浅谈高层建筑发生火灾的原因与消防安全设计

刘津京

摘要：随着我国经济的快速发展，高层建筑层出不穷。如何有效降低高层住宅发生火灾率，成为了一个全新的问题。基于此，本文通过对高层建筑火灾事故中暴露出的问题进行分析，对高层建筑消防安全設计进行了研究，并提出了提升高层建筑的消防安全管理工作策略，以供参考。

关键词：高层建筑;火灾原因;消防安全设计

中图分类号：TU998.1文献标识码：A文章编号：2096-6903（2021）12-0117-03

0引言

大型高层住宅建筑的消防设计是一件比较复杂的工程，所涉及的问题很多。针对高层住宅建筑的范围大小、用途发展、建筑本身结构和风格异样以及工程场所等不同的原因，每个高层建筑都会有自己的规定。城市化建筑的不断加快，现代都市中越来越多的高层建筑楼群不断出现，也造成了在处理高层建筑消防安全问题中，消防救援机构工作的新问题。根据应急管理部消防救援局公布的2020年全国火灾情况统计数据显示，全国共发生火灾25.2万起，其中高层建筑火灾8300余起，占总数的3.3%，已呈逐年上升的趋势。由于高层建筑层高、人员多、功能复杂，高层建筑的火灾危险性远大于普通建筑，容易因各种人为或客观原因引起建筑火灾。

1高层建筑火灾发生的原因分析

1.1高层建筑电气火灾是主要原因

随着科技高速发展，在高层建筑中，布置了许多不同的用电设施以及现代化的办公室器具，导致供电系统承载过大，甚至超出了设计荷载和电气线路荷载。而供电系统承载的增大原因，通常就是由于出口压力的增大，久而久之这样的超载荷工作，就很容易使电气线路发生短路、断路和超负荷的状况，从而形成电火花、电弧或导致引线、光缆等线路过热和电线绝缘层老化等问题，造成火灾事故发生。而火焰和烟气在高层建筑楼层中，一旦蔓延，就会因为“烟囱效应”等原因，以极快的速度扩散出去，导致火灾的发生。高层建筑的建筑构件、消防设施、疏散通道的设置，不能满足当前的消防技术标准，这种现象十分常见。另外，还有许多的高层建筑虽然投入使用，但是由于年久失修、历史遗留和经济问题等原因，高层建筑的消防设施未能时刻保持完好有效，不能及时检测电气故障和电缆井内的线路故障，这就要求我们要进一步改善建筑防火设计的电气防火新思路，寻求建筑材料和电气设施的新突破[1]。

1.2消防安全管理单位消防安全意识薄弱

作为高层建筑消防安全管理单位的管理人员，往往担负着生产安全、治安安全和消防安全等职责，消防安全的经济投入与生产成本的比重，就成为了消防安全责任单位和管理单位的“权衡利弊”。以高层建筑灭火器的设置为例，我国社会现代化的大中型建筑物中灭火器虽种类很多，但仍存在部分灭火器质量不高、假冒伪劣产品泛滥、充装检测人员业务水平有限等问题。村、居民对灭火器技术参数和使用方法不了解，培训宣传工作走过场，因此一旦发生火灾事故，即使有功能俱全的灭火器却也往往无从下手，从而大大的耗费了消防资源，原来可以被有效控制的初起火灾却因为不了解灭火器的准确使用说明，而错失了扑救的最佳时机，结果造成了无法挽回的损失。

2高层建筑消防供水设施中存在的问题

高层建筑的供水系统应该格外注意系统的超高压强问题，并采取相应的防超高压强策略。消防供水系统出现超压强，主要是由于水源体系内出现孔隙水压达到工作的正常水压极限，从而造成管线、附件、配件和阀门等装置受到损伤，消防水源系统无法正常使用。由于消防水源体系超压强的问题，在当前高层建筑消防给排水中已经普遍存在。所以，需要引起高度重视，并积极采取相应的防超压强处理策略。

3高层建筑火灾的特点分析

城市的高层公共建筑，通常用途繁杂，且体积很大，而出于建筑物用途功能、城市规划建设、街景工程设计和建筑工程学上的要求，通常在高层公共建筑主体附建与高层连接的裙房，主要用于商业、饭店、营业厅、会议室等。这无疑符合了都市规划建设与用户的生活需求，但同样加大了消防工作的难度。特别对高层的裙房，登高面等重大问题，在工程设计时稍有疏忽，极易引起高层火灾。高层建筑发生火灾时，通常有以下特点：

