宝安消防箱对某剧场改建工程中消防水带安全性分析

     
      扬州市宝安消防设备有限公司生产“琼花”牌系列产品主要有：消防箱，不锈钢消防箱，消火栓箱，卷帘式消防箱，水成膜消防箱，有衬里消防水带系列产品，室内消火栓减压稳压系列，消防水枪、接口系列产品，消防应急灯系列及消防报警按钮，消防软管盘系列产品等。
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 1工程概况
    某工程B段地下1层改建前主要功能为展厅，改建后主要功能为小型剧场，观众席座位数为315座，采用开敞舞台，舞台区和观众席区总建筑面积为1 100耐。该工程B段地下1层剧场防火分区(防火分区B2)依据规范要求设置了自动灭火系统(见图1)。根据GB 50045 - 95 (2005年肋《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)第4. 1. 5条的规定，高层建筑内的观众厅、会议厅、多功能厅等人员密集场所，应设在首层或2,3层;当必须设在其它楼层时，除本规范另有规定外，尚应符合下列规定:①一个厅、室的建筑面积不宜超过400 mZ;②一个厅、室的安全出口不应少于两个;③必须设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统;④幕布和窗帘应采用经阻燃处理的织物。
    本工程B段地下1层剧场观众区与开敞舞台连通，建筑面积达到1 100 m2，超出了《高规》关于防火分区最大允许建筑面积为1 000 m2和地下观众厅最大建筑面积为400 mZ的要求。
2火灾危险性分析及消防设计
    B段剧场为小型高端剧场，设有舞台表演区、观众固定座椅区、放映室等几个功能区。B段剧场的装修设计应严格按照GB 50222 - 95《建筑内部装修设计防火规范》(以下简称《装修规范》)执行，主要可燃物包括座椅区座椅、放映室设备、舞台区的道具和幕布。
2. 1火灾蔓延的危险性
    由于建筑面积扩大，房间内可燃物较多，火灾时燃烧面积将扩大，可能造成更大的财产损失，导致火灾时危险性增加。因此，有必要采取措施控制火灾的蔓延。
    为了阻止火灾大面积蔓延以减小火灾造成的财产损失，最简单的方法是采用防火墙、防火卷帘和防火门窗等分隔措施进行防火分隔;除此之外，还可以通过合理设置自动灭火系统来扑灭火灾或控制火灾的规模，以防止火灾的蔓延;另外一种控制火灾蔓延的方法是控制可燃物的数量和分布，例如采用不燃装修，控制可燃物的间距，或在一定间距条件下控制火灾规模的方式来防止火灾的蔓延。针对剧场所在防火分区而言，为了控制火灾蔓延的风险，采取了以下相应的措施。
    (1>可燃物的控制。剧场应依据《装修规范》进行装修设计，满足地下民用建筑的相关要求;;B段剧场座椅应做阻燃处理，舞台区应控制可燃物数量，避免使用烟火，防止用火不慎引起火灾。
    (2)火灾规模的控制。剧场依据GB 50084 -2001(2005年肋《自动喷水灭火系统设计规范》，设计了自动灭火系统。其中观众座席区按照中危险I级要求设置了湿式自动喷水灭火系统，舞台区设置了雨淋喷水灭火系统，以防止舞台火灾燃烧至观众座席区。
2. 2人员疏散的危险性
    由于该剧场位于地下，且属于人员密集场所，因此人员疏散的危险性较大。为了控制地下人员密集场所人员疏散的危险性《高规》要求一个厅、室的建筑面积不宜超过400 mZ，以此来控制一个厅室的人员数量，防止火灾时由于人员众多而出现混乱，导致群死群伤事故。由于本剧场为小型剧场，采用开敞式舞台，因此难以按照400 mZ的要求进行分隔，因此有必要对剧场人员疏散的安全性进行分析和评估。
    在常规的疏散设计中，为了保证人员的安全疏散，主要通过满足规范中“安全疏散”和“楼梯与楼梯间”等相关章节提出的一些指标来完成的，这些指标包括安全出口的数量、最大安全疏散距离、门和走道的宽度、疏散楼梯间的形式等。实际上，疏散问题不仅涉及到疏散的距离、疏散通道和安全出口的宽度，还与火灾报警探测系统、疏散诱导系统、防排烟系统以及人员的特性有关。
    为了保证B段剧场人员的安全疏散，剧场的疏散设计首先应满足规范的相关要求，观众厅的疏散走道和出口应满足《高规》第6. 1. 11条的要求。除此之外，还需要对火灾情况下排烟系统的排烟能力进行分析和评估，以进一步保障人员的安全疏散。
3人员疏散与排烟系统设计的安全
    评估
    本工程B段剧场按照规范要求进行防排烟系统设计，机械排烟口设置在观众座椅区两侧上方，每侧各有一个排烟口，排烟量为56 000 m;/h。机械补风系统由平时的空调通风系统兼用，同样设置于观众座椅区两侧上方，每侧各设置10个补风口，高度与排烟口基本齐平，最大补风量为62 800 m;/ho
    B段剧场现设计疏散出口数量、宽度和距离均满足规范要求。为了进一步评估剧场内人员疏散的安全J险，下面将采用火灾动力学分析软件FDS对剧场的排烟设计进行模拟分析。
3. 1火灾场景设置
    (1)火灾位置设置。针对本工程防火分区建筑面积扩大与排烟设计问题，根据平面布局的特点和可燃物的分布情况，从疏散最不利的原则出发，设置了3个火源位置，以考察排烟设计的效果以及人员疏散的安全性，见图20
    (2)火灾规模设置。该段剧场内的可燃物主要为座椅，舞台上设置的架空木地板、幕布、表演服、表演道具及主席台等，另外规范设置了自动喷水灭火系统，并在舞台台口部分设置了雨淋系统。座椅一旦发生火灾，可第一时间发现并扑救。另外座椅均作了阻燃处理，在自动灭火系统还包括行人带的物品。剧场内控制下，其火灾规模最大一般不超过2 MW。舞台处的可燃物相对较多，某一物发生火灾后，可在瞬间引燃其它可燃物，参考DGJ 08一88一2006《建筑防排烟技术规程》中列出的各种热释放速率值，将舞台火灾设置为4 MW o
    (3)火灾场景设置。具体见表1，其中疏散场景为编号为S1,S2,S3o
                    表1火灾场景设置
3. 2危险来临时间分析
    火灾危险来临时间的计算，主要通过火灾烟气危害分析来预测，并与人员疏散时间相比较，以判断现有设计是否合理。如果不能保证人员的安全疏散，则需要对疏散宽度、疏散口的布置、排烟系统等方面进行综合分析评价，根据具体情况提出改进措施，直到满足设定的安全目标为止。针对设定的火灾场景，危险来临时间计算结果见表2所示。
          表2  B区剧场火灾场景的烟气计算结果
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│场景编号│}wnu.测平而位置/m │能见度危险│温度危险  │
│        │                  │来临时间/S│来临时间/S│
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│场景C1N │一9. 55           │800       │1 200     │
│        ├─────────┼─────┼─────┤
│        │一7. 45           │470       │1 200     │
├────┼─────────┼─────┼─────┤
