頭的噴水量
(3)作用面積內(nèi)設(shè)計秒流量
理論設(shè)計秒流量
設(shè)計秒流量為理論設(shè)計秒流量的1.16倍,符合要求。
(4)作用面積內(nèi)的計算平均噴水強度
(5)最不利四個噴頭所圍面積平均噴水強度
在作用面積內(nèi)任取四個噴頭,所圍合范圍的面積計算為:
(6)管段水頭損失計算
從系統(tǒng)最不利點開始進行編號,直至水泵處,進行水力計算。管段流量僅計算在作用面積范圍的噴頭,作用面積外的噴頭不計。論文參考網(wǎng)。
最不利點噴頭水力計算表
3.2、噴淋水泵的選擇
(1)水頭損失計算
濕式報警閥水損:
管道總水頭損失:
(2)噴頭出流壓力
(3)最不利噴頭與水池水位高差
(4)水泵選擇
3.3、減壓孔板計算
中危險級場所中各配水管入口的壓力不宜大于0.40MPa,地下室配水管入口壓力大于此值,所以需減壓
減壓孔板計算表
【關(guān)鍵詞】高層建筑,消防,電氣設(shè)計,分析研究
Abstract
In the high-rise building construction, has mastered a set of more advanced technology in our country. But in high-rise building fire control electrical design aspects still need to further improve the reliability and advanced nature. Fire electrical design is important, will directly related to the overall quality of the construction and use of the function. I will be combined with their years of practical work experience and research, in a high-rise building as an example analysis of high-rise building electrical fire fighting design and research.
Key words
high-rise buildings, fire protection, electrical design, analysis and research
中圖分類號: [TU208.3]文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
在高層建筑消防電氣設(shè)計階段,我們必須給以最可靠的方案和措施。首先要嚴格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定,特別是強制性規(guī)范;其次又應(yīng)根據(jù)消防機理及各設(shè)備在火災(zāi)時的運行情況,合理地選擇設(shè)備、線纜、保護開關(guān)以及構(gòu)成系統(tǒng),以使各消防設(shè)備能準確、及時、安全地運行。
二.高層建筑消防電氣設(shè)計的要求
1.對于消防電源及其配電的要求:需要嚴格根據(jù)國家相關(guān)部門的建筑消防用電規(guī)范進行科學(xué)設(shè)計用電設(shè)備供電電源,嚴格消防配電裝置以及供電線路的布置,確保在火災(zāi)發(fā)生時能夠具有持續(xù)供電功能。一類高層建筑消防用電負荷為一級,必須由主電源和應(yīng)急電源提供雙電源雙回路熱備用供電,任何一路必須能承擔(dān)全部一級負荷。并以樹干式或放射式供電,在最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置。
應(yīng)急照明配電箱應(yīng)按防火分區(qū)設(shè)置末端雙電源自動切換配電箱,提供該分區(qū)內(nèi)的備用照明和疏散照明電源。當(dāng)采用集中蓄電池或燈具內(nèi)附電池組時,宜由雙電源中的應(yīng)急電源提供專用回路采用樹干式供電。
2.消防設(shè)備的電源應(yīng)滿足消防設(shè)備持續(xù)運行時間的要求;同時,消防設(shè)備的配電箱和控制箱應(yīng)滿足消防設(shè)備運行期間的耐火要求。消防配電線路的導(dǎo)管,一般要求敷設(shè)在非燃燒體的結(jié)構(gòu)層內(nèi),其保護層厚度不宜小于30mm,因管線在混凝土內(nèi)可以起至保護的作用,防止火災(zāi)發(fā)生時消防控制、通信和警報線路中斷,使滅火工作無法進行,造成更大的經(jīng)濟損失。當(dāng)采用明敷時應(yīng)采用金屬管或金屬線槽保護,并應(yīng)在金屬管或金屬線槽上采取防火措施。從目線的情況來看,主要的防火措施就是在金屬管、金屬線槽表面涂防火涂料。
3.對于應(yīng)急照明的設(shè)置:高層建筑消防電氣設(shè)計時要針對火災(zāi)應(yīng)急照明和疏散指示標志進行科學(xué)合理的設(shè)置,保障建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部因火災(zāi)發(fā)生后能夠自動啟動應(yīng)急照明,方便火災(zāi)救護和現(xiàn)場人員的安全疏散。高層建筑中的安全疏散通道,消防電梯室、消防控制中心、消防水泵房等事故照明應(yīng)采用白熾燈或鹵鎢燈等能夠瞬時點燃的照明光源。事故照明的燈具應(yīng)布置在可能引起事故的設(shè)備、材料周圍等危險地段,并在主要通道、出入口等明顯位置設(shè)置消防疏散標記。
個別場所的應(yīng)急照明要求:例如建筑內(nèi)消防應(yīng)急照明燈具的照度應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)疏散通道照明區(qū)域的寬度應(yīng)不小于通道寬度的1/2,(2)照明區(qū)域內(nèi)地面中心線水平照度不應(yīng)低于1.0lx,照明區(qū)域邊緣的水平照度不應(yīng)低于0.5lx。(3)樓梯間內(nèi)的地面中心線水平照度不應(yīng)低于5.0lx. (4)疏散區(qū)域內(nèi)中心線的地面水平照度的最大值與最小值之比不應(yīng)大于40:1。(5)避難場所和人員密集場所內(nèi)的地面最低水平照度不應(yīng)低于1.0lx。其中,應(yīng)急照明燈具在60º到0º水平線視角內(nèi)的表面亮度不應(yīng)大于200cd,60º到90º垂線視角內(nèi)的表面亮度應(yīng)當(dāng)符合國家的規(guī)定。
4.火災(zāi)自動報警系統(tǒng)及自動滅火系統(tǒng)布置,要符合相關(guān)建筑消防應(yīng)用規(guī)范規(guī)定。設(shè)計時要針對高層建筑的功能以及結(jié)構(gòu)性能進行科學(xué)布局消防系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備(設(shè)施),要完善和優(yōu)化建筑內(nèi)火災(zāi)探測報警、消防聯(lián)動控制、消火栓、自動滅火、防煙排煙、通風(fēng)空調(diào)、防火門及防火卷簾、 消防應(yīng)急照明和疏散指示、消防應(yīng)急廣播、消防設(shè)備電源、消防電話、電梯、可燃氣體探測報警、電氣火災(zāi)監(jiān)控等全部或部分系統(tǒng)或設(shè)施,保障建筑內(nèi)部火災(zāi)消防系統(tǒng)的實時監(jiān)測和控制功能的正常發(fā)揮,實現(xiàn)建筑消防電氣的自動化控制。