（1）现有的楼梯系统由于断电而无法正常运用，即便是新设计的灭火楼梯或者是灭火客运共用楼梯，由于在现实中，供电多是来源于同一个地方变电站，达不到双电源设备供应条件在火灾发生时往往会出现断电。而由于许多大中型高层建筑的紧急疏散阶梯大都布局设计在建筑物的筒体内部，大火断电时一般无灯光，消防梯和应急疏散梯无法正常通行，这给救援人员和撤离人员带来了麻烦。（2）由于消防工作人员难以接近起火层扑救，又由于人在起火时惊慌外逃，常常顺着台阶或下或上，与消防工作人员逆行而走。由于人员阻设等因素，为救援工作和人员的撤离造成了时间上的浪费。（3）在失火时，通常烟雾顺其楼道间、扶梯间、竖向的水管导井、电缆井等处向上蔓延，但由于建筑物的烟囱效果，烟雾在很短距离内也会弥漫于疏散楼梯间、扶梯间、由于烟气的高毒性，造成人员无法撤离。而在这时，唯一可以补救的办法便是通过科学合理的方法设计一种使消防员能够迅速扑救火势的攀登面。在国内，许多的火灾事故例子已经证实，当高层建筑突发大火时，登高消防车在实施救援和灭火行动中都起到了非常关键的作用。在突发的火灾事故时，登高消防车可以接近高楼主体建筑物，并快速救援人员和扑救火势。因此，高层公共建筑登高面的设计是保障在失火时抢救员工生命、及时逃生和扑救大火的主要保障。

4高层建筑消防安全设计

4.1科学合理的设置消防控制室

（1）消防控制室，必须设定在建筑的首层和地下室建筑楼层，同时通过防火极限不小于2h的隔墙和1.5h的楼板将建筑其他部位分隔，同时还要设有直达户外的安全出口。（2）建筑内的观众厅、会议室、功能厅等人员较稠密的场所，设立在其他楼面时，建筑还应当符合一个厅，面积不得大于400m2，安全出口不应少于2个，同时装有火灾自动报警系统和火灾灭火系统。

4.2高層建筑电缆井的设计

（1）高层建筑的楼梯间应独立设置，电缆井中禁止敷设易燃气体和甲、乙、丙类液体管线等;（2）楼梯间墙壁上不应开其他孔洞。电缆井、管线井、排烟道等竖向的管道井，宜分别独立设定;在下沉井壁上的检查窗，宜选用丙级消防门。（3）建筑物标高不大于100m的高层建筑，在楼层处用相当楼板耐火性能极限的不燃体材料作耐火隔断。

4.3高层建筑自动灭火系统的设计

在高层建筑中，除不能使用自动喷水灭火系统的部分以外，都应当设置自动喷水灭火系统。

4.4消防救援场地和消防登高扑救面的设计

确立了以人为本、安全发展的观念，以维护社会民生、保护公众消防安全事业的健康发展，以创新思维、合理设计高层公共建筑中消防登高扑救面的问题十分关键。

（1）临街登高面建筑物外墙体工程设计。指建筑在市中心或商业区内的建筑物，在选择将其临街一面用作灭火扑救登高面时，其好处是能够利用临街一面的路面以保证攀登消防车的场所要求，但尤其要指出，建筑设计时一定要尽量避免在登高扑救面的单侧外立面设有玻璃幕墙建筑。因为玻璃幕墙建筑的设定提高了建筑物外观美的整体效果，对装点城市环境发挥着很大的作用，在建筑设计思想上也考虑采用了较多因素，但往往一旦失火，会给灭火扑救工作造成十分不便的结果。火灾调查证实，由于玻璃幕墙建筑在火焰的帮助下会炸裂和塌落，使得灭火工作人员在扑救火势时根本无法及时接近建筑物。同时，一旦在玻璃幕墙下设计有消火栓、消防自动水泵连接装置，在失火时就会由于幕墙设计的原因坍落度逐渐下掉。这种消防设备将根本无法运用，也极易造成扑救工作人员的受伤。在临街登高面乃至最高顶部还应尽量避免建筑设计霓虹灯类的大规模商品广告，以及其他直接产生影响灭火登高扑救效果的景观。在登高平面顶端还应尽量避免建筑设计较多的凹凸形状，从而直接产生影响登高消防车登高平台附近的各楼窗户、孔洞。（2）合理设计好高层建筑的登高场所。当一幢高层建筑登高面积确定以后，就紧接着一定要有能够满足各种登高消防车的登高场所。登高场地最宜布局在较高层建筑的扑救面一侧，同时也要结合消防机器人道一同考虑。从实际扑救的使用情况出发，建筑层数越高、对登高场地要求就越宽，因此按照目前国内外常见登高消防车的基本技术参数，一般设计先考虑登高车辆的支腿跨距不大于6m左右，再考虑普通车的交汇，以及消防队员携带装备搬运救护设备时的穿梭，以及参照了大型高层建筑和中我国高层建筑之间的防火间距要求，一般以13m左右为宜。按照目前国内登高消防车的最大直径标准，加上车道长度，在留有余地情况下，登高场地长宽不能少于18m×13m。登高场主要是供攀登及消防车等扑灭火灾救援的人员利用，并按照不同攀登车技术参数，规定从登高场外缘至建筑外墙高度不应当低于5m，并且规定其最外侧一点与建筑登高边缘之间的水平间距也不能超过15m。针对由数个单体组成的板式住宅，或底部为整个裙房而上部很多高塔以至不规则状或多边形建筑物的高层住宅，宜根据各个单体和建筑布设登高场所，也可按照建筑物内消防分区的规划、靠室外楼梯间的布局和根据建筑物周围的消防机器人道实际状况，分段设计登高场所。在设计登高场所时，还必须充分考虑其边坡高度不得超过3%，按场地的承载负荷应不低于30t计算，并且整个登高区域上空不能有架空导线、光缆，以及各种架空物体。使用市政路作登高场所时更应充分考虑无园林绿化、城市建设风景物等，妨碍消防车登高。