│场景C1  │一9. 55           │1 200     │1 200     │
│        ├─────────┼─────┼─────┤
│        │一7. 45           │1 200     │1 200     │
├────┼─────────┼─────┼─────┤
│场景C2N │一9. 55           │530       │1 200     │
│        ├─────────┼─────┼─────┤
│        │一7. 45           │360       │1 200     │
├────┼─────────┼─────┼─────┤
│场景C2  │一9. 55           │710       │1 200     │
│        ├─────────┼─────┼─────┤
│        │一7. 45           │600       │1 200     │
├────┼─────────┼─────┼─────┤
│场景C3 N│一9. 55           │420       │630       │
│        ├─────────┼─────┼─────┤
│        │一7. 45           │300       │360       │
├────┼─────────┼─────┼─────┤
│场景C3  │一9. 55           │420       │1 200     │
│        ├─────────┼─────┼─────┤
│        │一7. 45           │350       │900       │
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3. 3人员疏散时间分析
    根据该剧场中的座椅数，确定观众厅人数为315人，同时参照国内外有关资料，取餐厅人员密度为1人/mzm，办公室人员密度为0. 25人/mzm，计算得到剧场相关区域总疏散人数为915人。
    本工程疏散时间的计算采用采用了Pathfinder分析软件。针对设定的火灾场景和疏散场景，疏散时间计算结果如表3所示。
    考虑疏散中的不确定性，疏散运动时间乘以1. 5倍的安全系数，得出各疏散场景下的整个疏散时间计算结果如表4所示。
              表3不同疏散场景人员疏散时间
┌────┬───────────┬────┬────┬────┐
│疏散场景│疏散区域              │疏散开始│疏散运动│人员疏散│
│        │                      │  时间/s│  时间/s│时间/s  │
├────┼───────────┼────┼────┼────┤
│S,      │一9. 55 m处的疏散平而 │172     │102     │274     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │一7. 45 m处的疏散平而 │        │78      │250     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │全楼疏散完毕          │        │202     │374     │
├────┼───────────┤        ├────┼────┤
│S,      │一9. 55 m处的疏散平而 │        │114     │286     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │一7. 45 m处的疏散平而 │        │46      │218     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │全楼疏散完毕          │        │178     │350     │
├────┼───────────┤        ├────┼────┤
│S3      │一9. 55 m处的疏散平而 │        │76      │248     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │一7. 45 m处的疏散平而 │        │42      │214     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │全楼疏散完毕          │        │184     │356     │
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表4不同疏散场景人员疏散时间(考虑安全系数)
┌────┬───────────┬────┬────┬────┐
│疏散场景│疏散区域              │疏散开始│疏散运动│人员疏散│
│        │                      │  时间/s│  时间/s│时间/s  │
├────┼───────────┼────┼────┼────┤
│S,      │一9. 55 m处的疏散平而 │172     │153     │325     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │一7. 45 m处的疏散平而 │        │117     │289     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │全楼疏散完毕          │        │303     │475     │
├────┼───────────┤        ├────┼────┤
│S,      │一9. 55 m处的疏散平而 │        │171     │343     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │一7. 45 m处的疏散平而 │        │69      │241     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │全楼疏散完毕          │        │267     │439     │
├────┼───────────┤        ├────┼────┤
│S3      │一9. 55 m处的疏散平而 │        │114     │286     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │一7. 45 m处的疏散平而 │        │63      │235     │
│        ├───────────┤        ├────┼────┤
