條文說明【建築設計防火規範GB 50016-2014( 2018年版)】終篇

10 電 氣

10.1 消防電源及其配電

10.1.1 本條為強制性條文。消防用電的可靠性是保證建築消防設施可靠運行的基本保證。本條根據建築撲救難度和建築的功能及其重要性以及建築發生火災後可能的危害與損失、消防設施的用電情況,確定了建築中的消防用電設備要求按一級負荷進行供電的建築範圍。

本規範中的“消防用電”包括消防控制室照明、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設施、火災探測與報警系統、自動滅火系統或裝置、疏散照明、疏散指示標誌和電動的防火門窗、捲簾、閥門等設施、設備在正常和應急情況下的用電。

10.1.2 本條為強制性條文。本條規定了需按二級負荷要求對消防用電設備供電的建築範圍,有關說明參見第10.1.1條的條文說明。

10.1.4 消防用電設備的用電負荷分級可參見現行國家標準《供配電系統設計規範》GB 50052的規定。此外,為儘快讓自備發電設備發揮作用,對備用電源的設置及其啟動作了要求。根據目前我國的供電技術條件,規定其採用自動啟動方式時,啟動時間不應大於30s。

(1)根據國家標準《供配電系統設計規範》GB 50052的要求,一級負荷供電應由兩個電源供電,且應滿足下述條件:

1)當一個電源發生故障時,另一個電源不應同時受到破壞;

2)一級負荷中特別重要的負荷,除由兩個電源供電外,尚應增設應急電源,並嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。應急電源可以是獨立於正常電源的發電機組、供電網中獨立於正常電源的專用的饋電線路、蓄電池或乾電池。

(2)結合目前我國經濟和技術條件、不同地區的供電狀況以及消防用電設備的具體情況,具備下列條件之一的供電,可視為一級負荷:

1)電源來自兩個不同發電廠;

2)電源來自兩個區域變電站(電壓一般在35kV及以上);

3)電源來自一個區域變電站,另一個設置自備發電設備。

建築的電源分正常電源和備用電源兩種。正常電源一般是直接取自城市低壓輸電網,電壓等級為380V/220V。當城市有兩路高壓(10kV級)供電時,其中一路可作為備用電源;當城市只有一路供電時,可採用自備柴油發電機作為備用電源。國外一般使用自備發電機設備和蓄電池作消防備用電源。

(3)二級負荷的供電系統,要儘可能採用兩回線路供電。在負荷較小或地區供電條件困難時,二級負荷可以採用一回6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當採用架空線時,可為一回架空線供電;當採用電纜線路,應採用兩根電纜組成的線路供電,其每根電纜應能承受100%的二級負荷。

(4)三級負荷供電是建築供電的最基本要求,有條件的建築要儘量通過設置兩臺終端變壓器來保證建築的消防用電。

10.1.5 本條為強制性條文。疏散照明和疏散指示標誌是保證建築中人員疏散安全的重要保障條件,應急備用照明主要用於建築中消防控制室、重要控制室等一些特別重要崗位的照明。在火災時,在一定時間內持續保障這些照明,十分必要和重要。

本規範中的“消防應急照明”是指火災時的疏散照明和備用照明。對於疏散照明備用電源的連續供電時間,試驗和火災證明,單、多層建築和部分高層建築著火時,人員一般能在10min以內疏散完畢。本條規定的連續供電時間,考慮了一定安全係數以及實際人員疏散狀況和個別人員疏散困難等情況。對於建築高度大於100m的民用建築、醫院等場所和大型公共建築等,由於疏散人員體質弱、人員較多或疏散距離較長等,會出現疏散時間較長的情況,故對這些場所的連續供電時間要求有所提高。

為保證應急照明和疏散指示標誌用電的安全可靠,設計要儘可能採用集中供電方式。應急備用電源無論採用何種方式,均需在主電源斷電後能立即自動投入,並保持持續供電,功率能滿足所有應急用電照明和疏散指示標誌在設計供電時間內連續供電的要求。

10.1.6 本條為強制性條文。本條旨在保證消防用電設備供電的可靠性。實踐中,儘管電源可靠,但如果消防設備的配電線路不可靠,仍不能保證消防用電設備供電可靠性,因此要求消防用電設備採用專用的供電迴路,確保生產、生活用電被切斷時,仍能保證消防供電。

如果生產、生活用電與消防用電的配電線路採用同一迴路,火災時,可能因電氣線路短路或切斷生產、生活用電,導致消防用電設備不能運行,因此,消防用電設備均應採用專用的供電迴路。同時,消防電源宜直接取自建築內設置的配電室的母線或低壓電纜進線,且低壓配電系統主接線方案應合理,以保證當切斷生產、生活電源時,消防電源不受影響。

對於建築的低壓配電系統主接線方案,目前在國內建築電氣工程中採用的設計方案有不分組設計和分組設計兩種。對於不分組方案,常見消防負荷採用專用母線段,但消防負荷與非消防負荷共用同一進線斷路器或消防負荷與非消防負荷共用同一進線斷路器和同一低壓母線段。這種方案主接線簡單、造價較低,但這種方案使消防負荷受非消防負荷故障的影響較大;對於分組設計方案,消防供電電源是從建築的變電站低壓側封閉母線處將消防電源分出,形成各自獨立的系統,這種方案主接線相對複雜,造價較高,但這種方案使消防負荷受非消防負荷故障的影響較小。圖11給出了幾種接線方案的示意做法。

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負荷不分組設計方案(二)

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圖11 消防用電設備電源在變壓器低壓出線端設置單獨主斷路器示意

當採用柴油發電機作為消防設備的備用電源時,要儘量設計獨立的供電迴路,使電源能直接與消防用電設備連接,參見圖12。

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圖12 柴油發電機作為消防設備的備用電源的配電系統分組方案

本條規定的“供電迴路”,是指從低壓總配電室或分配電室至消防設備或消防設備室(如消防水泵房、消防控制室、消防電梯機房等)最末級配電箱的配電線路。

對於消防設備的備用電源,通常有三種:①獨立於工作電源的市電迴路,②柴油發電機,③應急供電電源(EPS)。這些備用電源的供電時間和容量,均要求滿足各消防用電設備設計持續運行時間最長者的要求。

10.1.8 本條為強制性條文。本條要求也是保證消防用電供電可靠性的一項重要措施。 本條規定的最末一級配電箱:對於消防控制室、消防水泵房、防煙和排煙風機房的消防用電設備及消防電梯等,為上述消防設備或消防設備室處的最末級配電箱;對於其他消防設備用電,如消防應急照明和疏散指示標誌等,為這些用電設備所在防火分區的配電箱。

10.1.9 本條規定旨在保證消防用電設備配電箱的防火安全和使用的可靠性。

火場的溫度往往很高,如果安裝在建築中的消防設備的配電箱和控制箱無防火保護措施,當箱體內溫度達到200℃及以上時,箱內電器元件的外殼就會變形跳閘,不能保證消防供電。對消防設備的配電箱和控制箱應採取防火隔離措施,可以較好地確保火災時配電箱和控制箱不會因為自身防護不好而影響消防設備正常運行。