5.消防線路的過負荷保護:在《低壓配電設(shè)計規(guī)范》中,過負荷斷電將引起嚴重后果的線路,其過負荷保護不應(yīng)切斷線路,可用于信號。而消防設(shè)備便屬于本條規(guī)定范圍之內(nèi),保護開關(guān)過負荷時只報警不動作是消防設(shè)備在線路故障情況下依然能正常運行的關(guān)鍵。
三.高層建筑消防電氣設(shè)計要點具體分析
1.線路的敷設(shè)設(shè)計分析。
許多高層建筑電氣設(shè)計過程中消防線路大多采用穿金屬管或阻燃PVC管保護,暗敷在樓板內(nèi)及墻體內(nèi)。在布線上要求與高規(guī)、報警規(guī)范基本一致。在實際操作中,凡是新設(shè)計的建筑,對該條文規(guī)定的線路,一律穿金屬管或阻燃PVC 管保護,并且在現(xiàn)澆板內(nèi)、墻內(nèi)暗敷走線是可行的。但在改造工程中,由于條件限制不能暗敷時,應(yīng)對保護鋼管或金屬線槽采取防火措施,比如說刷防火涂料等等。
2.線路的保護及消防設(shè)備電源保證的設(shè)計分析:
根據(jù)電氣火災(zāi)原因的分析,漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)能準確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài),及時報警提醒人員去消除這些隱患。增加防災(zāi)的的可靠性。
電源監(jiān)控系統(tǒng)是消防設(shè)備自動化的前提,在非火災(zāi)及火災(zāi)情況下實時監(jiān)控電源可靠/故障情況,保證消防設(shè)備電源永遠處于正常待機狀態(tài),使消防減災(zāi)設(shè)備隨時可以發(fā)揮效用,提高救災(zāi)的絕對可靠性。
3.消防聯(lián)動設(shè)備控制方式分析
目前高層民用建筑項 目一般采用總線制??偩€制具有比多線制有布線少,監(jiān)測控制設(shè)備多等優(yōu)點。但對重要 的消防設(shè)備如消 防水泵、防煙和排煙等 ,當(dāng)采用總線控制時,還應(yīng)增加采用多線制在消防控制室直接手動控制的方式。
4.消防水泵的控制啟停設(shè)計分析
消防泵除能在泵房控制箱操作外,消火栓處的啟泵按鈕必須做到能夠直接啟動消防泵,消防控制室的手動控制按鈕可以直接啟動/停止消防泵。實計設(shè)計時,對于一些設(shè)在室外無人監(jiān)管的公共區(qū)域的消火栓按鈕,由于兒童或閑雜人員好奇心而可能造成誤啟動消防泵的,建議其按鈕只報警通知消防控制室,經(jīng)消防控制室確認后再由消防控制室直接啟動。
5.探測器設(shè)計分析。
在高層建筑中,一般使用智能型探測器,不僅可以滿足正常的功能,也能夠根據(jù)環(huán)境的變化而自動協(xié)調(diào),能夠隨時保持很好的靈敏性。同時,根據(jù)不同的位置、建筑功能以及火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展特征選擇不同類型的探測器。
線性探測器在豎井以及電纜的保護方面具有十分重要的作用,因為線性探測器具有反應(yīng)靈敏,對豎井以及電纜的保護比較全面,因此在進行探測器設(shè)計時,應(yīng)該增加對線性探測器的設(shè)計,從而保護豎井以及電纜的安全。
四.結(jié)束語
綜上所述,科學(xué)合理的消防電氣設(shè)計能夠有效的避免或者減少發(fā)生電氣事故火災(zāi),并在火災(zāi)發(fā)生時保護居民的生命財產(chǎn)安全。
目前,我國高層建筑中電氣火災(zāi)防范措施以及救災(zāi)措施還不健全,和發(fā)達國家比還有一定的差距,問題也比較多,我們應(yīng)該積極向發(fā)達國家學(xué)習(xí),結(jié)合我國具體國情將電氣線路設(shè)計到最佳,保障人民生命財產(chǎn)安全。
參考文獻:
[1]劉松 淺析高層建筑電氣消防系統(tǒng)聯(lián)動控制設(shè)計 [期刊論文] 《科園月刊》 -2011年8期
[2]趙生生 劉新江 淺析高層建筑消防電氣設(shè)計 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究(電子版)》 -2011年33期
【關(guān)鍵詞】智能建筑,火災(zāi)自動報警系統(tǒng),設(shè)計,研究
中圖分類號:G267 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
智能建筑,通常同時包含建筑設(shè)備、辦公自動化及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),為人們提供一個安全高效舒適便利的建筑環(huán)境。根據(jù)國際標準,智能建筑應(yīng)包含火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。電氣工程的設(shè)計是否正確,不僅直接影響到建筑的消防安全,也直接關(guān)系到各種消防設(shè)施的有效作用,因此,智能建筑火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計顯得尤為重要。
二、系統(tǒng)形式的選擇
火災(zāi)自動報警系統(tǒng)有3種基本形式,分別是:區(qū)域報警系統(tǒng)、集中報警系統(tǒng)以及控制中心報警系統(tǒng)。在確定相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計形式,應(yīng)當(dāng)考慮的因素包括被保護對象的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險性、疏散和撲救的難度等?;馂?zāi)自動報警系統(tǒng),通常應(yīng)當(dāng)使用控制中心報警系統(tǒng)的設(shè)計形式,同時還應(yīng)當(dāng)滿足下列性能設(shè)計要求:
第一,采用模擬量火災(zāi)信息探測處理方式,或者智能化火災(zāi)信息探測處理方式,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)連續(xù)采集和有效傳輸。
第二,采用總線制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),有助于實現(xiàn)系統(tǒng)集成思想,有利于增強系統(tǒng)工程適應(yīng)性。
第三,提供可靠的火災(zāi)探測報警,系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)較低的誤報率,并配備可靠的穩(wěn)定性,提供較強的兼容性。
第四,提供火災(zāi)探測器環(huán)境補償功能,靈敏度能夠分時自動進行調(diào)整,同時提供基本的火災(zāi)模式識別功能。
第五,提供數(shù)據(jù)共享功能,有智能化電源及設(shè)備監(jiān)測,并提供網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)通信以及消防設(shè)備優(yōu)化管理功能。
三、火災(zāi)探測器的選擇及手動火災(zāi)報警按鈕的設(shè)置
1.火災(zāi)探測器的選擇
