膜结构建筑防火安全技术初探

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1、摘要本文针对膜结构建筑物这种特殊的建筑形式，采用性能化的防火设计方法，对膜建筑提出一些新的防火措施，确保其防火安全性。[关键词]膜结构建筑物性能化防火设计防火安全性1.引言建筑工业科技水平的提高，城市社会发展的功能需求，使现代建筑发生了巨大的变化。建筑物呈现出向超大空间方向发展的趋势。膜结构是一种全新的建筑结构形式，它以优良的织物为材料，利用柔性钢索或刚性支撑结构通过弯曲内面力传送，将膜面绷紧。从而形成具有一定刚度、张力，能够覆盖大跨□度空间的结构体系。与其它结构形式相比，膜结构在结构体系以及朝着生态建筑，实现“零排放”的目标上有着巨大的优势。（见图一）（图一、膜结构）然而新型的

2、建筑形式对传统的建筑防火设计理念形成了巨大的冲击。对于膜建筑来说，其结构特殊、空间巨大，在防火分区的划分、疏散距离的确定等方面都超出了现行规范的要求。所以我们提出了性能化的防火设计方法，从建筑物的整体安全性去考虑，合理灵活的选择各项防火措施，确保膜建筑的防火安全性。2.膜结构建筑物的特点和火灾危险性2.1.建筑特点2.1.1建筑体量的庞大化。膜建筑的最大优势就在于它能够自由灵活的覆盖大跨度的空间。例如1996年亚特兰大奥运会的主场馆“佐治亚穹顶”（GeorgiaDome），屋顶尺寸为240ｍ×193ｍ，总面积为3.7万m2，是目前世界上最大跨度索穹顶结构的屋顶。（见图二）（图二、

3、佐治亚穹顶）2.1.2结构外壳的轻灵化，通透化使得建筑的跨度增大，荷载减小。特氟龙膜面（TEFLON）厚度仅为０.８㎜，自重1100g／m2;用钢量为２０kg／m2，远远轻于普通的钢结构和砼结构。2.1.3建筑形态飘逸、灵活。体现着艺术与建筑的相结合。2.2火灾危险性2.2.1火灾隐患多。膜结构建筑特别适合作为一个城市的标志性建筑。所以它通常综合性强，功能复杂。例如苏州国际展览中心，一个中心展厅可供上千家单位同时参展。大量的展台装修，繁杂的电气线路，加之参展单位消防意识高低不同,管理困难,所以存在很多火灾隐患。2.2.2火灾蔓延快。膜结构建筑物通常建筑体量都很大，内部都有较大的和

4、较高的空间。一旦发生火灾，各种垂直通道起拔火桶作用。当烟气到达膜面以下时，顶部气流水平运动，致使火灾横向扩大。1985年5月英国布拉德福德体育馆看台着火，当时正在进行比赛，场内有12000名观众，火灾是由于烟头点燃垃圾引起的，出现明火一分钟以后，火焰就蔓延到主看台后面的屋顶，火焰猛烈延伸向下面的可燃物辐射热能，造成下面看台火焰迅速向水平方向发展，引起屋顶结构也随之燃烧，大火约烧了七个多小时，场内座位和看台全部被烧毁。被烟气烧死和熏死的观众达52人，受伤者有200多人，轰动英伦。从起火到火势蔓延扩大只有短短的一分钟，可见蔓延速度之快。2.2.3疏散困难。此类建筑因空间巨大，人员在膜

5、空间内到达室外出口的距离长，因此疏散时间就长。烟雾向上和向水平方向快速蔓延，挡住了疏散人员的视线，增大了疏散难度。另外，大空间内人员多，疏散时容易发生滞留。2.2.4扑救难度大。扑救膜建筑这种大空间建筑物火灾往往会遇到很多的困难。例如：热辐射强，烟雾浓，火势蔓延速度快、途径多。另外，面对新型的膜建筑，我们缺乏扑救这类大空间建筑物火灾的实战经验，这给消防灭火的登高作业、内攻侦察、火场供水等都带来不少困难。3.膜结构建筑物的防火设计3.1膜结构建筑物防火设计的原则膜建筑结构形式独特，建筑空间巨大，其防火分区面积和疏散距离等均远远超过现行规范的要求。所以，我们在考虑膜建筑防火安全时就要

6、引进一种新的防火设计方法——性能化防火设计。这种新的防火设计方法，在评价防火安全时，不是按建筑物规格式的条件，而是看其是否满足所要达到的标准值。所谓标准值，就是将建筑物在防火方面应具备的基本条件用数值表示出来，以此作为防火的基本要素。切合建筑物自身特点，从整体去考虑，只要使建筑物整体达到防火安全要求，就可以创造新的建筑空间，并可以考虑其设计的合理性和经济性。膜结构建筑物按照现行法规很难实现其特殊空间的安全性评价，以及为了提高建筑物整体安全性能，而试图减轻有关防火措施等方面的问题。只有采用性能化设计，通过计算机模拟和危险评估，在制定膜结构建筑物的防火方案时，综合考虑地区、规模、用途

7、、空间构成、建筑材料、设备及防火管理等方面，预测火灾时的火势蔓延、烟气流动、疏散、结构的状态等性状并确定评价方法，以得出适应火灾各阶段的防火对策。3.2建筑防火设计3.2.1总平面布置膜建筑一般占地面积都很大，建筑总长度都在220ｍ以上。一旦发生火灾，必然给消防人员扑救火灾和内部空间人员疏散带来极大的不便，容易延误灭火时机，造成重大损失。因此在该类建筑四周设环行消防车道是十分必要的。同时大型展览中心和体育场馆往往位于城郊，远离城市公安消防站，而其布展时人员密集、物资集中，火灾危险