帐篷建筑设施主要是由合金型材料或钢结构的框架以及蓬布、膜结构等新型材料组成的临时或半永久性工程。为了有重点和针对性地分析, 现将帐篷分为两类: (1) 普通帐篷。此类帐篷同时具备三个方面的特点, 即临时性、规模不大、同一时间使用人数不多; (2) 篷房。此类帐篷一般同时具备两个共同和典型的特点, 即规模较大、同一时间使用人数较多。另外, 此类帐篷或者具有临时性, 或者具有永久性的特点。
篷房类设施因为其规模和使用人数的关系, 如不采取一定的防火措施, 势必存有较高的火灾风险。本文主要针对篷房类设施进行分析和探讨。
1 帐篷类建筑及其消防隐患
帐篷类建筑及设施有别于一般的建筑工程项目, 所以一般也不在我国建筑工程消防设计、消防设计审核以及消防竣工验收范围之内。但由于使用性能上的灵活性和便捷性, 所以也越来越多地被广泛应用于各类社会生活场所。当在篷房内活动的人员数量较多时, 如大型赛事、车展、婚庆等活动用的临时帐篷, 如果使用时不考虑一定的消防安全设计, 如果存在安全出口数量或宽度不足、内部无任何灭火设施、高温照明灯具距离篷房过近、随意乱拉乱接电线等问题, 就极易引发火灾, 造成巨大的人员伤亡和财产损失。除此类临时性篷房之外, 还有一些篷房建筑设施, 其使用时间则较长, 基本无异于永久性建筑设施, 这类篷房在大型游乐场所内使用最多, 其对应的火灾风险性也就更大, 使用者更应该提高消防意识, 注重篷房设施的消防安全问题, 万不可随意搭建和随意使用。
2 篷房的应用现状及特点
2.1 篷房的应用现状
篷房起源于欧洲, 1995年才传入中国。随着我国经济的篷勃发展, 它也已被广泛应用于展览会, 汽车展, 时装秀, 啤酒节, 宣传庆典、户外婚礼、度假区临时展馆或展厅等。目前许多大型活动、赛事以及展览中都广泛使用临时搭建的篷房设施, 如上海国际博览中心的简易展厅、太阳马戏的马戏城、上海ATP1000大师赛、伦敦冠军赛纪念馆与剧院、欧洲冠军联赛马德里博物馆、克斯莱斯新车展示会、北京奥运会、哈佛大学体院场、上海世博会、上海迪士尼等等。
2.2 篷房的特点
(1) 跨度设计灵活。篷房设施一般可实现3.0~60.0 m不同跨度, 具体跨度可根据实际需要增加或缩减。
(2) 简洁、美观、易于装饰。篷房可根据环境和场景特点, 搭配不同的色彩或进行内外装饰, 使得整个篷房与周围的环境或内部的活动相得益彰。
(3) 安全稳固可靠性好。篷房结构一般采用铝合金框架, 钢部件连接, 基座固定, 有超强的力学性能。篷房属于弹性建筑 (也称之为柔性建筑) , 由于其自重较轻, 结构设计上突出了柔性约束的形式, 抛弃了传统上的固结柱脚, 采用了铰接的连接方式, 在抵御风荷载上, 通过柱底铰链的转动达到消耗风能量的作用, 而使整体结构不会发生破坏, 抗风性能可达6~12级。
(4) 场地适应性强。由于篷房的自重一般较轻, 对结构构件的承载力要求不高, 所以不像一般建筑物那样对场地和基础有特殊要求, 一般场地如沙地、草地、水泥地和瓷砖地面都可以适应, 也无需对场地进行特殊处理。
(5) 配套设施要求较低。比起一般的建筑工程, 篷房对给排水、机电、暖通等配套设施要求非常低, 大多数的篷房只需要满足使用时基本的用电负荷要求即可, 对给排水和暖通则基本没有要求。
(6) 结构简单, 易于安装、拆卸。篷房结构一般为轻质预制装配件, 大多数篷房可直接在现场进行组装和拆卸, 而且无需较长作业周期。
3 篷房火灾危险性分析及篷布材料的燃烧特征
3.1 火灾危险性分析
对于不同规模的篷房设施, 其火灾危险性也有显著的不同。基于篷房使用功能或性质、内饰要求以及火灾案例等综合分析, 总结篷房类设施的火灾危险性如下:
(1) 使用人数较多, 疏散困难。由于国内尚无篷房类设施的防火设计规范, 很多的工程应用中, 设计基本不会考虑人员疏散的相关问题, 如疏散距离、疏散宽度、安全出口数量等, 致使很多人员密集型篷房的疏散设计出现很大问题, 有的容纳百人以上的篷房, 也仅设置一个安全出口或疏散出口。一旦发生火灾, 其内部的人员往往只有一个疏散出口可供疏散, 极易造成“瓶颈效应”, 导致疏散不利, 进而引发踩踏事故, 造成更不利的疏散因素。
(2) 用电设备较多, 乱接乱拉线路现象普遍存在。基本上所有类型的篷房设施都存在此问题, 而且大部分使用者对用电引发火灾的认识很不到位, 或者说根本没有认识。即便了解用电不慎会引发火灾, 但也有人会抱着侥幸心里而忽视用电安全。电线的质量是否满足要求、是否存在老化现象, 器件接触是否良好、可靠, 线路敷设是否满足防火要求, 线路设计与安装施工是否由专业电工完成, 这些因素均是引发用电失火的潜在危险因素。如不加强认知, 任何一个因素出现纰漏, 都有可能酿成火灾。
