浅谈高层防火设计及措施

张明

【摘 要】随着高层建筑不断的增加，高层防火的问题也日益受到社会关注。高层建筑作为城市现代化水平的标志，但由于高层建筑火灾隐患多，扑救难度大，因此，在建筑设计中应采取防火措施，以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。建筑防火包括火灾前的预防和火灾时的措施两个方面，前者主要为确定耐火等级和耐火构造，控制可燃物数量及分隔易起火部位等；后者主要为进行防火分区，设置疏散设施及排烟、灭火设备等。本文对高层建筑防火的措施进行了探讨。

【关键词】高层建筑；设计；措施

引言

高层建筑投资规模大，建筑使用功能复杂，使得对设计的要求越来越高，特别是防火安全的设计。我国社会经济还不发达，因此，我们在设计当中既要考虑到控火及灭火的安全性，又要考虑到投资的合理性。

一、高层建筑火灾的特点

高层建筑指的是10层及以上的建筑物和超过24m的建筑物。高层建筑由于层数较多，人员比较密集，因而发生火灾后容易导致火灾大范围蔓延，高层建筑火灾的特点如下：

1、火灾蔓延较快

在一般情况下，高层建筑发生火灾后，火势蔓延较快。这主要是因为高层建筑的空气流动较快，在受到风速和压力的情况下，高层建筑一旦发生火灾，由于火势蔓延较快，容易造成大范围火灾事故。同时，由于大多数的高层建筑都设置了竖向井管如排风管道、电缆井、管道井、楼梯井等，如果室内发生火灾，火势通过这些竖向井管从下层蔓延至上层。

2、扑救难度较大

主要有两方面原因：一是登高的难度较大。在高层建筑出现火灾后，消防人员徒步登楼的极限为10层左右，需要借助消防电梯才能完成，但是由于经济、技术等原因，不少高层建筑没有设置专门的消防电梯。二是用水量较大，火灾扑救时容易出现供水困难等情况。在高层建筑出现火灾时，控制火势蔓延和冷却需要的水量非常大，而高层建筑消火栓系统供水量明显不足，只能通过水泵接合器来供水，但是水泵接合器的供水能力会受到消防车供水高度的限制，因而经常出现供水不足等情况，火灾扑救的难度较大。

3、人员疏散困难

高层建筑人员密集，楼层很高，垂直疏散的距离很长，楼梯成为唯一的疏散通道，在火灾发生后，人员短时间疏散的难度很大，且容易发生跳楼、摔伤、摔死等惨剧。有实验表明，一栋50层的建筑，至少需要两个小时才能将人员全部疏散，火灾蔓延的速度为人员疏散速度的90倍。同时，由于人员疏散的方向与火灾蔓延方向是相反的，在疏散时人们容易受到热气流、烟熏等危害，加大了疏散的危险性和艰巨性。

4、消防设施很复杂，保养维护难度较大

主要表现在四个方面：一是消防设施损毁严重，故障现象经常发生。如排烟系统出现故障、自动报警系统失效、消防水泵启动异常，在发现火灾后，消防设施不能正常使用。二是设施停止使用。由于火灾自动报警系统经常存在误报情况，业主的生活受到影响而被关闭，或者是娱乐场所为了降低照明将指示灯、出口灯等关闭。三是消防设施没有正常安装。如擅自拆除应急灯、防火门，没有安装火灾自动报警系统，消防系统的整改难度较大。四是消防设施的质量不合格。在高层建筑装修时，施工人员为了方便施工，断开横梁两边的支管，导致在发生火灾后每层的一半区域不能自动喷水。

二、做好防火分隔与安全通道设计

高层建筑中，因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右，烟气是火灾中的隐形杀手。所以，要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s，垂直方向扩散速度为3.4m/s，当烟气无阻拦时，只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径，易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所，消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气，保证人员安全疏散和扑救。因此，超高层建筑在上述部位设置机械加压送风系统，能够达到疏散和扑救通道上无烟的目的，从投资方面又低于机械排烟系统，是可行的。其裙房的楼梯间内可统筹考虑布置。其风压值应为防烟楼梯间50Pa，前室、合用前室、封闭避难层25Pa，既能方便疏散安全门的开启，又能保证安全地带的压力，对烟气起到排斥作用。同时，超高层建筑封闭避难层内设置机械加压送风设施，除满足避难层内一定的正压值，防止烟气入侵，也为躲避在避难层里的人们提供呼吸用的新鲜空气。

（一）防火间距：为防止火势通过辐射热等方式蔓延，建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于6米，它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7米和9米。高层建筑因火灾时疏散困难，云梯车需要较大工作半径，所以高层主体同一、二级耐火等级建筑物的防火距离不得小于13米，同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18米。