通常的防火保護措施有:將配電箱和控制箱安裝在符合防火要求的配電間或控制間內;採用內襯岩棉對箱體進行防火保護。10.1.10 本條第1、2款為強制性條文。消防配電線路的敷設是否安全,直接關係到消防用電設備在火災時能否正常運行,因此,本條對消防配電線路的敷設提出了強制性要求。

工程中,電氣線路的敷設方式主要有明敷和暗敷兩種方式。對於明敷方式,由於線路暴露在外,火災時容易受火焰或高溫的作用而損毀,因此,規範要求線路明敷時要穿金屬導管或金屬線槽並採取保護措施。保護措施一般可採取包覆防火材料或塗刷防火塗料。

對於阻燃或耐火電纜,由於其具有較好的阻燃和耐火性能,故當敷設在電纜井、溝內時,可不穿金屬導管或封閉式金屬槽盒。“阻燃電纜”和“耐火電纜”為符合國家現行標準《阻燃及耐火電纜:塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級和要求》GA 306.1~2的電纜。

礦物絕緣類不燃性電纜由銅芯、礦物質絕緣材料、銅等金屬護套組成,除具有良好的導電性能、機械物理性能、耐火性能外,還具有良好的不燃性,這種電纜在火災條件下不僅能夠保證火災延續時間內的消防供電,還不會延燃、不產生煙霧,故規範允許這類電纜可以直接明敷。

暗敷設時,配電線路穿金屬導管並敷設在保護層厚度達到30mm以上的結構內,是考慮到這種敷設方式比較安全、經濟,且試驗表明,這種敷設能保證線路在火災中繼續供電,故規範對暗敷時的厚度作出相關規定。

10.2 電力線路及電器裝置

10.2.1 本條為強制性條文。本條規定的甲、乙類廠房,甲、乙類倉庫,可燃材料堆垛,甲、乙、丙類液體儲罐,液化石油氣儲罐和可燃、助燃氣體儲罐,均為容易引發火災且難以撲救的場所和建築。本條確定的這些場所或建築與電力架空線的最近水平距離,主要考慮了架空電力線在倒杆斷線時的危害範圍。

據調查,架空電力線倒杆斷線現象多發生在颳大風特別是刮颱風時。據21起倒杆、斷線事故統計,倒杆後偏移距離在1m以內的6起,2m~4m的4起,半杆高的4起,一杆高的4起,1.5倍杆高的2起,2倍杆高的1起。對於採用塔架方式架設電線時,由於頂部用於穩定部分較高,該杆高可按最高一路調設線路的吊杆距地高度計算。

儲存丙類液體的儲罐,液體的閃點不低於60℃,在常溫下揮發可燃蒸氣少,蒸氣擴散達到燃燒爆炸範圍的可能性更小。對此,可按不少於1.2倍電杆(塔)高的距離確定。

對於容積大的液化石油氣單罐,實踐證明,保持與高壓架空電力線1.5倍杆(塔)高的水平距離,難以保障安全。因此,本條規定35kV以上的高壓電力架空線與單罐容積大於200m3液化石油氣儲罐或總容積大於1000m3的液化石油氣儲罐區的最小水平間距,當根據表10.2.1的規定按電杆或電塔高度的1.5倍計算後,距離小於40m時,仍需要按照40m確定。

對於地下直埋的儲罐,無論儲存的可燃液體或可燃氣體的物性如何,均因這種儲存方式有較高的安全性、不易大面積散發可燃蒸氣或氣體,該儲罐與架空電力線路的距離可在相應規定距離的基礎上減小一半。

10.2.2 在廠礦企業特別是大、中型工廠中,將電力電纜與輸送原油、苯、甲醇、乙醇、液化石油氣、天然氣、乙炔氣、煤氣等各類可燃氣體、液體管道敷設在同一管溝內的現象較常見。由於上述液體或氣體管道滲漏、電纜絕緣老化、線路出現破損、產生短路等原因,可能引發火災或爆炸事故。

對於架空的開敞管廊,電力電纜的敷設應按相關專業規範的規定執行。一般可佈置同一管廊中,但要根據甲、乙、丙類液體或可燃氣體的性質,儘量與輸送管道分開佈置在管廊的兩側或不同標高層中。

10.2.3 低壓配電線路因使用時間長絕緣老化,產生短路著火或因接觸電阻大而發熱不散。因此,規定了配電線路不應敷設在金屬風管內,但採用穿金屬導管保護的配電線路,可以緊貼風管外壁敷設。過去發生在有可燃物的悶頂(吊頂與屋蓋或上部樓板之間的空間)或吊頂內的電氣火災,大多因未採取穿金屬導管保護,電線使用年限長、絕緣老化,產生漏電著火或電線過負荷運行發熱著火等情況而引起。

10.2.4 本條為強制性條文。本條規定主要為預防和減少因照明器表面的高溫部位靠近可燃物所引發的火災。滷鎢燈(包括碘鎢燈和溴鎢燈)的石英玻璃表面溫度很高,如1000W的燈管溫度高達500℃~800℃,很容易烤燃與其靠近的紙、布、木構件等可燃物。吸頂燈、槽燈、嵌入式燈等採用功率不小於100W的白熾燈泡的照明燈具和不小於60W的白熾燈、滷鎢燈、熒光高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬滷燈光源等燈具,使用時間較長時,引入線及燈泡的溫度會上升,甚至到100℃以上。本條規定旨在防止高溫燈泡引燃可燃物,而要求採用瓷管、石棉、玻璃絲等不燃燒材料將這些燈具的引入線與可燃物隔開。根據試驗,不同功率的白熾燈的表面溫度及其烤燃可燃物的時間、溫度,見表19。

表19 白熾燈泡將可燃物烤至著火的時間、溫度

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10.2.5 本條是根據倉庫防火安全管理的需要而作的規定。

10.2.7 本條規定了有條件時需要設置電氣火災監控系統的建築範圍,電氣火災監控系統的設計要求見現行國家標準《火災自動報警系統設計規範》GB 50116。為提高老年人照料設施預防火災的能力,要求此類場所的非消防用負荷設置電氣火災監控系統。

電氣過載、短路等一直是我國建築火災的主要原因。電氣火災隱患形成和存留時間長,且不易發現,一旦引發火災往往造成很大損失。根據有關統計資料,我國的電氣火災大部分是由電氣線路直接或間接引起的。

電氣火災監控系統類型較多,本條規定主要指剩餘電流電氣火災監控系統,一般由電流互感器、漏電探測器、漏電報警器組成。該系統能監控電氣線路的故障和異常狀態,發現電氣火災隱患,及時報警以消除這些隱患。由於我國存在不同的接地系統,在設置剩餘電流電氣火災監控系統時,應注意區別對待。如在接地型式為TN-C的系統中,就要將其改造為TN-C-S、TN-S或局部TT系統後,才可以安裝使用報警式剩餘電流保護裝置。

10.3 消防應急照明和疏散指示標誌

10.3.1 本條為強制性條文。設置疏散照明可以使人們在正常照明電源被切斷後,仍能以較快的速度逃生,是保證和有效引導人員疏散的設施。本條規定了建築內應設置疏散照明的部位,這些部位主要為人員安全疏散必須經過的重要節點部位和建築內人員相對集中、人員疏散時易出現擁堵情況的場所。