作為報警系統(tǒng)的檢測元件,火災(zāi)探測器的穩(wěn)定性、可靠性和靈敏度等技術(shù)指標,對消防系統(tǒng)的正常運行起著關(guān)鍵作用。它有很多種類,包括離子感煙探測器、光電感煙探測器、感溫探測器、氣體式探測器、紅外線式探測器、紫外線式探測器。按其測控范圍,火災(zāi)探測器又可分為點型和線型2大類。點型火災(zāi)探測器,只能控制警戒范圍中某一點周圍的溫度煙等參數(shù)。線型火災(zāi)探測器,則可以探測警戒范圍中某一線路周圍煙霧溫度。另外,值得注意的是模擬量火災(zāi)探測器,它是新型火災(zāi)探測器,其本身并不報警,作為火災(zāi)探測用的傳感器,其輸出值能夠真實地再現(xiàn)變化著的輸入量。
總之,智能建筑中火災(zāi)探測器的選擇,應(yīng)根據(jù)實際環(huán)境情況進行,實現(xiàn)及時準確的報警。應(yīng)考慮探測區(qū)域內(nèi)火災(zāi)的形成、發(fā)展特點,考慮房間的高度及環(huán)境條件,同時應(yīng)充分預(yù)想可能引起誤報的各種因素,經(jīng)過綜合分析后才能確定如何選擇。
2.火災(zāi)探測器的數(shù)量確定
可采用公式計算一個探測區(qū)域所需設(shè)置的探測器數(shù)量:N≧S/(K•A)
其中,N為探測器數(shù)量,取整數(shù);S為該探測區(qū)域的面積;A為探測器的保護面積;K為修正系數(shù)特級保護對象,取0.7到0.8,一級保護對象K取0.8到0.9,二級保護對象K取0.9到1.0,
智能建筑中應(yīng)當(dāng)配置的探測器的數(shù)量,包括所有探測區(qū)域內(nèi)所需的火災(zāi)探測器的數(shù)量。
3.火災(zāi)探測器的設(shè)置要求
通常以獨立的房間對火災(zāi)探測區(qū)域進行劃分,探測區(qū)域內(nèi)的每個房間內(nèi),至少應(yīng)當(dāng)配備一個火災(zāi)探測器。消防逃生通道等場所應(yīng)當(dāng)劃分為單獨的探測區(qū)域,并根據(jù)場所環(huán)境配置相應(yīng)的探測器。
不同場所應(yīng)當(dāng)配置不同類型的火災(zāi)探測器,具體如下圖1所示:
圖1
4.手動火災(zāi)報警按鈕的設(shè)置
每個火災(zāi)探測區(qū),應(yīng)當(dāng)至少配備一個手動火災(zāi)報警按鈕,而且火災(zāi)探測區(qū)內(nèi),任何位置與最近的手動火災(zāi)報警按鈕的距離,應(yīng)當(dāng)控制在30米以內(nèi)。設(shè)置位置應(yīng)當(dāng)明顯,而且便于操作,手動火災(zāi)報警按鈕可同時充當(dāng)消火栓啟泵按鈕。
四、火災(zāi)報警控制器和消防聯(lián)動控制的設(shè)計
1.火災(zāi)報警控制器的設(shè)計
火災(zāi)報警控制器是火災(zāi)報警系統(tǒng)的核心組成部分,當(dāng)接收到發(fā)送來的火災(zāi)信號時,火災(zāi)報警控制器發(fā)出聲光報警信號,記錄時間、自動打印火災(zāi)發(fā)生的時間和地點,并輸出控制其他消防設(shè)備的指令信號,組成自動滅火系統(tǒng)。
其設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足以下3個性能要求:一,能接收火災(zāi)信號,并啟動火災(zāi)報警裝置,也可指示著火部位和記錄有關(guān)信息;二,能通過火警發(fā)送裝置啟動火災(zāi)報警信號,或通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設(shè)備和消防聯(lián)動控制設(shè)備;三,實現(xiàn)對系統(tǒng)運行的自動監(jiān)視,并能對特定故障給出聲報警和光報警。
火災(zāi)報警控制器,按照監(jiān)控區(qū)域分劃分,可分為區(qū)域型和集中型和控制中心報警系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)根據(jù)智能建筑的保護等級、耐火等級,確定報警區(qū)域的設(shè)計,同時應(yīng)當(dāng)合理確定火災(zāi)報警控制器的額定容量?;馂?zāi)報警控制器的額定容量,也就是火災(zāi)報警控制器可以接收和顯示的探測部位地址編碼總數(shù),應(yīng)大于系統(tǒng)保護對象實際需要的探測部位地址編碼總數(shù)。同時控制器上每一總線回路所連接的火災(zāi)探測器和控制模塊或信號模塊的編碼總數(shù)的額定值,應(yīng)當(dāng)大于該總線回路中實際所需的地址編碼總數(shù)??梢园凑站唧w工程的實際規(guī)模大小和重要程度確定該余量,通常情況下,都是按照火災(zāi)報警控制器額定容量或總線回路地址編碼總數(shù)額定值進行選擇。
2.消防聯(lián)動控制設(shè)計
當(dāng)確認火災(zāi)發(fā)生后,聯(lián)動啟動各種消防設(shè)備,實現(xiàn)報警功能和撲滅火災(zāi)的作用。智能建筑消防聯(lián)動控制設(shè)備,如圖2所示:
圖2
智能建筑消防聯(lián)動控制設(shè)備,應(yīng)當(dāng)有下列部分或全部控制裝置:火災(zāi)報警控制器、消防應(yīng)急廣播系統(tǒng)、非消防電源控制裝置、消防電話系統(tǒng)、電梯回降控制裝置、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)控制裝置、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)控制裝置、自動滅火系統(tǒng)控制裝置、常開防火門防火卷簾的控制裝置、防煙、排煙系統(tǒng)和空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)控制裝置。
火災(zāi)報警控制器,能夠接收顯示和傳輸火災(zāi)報警故障信號,同時可以向自動消防設(shè)備發(fā)出控制信號。
消防應(yīng)急廣播系統(tǒng),是火災(zāi)疏散和滅火指揮的重要設(shè)備,在火災(zāi)發(fā)生時,應(yīng)急廣播信號音源設(shè)備發(fā)出,經(jīng)過功率放大器放大后,由模塊切換到指定區(qū)域的音箱實現(xiàn)應(yīng)急廣播。可根據(jù)人員所在位置距火場的遠近,按照順序發(fā)出火災(zāi)警報,有利于人員有秩序的疏散。
非消防電源控制裝置,是幫助消防控制室在確認火災(zāi)后切斷有關(guān)部位的非消防電源,同時接通警報裝置和火災(zāi)應(yīng)急照明燈,以及安全疏散指示燈。
消防電話系統(tǒng)是消防專用的通訊系統(tǒng),消防電話可以及時了解火災(zāi)現(xiàn)場的情況,并及時通告消防人員進行火災(zāi)救援。
電梯回降控制裝置,消防控制室在對火災(zāi)進行確認后,能實現(xiàn)電梯控制,使其全部停在首層,同時接收電梯的反饋信號。
室內(nèi)消火栓系統(tǒng)控制裝置和自動滅火系統(tǒng)控制裝置,用于對火災(zāi)確認后實施滅火行動。
常開防火門防火卷簾的控制裝置,主要是用于火災(zāi)時實施防火分隔,有效防止火災(zāi)的進一步蔓延,盡量減小火災(zāi)事態(tài)擴展。