5提升高层建筑的消防安全管理工作策略

5.1明确消防安全责任主体

高层建筑使用管理单元为消防安全责任主体，要建立健全各种规章，全方位进行日常消防管理工作。物业公司针对建筑住宅应该明确安全责任主体，对消防工作认真巡查检查，涉及外保温技术的消防管理工作以及消防安全教育工作必须严格执行，落实消防安全监督管理工作。高层建筑必须明确安全责任管理制度，落实消防安全管理责任人。具体人员的具体分配，对于多产权、多租户的建筑，必须安排统一的消防管理人员进行维护管理，并定期召开消防工作会议，处理重大消防安全问题[2]。

5.2实行规范化、标准化的消防管理

建筑物须引入自动消防的“户籍化”管理模式，所用管理工作单元要完善消防安全管理制度规范，依法设置专业电工，认真做好电力用气用火安全管理工作，并定期委托检测维修电力线路、煤气管道，严密控制供电、气源和火源。对火势荷载范围大、人数密集的，也要认定为火灾事故高危单元，并采取更加严厉的消防安全管理[3]。

5.3加强消防宣传教育培训

要开展经常性的消防宣传教育，科普消防灭火与救援的常识，要对专职消防安全管理员和“楼长”开展技术培训，定时举行演习，以增强应急避难逃生的能力。

5.4强化群防群治

要紧密结合新区高层小区的电缆井等专项技术整改工作，积极组织启动镇、街、村民委深入开展“三清一查”行为，即清除在电梯间、管线井、消火栓箱内的易燃物，清除在电梯间内违法充电的电动车，清除违法侵占消防机器人道和消防灭火扑救场所的机动车，查违章用火、供电、用气、用油。

5.5加强微型消防站建设

各高层公共建筑、所有高层住宅建筑和居住区的物业管理单位应设置微型灭火站，配备人员和设备，实现火灾事故的早预防、早发生、早处理。

6结语

总之，只有不断强化居民的安全意识，确保消防措施的质量和安全，才能有效地减少火灾隐患，保障居民生命财产安全，真正促进我国城市建设的发展和进步。同时，在进行消防设计的过程中一定要充分考虑各项因素，运用科学、有效的方法进行设计。

参考文献

[1]张永，陈晰.浅谈高层住宅建筑的消防安全问题[J].科技创新与应用，2014（24）：252.

[2]院振鸿.浅谈高层建筑消防安全隐患及火灾防范思路[J].今日消防，2019（6）：22-23.

[3]彭岩.高层建筑消防安全管理研究[J].今日消防，2021（1）：100-101.

OntheCausesofFireinHigh-RiseBuildingsandFireSafetyDesign

LIUJinjing

（TianjinBinhaiNewAreaFireRescueDetachment，Tianjin300450）

Abstract：WiththerapiddevelopmentofChina'seconomy，high-risebuildingsemergeinendlessly.Howtoeffectivelyreducethefirerateofhigh-riseresidentialbuildings，ithasbecomeanewproblem.Basedonthis，thispaperanalyzestheproblemsexposedinhigh-risebuildingfireaccidents，thefiresafetydesignofhigh-risebuildingsisstudied，andimprovethefiresafetymanagementstrategyofhigh-risebuildings，forreference.Keywords：high-risebuilding;causeoffire;firesafetydesign