對於本規範未明確規定的場所或部位,設計師應根據實際情況,從有利於人員安全疏散需要出發考慮設置疏散照明,如生產車間、倉庫、重要辦公樓中的會議室等。

10.3.2 本條為強制性條文。本條規定的區域均為疏散過程中的重要過渡區或視作室內的安全區,適當提高疏散應急照明的照度值,可以大大提高人員的疏散速度和安全疏散條件,有效減少人員傷亡。

本條規定設置消防疏散照明場所的照度值,考慮了我國各類建築中暴露出來的一些影響人員疏散的問題,參考了美國、英國等國家的相關標準,但仍較這些國家的標準要求低。因此,有條件的,要儘量增加該照明的照度,從而提高疏散的安全性。

10.3.3 本條為強制性條文。消防控制室、消防水泵房、自備發電機房等是要在建築發生火災時繼續保持正常工作的部位,故消防應急照明的照度值仍應保證正常照明的照度要求。這些場所一般照明標準值參見現行國家標準《建築照明設計標準》GB 50034的有關規定。

10.3.4、10.3.5 應急照明的設置位置一般有:設在樓梯間的牆面或休息平臺板下,設在走道的牆面或頂棚的下面,設在廳、堂的頂棚或牆面上,設在樓梯口、太平門的門口上部。

對於疏散指示標誌的安裝位置,是根據國內外的建築實踐和火災中人的行為習慣提出的。具體設計還可結合實際情況,在規範規定的範圍內合理選定安裝位置,比如也可設置在地面上等。總之,所設置的標誌要便於人們辨認,並符合一般人行走時目視前方的習慣,能起誘導作用,但要防止被煙氣遮擋,如設在頂棚下的疏散標誌應考慮距離頂棚一定高度。

目前,在一些場所設置的標誌存在不符合現行國家標準《消防安全標誌》GB 13495規定的現象,如將“疏散門”標成“安全出口”,“安全出口”標成“非常口”或“疏散口”等,還有的疏散指示方向混亂等。因此,有必要明確建築中這些標誌的設置要求。

對於疏散指示標誌的間距,設計還要根據標誌的大小和發光方式以及便於人員在較低照度條件清楚識別的原則進一步縮小。

10.3.6 本條要求展覽建築、商店、歌舞娛樂放映遊藝場所、電影院、劇場和體育館等大空間或人員密集場所的建築設計,應在這些場所內部疏散走道和主要疏散路線的地面上增設能保持視覺連續的疏散指示標誌。該標誌是輔助疏散指示標誌,不能作為主要的疏散指示標誌。

合理設置疏散指示標誌,能更好地幫助人員快速、安全地進行疏散。對於空間較大的場所,人們在火災時依靠疏散照明的照度難以看清較大範圍的情況,依靠行走路線上的疏散指示標誌,可以及時識別疏散位置和方向,縮短到達安全出口的時間。

11 木結構建築

11.0.1 本條規定木結構建築可以按本章進行防火設計,其構件燃燒性能和耐火極限、層數和防火分區面積,以及防火間距等都要滿足要求,否則應按本規範相應耐火等級建築的要求進行防火設計。

(1)表11.0.1中有關電梯井的牆、非承重外牆、疏散走道兩側的隔牆、承重柱、梁、樓板、屋頂承重構件及吊頂的燃燒性能和耐火極限的要求,主要依據我國對承重柱、梁、樓板等主要木結構構件的耐火試驗數據,並參考國外建築規範的有關規定,結合我國對材料燃燒性能和構件耐火極限的試驗要求而確定。在確定木結構構件的燃燒性能和耐火極限時,考慮了現代木結構建築的特點、我國建築耐火等級分級、不同耐火等級建築構件的燃燒性能和耐火極限及與現行國家相關標準的協調,力求做到科學、合理、可行。

(2)電梯井內一般敷設有電線電纜,同時也可能成為火災豎向蔓延的通道,具有較大的火災危險性,但木結構建築的樓層通常較低,即使與其他結構類型組合建造的木結構建築,其建築高度也不大於24m。因此,在表11.0.1中,將電梯井的牆體確定為不燃性牆體,並比照本規範對木結構建築中承重牆的耐火極限要求確定了其耐火極限,即不應低於1.00h。

(3)木結構建築中的梁和柱,主要採用膠合木或重型木構件,屬於可燃材料。國內外進行的大量相關耐火試驗表明,膠合木或重型木構件受火作用時,會在木材表面形成一定厚度的炭化層,並可因此降低木材內部的燒蝕速度,且炭化速率在標準耐火試驗條件下基本保持不變。因此,設計可以根據不同種木材的炭化速率、構件的設計耐火極限和設計荷載來確定梁和柱的設計截面尺寸,只要該截面尺寸預留了在實際火災時間內可能被燒蝕的部分,承載力就可滿足設計要求。此外,為便於在工程中儘可能地體現膠合木或原木的美感,本條規定允許梁和柱採用不經防火處理的木構件。

(4)當同一座木結構建築由不同高度部分的結構組成時,考慮到較低部分的結構發生火災時,火焰會向較高部分的外牆蔓延;或者較高部分的結構發生火災時,飛火可能掉落到較低部分的屋頂,存在火災從外向內蔓延的可能,故要求較低部分的屋頂承重構件和屋面不能採用可燃材料。

(5)輕型木結構屋頂承重構件的截面尺寸一般較小,耐火時間較短。為了確保輕型木結構建築屋頂承重構件的防火安全,本條要求將屋頂承重構件的燃燒性能提高到難燃。在工程中,一般採用在結構外包覆耐火石膏板等防火保護方法來實現。

(6)為便於設計,在本條文說明附錄中列出了木結構建築主要構件達到規定燃燒性能和耐火極限的構造方法,這些數據源自公安部天津消防研究所對木結構牆體、樓板、吊頂和膠合木樑、柱的耐火試驗結果。需要說明的是,本條文說明附錄中所列樓板中的定向刨花板和外牆外側的定向刨花板(膠合板)的厚度,可根據實際結構受力經計算確定。設計時,對於與附錄中所列情況完全一樣的構件可以直接採用;如果存在較大變化,則需按照理論計算和試驗測試驗證相結合的方法確定所設計木構件的耐火極限。

(7)表注3的規定主要為與本規範第5.1.2條和第5.3.1條的要求協調一致。

11.0.2 本條在國家標準《木骨架組合牆體技術規範》GB/T 50361-2005第4.5.3條、第5.6.1條、第5.6.2條規定的基礎上作了調整。木骨架組合牆體由木骨架外覆石膏板或其他耐火板材、內填充岩棉等隔音、絕熱材料構成。根據試驗結果,木骨架組合牆體只能滿足難燃性牆體的相關性能,所以本條限制了採用該類牆體的建築的使用功能和建築高度。

具有一定耐火性能的非承重外牆可有效防止火災在建築間的相互蔓延或通過外牆上下蔓延。為防止火勢通過木骨架組合牆體內部進行蔓延,本條要求其牆體填充材料的燃燒性能要不能低於A級,即採用不燃性絕熱和隔音材料。