防煙、排煙系統(tǒng)和空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)控制裝置,則用于防止煙氣蔓延,向人員提供有效的救生保障。
五、結(jié)語
智能建筑中的智能化設(shè)計體現(xiàn)著現(xiàn)代電子工程和計算機技術(shù)的發(fā)展,火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是其在防火領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)物。社會的快速發(fā)展和現(xiàn)代建筑的高要求,將會向智能設(shè)計提出越來越高的要求,而生活功能的智能設(shè)計也會在建筑中占據(jù)越來越重要的地位。智能建筑中火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計,應(yīng)當(dāng)遵循國家相關(guān)方針政策以及公安消防部門的有關(guān)法規(guī),針對保護對象的特點,實現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟合理的火災(zāi)警報系統(tǒng)。
參考文獻:
從“火災(zāi)”中尋找生機
火災(zāi)作為人類生存和發(fā)展歷程中所面對的一種典型災(zāi)害,一方面是由人類的社會活動與經(jīng)濟活動產(chǎn)生的非自然界固有因素所引起的,另一方面其自身又具有復(fù)雜的自然屬性。因此,要實現(xiàn)災(zāi)害防治經(jīng)濟性和有效性的統(tǒng)一,就必須對包括火災(zāi)科學(xué)的自然屬性和社會屬性的諸方面復(fù)雜性問題進行研究和探索。而作為一門學(xué)科,火災(zāi)科學(xué)因科學(xué)問題集中、創(chuàng)新余地巨大,已成為一個與經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展、國家安全以及科技進步密切相關(guān)的有長期生命力的研究領(lǐng)域。
經(jīng)過對火災(zāi)科學(xué)多年的學(xué)習(xí)和研究,孫金華教授已對其有了深刻的認識。在火災(zāi)動力學(xué),火災(zāi)風(fēng)險評估與保險、未來能源利用中的火災(zāi)安全等方面取得了創(chuàng)新性研究成果――構(gòu)建了化學(xué)物質(zhì)熱自燃危險性預(yù)測的均溫、非均溫理論模型,發(fā)展了熱自燃臨界參數(shù)的數(shù)值分析方法建立了云霧火焰陣面前區(qū)未燃微粒子運動的數(shù)學(xué)物理模型,并從理論原理和實驗上揭示了可燃性粉塵云爆炸下限比相應(yīng)可燃性氣體爆炸下限低的本質(zhì)規(guī)律,與合作者一起創(chuàng)建了基于火災(zāi)雙重性規(guī)律和統(tǒng)計理論相耦合的火災(zāi)風(fēng)險評估理論體系和技術(shù)方法,創(chuàng)建了建筑火災(zāi)直接財產(chǎn)損失和人員傷亡概率預(yù)測模型。
自2002年回國后,緊密圍繞我國火災(zāi)安全的重大需求以及世界火災(zāi)科學(xué)的前沿研究,孫金華立足于火災(zāi)科學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)問題,與他的同事攜手,共同構(gòu)建了在國際上具有創(chuàng)新特色的火災(zāi)風(fēng)險評估理論體系和技術(shù)方法,實現(xiàn)了火災(zāi)風(fēng)險的動態(tài)和量化評估,撰寫了我國第一部《火災(zāi)風(fēng)險評估方法學(xué)》的學(xué)術(shù)專著,為我國亟待解決的建筑性能化防火設(shè)計方法提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐,該研究成果已經(jīng)在國家奧林匹克體育場館等許多國家重大工程和公益項目中得到成功應(yīng)用,取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益,并獲得2006年度國家科技進步二等獎。
在這一工作的基礎(chǔ)上,他又率先在我國開展了消防與保險互動機制中的基礎(chǔ)科學(xué)問題研究,并取得了重要的研究成果,建立了建筑火災(zāi)財產(chǎn)損失和人員傷亡概率預(yù)測方法編制了建筑火災(zāi)直接財產(chǎn)損失預(yù)測軟件,構(gòu)建基于火災(zāi)動力學(xué)和統(tǒng)計理論耦合的火災(zāi)財險費率厘定模型和火災(zāi)第三者公眾責(zé)任險費率厘定模型。在scI高影響區(qū)期刊Risk Ana/ysis等國際著名期刊發(fā)表了多篇具有重要學(xué)術(shù)價值的論文,并被國際同行評價認為“非常有科學(xué)價值”,撰寫的學(xué)術(shù)專著《火災(zāi)風(fēng)險與保險》被收入到當(dāng)代杰出青年科學(xué)文庫。
針對我國危險化學(xué)品火災(zāi)爆炸事故頻繁發(fā)生,事故后果非常嚴重的情況,孫金華教授以化學(xué)物質(zhì)熱自燃誘發(fā)火災(zāi)爆炸為研究突破口,創(chuàng)建了危險化學(xué)品熱自燃危險性預(yù)測的理論和數(shù)值分析方法,解決了國際基于小藥量分析測試來預(yù)測化學(xué)物品熱自燃危險性不準確的世界性難題,并揭示了無機酸對硝酸銨等危險化學(xué)品分解的催化作用機理,他的成果分別發(fā)表在SCI高影響區(qū)期刊Jouma/ofPowerSource、Jouma/of Hazardous Mater/a/s等國際學(xué)術(shù)期刊上,并受到了國際學(xué)者的好評和廣泛關(guān)注,為此他被邀請與國際學(xué)者一起合作撰寫并出版了英文著作New Research on Hazardous Mater/a/s。
在“造福”中升華人生
盡管身為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室副主任以及工業(yè)火災(zāi)研究室主任,孫金華教授并不是從最初就把研究方向鎖定在火災(zāi)安全科學(xué)領(lǐng)域的。
他的轉(zhuǎn)折始于1995年。那一年,他獲得日本文部省獎學(xué)金,遠涉日本,于東京大學(xué)進行深造。他的導(dǎo)師就是世界火災(zāi)科學(xué)界頂級學(xué)者,時任國際火災(zāi)安全學(xué)會主席的平野敏右教授。細論起來,平野敏右教授仿佛是火災(zāi)科學(xué)界的“普羅米修斯”,將國際火災(zāi)科學(xué)領(lǐng)域的先進知識傳播到中國,并一直致力于推動我國火災(zāi)安全事業(yè)的發(fā)展,先后被授予中華人民共和國友誼獎和國際科技合作獎。追隨平野教授,孫金華開始正式接觸火災(zāi),并深入研究了火災(zāi)動力學(xué)規(guī)律及防治技術(shù)。1999年4月~2002年3月,他先后以“重點研究支援研究員”和“外國人特別研究員”的身份分別受聘于日本學(xué)術(shù)振興會以及日本科學(xué)技術(shù)廳,在日本國立消防研究所從事燃燒學(xué)、安全工程等方面的研究工作。名師出高徒,到本世紀初,在國際火災(zāi)科學(xué)領(lǐng)域,看上去入門不深的他已經(jīng)嶄露頭角,甚至引起了我國火災(zāi)科學(xué)之父范維澄院士的注意。