(3) 内部可燃物多, 极易引发和扩大火势。并不是所有篷房都存在这一问题, 不同功能和性质的篷房设施, 其内部布置或陈列设施就会有所不同, 相应的火灾荷载密度或可燃物性质也会有所不同。例如婚宴帐篷, 该类帐篷搭设随意性很大, 加上使用者对防火意识的淡薄, 内部布置的各种婚庆装饰 (如丝带、气球) 、餐桌、餐椅、餐布、地毯等, 基本都是可燃物 (无阻燃处理要求) , 一旦篷房内发生火灾, 如此之多的可燃物势必助长火势, 扩大火灾损害和损失。
(4) 内部消防设施不完善, 或者基本无消防设施。对于一般的建设工程项目而言, 可以根据规范进行专业消防设施或系统的设计, 但对于篷房类设施, 因无规范约束, 所以专业消防系统或设施就往往较难被使用者负责任地考虑进去。一旦篷房内发生火灾, 人员很难在第一时间对初期火灾进行干预或限制, 进而造成小火酿大火的局面, 造成更大的人员、财产损失。
(5) 结构耐火性能不佳, 篷布材料阻燃性能不好。此问题涉及到两个方面, (1) 篷房设计和施工没有专业技术标准作为指导, 结构体系一般根本不考虑做防火保护, 所以整个结构体系耐火极限非常低, 发生火灾时极易倒塌; (2) 由于没有严格的规范要求, 很多篷房所采用的篷布材料也不一定会考虑阻燃处理, 有的篷布燃烧时还可能会产生融滴或滴落物。发生火灾时, 篷布材料极易造成火灾蔓延, 并影响结构的安全性。
(6) 外部消防基础设施及救援条件不足。如前所述, 篷房设施对场地的要求并不高, 这种灵活性就使得篷房搭建的位置很有可能会远离消防水源、市政或室外消火栓以及消防车道, 篷房一旦发生火灾, 消防车辆就很难靠近篷房, 加上外部消防水源不足, 这些情况都会极大地影响到篷房火灾的扑救。
3.2 篷布材料的燃烧特征
为了更科学、细致地分析篷布材料的燃烧特征, 笔者针对某专业篷房厂家所提供的篷布材料, 联合某实验室进行了相关实验, 实验内容及结论见表1。
表1 篷布材料燃烧特征实验总结
4 篷房的消防设计原则
针对目前国内没有相关防火设计要求的情况, 笔者建议篷房类建筑设施在满足实际使用需求的基础上, 应充分考虑如下消防安全设计原则。
(1) 专业的搭建, 合适的选材。篷房设施搭建一定要有专业的公司进行, 公司应当借鉴同行业技术水平建立健全自身设计和施工标准, 保证篷房建筑结构的稳固性和安全性;搭建篷房所采用的篷布材料应当优先选用阻燃性能较好的材料, 建议委托实验室进行燃烧性能测定, 推荐采用燃烧性能不低于B1级的材料。
(2) 控制篷房规模, 优化篷房布局。在基本能够满足使用要求的情况下, 尽可能地控制篷房整体规模和面积, 建议按照GB 50016—2014《建筑设计防火规范》中四级耐火等级民用建筑防火分区面积600 m2的要求进行控制。多个帐篷之间应考虑一定的防火间距, 防火间距可根据实际情况 (包括帐篷材料、搭建高度、主导风向、最大风速等) 进行计算确定。据有关实验研究, 在风速不超过2.2 m/s的情况下, 相邻帐篷之间的距离不小于2.644 m时, 最大热辐射强度不易引燃临近的帐篷。另外, 在篷房搭建场地的选取时, 应最后布置在消防车辆可以顺利到达的道路附近, 且应保证篷房附近有一定的水源 (包括水池、游泳池等水源、以及市政或室外消火栓等) 。
(3) 注重安全疏散设计, 强化安全疏散出口。 (1) 篷房搭建时要根据具体的形状及内部空间布局, 合理设置充足的安全出口供人员疏散, 建议按照篷房内全部人员疏散到室外的时间不超过1.5 min的原则进行设计; (2) 安全出口的数量至少在两个以上; (3) 室内任意一点疏散至最近安全出口的距离不超过30 m;同时, 建议篷房安全出口最好在结构上要与篷房主体结构断开, 保证篷房倒塌时不会影响到安全出口的安全性。
(4) 电气防火与线路敷设。篷房内的电气设备 (包括开关、插座、照明灯具、取暖设备等) 不应直接贴邻安装或布置在可燃材料或篷布材料上。当贴邻安装或布置时, 应采取防火、隔热保护措施。篷房内使用大功率取暖设备、射灯时, 设备投影范围200%的空间内不应布置任何可燃物, 且注意控制高温部分与正对可燃物之间的距离。对于篷房内用电设备的电气线路及敷设, 建议采用低烟、无卤阻燃型的电线、电缆或者矿物绝缘电缆, 如采用其它普通电线、电缆, 应采用金属管或者金属线槽进行保护, 金属管或线槽的端头做密封处理。
(5) 应急照明与疏散指示。对于使用时间较久、或者无自然采光环境的篷房, 建议在篷房内设置一定数量的自带电源型充电式应急灯具, 保证在火灾断电时能够为人员疏散提供暂时性的照明疏散环境。对于内部疏散路线相对比较复杂的篷房, 还建议结合疏散路径在高位或者低位设置蓄光型疏散指示标示, 为人员疏散提供疏散导向。
(6) 灭火设施与器材。篷房建筑设施在一般情况下不会设置火灾自动报警系统、自动灭火系统以及防排烟系统。所以考虑到目前篷房的实际使用情况, 笔者建议目前至少在篷房内设置一定数量的手提式灭火器, 这样可以保证在发生火灾的初期, 内部人员在第一时间通过灭火器进行火灾干预和控制。