對於木骨架牆體應用中的更詳細要求,見現行國家標準《木骨架組合牆體技術規範》GB/T 50361。

11.0.3 本條為強制性條文。控制木結構建築的應用範圍、高度、層數和防火分區大小,是控制其火災危害的重要手段。本條參考國外相關標準規定,根據我國實際情況規定丁、戊類廠房(庫房)和民用建築可採用木結構建築或木結構組合建築,而甲、乙、丙類廠房(庫房)則不允許。

(1)從木結構建築構件的耐火性能看,木結構建築的耐火等級介於三級和四級之間。本規範規定四級耐火等級的建築只允許建造2層。在本章規定的木結構建築中,構件的耐火性能優於四級耐火等級的建築,因此規定木結構建築的最多允許層數為3層。此外,本規範第11.0.4條對商店、體育館以及丁、戊類廠房(庫房)還規定其層數只能為單層。表11.0.3-1、表11.0.3-2規定的數值是在消化吸收國外有關規範和協調我國相關標準規定的基礎上確定的。

表11.0.3-2中“防火牆間的每層最大允許建築面積”,指位於兩道防火牆之間的一個樓層的建築面積。如果建築只有1層,則該防火牆間的建築面積可允許1800m2;如果建築需要建造3層,則兩道防火牆之間的每個樓層的建築面積最大隻允許600m2,使3個樓層的建築面積之和不能大於單層時的最大允許建築面積,即1800m2。這一規定主要考慮到支撐樓板的柱、梁和豎向的分隔構件——樓板的燃燒性能較低,不能達到不燃的要求,因而,某一層著火後有可能導致位於兩座防火牆之間的這3層樓均被燒燬。

(2)由於體育場館等高大空間建築,室內空間高度高、建築面積大,一般難以全部採用木結構構件,主要為大跨度的梁和高大的柱可能採用膠合木結構,其他部分還需採用混凝土結構等具有較好耐火性能的傳統建築結構,故對此類建築做了調整。為確保建築的防火安全,建築的高度和麵積的擴大的程度以及因擴大後需要採取的防火措施等,應該按照國家規定程序進行論證和評審來確定。

11.0.4 本條為強制性條文。本條規定是比照本規範第5.4.3條和第5.4.4條有關三級和四級耐火等級建築的要求確定的。

本條對於木結構的商店、體育館和丁、戊類廠房(倉庫),要求其只能採用單層的建築,並宜採用膠合木結構,同時,建築高度仍要符合第11.0.3條的要求。商店、體育館和丁、戊類廠(庫)房等,因使用功能需要,往往要求較大的面積和較高的空間,膠合木具有較好的耐火承載力,用作柱和梁具有一定優勢,無論外觀與日常維護,還是實際防火性能均較鋼材要好。

11.0.5、11.0.6 這兩條規定了建築內火災危險性較大部位的防火分隔要求,對因使用需要等而開設的門、窗或洞口,要求採取相應的防火保護措施,以限制火災在建築內蔓延。

條文中規定的車庫,為小型住宅建築中的自用車庫。根據我國的實際情況,沒有限制停放機動車的數量,而是通過限制建築面積來控制附屬車庫的大小和可能帶來的火災危險。

11.0.7 本條第2、3、4款為強制性條文。本條是結合木結構建築的整體耐火性能及其樓層的允許建築面積,按照民用建築安全疏散設計的原則,比照本規範第5章的有關規定確定的。表11.0.7-1中的數據取值略小於三級耐火等級建築的對應值。

11.0.8 根據本規範第11.0.4條的規定,丁、戊類木結構廠房建築只能建造一層,根據本規範第3.7節的規定,四級耐火等級的單層丁、戊類廠房內任一點到最近安全出口的疏散距離分別不應大於50m和60m。因此,儘管木結構建築的耐火等級要稍高於四級耐火等級,但鑑於該距離較大,為保證人員安全,本條仍採用與本規範第3.7.4條規定相同的疏散距離。

11.0.9 本條為強制性條文。木結構建築,特別是輕型木結構體系的建築,其牆體、樓板和木骨架組合牆體內的龍骨均為木材。在其中敷設或穿過電線、電纜時,因電氣原因導致發熱或火災時不易被發現,存在較大安全隱患,因此規定相關電線、電纜均需採取如穿金屬導管保護。建築內的明火部位或廚房內的灶臺、熱加工部位、煙道或排油煙管道等高溫作業或溫度較高的排氣管道、易著火的油煙管道,均需避免與這些牆體直接接觸,要在其周圍採用導熱性差的不燃材料隔熱等防火保護或隔熱措施,以降低其火災危險性。

有關防火封堵要求,見本規範第6.3.4條和第6.3.5條的條文說明。

11.0.10 本條為強制性條文。木結構建築之間及木結構建築與其他結構類型建築的防火間距,是在分析了國內外相關建築規範基礎上,根據木結構和其他結構類型建築的耐火性能確定的。

試驗證明,發生火災的建築對相鄰建築的影響與該建築物外牆的耐火極限和外牆上的門、窗或洞口的開口比例有直接關係。美國《國際建築規範》(2012年版)對建築物類型及其耐火性能和防火間距的規定見表20,對外牆上不同開口比例的建築間的防火間距的規定見表21。

表20 建築物類型及其耐火極限和防火間距的規定

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表21 外牆上不同開口比例的建築間的防火間距

條文說明【建築設計防火規範GB 50016-2014( 2018年版)】終篇


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目前,木結構建築的允許建造規模均較小。根據加拿大國家建築研究院的相關試驗結果,如果相鄰兩建築的外牆均無洞口,並且外牆的耐火極限均不低於1.00h時,防火間距減少至4m後仍能夠在足夠時間內有效阻止火災的相互蔓延。考慮到有些建築完全不開門、窗比較困難,比照本規範第5章的規定,當每一面外牆開孔不大於10%時,允許防火間距按照表11.0.10的規定減少25%。

11.0.11 木結構建築,特別是輕型木結構建築中的框架構件和麵板之間存在許多空腔。對牆體、樓板及封閉吊頂或屋頂下的密閉空間採取防火分隔措施,可阻止因構件內某處著火所產生的火焰、高溫氣體以及煙氣在這些空腔內蔓延。根據加拿大《國家建築規範》(2010年版),常採用厚度不小於38mm的實木鋸材、厚度不小於12mm的石膏板或厚度不小於0.38mm的鋼擋板進行防火分隔。

在輕型木結構建築中設置水平防火分隔,主要用於限制火焰和煙氣在水平構件內蔓延。水平防火構造的設置,一般要根據空間的長度、寬度和麵積來確定。常見的做法是,將這些空間按照每一空間的面積不大於300m2,長度或寬度不大於20m的要求劃分為較小的防火分隔空間。

當頂棚材料安裝在龍骨上時,一般需在雙向龍骨形成的空間內增加水平防火分隔構件。採用實木鋸材或工字擱柵的樓板和屋頂蓋,擱柵之間的支撐通常可用作水平防火分隔構件,但當空間的長度或寬度大於20m時,沿擱柵平行方向還需要增加防火分隔構件。