（二）防火分区：建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区，即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙，分区的最大允许面积为2500米2；三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、600米2.一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000米2或1500米2内，地下室则控制在500米以内。防火墙应为耐火极限4小时的非燃烧体，上面如有洞口应装设甲级防火门窗，各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘，用水幕保护。

（三）安全疏散通道出口：为减少火灾伤亡，建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个，影剧院、体育馆等观众密集的场所，要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯，开敞的楼梯间易导致烟火蔓延，妨碍疏散，封闭的楼梯间能阻挡烟气，利于疏散。防烟楼梯间因设有前室，更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间，楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层，还可设屋顶直升飞机场，从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。

三、强化报警系统和灭火装置设置

自动报警装置和自动灭火装置。前者的探测器有感温、感烟和感光等多种类型；后者主要为自动喷水设备，不宜用水灭火的部位可采用二氧化碳、干粉或卤化烷等自动灭火设备。设有自动报警装置和自动灭火装置的建筑应设消防控制中心，对报警、疏散、灭火、排烟及防火门窗、消防电梯、紧急照明等进行控制和指挥。考虑到高层建筑以自防自救为主，室内消防用水量比室外的要大些，室内消火栓用水量为40l/s（住宅楼为30l/s），即消火栓用水量70l/s（住宅楼为50l/s），是规范规定的建筑物消防用水的上限值。一般情况下，超高层建筑具备两种及两种以上使用功能。因此，其火灾延续时间为3.00h（住宅楼为2.00h），考虑到市政给水状况，由此可确定是否设置室外消防水池及其容量。

四、高层建筑的防火措施

随着人们对高层建筑的质量安全性能的关注力度逐年加大，高层建筑防火工作已成为目前我国建筑领域内的一项重要研究课题。从近年来对我国高层建筑的火灾事故的发生原因和特征的研究中发现，强化高层建筑的防火工作就必须将安全管理工作作为一项重点工作严格控制，综合防火措施的整体性、预见性与完善性，来制定科学的防火措施：

1、加强单体防火项目在高层建筑物中的设计

单体防火设计在高层建筑工程应注重加强应用必要的防火技术，特别是对于安全疏散口、防火隔离等技术的合理分配与设置。

（1）平面布置形式

（2）细化对耐火的等级选择

（3）安全通道与防火分隔的设计

2、强化对高层建筑消防审核的控制力度

消防安全责任制，是现阶段我国国内针对高层建筑所采取的消防安全控制工作的主要形式，一旦发生火灾事故与防火安全相关的职能部门和责任人员都要承担其相对应的责任。通常情况下，当高层建筑防火设计完成后，应将相关的防火设计资料上报至工程建设单位，经工程建设单位向当地消防部门提交审核，审核通过后才可进行实际的施工建设。由此可见高层建筑的防火设计和审核环节至关重要。对与高层建筑的设计必须选择有相关资质的单位承担，设计相关材料必须由设计单位盖章和设计者签字确认后提交消防部门审核，审核材料通过后备份材料还需密封存档，便于在发生火灾事故时通过资料查阅缩短火灾扑救时间，降低火灾事故损失并确定事故责任人。

3、强化对事故照明、疏散标志的维护和管理

通常情况下，当高层建筑发生火灾事故时，为防止火灾事故的蔓延，除消防应急电源外其他电源都将会被切断，此时消防事故照明与疏散标志装置在浓烟或夜间时对人们的及时疏散将起到十分重要的作用，因此在日常的消防维护与管理工作中，应加强对事故照明、疏散标志的维护和管理。

4、注重对消防设施的日常维护管理与保养

当建筑工程验收合格后，整体建筑将由施工单位交付于物业管理单位，消防安全工作也将在此进行交接，因此物业管理单位便成为了消防安全的主体责任单位，强化对建筑消防设施的巡检、维护与保养工作便成为其一项重要工作。物业单位应依照消防单位提出的消防安全要求，尤其是对火灾自动报警、防排烟设备、防火门等要定期进行维护管理和保养。

五、结束语

加强高层建筑的消防管理工作是重中之重，采用必要的防火措施，能够更好的促进建筑业的发展，推进社会城市化进程的步伐。

参考文献：

[1] GB 50045-1995.高层民用建筑设计防火规范 2005

[2]王贤奕，叶生辉.中小城市高层建筑消防安全探讨[J].现代商贸工业.2009（18）.

[3]谢源.在高层建筑中的给排水设计和应用[J].科技创新导报.2011（23）.