2002年4月,在中國科學(xué)院“百人計劃”的支持下,他毅然回國,成為該領(lǐng)域的第一個特聘教授。在范維澄院士主持的火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室,他獲得了一個非常優(yōu)越的工作環(huán)境和研究平臺。
“投我以木桃,報之以瓊瑤”,對于范維澄院士的知遇,對于國家的知遇,孫金華感懷于心。隨后的歲月中,他以嚴謹?shù)目蒲凶黠L(fēng),踏實勤奮的工作態(tài)度投身到火災(zāi)安全科學(xué)的教學(xué)與科研工作中來,在“百人計劃”的三年執(zhí)行期中,就憑借實力與努力向國家和人民交出了一份“優(yōu)秀”的答卷――熟知“百人計劃”規(guī)程的人都知道能夠在其終期評估中獲得“優(yōu)秀”殊榮的還不到20%,而他卻是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)2005年唯一一個“優(yōu)秀”得主。
論文摘要:對高層建筑消防設(shè)施管理現(xiàn)狀存在的問題進行了歸納、分析.整理,并提出了改進對策。
人民網(wǎng)重慶視窗2008年l1月9臼電記者今天從重慶市消防總隊獲悉,重慶全市高層建筑消防安全檢查目前已經(jīng)結(jié)束,其中有5650棟高層建筑存在隱患,已超過全市高層建筑總數(shù)量的一半。據(jù)統(tǒng)計,目前,重慶已經(jīng)建成投入使用的高層建筑總共有8664棟.?dāng)?shù)量僅次干上海,位居全國第二。在這些建筑中,高度超過l00米的就有84棟。在今年下半年,重慶開始了有史以來最大規(guī)模的高層建筑消防安全夫檢查。在歷經(jīng)近半年的檢查中發(fā)現(xiàn),有565O棟高層建筑存在火災(zāi)隱患22706條。
以上報道只是重慶市的現(xiàn)狀,這種現(xiàn)狀在全國其他城市也是會存在。今年國外和國內(nèi)也發(fā)生了幾起高層建筑火災(zāi),所幸沒有造成大量人員傷亡,這是一種僥幸,只要高層建筑的火災(zāi)隱患不徹底解決,火災(zāi)隨時會發(fā)生。
1高層建筑消防設(shè)施的常見問題
(1)消防設(shè)施配備不符合規(guī)范要求。依據(jù)高層建筑防火設(shè)計規(guī)范,高層建筑在建設(shè)時,應(yīng)設(shè)有較完善的消防設(shè)施,以便為火災(zāi)預(yù)防和火災(zāi)撲救、自救工作提供有利條件。但是,在工程竣工驗收或日常監(jiān)督檢查中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn),高屢建筑或多或少存在著消防設(shè)施欠缺、質(zhì)量性能低劣和功能全等違規(guī)行為。有些建筑由于缺少對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、事內(nèi)消火栓等消防設(shè)施的經(jīng)常性維修保養(yǎng)工作導(dǎo)致了部分消防設(shè)施長期處于故障或癱瘓狀態(tài),不能正常使用。
(2)擅自降低消防技術(shù)標準,將按規(guī)范要求應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)的高層建筑物擅自取消,有的取消了消防水池、消防水泵、屋頂水箱以及聯(lián)動控制裝置的設(shè)置,僅靠市政室內(nèi)消火拴管網(wǎng),更有甚至靠生活用水管網(wǎng)供水,根本不考慮系統(tǒng)的可靠性,導(dǎo)致消防水源、工作壓力無保障。有的管道材質(zhì)、管徑不符合要求。部分自動噴水滅火系統(tǒng)管道未按國家規(guī)范要求采用熱鍍鋅鋼管。有的連接方式不規(guī)范,自動噴水系統(tǒng)未按規(guī)范要求采用絲接或構(gòu)楷式機構(gòu)連接,而是大量焊接,未對焊接處進行二次鍍鋅。更嚴重的是部分場所出現(xiàn)“假噴淋”現(xiàn)象,將噴頭置于吊頂而不與供水管網(wǎng)連接;有的受管道材質(zhì)和施工質(zhì)量影響,產(chǎn)生漏水,業(yè)主干脆將其關(guān)閉。
(3)應(yīng)設(shè)控制中心報警系統(tǒng)的高層建筑改設(shè)集中報警系統(tǒng)或區(qū)域報警系統(tǒng),有的根本不設(shè)火災(zāi)向動報警系統(tǒng)。有的高層建筑消防水泵、防排煙設(shè)施、消防電梯、火災(zāi)自動報警、自動滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、防火卷簾、以及非消防電源的切換等無法實現(xiàn)聯(lián)動控制。
(4)消防電源無法保證消防用電設(shè)備需要。按照設(shè)計規(guī)范要求,應(yīng)設(shè)計滿足電力負荷的高層建筑,不考慮消防控制室、消防水泵、防排煙設(shè)施、消防電梯、火災(zāi)自動報警、自動滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、防火卷簾,以及其它消防用電設(shè)備的消防用電;個別高層建筑在無自備發(fā)電設(shè)備的情況下,都僅有一路供電;且消防用電線路的敷設(shè)未按要求,應(yīng)穿管保護的消防用電線路,穿管不到位,造成大量的線路。
(5)防排煙系統(tǒng)設(shè)計施工隨意性大。按照規(guī)范要求,一些本應(yīng)設(shè)置機構(gòu)加壓送風(fēng)防煙設(shè)施的不具備自然排煙條件的防煙樓梯問、消防電梯間前室或合用前室,其不具備自然排煙條件的前室,卻不設(shè)加壓送風(fēng)系統(tǒng);有些雖然設(shè)置了機械加壓送風(fēng)系統(tǒng),但防火門未安裝或損壞嚴重,達不到防煙樓梯間壓力要求。
(6)消防電梯功能不具備。消防電梯的消防電源、消防電源線路敷設(shè)、末端自動切換、消防電梯前室設(shè)置、消防電梯載質(zhì)量、消防電梯運行速度、井底排水和電梯門擋水設(shè)施以及前室內(nèi)的室內(nèi)消火栓、應(yīng)急照明或正壓送風(fēng)系統(tǒng)等不滿足規(guī)范。消防電梯缺少上述條件,不能起到保護作用,會危及消防隊員生命安全。
(7)防火門、防火卷簾材質(zhì)各異。一些防火門、防火卷簾門的填充材料違規(guī)采用可燃材料;一些防火門的木制品只經(jīng)過了的阻燃浸泡處理,耐火極限達不到規(guī)定要求;有的防火門裝飾面層未經(jīng)過阻燃處理,采用普通油漆,降低防火門耐火極限;閉門器回彈力度不夠,導(dǎo)致無法正常關(guān)閉;復(fù)合防火卷簾達不到背火面溫升要求采用噴水滅火系統(tǒng)進行保護時,未設(shè)置獨立的噴水保護系統(tǒng);用作防火分區(qū)的防火卷簾無消防電源和聯(lián)動控制裝置,發(fā)生火災(zāi)斷電后只能靠人為手動關(guān)閉。
2產(chǎn)生問題的根本原因
導(dǎo)致上述問題產(chǎn)生的根本原因:一是建設(shè)、設(shè)計、施工單位和業(yè)主消防安全意識不夠,對高層民用建筑防火一無所知。二是經(jīng)濟制約了消防安全的發(fā)展。為了“節(jié)約”成本,降低消防技術(shù)標準,將應(yīng)當(dāng)按規(guī)范要求設(shè)置消防設(shè)施大量節(jié)儉,埋下大量火災(zāi)隱患。三是執(zhí)法不嚴,不廉,給少數(shù)人可乘之機.
