医疗建筑防火技术措施的应用分析

2023-08-30王海洋

科技与创新 2023年12期

关键词：火势火灾事故分区

王海洋

（中国中元国际工程有限公司，北京 100000）

相比于其他类型建筑，医疗建筑具备极强的公共属性，在短时间内会聚集大量人群，火灾风险系数随之升高，消防安全状况不容乐观，更易出现火灾安全事故，造成严重损失。对防火技术的合理运用，是切实保障医护人员与患者生命财产安全的关键，本文就此开展研究。

1 医疗建筑火灾概述

1.1 火灾特点

根据相关建筑火灾事故调查报告来看，医疗建筑火灾事故有着火灾荷载大、蔓延速度块、疏散难度大的特点，这也是医疗建筑火灾事故危害性的主要体现。

火灾荷载大：为满足医护工作需要，在医疗建筑内部堆放需要使用到的大量易燃易爆品与可燃品，如酒精、氧气等易爆医用试剂以及苯板泡沫、胶合板、木质吊顶等可燃室内装修材料。因此，当医疗建筑室内局部温度过高、形成明火、电缆漏电时，有较大可能出现火灾事故。

蔓延速度快：在医疗建筑内部设置大量的竖向通风构造，如管道井、非封闭楼梯间、排气道与中庭空间等，当出现建筑火灾事故时，同步产生烟囱效应，明火与有毒浓烟沿垂直坡度空间上升或下降，导致火势迅速蔓延到各个楼层，如果没有快速扑灭初期火势，将造成严重损失。

疏散难度大：医疗建筑人流量较大，且部分病患不具备自由行动能力，当出现火灾事故时，容易出现人员踩踏、人员拥堵、混淆逃生路线现象，由于室内受灾人员未在限定时间内疏散至安全区域，长时间处于高温环境并吸入过量有毒烟气，会出现人员伤亡[1]。

1.2 医疗建筑主要火灾隐患

现代医疗建筑的火灾隐患主要包括建筑老化、内部装饰装修材料易燃、防火分隔不到位与医技科室复杂火源。具体阐述如下：①建筑老化隐患。部分医疗建筑使用年限较长，在原有基础上改扩建形成，未对旧有建筑结构进行全面升级，普遍存在线路老化、建筑结构耐火极限降低、缺乏火灾报警与自动灭火系统等问题，在建筑使用期间容易出现火灾事故、难以有效控制火势蔓延范围。②内部装饰装修材料易燃。在医疗建筑内部使用到大量可燃、易燃材料作为装饰装修材料，以及在材料内部直接敷设电气线路，当室内局部温度异常升高、线路绝缘失效并漏电时，都有可能引燃装修材料，最终出现建筑火灾事故。③防火分隔隐患。医疗建筑由若干功能单元组成，如果没有在各功能单元或是相邻防火分区的交界处采取有效防火分隔措施，防火隔墙、防火门等设施的极限耐火时间较短，或是存在缝隙，当建筑室内局部形成明火时，防火分隔构件未发挥出应有作用，致使火势迅速蔓延。④医技科室复杂火源隐患。在检验室、放射诊疗室、制剂病理室等医技科室内放置大量用电设备与易燃易爆品，如果在使用期间出现设备操作不当、药剂保管不善、线路短路漏电等问题，都有可能引发火灾事故出现。

2 医疗建筑防火技术措施的有效应用

2.1 平面布局防火

现代医疗建筑有着建设规模庞大、内部结构复杂的特点，如果盲目选择平面布局形式，或是忽视建筑在结构防火、火势阻隔方面的要求，将会形成火灾隐患，在建筑使用期间易出现火灾事故，也不利于室内受灾人员安全疏散工作的开展。目前来看，常用的平面布局形式分为“T”字形、“回”字形、嵌套形3 种，不同类型平面布局的防火效果存在明显差异，需要根据工程情况加以合理选择。

2.1.1 “T”字形平面布局

采取功能单元紧凑布置方式，在走道两侧区域密集布置医疗备品库、诊疗室、观察室、生化检查室等科室，有着节省空间面积、缩短医护人员行走间距的优点，有利于提高实际诊疗效率。但在医疗建筑出现火灾事故时，室内受灾人员在惊慌失措下易出现混淆逃生线路的问题，导致疏散逃生时间增加、造成疏散线路拥堵。此项布局形式适用于占地面积有限的小型医疗建筑，可选择在楼层两端均设置疏散楼梯，受灾人员沿横纵走道交叉处任意方向逃生，都可进入正确疏散线路。

