建筑防火设计的方法探析

李范一　高洪龙

【摘要】些年来，建筑的火灾常有发生，使得防火设计成为建筑设计的一项重要内容。本文结合民用建筑火灾的特点，详细阐述了建筑防火设计中的相关要点。

【关键词】建筑；防火设计；疏散；安全出口；防火分区

一、建筑火灾的特点

（一）高层建筑火灾火势凶猛，容易形成“烟囱”效应

高层建筑内一旦起火，建筑内的各种楼梯间、管道井、电缆井、排风道等这些功能必要的内部通道会在火灾时形成若干个竖向火洞，火灾时烟气向上升腾，犹如高耸的烟囱，烟囱效应十分强烈。火势沿外墙窗口向上升腾、卷曲，甚至跳跃式向上层蔓延。高层建筑中，竖向火的蔓延一定比横向的快。建筑物越高，火灾扩散蔓延速度越迅猛。外部风力作用，会引起邻近建筑物燃烧。所以防火是现在高层建筑面临的难题。

（二）建筑可燃材料多

建筑标准较高、电气化、自动化程度也高，各种电器设备繁多，漏电短路几率大为增加，极易引起火灾。火灾发生和蔓延与建筑材料也有很大的关系，特别是聚苯板、矿棉等常用隔热保温材料都是燃点较低的。目前的材料水平，保温和防火的功能有一定冲突，保温性好的材料一般可燃性高，這是无法回避的现实。2008年在建的济南奥体中心工地连续发生两次火灾都与保温材料施工不慎有关，可见对经济可靠的保温防火材料研究尚待突破。对新型材料和幕墙金属面板材料的防火标准还需重新评估和审定。

（三）疏散难度大

建筑发生火灾时往往人员惊慌、拥挤，易造成踩伤踩死，甚至出现人员跳楼的情况。常规云梯车的救火高度也就是四五十米。事实上对100米以上的超高层建筑，现有的消防力量很难实施有效的外部救火。

二、建筑物的耐火等级

划分建筑物耐火等级的目的在于根据建筑物的用途不同提出不同的耐火等级要求，做到既有利于安全，又有利于节约基本建设投资。现行《建筑设计防火规范》将建筑物的耐火等级按建筑构件的耐火极限和燃烧性能划分为四级。建筑物所要求的耐火等级确定之后，其各种建筑构件的燃烧性能和耐火极限均不应低于表中相应耐火等级的规定。对于各类建筑构件的燃烧性能和耐火极限，可查阅《建筑设计防火规范》（GBJ16-8）。现就构件的耐火极限和燃烧性能作如下说明：

（一）构件的耐火极限

构件的耐火极限是指构件在标准耐火实验在中，从受到火的作用时起，到失去稳定性或完整性或绝热性止，这段抵抗火作用的时间，一般以小时计。

（二）构件的燃烧性能

构件的燃烧性能分为三类，即非燃烧体、难燃烧体和燃烧体。

非燃烧体是指用非燃烧材料做成的构件，如天然石材、人工石材、金属材料等。

难燃烧体是指用不易燃烧的材料做成的构件，或者用燃烧材料做成，但用非燃烧材料作为保护层的构件，例如沥青混凝土构件、木板条抹灰的构件均属于难燃烧体。

燃烧体是指用容易燃烧的材料做成的构件，如木材等。

根据各级耐火等级中建筑构件的燃烧性能和耐火极限特点，可大致判定不同结构类型建筑物的耐火等级。一般来说，钢筋混凝土结构、钢筋混凝土砖石结构建筑可基本定为一、二级耐火等级；砖木结构建筑可基本定为三级耐火等级；以木柱、木屋架承重及以砖石等不燃烧或难燃烧材料为墙的建筑可定为四级耐火等级。

三、建筑防火设计的方法

（一）总平面布局和平面布置对建筑的影响

总平面布局和平面布置对建筑自身及相邻建筑物的使用功能和安全有非常大的影响，总平面布局在满足城市规划和消防安全的前提下，合理布置建筑位置、防火间距、消防车道和消防水源等。合理布置建筑，建筑之间留有足够的防火间距，用以消除或减少各建筑之间及周边环境的相互影响，防止火灾蔓延。建筑物