3高層建筑消防設(shè)施管理整改對策
加強高層建筑消防工作必須把重點放在管理措施的落實上。
(1)全面落實消防安全責(zé)任制。新《中華人民共和國消防法》、《機關(guān)、團體、企業(yè)、事業(yè)單位消防安全管理規(guī)定》60號令等法律法規(guī),就消防安全責(zé)任作了具體的規(guī)定,任何單位和個人應(yīng)嚴格遵守,自覺履行法律規(guī)定的消防安全艾務(wù),努力提高全體人員消防安全意識,增強抗御火災(zāi)整體能力。高層建筑涉及多家產(chǎn)權(quán)位,承包、出租或委托經(jīng)營時,又涉及多家使用單位。各產(chǎn)權(quán)單位、租賃單位在房地產(chǎn)商簽訂購買租賃合同時,必須與房地產(chǎn)商簽定相應(yīng)的消防安全責(zé)任,明確各自責(zé)仟,共同維護高層建筑消防安全。房地產(chǎn)商應(yīng)提供符合消防安全要求的建筑物.產(chǎn)權(quán)單位與使用單位應(yīng)在訂立合同中明確備方消防安全責(zé)任,特別是各產(chǎn)權(quán)單位在消防車通道、涉及公共消防安全的疏散設(shè)施和其他建筑消防設(shè)施方面明確管理責(zé)任。同時,針對高層建筑的管理特點,產(chǎn)權(quán)單位、使用單位和物業(yè)管理單位要細化消防安全管理,落實自主管理,嚴格日常檢查,及時消除火災(zāi)隱患,確保高層建筑安全。
(2)建立健全各項管理制度,并嚴格落實,針對高層建筑內(nèi)部功能復(fù)雜、使用單位人員多、消防設(shè)施多、危險性大、火災(zāi)后果嚴重的特點,督促高層建筑產(chǎn)權(quán)單位應(yīng)重點要抓好規(guī)章制度的建設(shè)落實,消防安全人員值班、培訓(xùn)制度,消防設(shè)施的檢杏保養(yǎng)制度和應(yīng)急預(yù)案必須落實。同時,高層建筑產(chǎn)權(quán)單位還要組織人員加強對那些已投入使用消防設(shè)施維修和保養(yǎng),提高消防設(shè)施整體安全系統(tǒng)使用性能。
關(guān)鍵詞:幕墻設(shè)計;玻璃幕墻;點支式玻璃幕墻;設(shè)計
中圖分類號: TU227 文獻標識碼: A 文章編號:
一.引言
點支式玻璃幕墻的全程為金屬支承結(jié)構(gòu)點支式玻璃幕墻,其擁有視覺通透、結(jié)構(gòu)新穎、傳力可靠和安全耐用的優(yōu)點,在近年來的建筑幕墻設(shè)計中脫穎而出,被建筑設(shè)計師們廣泛采用。
二.點支式玻璃幕墻的分類及特點。
1.點支式玻璃幕墻的分類。
根據(jù)玻璃幕墻支撐結(jié)構(gòu)的不同,點支式玻璃幕墻分為玻璃肋支承點支式玻璃幕墻、單柱式支承點支式玻璃幕墻、桁架式支承點支式玻璃幕墻、拉桿式支承點支式玻璃幕墻、拉索式支承點支式玻璃幕墻、索網(wǎng)支承點支式玻璃幕墻等分類。
2.各類點支式玻璃幕墻的特點。
玻璃肋支承點支式玻璃幕墻中,玻璃面板將外部的風(fēng)壓力和吸力傳遞給起梁作用的玻璃肋,主要特點是有較強的通透性,其構(gòu)造較為簡潔。
單柱式支承點支式玻璃幕墻是采用單根鋼管、工字梁或者方柱作為受力支承結(jié)構(gòu),其主要特點是構(gòu)造較為簡潔,占地面積小,容易孕育建筑物的韻律感。
桁架式支承點支式玻璃幕墻是使用平行弦桁架、三角形桁架等桁架結(jié)構(gòu)作為受力支承結(jié)構(gòu),其特點是將鋼結(jié)構(gòu)的雄渾“美”與玻璃的“透”相結(jié)合。
拉桿式支承點支式玻璃幕墻是用圓鋼拉桿和懸空連接桿組成空間受力拉桿系統(tǒng)作為受力支承結(jié)構(gòu),由于拉桿承擔(dān)拉力好,連接桿受壓。加上拉桿的直徑較細,整個受力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)輕盈、飄逸,通透性較好,缺點是安裝調(diào)試難度大,造價成本高。
拉索式支承點支式玻璃幕墻由鋼絞線和懸空連接桿張拉成為空間索桁架,其擁有較強的承載能力,輕盈美觀,通透性好,是高科技和現(xiàn)代建筑藝術(shù)的結(jié)合,是點支式玻璃幕墻中應(yīng)用最廣的支承結(jié)構(gòu)形式。其技術(shù)難度較大。
索網(wǎng)支承點支式玻璃幕墻是對拉索拉桿桁架結(jié)構(gòu)進行簡化,將拉緊的鋼索平行的布置在玻璃接縫的后面,將玻璃結(jié)構(gòu)的通透性提高到最大限度,在玻璃幕墻外部,很難看到有支承結(jié)構(gòu)。
3.玻璃幕墻的變化發(fā)展。
隨著國家對節(jié)能和環(huán)保要求的提高,雙層幕墻結(jié)構(gòu)被推廣開來。北京金融街B7大夏就是雙層玻璃幕墻支承結(jié)構(gòu)。雙層玻璃幕墻是由內(nèi)、外兩層幕墻組成,外層為包括水平分格鋁槽和可開啟的遮陽百頁等鋼支撐點式幕墻,內(nèi)層為包括鋁通氣格柵的明框玻璃幕墻。內(nèi)外幕墻中間形成一個相對封閉的空間,有利于空氣的流動,如此一來,空氣可以從下部進風(fēng)口進入空間內(nèi),而后從上部排風(fēng)口排出,合理利用這個熱通道,可以有效降低空調(diào)的能耗,充分利用太陽能,可進行循環(huán)通風(fēng),還可以有效提高噪聲性能,可減少惡劣天氣的影響。
三.點支式玻璃幕墻的設(shè)計。
在熟悉掌握建筑施工圖后,要對建筑物周圍的環(huán)境進行了解,同時要征詢業(yè)主的意見,進行綜合考慮,對建筑物主體部位的實際狀況進行摸底檢查后,才能進行點支式玻璃幕墻的形象設(shè)計。設(shè)計前要考慮設(shè)計不少于25年的使用年限,對于預(yù)埋件的不易更換性,要按照50年使用年限設(shè)計。在大型支承鋼結(jié)構(gòu)上要依據(jù)建筑物主體結(jié)果進行考慮。
1.依據(jù)主體及設(shè)計構(gòu)想確定材料。
對主體進行了解后,應(yīng)確定點支式玻璃幕墻的具體方案和構(gòu)造思路。在保證依據(jù)建筑設(shè)計規(guī)范的前提下,結(jié)合構(gòu)造方案對先料進行選擇。選擇鋁板時可供選擇0XXX、3XXX、5XXX系列,單層鋁板厚度要求為在100-150N/mm2之間的屈服強度,最小厚度在2.0-3.0之間。
選擇石材時應(yīng)無軟弱層、軟弱礦脈,條紋石板要無軟弱條紋,花崗石平均彎曲強度不小于10N/mm2,其他石材平均彎曲強度不小于5N/mm2?;◢徥钚『穸葹?5mm,其他石材為35mm以上,石材吸水率大于1%時,要進行防水處理,非花崗石板背面要做玻璃布防墜落層。
在選擇后加錨栓時可選擇采用機械錨栓或化學(xué)錨栓,化學(xué)錨栓要防止焊接引起的高溫,可選擇做定位點焊,焊接時不可連續(xù)進行。