2.1.2 “回”字形平面布局

这类布局是在医疗建筑室内规划头尾衔接的“回”形走道，在走道内侧、外侧区域分散布置各功能单元。当出现火灾事故时，受灾人员在恐慌、焦躁等负面情绪影响下，很难在疏散期间冷静选择正确逃生路线，易被错误路线误导，出现绕圈折返现象。在选取这一布局形式时，可选择在平面结构中心位置设置护士站，楼层四角设置疏散楼梯，保持楼梯入口与走道衔接状态，受灾人员从房间内出来后，可以直接进入疏散楼梯。

2.1.3 嵌套形平面布局

这一布局形式是在功能房间室内规划走道，通过走道保持多个房间的连通状态，当出现火灾事故时，受灾人员通过走道穿过多处房间，即可进入疏散通道。为保障人员疏散安全，需要在临近“次危险区”位置设置疏散楼梯，当人员从着火区域向外疏散时，依次通过“危险区”“次危险区”和“相对安全区”，如果疏散顺序颠倒，受灾人员有可能因吸入过量有毒烟气而在抵达疏散楼梯前出现昏厥现象。

2.2 防火分区

防火分区是在建筑内部通过设置防火隔墙、防火卷帘、防火门等构件，人为分隔形成多个封闭空间单元，当出现建筑火灾时，凭借相邻分区边界处防火隔件，可以将火势控制在特定范围内，在防火隔件到达极限耐火时间后，火势范围才会进一步扩大。对此项技术的应用，有利于降低火灾受损程度和人员伤亡，为消防救援与受灾人员逃生疏散争取宝贵时间。

在应用防火分区技术时，需要掌握分区形式选择、分区面积设定、防火分隔构件选用、穿墙管路封堵4个方面的技术要点。第一，在分区形式选择方面，主要分为竖向分区、水平分区2 种形式，按照医疗建筑火灾特点与防火目的进行选择。例如，为阻止火势、浓烟在建筑内部竖向蔓延时，采取竖向分区形式，以单个楼层作为防火分区，设置防火楼地板、防火挑檐等构件。而为阻止火势、浓烟向水平方向蔓延时，则采取水平分区形式，着重设置防火水幕、防火墙、防火门等构件。第二，在分区面积设定方面，遵循GB 50016—2014《建筑设计防火规范》规定，根据医疗建筑耐火等级、层数、高度来确定单个防火分区最大面积，如果在分区内部独立设置自动灭火系统时，可以将防火分区最大面积值扩大至2 倍。防火分区面积过大，将造成占用过多室内空间、增加工程造价、形成防火隐患的后果[2]。第三，在构件选用方面，根据防火分区形式来选择防火分隔构件种类，根据医疗建筑防火要求来确定构件耐火极限时间，如在电梯井周边设置耐火极限不小于2 h 的不燃防火隔墙，在疏散走道两侧设置耐火极限不小于1 h 的不燃防火隔墙。第四，在穿墙管路封堵方面，如果医疗建筑中敷设穿越多个防火分区的水电管路，需要在楼地板或防火隔墙中提前预留孔洞，禁止在防火卷帘、防火门等构件上穿越管线。在管线敷设完毕后，在管线与套管间隙处、套管与墙壁间隙处、预留洞口表面嵌填防火材料进行封堵。

2.3 避难空间

现代医疗建筑有着占地面积广、层数多、人流量大的特点，当出现建筑火灾事故时，由于建筑内部结构复杂和疏散距离过远，室内受灾人员很难在短时间内疏散至安全区域。因此，需要在医疗建筑内部设置避难空间，引导部分室内受灾人员疏散至避难空间内临时躲避，等待消防人员救援，避免因吸入过量烟气等问题而造成无谓的人员伤亡。

目前在医疗建筑工程中，避难空间主要分为避难层、避难间2 种形式。第一，避难层是在医疗建筑中规划一层或多层用于人员暂时躲避火灾的楼层，当医疗建筑高超过100 m 时，必须在高层病房楼二层以上位置设置避难层。要求在避难层中错动布置防烟楼梯间，在入口部位设置防烟前室，以及在避难层内设置应急广播、消防专线电话等设施，始终保持避难人员与消防部门的稳定通信状态。第二，避难间是在医疗建筑内部为行动障碍人员、疏散不及时人员提供的临时避难场所，要求各处避难间所服务护理单元数量在2个以内，服务1 个与2 个护理单元时的净面积不得小于25 m2和50 m2，在靠近楼梯间时需要设置耐火极限不小于2 h 耐火隔墙与甲级防火门，在避难间带有外窗时设置机械防烟设施与安装乙级防火窗，在避难间入口处摆放醒目指示牌，以及在避难间内部设置消防专线电话与应急照明灯具等设施[3]。