间的防火间距应满足《建筑设计防火规范》《高层建筑设计防火规范》规定的要求。

当防火间距因场地原因不能满足国家有关消防技术规范时，可采取以下补救措施：1）拆除部分耐火等级低、占地面积小、使用价值低的和新建筑相邻的原有陈旧建筑。2）设置独立的室外防火墙，在设置此墙时，应兼顾通风排烟和破拆扑救。3）改变建筑物的生产和使用性质，降低建筑物的火灾危害性。4）将建筑物的

普通外墙改为防火墙，或减少相邻墙面的开洞面积，如设门窗应采用防火门窗。

（二）建筑内部空间的布置

为防止火灾和烟气在建筑内部蔓延扩大，确保火灾时的人员生命安全，减少财产损失，应对建筑内部空间进行合理布置。

1、建筑布置应遵循以下原则

（1）建筑内部某个部位着火时，能限制火灾和烟气在建筑内部蔓延扩大，并为人员的疏散、消防人员的扑救提供方便。

（2）建筑内部某个部位着火时，减少对相邻区域受到强制热辐射和烟气的影响。

（3）能方便消防队员的救援、利用灭火设施进行灭火。

（4）有火灾、爆炸危险的建筑设备部位，能防止对人员和重要设备造成危害。

2、设备用房的布置应遵循以下要求

（1）燃油、燃气锅炉房、变压器室应布置在建筑物的首层或地下 1 层靠外墙部位。

（2）锅炉房、变压器室的门应直通室外或安全出口。

（3）柴油发电机房宜布置在建筑物的首层和地下 1 层，2 层，机房内应设置储油间，总储存量不应大于 8 h 的需要量。

（4）消防水泵房不应设置在地下 3 层及以下其他层，疏散门应靠近安全出口。

（三）建筑内防火分区的划分

为有效的阻止火灾在建筑物的水平、垂直方向蔓延，将火灾限制在一定范围内，在建筑内划分防火分区是十分必要的。为了火灾发生时，将烟气控制在一定范围，为了提高排烟口的排烟效果，划分防烟分区是最好的方法。

高层民用建筑（一级，二级耐火等级）防火分区的最大允许面积为1500m2；单、多层民用建筑，耐火等级为一级，二级时，防火分区的最大允许面积2500m2；耐火等级为三级时，防火分区的最大允许面积为1 200 m2；耐火等级为四级时，防火分区的最大允许面积为 600 m2；地下室的防火分区允许面积为 500 m2，当建筑内设有自动喷淋系统时，防火面积增加1.0 倍。防烟分区不宜大于2000 m2，防烟分区应采用挡烟垂壁、隔墙、结构梁等划分；不应跨越防火分区。

（四）安全疏散

安全疏散对于确保火灾中人员的生命安全具有重要作用。（高层）建筑防火建筑规范对疏散宽度、疏散距离做了具体规定。需要注意的是有的建筑没有具体规定疏散宽度，而是需要先计算人员密度，再计算疏散宽度，如：办公建筑、商场、歌舞娱乐放映游艺场所、餐饮建筑等。

安全疏散距离包括两部分：1）房间内最远点至疏散门的距离；2）从房门到疏散楼梯间或外部出口的距离。需要注意的，也是设计人员经常存在的问题是：楼梯间的首层应设置直通室外的出口，或在首层设置扩大的封闭（防烟）楼梯间，当建筑层数不大于 4 层时，楼梯间离直通室外的出口的距离不大于 15 m。疏散楼梯宜设置在标准层的两端，为人们提供两个不同方向的疏散路线；疏散楼梯宜靠近电梯设置，可将常用疏散线路（电梯）与紧急疏散线路相结合，有利于人员快速疏散；疏散楼梯宜靠外墙设置：疏散楼梯应保持上、下通畅，避免不同的人流线路相互交叉。

【参考文献】

[1]GB50045-95高层民用建筑设计防火规范（2005年版）[S].中国建筑工业出版社，2005.

[2]丁承.高层建筑防火设计浅析[J].价值工程，2011.21

[3]范恩强，张自军，化明明.谈建筑防火设计方法的发展趋势[J].安防科技，2006.4.