玻璃的選擇要選擇安全玻璃,當(dāng)然,玻璃的安全也是相對的,在根據(jù)不同的部位合理選用玻璃,設(shè)計時要爭取最大限度的安全。玻璃欄板、樓梯板等處容易受到撞擊的墻面,要采用夾層玻璃,同時要注意,如果整座建筑全部采用夾層玻璃,有可能在發(fā)生火災(zāi)時,無法方便滅火施救。在公共建筑人流密集的地方,要盡可能避免使用單層鋼化玻璃,由于鋼化玻璃容易自爆,有可能在損壞時傷及行人安全。在不得不選擇單片鋼化玻璃時,要進行二次熱處理,在幕墻下面要設(shè)置隔離帶,在人流上空要設(shè)立金屬安全網(wǎng),在鋼化玻璃上要增加防爆膜。
玻璃肋和玻璃梁支承著玻璃面板,選擇時同樣要避免使用單片鋼化玻璃,以免自爆墜落。一般來講,可選用夾層玻璃。但由于夾層玻璃會導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)時,消防人員無法擊碎玻璃,難以施救,給消防安全帶來了隱患,所以在設(shè)計時,應(yīng)選擇采用單片玻璃作為緊急出口,并設(shè)置明顯標記。
點支式玻璃幕墻要選擇強度高的鋼化玻璃及其制品,在處理玻璃孔位邊緣時,要謹慎處理,避免引起玻璃開裂導(dǎo)致材料報廢。一般幕墻玻璃邊緣要進行倒棱和細磨磨邊處理,采用倒棱處理時倒棱要大于1mm。磨邊要采用細磨和精磨。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計。
一般在玻璃幕墻設(shè)計時,要考慮美觀作用和施工便宜,多采用螺栓連接,但由于幕墻從面板到主體結(jié)構(gòu),中間很多環(huán)節(jié)可產(chǎn)生變形和位移,這種情況可通過對鋼結(jié)構(gòu)的焊接進行控制。在厚壁、重載和高壓、高振動和沖擊較多的地方,設(shè)計時可采用焊接進行處理,這樣可以加強幕墻的連接性和提高可承受外部的壓力。
在采用開放式板縫的幕墻上,還要注意考慮采取措施排除板后的積水,要保持背后空間的通風(fēng),同時背部要有連續(xù)密封的防水板,防水板要進行抗風(fēng)設(shè)計。
幕墻設(shè)計時要考慮到建筑主體的防火和隔煙,在幕墻和建筑主體間設(shè)立防火帶和耐火帶,在建筑主體層間要進行防煙封堵,避免發(fā)生火災(zāi)時,造成玻璃幕墻損毀傷人。
3.高強硅酮結(jié)構(gòu)膠的強度計算值要符合國家《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB16776的規(guī)定,結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)抗拉強度要為0.6N/mm2.
4.支承結(jié)構(gòu)設(shè)計中要注意自攻螺絲的選擇,設(shè)計時要校核螺紋的承載能力,必要時要采用細牙螺紋。
四.結(jié)束語
目前為止,點支式玻璃幕墻是出現(xiàn)不久的玻璃幕墻支承體系,由于在此方面的可借鑒經(jīng)驗較少,在設(shè)計時要進行充分考慮和實驗研究。
參考文獻:
[1] 王英林,呂令毅,宋啟根,賈軍波,Wang Yinglin,Lu Lingyi,Song Qigen,Jia Junbo 點支式玻璃幕墻概率設(shè)計方法[期刊論文] 《工業(yè)建筑》 ISTIC PKU2000年12期
[2] 黃誠,張宇,孔維祥 單層平面索網(wǎng)點支式玻璃幕墻設(shè)計與施工[期刊論文] 《施工技術(shù)》 ISTIC PKU2003年7期
關(guān)鍵詞:村鎮(zhèn) 火災(zāi) 數(shù)字仿真 決策支持
中圖分類號:tp391.1 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)04-0112-02
1 引言
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,利用計算機模擬火災(zāi)并進行分析,以實現(xiàn)火災(zāi)信息管理與應(yīng)急決策支持,成為防火救災(zāi)的發(fā)展趨勢。加利福尼亞大學(xué)以Pola-Alto市為試點,設(shè)計實現(xiàn)了火災(zāi)損失計算機模擬模型[1];清華大學(xué)許云等對城市地震次生火災(zāi)危險性概率和城市消防指揮調(diào)度系統(tǒng)進行了研究;中國地震局地質(zhì)研究所許建東等研究了復(fù)雜系統(tǒng)條件下城市地震次生火災(zāi)蔓延的數(shù)學(xué)模型;北京大學(xué)的王文俊等對城市119消防指揮調(diào)度系統(tǒng)的快速火警識別、車輛跟蹤等問題進行了研究[2]。雖然在火災(zāi)仿真方面取得了不少研究成果,但這些研究都是基于城市進行火災(zāi)預(yù)防信息管理、數(shù)字仿真以及災(zāi)后信息分析與評估,目前,還沒有針對于村鎮(zhèn)進行的專門研究。
因此,本文首度以村鎮(zhèn)應(yīng)用為目標,基于通用的B/S系統(tǒng)架構(gòu),采用先進的ArcGIS技術(shù)對火災(zāi)數(shù)字仿真分析系統(tǒng)進行研究,使得村鎮(zhèn)政府在有效管理基礎(chǔ)信息的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)火災(zāi)數(shù)字仿真,為村鎮(zhèn)政府提供直觀的信息服務(wù)和決策支持。
2 系統(tǒng)設(shè)計
2.1 設(shè)計原理
村鎮(zhèn)火災(zāi)數(shù)字仿真分析系統(tǒng)的主要功能有:建立村鎮(zhèn)火災(zāi)數(shù)字仿真模型,實現(xiàn)火災(zāi)演變過程的動態(tài)模擬;建立信息管理模型,實現(xiàn)生命線等基礎(chǔ)信息和抗災(zāi)設(shè)施等災(zāi)害信息的可視化管理;建立應(yīng)急反應(yīng)模型,實現(xiàn)突發(fā)事件應(yīng)急決策支持;利用GIS技術(shù)的圖形表達功能,實現(xiàn)上述結(jié)果的可視化表達。系統(tǒng)總體設(shè)計思路如圖1所示。
建筑物、生命線工程、抗災(zāi)設(shè)施等信息通過信息管理模塊,為火災(zāi)數(shù)字仿真提供信息支持;火災(zāi)形成機理是火災(zāi)數(shù)字仿真理論的基礎(chǔ),GIS技術(shù)是火災(zāi)數(shù)字仿真平臺的核心;火災(zāi)數(shù)字仿真結(jié)果直接用于指導(dǎo)應(yīng)急決策和安全空間規(guī)劃。
2.2 系統(tǒng)流程
系統(tǒng)仿真分析功能可分為火災(zāi)危險概率分析、火災(zāi)蔓延模擬、消防應(yīng)急指揮和火災(zāi)損失預(yù)測四部分。由于各個模型的運算是以其它模型的結(jié)果為參數(shù),因此系統(tǒng)按照消防撲救調(diào)度模式設(shè)置模型的運算順序和操作步驟。系統(tǒng)模型運算流程如圖2所示。
2.3 體系結(jié)構(gòu)及開發(fā)技術(shù)