牆體豎向的防火分隔,主要用於阻擋火焰和煙氣通過構件上的開孔或牆體內的空腔在不同構件之間蔓延。多數輕型木結構牆體的防火分隔,主要採用牆體的頂梁板和底梁板來實現。

對於弧型轉角吊頂、下沉式吊頂和局部下沉式吊頂,在構件的豎向空腔與橫向空腔的交匯處,需要採取防火分隔構造措施。在其他大多數情況下,這種防火分隔可採用牆體的頂梁板、樓板中的端部桁架以及端部支撐來實現。

水平密閉空腔與豎向密閉空腔的連接交匯處、輕型木結構建築的梁與樓板交接的最後一級踏步處,一般也需要採取類似的防火分隔措施。

11.0.12 本條規定了木結構與鋼結構、鋼筋混凝土結構或砌體結構等其他結構類型組合建造時的防火設計要求。

對於豎向組合建造的形式,火災通常都是從下往上蔓延,當建築物下部著火時,火焰會蔓延到上層的木結構部分;但有時火災也能從上部蔓延到下部,故有必要在木結構與其他結構之間採取豎向防火分隔措施。本條規定要求:當下部建築為鋼筋混凝土結構或其他不燃性結構時,建築的總樓層數可大於3層,但無論與哪種不燃性結構豎向組合建造,木結構部分的層數均不能多於3層。

對於水平組合建造的形式,採用防火牆將木結構部分與其他結構部分分隔開,能更好地防止火勢從建築物的一側蔓延至另一側。如果未做分隔,就要將組合建築整體按照木結構建築的要求確定相關防火要求。

11.0.13 木結構建築內可燃材料較多,且空間一般較小,火災發展相對較快。為能及早報警,通知人員儘早疏散和採取滅火行動,特別是有人住宿的場所和用於兒童或老年人活動的場所,要求一定規模的此類建築設置火災自動報警系統。木結構住宅建築的火災自動報警系統,一般採用家用火災報警裝置。

12 城市交通隧道

國內外發生的隧道火災均表明,隧道特殊的火災環境對人員逃生和滅火救援是一個嚴重的挑戰,而且火災在短時間內就能對隧道設施造成很大的破壞。由於隧道設置逃生出口困難,救援條件惡劣,要求對隧道採取與地面建築不同的防火措施。 由於國家對地下鐵道的防火設計要求已有標準,而管線隧道、電纜隧道的情況與城市交通隧道有一定差異,本章主要根據國內外隧道情況和相關標準,確定了城市交通隧道的通用防火技術要求。

12.1 一般規定

12.1.1 隧道的用途及交通組成、通風情況決定了隧道可燃物數量與種類、火災的可能規模及其增長過程和火災延續時間,影響隧道發生火災時可能逃生的人員數量及其疏散設施的佈置;隧道的環境條件和隧道長度等決定了消防救援和人員的逃生難易程度及隧道的防煙、排煙和通風方案;隧道的通風與排煙等因素又對隧道中的人員逃生和滅火救援影響很大。因此,隧道設計應綜合考慮各種因素和條件後,合理確定防火要求。

12.1.2 交通隧道的火災危險性主要在於:①現代隧道的長度日益增加,導致排煙和逃生、救援困難;②不僅車載量更大,而且需通行運輸危險材料的車輛,有時受條件限制還需採用單孔雙向行車道,導致火災規模增大,對隧道結構的破壞作用大;③車流量日益增長,導致發生火災的可能性增加。本規範在進行隧道分類時,參考了日本《道路隧道緊急情況用設施設置基準及說明》和我國行業標準《公路隧道交通工程設計規範》JTG/T D71等標準,並適當做了簡化,考慮的主要因素為隧道長度和通行車輛類型。

12.1.3 本條為強制性條文。隧道結構一旦受到破壞,特別是發生坍塌時,其修復難度非常大,花費也大。同時,火災條件下的隧道結構安全,是保證火災時滅火救援和火災後隧道盡快修復使用的重要條件。不同隧道可能的火災規模與持續時間有所差異。目前,各國以建築構件為對象的標準耐火試驗,均以《建築構件耐火試驗》ISO 834的標準升溫曲線(纖維質類)為基礎,如《建築材料及構件耐火試驗 第20部分建築構件耐火性能試驗方法一般規定》BS 476:Part 20、《建築材料及構件耐火性能》DIN 4102、《建築材料及構件耐火試驗方法》AS 1530和《建築構件耐火試驗方法》GB 9978等。該標準升溫曲線以常規工業與民用建築物內可燃物的燃燒特性為基礎,模擬了地面開放空間火災的發展狀況,但這一模型不適用於石油化工工程中的有些火災,也不適用於常見的隧道火災。

隧道火災是以碳氫火災為主的混合火災。碳氫(HC)標準升溫曲線的特點是所模擬的火災在發展初期帶有爆燃-熱衝擊現象,溫度在最初5min之內可達到930℃左右,20min後穩定在1080℃左右。這種升溫曲線模擬了火災在特定環境或高潛熱值燃料燃燒的發展過程,在國際石化工業領域和隧道工程防火中得到了普遍應用。過去,國內外開展了大量研究來確定可能發生在隧道以及其他地下建築中的火災類型,特別是1990年前後歐洲開展的Eureka研究計劃。根據這些研究的成果,發展了一系列不同火災類型的升溫曲線。其中,法國提出了改進的碳氫標準升溫曲線、德國提出了RABT曲線、荷蘭交通部與TNO實驗室提出了RWS標準升溫曲線,我國則以碳氫升溫曲線為主。在RABT曲線中,溫度在5min之內就能快速升高到1200℃,在1200℃處持續90min,隨後的30min內溫度快速下降。這種升溫曲線能比較真實地模擬隧道內大型車輛火災的發展過程:在相對封閉的隧道空間內因熱量難以擴散而導致火災初期升溫快、有較強的熱衝擊,隨後由於缺氧狀態和滅火作用而快速降溫。

此外,試驗研究表明,混凝土結構受熱後會由於內部產生高壓水蒸氣而導致表層受壓,使混凝土發生爆裂。結構荷載壓力和混凝土含水率越高,發生爆裂的可能性也越大。當混凝土的質量含水率大於3%時,受高溫作用後肯定會發生爆裂現象。當充分乾燥的混凝土長時間暴露在高溫下時,混凝土內各種材料的結合水將會蒸發,從而使混凝土失去結合力而發生爆裂,最終會一層一層地穿透整個隧道的混凝土拱頂結構。這種爆裂破壞會影響人員逃生,使增強鋼筋因暴露於高溫中失去強度而致結構破壞,甚至導致結構垮塌。 為滿足隧道防火設計需要,在本規範附錄C中增加了有關隧道結構耐火試驗方法的有關要求。

12.1.4 本條為強制性條文。服務於隧道的重要設備用房,主要包括隧道的通風與排煙機房、變電站、消防設備房。其他地面附屬用房,主要包括收費站、道口檢查亭、管理用房等。隧道內及地面保障隧道日常運行的各類設備用房、管理用房等基礎設施以及消防救援專用口、臨時避難間,在火災情況下擔負著滅火救援的重要作用,需確保這些用房的防火安全。

12.1.5 隧道內發生火災時的煙氣控制和減小火災煙氣對人的毒性作用是隧道防火面臨的主要問題,要嚴格控制裝修材料的燃燒性能及其發煙量,特別是可能產生大量毒性氣體的材料。