2.4 火灾自动报警

考虑到医疗建筑有着火灾隐患众多、火灾隐蔽性强的特征，如果采取常规消防巡查、人工报警方式，很难在第一时间发现建筑火情，丧失扑灭初期火势的条件，导致火势随时间推移而迅速蔓延，最终造成严重损失。对此，为迅速发现火情与扑灭初期火势，将建筑火灾事故造成损失控制在可接受范围内，必须应用到火灾自动报警技术。在医疗建筑内部的中庭空间、医技科室、服务台等区域顶棚部位布置若干探测器，在疏散走道两侧、消防楼梯入口等部位安装自动报警器与手动报警器，并在系统中设定报警阈值。如此，在医疗建筑使用期间，由探测器持续采集室内温度、空气湿度、烟雾浓度等参数的监测信号，对比测定值与额定阈值，当测定值超限时自动发送火情报警信号，或是由室内人员手动按下报警按钮，并启动蜂鸣器来通报火情，组织室内受灾人员有序疏散撤离。

在应用火灾自动报警技术时，必须掌握探测器位置设定、自备电源两方面的技术要点。其一，在探测器位置设定方面，多数型号探测器普遍采取光电探测方式，要求探测器与目标物体间保持良好光学通视条件，如果中间分布障碍物，会形成探测盲区。因此，需要在走道顶棚、房间吊顶等空旷部位安装探测器，必要时可在设备用房内额外设置多台探测器。同时，根据室内环境情况来设定相邻探测器间距，要求实际间距不超过探测器有效范围，避免形成探测盲区。其二，在自备电源方面，火灾报警系统具备采集火灾信息、帮助消防人员掌握火场情况的使用需求。然而在建筑火灾持续过程中，受到高温条件影响，易出现主电源断电现象，致使探测器与消防报警器停机运行[4]。为解决这一问题，需要将火灾报警设备接入消防供电回路，或是在系统中设置小型电机或蓄电池进行供电。

2.5 自动灭火

为迅速扑灭初期火势，必须在医疗建筑工程中搭建自动灭火系统，当出现建筑火灾、报警系统确定火情并锁定火势蔓延范围后，启动自动灭火系统，控制喷头等设备向着火点喷淋水、喷射水流或喷射气体灭火剂。根据灭火方式，可将自动灭火技术分为气体灭火、旋喷高射水炮灭火、自喷淋灭火3 种，各项技术的灭火效果有所不同，具体如下。

2.5.1 气体灭火

在医疗建筑室内安装若干控制阀件、喷嘴与灭火剂贮瓶，在瓶内贮存二氧化碳或是七氟丙烷等气体灭火剂。当系统检测到建筑火情时，自动开启阀门，瓶内贮存灭火剂在压力作用下经由喷嘴向外喷出，通过隔离氧气与明火来扑灭火势。此项技术适用于医疗设备用房、机电设备用房等无法用水扑救的区域。

2.5.2 旋喷高射水炮灭火

在建筑中庭空间等部位安装若干高空水炮、复合型探测器与控制阀件，当出现建筑火灾事故后，开启阀件，经由喷头向外高压喷射水炮，根据探测器检测信号来调整喷射角度，控制水流精准射向着火点。此项技术有着扑救效果显著、具备跟踪灭火功能的优势，但系统结构复杂、造价成本高昂，多用于高规格和防火要求严格的医疗建筑工程。

2.5.3 自喷淋灭火

在建筑吊顶、走道顶棚等空旷部位安装洒水喷头与水流报警器，喷水管道接入消防给排水系统当中。在医疗建筑投运使用期间，报警器持续对周边环境温度进行检测，当感温元件在高温条件下熔化脱落、或是接收火灾报警信号后，开启阀件，通过喷头向周围喷水灭火。此项技术是目前最为常见的自动灭火方式，主要用于医生办公室、病理室、大堂、候诊区、地下停车库等区域。