系統(tǒng)采用基于B/S模式的WebGIS體系結(jié)構(gòu),客戶端使用標準的Web瀏覽器與服務(wù)器進行交互,同時基于組件的思想,將系統(tǒng)分為可重構(gòu)、可擴展的組成部分。為了更好地處理相關(guān)部分的業(yè)務(wù)需求,系統(tǒng)實現(xiàn)在B/S結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行擴充,采用三層模式作為體系結(jié)構(gòu)。
用戶層使用瀏覽器與系統(tǒng)交互,主要使用Ajax技術(shù)結(jié)合Html技術(shù)實現(xiàn),能夠?qū)崿F(xiàn)圖形化的友好界面,改善用戶體驗并方便用戶使用系統(tǒng)功能。
中間層屬于系統(tǒng)核心部分,用C#語言實現(xiàn),具有數(shù)據(jù)處理靈活、功能適用、操作方便的特點,同時保證了系統(tǒng)的運行速度和兼容性。中間層包括表示、業(yè)務(wù)和訪問三個子層。表示層為瀏覽器提供界面表現(xiàn);業(yè)務(wù)層包括可視化信息查詢與管理、火險分析、火災(zāi)蔓延分析、損失預(yù)測與歸檔等;訪問層提供數(shù)據(jù)庫存取功能,使系統(tǒng)能夠訪問屬性數(shù)據(jù)和空間地圖數(shù)據(jù)等不同類型服務(wù)。
數(shù)據(jù)層主要是指屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫,用于構(gòu)建火災(zāi)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫、村鎮(zhèn)空間數(shù)據(jù)庫、仿真模型庫、仿真算法庫和歷史檔案數(shù)據(jù)庫等。
2.4 開發(fā)技術(shù)
系統(tǒng)采用Visual Studio 2008作為開發(fā)平臺,編程語言為C#,同時采用ArcGIS Server9.3.1作為GIS功能服務(wù)平臺。數(shù)據(jù)庫采用SQL Server2005,操作系統(tǒng)采用Windows Server2003企業(yè)版。硬件平臺選擇P5,主頻3.0Ghz,內(nèi)存4GB,硬盤250GB。
3 仿真方法
火災(zāi)仿真模型根據(jù)建筑物相關(guān)數(shù)據(jù)以及天氣和環(huán)境等信息,計算單體建筑物發(fā)生火災(zāi)的概率;在某個建筑發(fā)生火災(zāi)后,根據(jù)著火點位置以及當(dāng)前天氣情況,計算火勢蔓延速度,并根據(jù)火災(zāi)持續(xù)時間,分析處于蔓延范圍內(nèi)的建筑物,為救援提供決策支持。
3.1 建筑物火險概率分析模型
根據(jù)當(dāng)前天氣情況對單體建筑物發(fā)生火災(zāi)的概率進行計算。
輸入數(shù)據(jù):
(1)建筑物缺省屬性:是否有可燃物、可燃物可燃性等級等,為建筑物的基本數(shù)據(jù)屬性,源于建筑物字典表。
:建筑物中有無可燃物,有其值為1,沒有為0;
:可燃物對產(chǎn)生火災(zāi)的影響。
(2)天氣、季節(jié)、環(huán)境等影響,采用表示。
計算公式:
為建筑j的發(fā)生火災(zāi)概率。
輸出結(jié)果:。
3.2 火災(zāi)蔓延分析模型
確定發(fā)生火災(zāi)的建筑物的空間位置后,計算特定時間內(nèi)火災(zāi)蔓延范圍。
輸入數(shù)據(jù):
(1)發(fā)生火災(zāi)的建筑坐標,為建筑物的空間數(shù)據(jù),源于地圖。
(2)火災(zāi)持續(xù)時間。
(3)發(fā)生火災(zāi)建筑物的層高,為建筑物的基本數(shù)據(jù)屬性,源于建筑物字典表。
(4)火災(zāi)發(fā)生時的風(fēng)速。
計算公式:
(1)火災(zāi)蔓延速度計算
其中,V為火勢蔓延速度,單位為m/s;U為風(fēng)速,單位為m/s;BH為發(fā)生火災(zāi)建筑物層高,單位為m。此計算公式假設(shè)蔓延區(qū)內(nèi)的燃料屬性均勻同質(zhì),不考慮坡度的影響。
(2)火災(zāi)蔓延范圍半徑計算
其中,T為火災(zāi)持續(xù)時間。
(3)其他建筑物到災(zāi)點建筑物距離計算。
(4)
其中,為建筑物j到發(fā)生火災(zāi)建筑i的距離;和為建筑物j的經(jīng)度和緯度;和為發(fā)生火災(zāi)建筑物i的經(jīng)度和緯度;為地球半徑。注意,確定經(jīng)度緯度時許遵循以下原則:在東經(jīng)取經(jīng)度的正值,西經(jīng)取經(jīng)度負值,北緯取90減去緯度值的差,南緯取90加上緯度值的和。
輸出結(jié)果:將與V進行比較,確定處于火災(zāi)蔓延范圍的建筑物。
4 系統(tǒng)實現(xiàn)
4.1 建筑物火險概率分析及顯示
在圖3操作界面中選擇天氣狀況后,系統(tǒng)自動計算出單體建筑物的火險概率并列表顯示。
依據(jù)圖3初步量化得到的建筑物火險概率,通過指定火險概率閾值,確定火災(zāi)隱患建筑物,并在地圖中直觀顯示,操作界面如圖4所示。其中,界面上側(cè)列表顯示超過閾值的建筑屬性信息,下側(cè)地圖紅色高亮顯示高火險建筑物空間信息。
4.2 火點空間定位及信息顯示
在圖5所示的操作界面中,在地圖上點擊發(fā)生火災(zāi)的建筑物,界面列表顯示該建筑物的屬性信息,地圖顯示該建筑物的空間信息,同時,可在下側(cè)的火災(zāi)信息列表中錄入本次火災(zāi)的相關(guān)數(shù)據(jù)。
4.3 火災(zāi)蔓延分析及顯示
在圖6所示的操作界面中,使用下拉列表框選取要分析的火災(zāi)后,輸入火災(zāi)持續(xù)時間,點擊確定按鈕,列表顯示處于火災(zāi)建筑物的信息,地圖紅色高亮顯示處于蔓延范圍的建筑物群。
5 系統(tǒng)應(yīng)用及結(jié)論
基于Web的村鎮(zhèn)火災(zāi)數(shù)字仿真與分析系統(tǒng),為村鎮(zhèn)政府在有效管理基礎(chǔ)設(shè)施和抗災(zāi)設(shè)施的基礎(chǔ)上,提供火災(zāi)的數(shù)字仿真,為災(zāi)前預(yù)防、災(zāi)害應(yīng)急、災(zāi)后評估提供可操作的技術(shù)支持系統(tǒng),將決策支持架構(gòu)在空間數(shù)據(jù)上,為村鎮(zhèn)管理者提供直觀的信息服務(wù)和決策支持,避免客觀環(huán)境和人為因素造成的時間延誤和決策失誤,從而使財產(chǎn)和人員傷亡減少到最低程度。系統(tǒng)在遼寧省多個村鎮(zhèn)運行過程中,反應(yīng)良好,為村鎮(zhèn)的抗災(zāi)設(shè)施建設(shè)、高危險源管理以及火災(zāi)模擬分析提供了有力決策支持。
參考文獻