12.1.6 本條主要規定了不同隧道車行橫通道或車行疏散通道的設置要求。

(1)當隧道發生火災時,下風向的車輛可繼續向前方出口行駛,上風向的車輛則需要利用隧道輔助設施進行疏散。隧道內的車輛疏散一般可採用兩種方式,一是在雙孔隧道之間設置車行橫通道,另一種是在雙孔中間設置專用車行疏散通道。前者工程量小、造價較低,在工程中得到普遍應用;後者可靠性更好、安全性高,但因造價高,在工程中應用不多。雙孔隧道之間的車行橫通道、專用車行疏散通道不僅可用於隧道內車輛疏散,還可用於巡查、維修、救援及車輛轉換行駛方向。

車行橫通道間隔及隧道通向車行疏散通道的入口間隔,在本次修訂時進行了適當調整,水底隧道由原規定的500m~1500m調整為1000m~1500m,非水底隧道由原規定的200m~500m調整為不宜大於1000m。主要考慮到兩方面因素:一方面,受地質條件多樣性的影響,城市隧道的施工方法較多,而穿越江、河、湖泊等水底隧道常採用盾構法、沉管法施工,在隧道兩管間設置車行橫通道的工程風險非常大,可實施性不強;另一方面,城市隧道滅火救援響應快、隧道內消防設施齊全,而且越來越多的城市隧道設計有多處進、出口匝道,事故時,車輛可利用匝道進行疏散。

此外,本條規定還參考了國內、外相關規範,如國家行業標準《公路隧道設計規範》JTG D70-2004和《歐洲道路隧道安全》(European Commission Directorate General for Energy and Transport)等標準或技術文件。《公路隧道設計規範》JTG D70-2004規定,山嶺公路隧道的車行橫通道間隔:車行橫通道的設置間距可取750m,並不得大於1000m;長1000m~1500m的隧道宜設置1處,中、短隧道可不設;《歐洲道路隧道安全》規定,雙管隧道之間車行橫通道的間距為1500m;奧地利RVS9.281/9.282規定,車行橫向連接通道的間距為1000m。綜上所述,本次修訂適當加大了車行橫通道的間隔。

(2)《公路隧道設計規範》JTG D70-2004對山嶺公路隧道車行橫通道的斷面建築限界規定,如圖13所示。城市交通隧道對通行車輛種類有嚴格的規定,如有些隧道只允許通行小型機動車、有些隧道禁止通行大、中型貨車、有些是客貨混用隧道。橫通道的斷面建築限界應與隧道通行車輛種類相適應,僅通行小型機動車或禁止通行大型貨車的隧道橫通道的斷面建築限界可適當降低。

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圖13 車行橫通道的斷面建築限界(單位:cm)

(3)隧道與車行橫通道或車行疏散通道的連通處採取防火分隔措施,是為防止火災向相鄰隧道或車行疏散通道蔓延。防火分隔措施可採用耐火極限與相應結構耐火極限一致的防火門,防火門還要具有良好的密閉防煙性能。

12.1.7 本條規定了雙孔隧道設置人行橫通道或人行疏散通道的要求。

在隧道設計中,可以採用多種逃生避難形式,如橫通道、地下管廊、疏散專用道等。採用人行橫通道和人行疏散通道進行疏散與逃生,是目前隧道中應用較為普遍的形式。人行橫通道是垂直於兩孔隧道長度方向設置、連接相鄰兩孔隧道的通道,當兩孔隧道中某一條隧道發生火災時,該隧道內的人員可以通過人行橫通道疏散至相鄰隧道。人行疏散通道是設在兩孔隧道中間或隧道路面下方、直通隧道外的通道,當隧道發生火災時,隧道內的人員進入該通道進行逃生。人行橫通道與人行疏散通道相比,造價相對較低,且可以利用隧道內車行橫通道。設置人行橫通道和人行疏散通道時,需符合以下原則:

(1)人行橫通道的間隔和隧道通向人行疏散通道的入口間隔,要能有效保證隧道內的人員在較短時間內進入人行橫通道或人行疏散通道。

根據荷蘭及歐洲的一系列模擬實驗,250m為隧道內的人員在初期火災煙霧濃度未造成更大影響情況下的最大逃生距離。行業標準《公路隧道設計規範》JTG D70-2004規定了山嶺公路隧道的人行橫通道間隔:人行橫通道的設置間距可取250m,並不大於500m。美國消防協會《公路隧道、橋樑及其他限行公路標準》NFPA 502(2011年版)規定:隧道應有應急出口,且間距不應大於300m;當隧道採用耐火極限為2.00h以上的結構分隔,或隧道為雙孔時,兩孔間的橫通道可以替代應急出口,且間距不應大於200m。其他一些國家對人行橫通道的規定如表22。

表22 國外有關設計準則中道路隧道橫向人行通道間距推薦值

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(2)人行橫通道或人行疏散通道的尺寸要能保證人員的應急通行。

本次修訂對人行橫通道的淨尺寸進行了適當調整,由原來的淨寬度不應小於2.0m、淨高度不應小於2.2m分別調整為淨寬度不應小於1.2m、淨高度不應小於2.1m。原規定主要參照行業標準《公路隧道設計規範》JTG D70-2004對山嶺公路人行隧道橫通道的斷面建築限界規定。城市隧道由於地質條件的複雜性和施工方法的多樣性,相當多的城市隧道採用盾構法施工,設置寬度不小於2.0m的人行橫通道難度很大、工程風險高。本次修訂的人行橫通道寬度,參考了美國消防協會《公路隧道、橋樑及其他限行公路標準》NFPA 502(2011年版)的相關規定(人行橫通道的淨寬不小於1.12m),同時,結合我國人體特徵,考慮了滿足2股人流通行及消防員帶裝備通行的需求。

另外,人行橫通道的寬度加大後也不利於對疏散通道實施正壓送風。

綜合以上因素,本次修訂時適當調整了人行橫通道的尺寸,使之既滿足人員疏散和消防員通行的要求,又能降低施工風險。

(3)隧道與人行橫通道或人行疏散通道的連通處所進行的防火分隔,應能防止火災和煙氣影響人員安全疏散。

目前較為普遍的做法是,在隧道與人行橫通道或人行疏散通道的連通處設置防火門。美國消防協會《公路隧道、橋樑及其他限行公路標準》NFPA 502(2011年版)規定,人行橫通道與隧道連通處門的耐火極限應達到1.5h。

12.1.8 避難設施不僅可為逃生人員提供保護,還可用作消防員暫時躲避煙霧和熱氣的場所。在中、長隧道設計中,設置人員的安全避難場所是一項重要內容。避難場所的設置要充分考慮通道的設置、隔間及空間的分配以及相應的輔助設施的要求。對於較長的單孔隧道和水底隧道,採用人行疏散通道或人行橫通道存在一定難度時,可以考慮其他形式的人員疏散或避難,如設置直通室外的疏散出口、獨立的避難場所、路面下的專用疏散通道等。

12.1.9 隧道內的變電站、管廊、專用疏散通道、通風機房等是保障隧道日常運行和應急救援的重要設施,有的本身還具有一定的火災危險性。因此,在設計中要採取一定的防火分隔措施與車行隧道分隔。其分隔要求可參照本規範第6章有關建築物內重要房間的分隔要求確定。

