超高层建筑防火的疏散设计分析

2017-03-10张丹澍

环球市场 2017年1期

关键词：建筑防火管井烟囱

张丹澍

中南建筑设计院股份有限公司

超高层建筑防火的疏散设计分析

张丹澍

中南建筑设计院股份有限公司

本文从超高层建筑火灾的特点出发，介绍了超高层建筑引发火灾的原因，对当前超高层建筑防火疏散设计所面临的困难进行了分析，并提出了超高层建筑防火疏散设计的策略要点，以供参考。

超高层建筑；火灾；疏散设计

前言

随着社会经济实力的不断增强，人们对于建筑的要求增高，超高层建筑已经不像过去那样罕见，有越来越多的超高层建筑出现。由于建筑高度过高，对建筑防火疏散设计的要求提高，使设计难度增加。为了提高超高层建筑的安全性，为人们提供一个更加安全的建筑，则需要对超高层建筑防火疏散设计进行更加深入的研究。

1 超高层建筑火灾的特点

第一，蔓延较快。基于在建筑内部使用的很多装饰装修材料的特性，加上引发火灾事故隐患的因素，一旦发生火灾则会迅速蔓延，其会顺着楼梯间、电梯井道等迅速蔓延开来，在竖向管道中形成烟囱效应，进而直接威胁到居住者的生命安全。第二，在人员疏散上存在较大的困难性。基于超高层建筑的垂直高度过高，在发生火灾事故时，容易因恐慌而引起混乱，加上大量的烟雾会借助竖向管道迅速蔓延，致使难以实现人员的迅速疏散撤离。第三，救援难度较大。

2 超高层建筑引发火灾的原因

2.1 明火因素引发火灾

在超高层建筑中，倘若对明火进行不当操作，或者超高层建筑管理工作未做到位，对明火没有及时扑灭，都可能会造成超高层建筑火灾。例如，当工作人员或其他人员在超高层建筑中吸烟完毕后却没有将烟熄灭，从而造成火灾。在超高层建筑中，任意一点微小的细节都需要注意，否则均有可能会造成不良后果。

2.2 电气因素引发火灾

在超高层建筑正常运转中，也需要对电气设备进行定期的维护与检查。对于老旧的电器或者线路，需要及时进行更换。因为老旧的设备和线路容易出现短路或漏电的障碍。如果不能够及时获得解决，就会有可能引发火灾，从而引发事故。

2.3 机械设备故障引发火灾

在超高层建筑中，需要许多机械设备维持建筑的正常工作运转。当机械设备出现故障后，会很容易出现火灾事故。尤其是未能进行及时修复的机械设备，对超高层建筑的安全埋下了隐患。

2.4 不符合建筑标准引发火灾

在对超高层建筑进行装修施工时，装修材料的防火指数不达标也会引起超高层建筑出现火灾。除此之外，倘若对超高层建筑的电气线路私自进行修改，而未经过监理人员检查，也十分容易形成很大的火灾隐患，降低了超高层建筑的安全指数。

3 超高层建筑防火疏散设计所面临的难题

3.1 超高层建筑的建筑面积大，易燃物多

由于超高层建筑的建筑面积大，层数多，结构复杂，并且大多数超高层建筑的底层建筑多作为商场、餐饮等功能使用。因此，客流量过大。同时，超高层建筑中存在的易燃物品相较于普通建筑就较为集中，导致超高层建筑的火灾荷载密度大，容易引起火灾蔓延，不易控制火势。

3.2 超高层建筑容易形成烟囱效应

由于超高层建筑的楼层高度较高，因此，会有较多的电梯、管道井、电缆井以及垃圾道等许多竖向管径。当火灾发生时，竖向管井会使火灾更容易蔓延，不易控制。大量的竖向管井就像烟囱一样，会使超高层建筑形成烟囱效应，增快火焰的流动速度，再受到烟囱效应的影响，不仅会难以控制蔓延速度，还有可能会增加火灾蔓延速度，大大降低了超高层建筑的安全性。

3.3 疏散难度大

由于超高层建筑的楼层较高，因此，当火灾发生时，人员疏散工作不像普通建筑较为简单。对于高于40 层以上的超高层建筑，当发生火灾时，成年男性从40 层到达1 层最快也需要十几分钟。这还必须是对建筑内部结构熟悉的成年男性所需的逃生时间。而在超高层建筑中，难免会存在老人、小孩甚至孕妇等特殊人群，大大增加了火灾疏散的时间。而由于烟囱效应，火灾每一分钟的蔓延面积都是很可怕的，因此大大提高了火灾疏散设计难度。

4 对超高层建筑防火疏散设计的策略要点

4.1 进行防火分区设计

对超高层建筑进行防火分区设计，根据建筑自身的功能和设计标准对其进行设计。对于超高层建筑来说，应严格的按照国家现行建筑设计防火规范进行防火分区设计，以此来抵消耐火能力差的缺陷，从而提高超高层建筑的安全性。在超高层建筑中，由于竖向管井较多，在对竖向管井区域进行防火分区设计时，可以以2 ～ 3 层为一个分区单位，在每两个分区单位之间设计阻燃材料进行填充。当火灾发生时，可以大大降低火灾蔓延的速度，为人员的疏散提供宝贵时间，减少人员伤亡。

4.2 进行“耐火性”超高层建筑结构设计

对超高层建筑进行“耐火性”结构设计。首先，在建筑钢材选择上，摒弃传统的普通钢材，转而选择钢混结构。这是因为，普通钢材在经过高温后，钢材会出现变形的情况，作为建筑的骨架，当钢材变形后，会导致建筑不稳定，从而坍塌，造成事故。而选择钢混结构，可以利用混凝土来抵挡高温对钢材的作用，起到保护钢材的作用。当钢材受到保护后，间接提升了建筑稳定性与安全性，最大程度的保证人员安全与财产安全。

4.3 在超高层建筑中进行完善的消防设计

当防火分区设计完成后，需要在超高层建筑中实现完善的消防设施设计。当发生火灾后，外部射水灭火工作难以完成，因此需要依靠建筑内部的灭火设施进行灭火。在进行消防设施设计时，要根据建筑的实际结构，结合科学技术对建筑内部的管道及水泵进行设计。除此之外，还应当设计消防电梯。对于超高层建筑来说，消防电梯能节省消防员的体力，使消防员能快速接近着火区域，提高战斗力和灭火效果。

4.4 其他防火疏散设计策略

在对超高层建筑进行防火策略设计时，还必须设置防烟楼梯和避难层进行安全疏散和避难。设计应尽量简化疏散至安全出口的流线，减短疏散距离。同时，还应设置避难层，让人员进行避难。避难层应根据建筑高度及规模按照现行国家建筑防火规范要求进行优化设计，优化疏散流线及疏散距离，以此来保证避难人员不被大火所吞噬，为营救人员争取时间。