高层建筑防火工程的设计研究

石太德

（滨杭高科集团有限公司，河南郑州 450000）

高层建筑防火工程的设计研究

石太德

（滨杭高科集团有限公司，河南郑州 450000）

高层建筑防火工程设计是一项重要的工作，由于高层建筑规模大、投资高、建筑功能复杂，火灾发生系数高，火灾造成的损失和影响大，所以其消防设计日益受到社会各界的关注。本文阐述了高层建筑设计中常见的问题，分析了高层建筑发生火灾的严重性，继而就高层建筑防火工程的设计提出了相关的对策措施。

高层建筑；防火工程；设计研究

高层建筑由于人员密集、结构复杂、可燃物装饰多等特点，如果不慎发生火灾，势必会造成巨大的人员伤亡和经济损失，因而如何将现代的设计模式与火灾安全有机的结合起来，保证建筑的使用安全，目前仍然是设计领域研究的重点。

1 高层建筑的结构设计

根据我国消防技术规范规定，十层及十层以上的居住建筑和高度超过24米的公共建筑统称为高层建筑，又将高度超过100米的建筑称为超高层建筑。现代高层建筑结构设计有以下几个主要特点：

（1）水平力是设计的主要因素。由于水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比，并且对一定高度的建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。因而，在低层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计，而在高层建筑中往往是水平荷载起着决定性的作用。

（2）侧移成为控制标。与低层和多层建筑不同的是，结构侧移现已成为高层建筑结构设计中的关键因素。

（3）对建筑的抗震设计提出更高的要求。在设计的过程中不仅要考虑高层建筑的正常使用，并且还要考虑其抗震性能，保障高层建筑的安全性，并将地震所带来的危害降到最低。

（4）对防火设计的要求更高。高层建筑防火设计在立足自救自灭原则基础上，除要使用必要的防火施工材料，安装必要的防火预警系统和灭火设施外，还要对设备进行定期的维护和管理，搞好火灾突发时期人员的紧急疏散方案，同时在建筑设计时还要为消防灭火提供一定的条件支持。

2 高层建筑火灾存在的特点

2.1 高层建筑物中可燃的材料比较多

一方面，高层建筑标准化、自动化、电气化程度都很高，各种电器设备很多，容易引起漏电或者短路，导致火灾的发生。另一方面，高层建筑火灾发生和建筑材料也有很大关系，众所周知，保温性好的材料一般也是燃点很低、可燃性很高的材料，所以，对经济可靠的保温防火材料研究也是一个亟待突破的领域。

2.2 高层建筑火灾蔓延速度快并且途径多

高层建筑内部一旦发生火灾，火势就会顺着楼梯间、电缆井、管道井等内部通道形成若干个竖向火洞四处蔓延。高层建筑中竖向火的蔓延比横向火要快得多，建筑物越高，其火灾扩散速度就越快，并且在外部风力的作用下会很容易引燃邻近的建筑物。

2.3 实施高层建筑的安全疏散工作相对困难

高层建筑内部人员多且杂，楼层高且垂直疏散距离长，突发火灾时疏散难度大，电梯是高层建筑主要的垂直交通方式，但大多电梯并没有防水、防火、防烟等措施，而消防的云梯车数量不多且高度有限，不能完全满足疏散人群的需求，因而，高层建筑的安全疏散还是依靠走楼梯来完成，但此时如果楼梯内进入烟气，就会直接影响人员的疏散，所以在较短时间内安全疏散所有人员十分困难，在疏散过程中还会出现踩伤、摔伤、跳楼等事件，这些都会加剧疏散的风险性和艰巨性。

3 高层建筑防火工程设计的具体措施

3.1 保障建筑主体结构有足够的耐火稳定性

首先，在耐火等级和材料选择方面，耐火极限和燃烧性能决定着建筑的耐火能力，耐火极限主要是指构建从受火作用开始到被破坏为止的这段时间，燃烧性能有燃烧体、难燃烧体和非燃烧体之分，根据我国的规定，高层建筑所用结构类型的耐火能力必须为一级或者二级；其次，建筑物应该根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。其中承重墙、柱的耐火极限要达到三个小时，梁的耐火极限要达到两个小时，设计时还要保证主体结构的耐火稳定性，内部装修和家具陈设应力求使用不易燃的材料，这样会减少火灾发生的可能性。

3.2 做好防火隔离措施

众所周知，烟气是火灾的隐形杀手。据大量的研究证明，当烟气在无阻碍的情况下可以在1分钟内通过楼梯间、电梯井和各种竖向管井垂直蔓延到几十层高的大楼上，而楼梯间、前室等通道也是火灾中暂时避难、逃生和组织营救的重要通道，由此可见，在设计中充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。为了有效阻止烟气向消防电梯间、楼梯间、前室等通道扩散，保障人员的安全疏散和扑救，这就要求我们要重视防火间距和防火分区的设计工作。

3.3 强化报警系统和自动灭火装置，保障消防、安全通道的畅通

首先，在火灾报警系统方面，要在敞开火灾封闭的楼梯间单独话费探测区域，并每隔2～3层设置一个火灾探测器，用于及时获知火灾消息。其次，为了避免火灾之后的烟雾所带来的危害，建筑内部必须配置相应的灭火器，这是因为建筑的紧急出口处具有一定的封闭性。另外，建筑内部的安全疏散通道要保持畅通，为了减少火灾伤亡，建筑设计必须要考虑安全疏散，重要的是，设置合理逃生通道标志，疏散通道上要设置紧急照明、疏散方向的指示灯和安全出口灯。帮助处于危险中的人群指引逃生方向，可帮助被困人员及时逃脱危险。此外，要保障消防通道的畅通，及时灭火，解救被困人群，降低因火灾产生的损失。

[1]丁承.高层建筑防火设计浅析[J].价值工程，2011(21).

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1003-5168(2014)04-0161-01