12.1.10 本條規定了地下設備用房的防火分區劃分和安全出口設置要求。考慮到隧道的一些專用設備,如風機房、風道等佔地面積較大、安全出口難以開設,且機房無人值守,只有少數人員巡檢的實際情況,規定了單個防火分區的最大允許建築面積不大於1500m2,以及無人值守的設備用房可設1個安全出口的條件。

12.2 消防給水和滅火設施

12.2.1、12.2.2 這兩條條文參照國內外相關標準的要求,規定了隧道的消防給水及其管道、設備等的一般設計要求。四類隧道和通行人員或非機動車輛的三類隧道,通常隧道長度較短或火災危險性較小,可以利用城市公共消防系統或者滅火器進行滅火、控火,而不需單獨設置消防給水系統。

隧道的火災延續時間,與隧道內的通風情況和實際的交通狀況關係密切,有時延續較長時間。本條儘管規定了一個基本的火災延續時間,但有條件的,還是要根據隧道通行車輛及其長度,特別是一類隧道,儘量採用更長的設計火災延續時間,以保證有較充分的滅火用水儲備量。

在洞口附近設置的水泵接合器,對於城市隧道的滅火救援而言,十分重要。水泵接合器的設置位置,既要便於消防車向隧道內的管網供水,還要不影響附近的其他救援行動。

12.2.3 本條規定的隧道排水,其目的在於排除滅火過程中產生的大量積水,避免隧道內因積聚雨水、滲水、滅火產生的廢水而導致可燃液體流散、增加疏散與救援的困難,防止運輸可燃液體或有害液體車輛逸漏但未燃燒的液體,因缺乏有組織的排水措施而漫流進入其他設備溝、疏散通道、重要設備房等區域內而引發火災事故。

12.2.4 引發隧道內火災的主要部位有:行駛車輛的油箱、駕駛室、行李或貨物和客車的旅客座位等,火災類型一般為A、B類混合,部分火災可能因隧道內的電器設備、配電線路引起。因此,在隧道內要合理配置能撲滅ABC類火災的滅火器。

本條有關數值的確定,參考了國家標準《建築滅火器配置設計規範》GB 50140-2005,美國消防協會、日本建設省的有關標準和國外有關隧道的研究報告。對於交通量大或者車道較多的隧道,為保證人身安全和快速處置初起火,有必要在隧道兩側設置滅火器。四類隧道一般為火災危險性較小或長度較短的隧道,即使發生火災,人員疏散和撲救也較容易。因此,消防設施的設置以配備適用的滅火器為主。

12.3 通風和排煙系統

根據對隧道的火災事故分析,由一氧化碳導致的人員死亡和因直接燒傷、爆炸及其他有毒氣體引起的人員死亡約各佔一半。通常,採用通風、防排煙措施控制煙氣產物及煙氣運動可以改善火災環境,並降低火場溫度以及熱煙氣和熱分解產物的濃度,改善視線。但是,機械通風會通過不同途徑對不同類型和規模的火災產生影響,在某些情況下反而會加劇火勢發展和蔓延。實驗表明:在低速通風時,對小轎車的火災影響不大;可以降低小型油池(約10m2)火的熱釋放速率,但會加強通風控制型的大型油池(約100m2)火的熱釋放速率;在縱向機械通風條件下,載重貨車火的熱釋放速率可以達到自然通風條件下的數倍。因此,隧道內的通風排煙系統設計,要針對不同隧道環境確定合適的通風排煙方式和排煙量。

12.3.1 本條為強制性條文。隧道的空間特性,導致其一旦發生火災,熱煙排除非常困難,往往會因高溫而使結構發生破壞,煙氣積聚而導致滅火、疏散困難且火災延續時間很長。因此,隧道內發生火災時的排煙是隧道防火設計的重要內容。本條規定了需設置排煙設施的隧道,四類隧道因長度較短、發生火災的概率較低或火災危險性較小,可不設置排煙設施。

12.3.2~12.3.5 隧道排煙方式分為自然排煙和機械排煙。自然排煙,是利用短隧道的洞口或在隧道沿途頂部開設的通風口(例如,隧道敷設在路中綠化帶下的情形)以及煙氣自身浮力進行排煙的方式。採用自然排煙時,應注意錯位佈置上、下行隧道開設的自然排煙口或上、下行隧道的洞口,防止非著火隧道汽車行駛形成的活塞風將鄰近隧道排出的煙氣“倒吸”入非著火隧道,造成煙氣蔓延。

(1)隧道的機械排煙模式分為縱向排煙和橫向排煙方式以及由這兩種基本排煙模式派生的各種組合排煙模式。排煙模式應根據隧道種類、疏散方式,並結合隧道正常工況的通風方式確定,並將煙氣控制在較小範圍之內,以保證人員疏散路徑滿足逃生環境要求,同時為滅火救援創造條件。

(2)火災時,迫使隧道內的煙氣沿隧道縱深方向流動的排煙形式為縱向排煙模式,是適用於單向交通隧道的一種最常用煙氣控制方式。該模式可通過懸掛在隧道內的射流風機或其他射流裝置、風井送排風設施等及其組合方式實現。縱向通風排煙,且氣流方向與車行方向一致時,以火源點為界,火源點下游為煙氣區、上游為非煙氣區,人員往氣流上游方向疏散。由於高溫煙氣沿坡度向上擴散速度很快,當在坡道上發生火災,並採用縱向排煙控制煙流,排煙氣流逆坡向時,必須使縱向氣流的流速高於臨界風速。試驗證明,縱向排煙控制煙氣的效果較好。國際道路協會(PIARC)的相關報告以及美國紀念隧道試驗(1993年~1995年)均表明,對於火災功率低於100MW的火災、隧道坡度不高於4%時,3m/s的氣流速度可以控制煙氣迴流。

近年來,大於3km的長大城市隧道越來越多,若整個隧道長度不進行分段通風,會造成火災及煙氣在隧道中的影響範圍非常大,不利於消防救援以及災後的修復。因此,本規範規定大於3km的長大隧道宜採用縱向分段排煙或重點排煙方式,以控制煙氣的影響範圍。

縱向排煙方式不適用於雙向交通的隧道,因在此情況下采用縱向排煙方式會使火源一側、不能駛離隧道的車輛處於煙氣中。

(3)重點排煙是橫向排煙方式的一種特殊情況,即在隧道縱向設置專用排煙風道,並設置一定數量的排煙口,火災時只開啟火源附近或火源所在設計排煙區的排煙口,直接從火源附近將煙氣快速有效地排出行車道空間,並從兩端洞口自然補風,隧道內可形成一定的縱向風速。該排煙方式適用於雙向交通隧道或經常發生交通阻塞的隧道。

隧道試驗表明,全橫向或半橫向排煙系統對發生火災的位置比較敏感,控煙效果不很理想。因此,對於雙向通行的隧道,儘量採用重點排煙方式。重點排煙的排煙量應根據火災規模、隧道空間形狀等確定,排煙量不應小於火災的產煙量。隧道中重點排煙的排煙量目前還沒有公認的數值,表23是國際道路協會(PIARC)推薦的排煙量。