│        │全楼疏散完毕          │        │276     │448     │
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3. 4人员疏散安全性判定
    针对设定的3个位置6个火灾场景的烟气蔓延状况，以及相应的3个疏散场景的人员疏散状况进行了分析，各火灾场景下的危险来临时间与疏散时间的对比如表5所示。模拟结果表明，现有排烟设计能够保证人员安全疏散。
            表5不同火灾场景人员疏散安全性
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│火灾场景│}wnu.测位置/m │l总疏散时间/。l │一危险来临时间/5I │}疏散安全性 │
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│C1N     │一9. 55       │325             │800               │安全        │
│        ├───────┼────────┼─────────┼──────┤
│        │一7. 45       │289             │470               │安全        │
│        ├───────┴────────┴─────────┴──────┤
│        │注:2 000 kU'快速t=火，排烟系统不启动，                            │
│        │          火源附沂通道不可用                                      │
├────┼───────┬──────────────────┬──────┤
│C1      │一9. 55       │325一1 200                          │安全        │
│        ├───────┼──────────────────┼──────┤
│        │一7. 45       │289一1 200                          │安全        │
│        ├───────┴──────────────────┴──────┤
│        │注:2 000 kU'快速t=火，排烟系统启动，                              │
│        │        火源附近通道不可用                                        │
├────┼───────┬────────┬─────────┬──────┤
│C2N     │一9. 55       │343             │530               │安全        │
│        ├───────┼────────┼─────────┼──────┤
│        │一7. 45       │241             │360               │安全        │
│        ├───────┴────────┴─────────┴──────┤
│        │注:2 000 kU'快速tr火，排烟系统不启动，                            │
│        │          火源附沂诵道不可用                                      │
├────┼───────┬──────────────────┬──────┤
│C2      │一9. 55       │343一}lo                            │安全        │
│        ├───────┼──────────────────┼──────┤
│        │一7. 45       │241一600                            │安全        │
│        ├───────┴──────────────────┴──────┤
│        │注:2 000 kU'快速tr火，排烟系统启动，                              │
│        │        火源附近通道不可用                                        │
├────┼───────┬────────┬─────────┬──────┤
│C3N     │一9. 55       │286             │420               │安全        │
│        ├───────┼────────┼─────────┼──────┤
│        │一7. 45       │235             │300               │安全        │
│        ├───────┴────────┴─────────┴──────┤
│        │注:4 000 kU'快速产火，排烟系统不启动，不封堵出口                  │
├────┼───────┬────────┬─────────┬──────┤
│C3      │一9. 55       │286             │420               │安全        │
│        ├───────┼────────┼─────────┼──────┤
│        │一7. 45       │235             │350               │安全        │
│        ├───────┴────────┴─────────┴──────┤
│        │注:4000kU'快速产火，排烟系统启动，不封堵出口                      │
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4结束语
    针对该工程消防改造设计中B段地下1层剧场观众区与开敞舞台连通，建筑面积达到1 100 m2，超出了《高规》关于地下观众厅最大建筑面积为400mZ的要求等问题，本着以人为本的原则，从最大限度的保护人员安全和减少财产损失的目的出发，针对该工程的具体使用情况进行分析后，得出结论:现有设计能够达到规范要求和基本相一致的消防安全水平。同时，考虑到该剧场属于人员密集场所并且位于地下的实际情况，提出以下要求:①建议剧场设置漏电保护系统，减少电气火灾几率;②幕布和窗帘应采用经阻燃处理的织物，并尽量远离电源插座和其他容易产生高温的电气设备;③地下补风系统的补风量不宜大于排烟量的80 %，同时建议进行热烟测试试验;④剧场内应必须控制用火、用电，并采取可靠的防范措施。

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