表23 國際道路協會推薦的排煙量

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(4)流經風機的煙氣溫度與隧道的火災規模和風機距火源點的距離有關,火源小、距離遠,隧道結構的冷卻作用大,煙氣溫度也相應較低。通常位於排風道末端的排煙風機,排出的氣體為位於火源附近的高溫煙氣與周圍冷空氣的混合氣體,該氣體在沿隧道和土建風道流動過程中得到了進一步冷卻。澳大利亞某隧道、美國紀念隧道以及我國在上海進行的隧道試驗均表明:即使火源距排煙風機較近,由於隧道的冷卻作用,在排煙風機位置的煙氣溫度仍然低於250℃。因此,規定排煙風機要能耐受250℃的高溫基本可以滿足隧道排煙的要求。當設計火災規模很大、風機離火源點很近時,排煙風機的耐高溫設計要求可根據工程實際情況確定。本條的相關溫度規定值為最低要求。

(5)排煙設備的有效工作時間,是保證隧道內人員逃生和滅火救援環境的基本時間。人員撤離時間與隧道內的實際人數、逃生路徑及環境有關。目前,已經有多種計算機模擬軟件可以對建築物中的人員疏散時間進行預測,設備的耐高溫時間可在此基礎上確定。本規範規定的排煙風機的耐高溫時間還參考了歐洲有關隧道的設計要求和試驗研究成果。

(6)第12.3.5條中避難場所內有關防煙的要求,參照了建築內防煙樓梯間和避難走道的有關規定。

12.3.6 隧道內用於通風和排煙的射流風機懸掛於隧道車行道的上部,火災時可能直接暴露於高溫下。此外,隧道內的排煙風機設置是要根據其有效作用範圍來確定,風機間有一定的間隔。採用射流風機進行排煙的隧道,設計需考慮到正好在火源附近的射流風機由於溫度過高而導致失效的情況,保證有一定的冗餘配置。

12.4 火災自動報警系統

12.4.1 隧道內發生火災時,隧道外行駛的車輛往往還按正常速度駛入隧道,對隧道內的情況多處於不知情的狀態,故規定本條要求,以警示並阻止後續車輛進入隧道。

12.4.2 為早期發現、及早通知隧道內的人員與車輛進行疏散和避讓,向相關管理人員報警以採取救援行動,儘可能在初期將火撲滅,要求在隧道內設置合適的火災報警系統。火災報警裝置的設置需根據隧道類別分別考慮,並至少要具備手動或自動報警功能。對於長大隧道,應設置火災自動報警系統,並要求具備報警聯絡電話、聲光顯示報警功能。由於隧道內的環境特殊,較工業與民用建築物內的條件惡劣,如風速大、空氣汙染程度高等,因此火災探測與報警裝置的選擇要充分考慮這些不利因素。

12.4.3 隧道內的主要設備用房和電纜通道,因平時無人值守,著火後人員很難及時發現,因此也需設置必要的探測與報警系統,並使其火警信號能傳送到監控室。

12.4.4 隧道內一般均具有一定的電磁屏蔽效應,可能導致通信中斷或無法進行無線聯絡。為保障滅火救援的通信聯絡暢通,在可能出現屏蔽的隧道內需採取措施使無線通信信號,特別是要保證城市公安消防機構的無線通信網絡信號能進入隧道。

12.4.5 為保證能及時處理火警,要求長大隧道均應設置消防控制室。消防控制室的設置可以與其他監控室合用,其他要求應符合本規範第8章及現行國家標準《火災自動報警系統設計規範》GB 50116有關消防控制室的要求。隧道內的火災自動報警系統及其控制設備組成、功能、設備佈置以及火災探測器、應急廣播、消防專用電話等的設計要求,均需符合現行國家標準《火災自動報警系統設計規範》GB 50116的規定。

12.5 供電及其他

12.5.1 本條為強制性條文。消防用電的可靠性是保證消防設施可靠運行的基本保證。本條根據不同隧道火災的撲救難度和發生火災後可能的危害與損失、消防設施的用電情況,確定了隧道中消防用電的供電負荷要求。

12.5.2、12.5.3 隧道火災的延續時間一般較長,火場環境條件惡劣、溫度高,對消防用電設備、電源、供電、配電及其配電線路等的設計,要求較一般工業與民用建築高。本條所規定的消防應急照明的延續供電時間,較一般工業與民用建築的要求長,設計要採取有效的防火保護措施,確保消防配電線路不受高溫作用而中斷供電。

一、二類隧道和三類隧道內消防應急照明燈具和疏散指示標誌的連續供電時間,由原來的3.0h和1.5h分別調整為1.5h和1.0h。這主要基於兩方面的原因:一方面,根據隧道建設和運營經驗,火災時隧道內司乘人員的疏散時間多為15min~60min,如應急照明燈具和疏散指示標誌的時間過長,會造成UPS電源設備數量龐大、維護成本高;另一方面,歐洲一些國家對隧道防火的研究時間長,經驗豐富,這些國家的隧道規範和地鐵隧道技術文件對應急照明時間的相關要求多數在1.0h之內。因此,本次修訂縮短了隧道內消防應急照明燈具和疏散指示標誌的連續供電時間。

12.5.4 本條為強制性條文。本條規定目的在於控制隧道內的災害源,降低火災危險,防止隧道著火時因高壓線路、燃氣管線等加劇火勢的發展而影響安全疏散與搶險救援等行動。考慮到城市空間資源緊張,少數情況下不可避免存在高壓電纜敷設需搭載隧道穿越江、河、湖泊等的情況,要求採取一定防火措施後允許借道敷設,以保障輸電線路和隧道的安全。

12.5.5 隧道內的環境較惡劣,風速高、空氣汙染程度高,隧道內所設置的相關消防設施要能耐受隧道內的惡劣環境影響,防止發生黴變、腐蝕、短路、變質等情況,確保設施有效。此外,也要在消防設施上或旁邊設置可發光的標誌,便於人員在火災條件下快速識別和尋找。

附錄 各類建築構件的燃燒性能和耐火極限

附表1 各類非木結構構件的燃燒性能和耐火極限

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注:1 λ為鋼管混凝土構件長細比,對於圓鋼管混凝土,λ=4L/D;對於方、矩形鋼管混凝土,λ=

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L/B;L為構件的計算長度。

2 對於矩形鋼管混凝土柱,B為截面短邊邊長。

3 鋼管混凝土柱的耐火極限為根據福州大學土木建築工程學院提供的理論計算值,未經逐個試驗驗證。

4 確定牆的耐火極限不考慮牆上有無洞孔。

5 牆的總厚度包括抹灰粉刷層。

6 中間尺寸的構件,其耐火極限建議經試驗確定,亦可按插入法計算。

7 計算保護層時,應包括抹灰粉刷層在內。

8 現澆的無樑樓板按簡支板的數據採用。

9 無防火保護層的鋼樑、鋼柱、鋼樓板和鋼屋架,其耐火極限可按0.25h確定。

10 人孔蓋板的耐火極限可參照防火門確定。

11 防火門和防火窗中的“木質”均為經阻燃處理。

附表2 各類木結構構件的燃燒性能和耐火極限

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