超高层建筑防火设计问题探讨

2021-03-30陆生云

建材与装饰 2021年18期

陆生云

（上海天华建筑设计有限公司，上海 200235）

1 超高层建筑火灾的危害

1.1 人员疏散难度大

高层建筑的高区一旦发生火灾，室内人员及时疏散到安全空间的难度较大。结合相关部门的推算进行分析，富有经验的消防队员从高度约为30层到达地面，最快需要八分钟，而作为普通人来说没有一定的经验，那么实际消耗的时间则会更多。由于火灾烟气蔓延速度较短，受到外界风力的作用，速度会更快，大约在2min内会蔓延到30层。鉴于上述情况，可以了解到超高层若发生火灾对于人员撤离、疏散来说是极为不利的。

1.2 防火、灭火救援设备要求高

和传统建筑工程进行对比，超高层建筑不仅施工难度大，灭火难度系数也相应呈现增加趋势。出现火灾后，外墙和窗户易被影响，发生脱落的情况。除此之外，部分消防设施的需求与超高层建筑消防灭火需求不一致。如普通的消防登高车的高度在55m，有效的射程范围在80m，对于超高层建筑来说则是不适用的。目前国内大多城市消防直升机设备量小，对超高层建筑工程实行防火设计阶段，需要制定预防备案，对内部的消防设施进行完善。

2 超高层建筑防火设计中存在的问题

2.1 人员密度高

为了解决城市人口密度高等问题，建筑企业建设超高层建筑，但是该类建筑在防火中面临的困难较多。其大多在人群密集处建设，人员流动性强；超高层建筑物在进行设计时需要制定对应的安全通道，但也无法改变逃生时间长这一缺点；若出现火灾，会造成人员踩踏、拥挤的情况。

2.2 防火设计较差

超高层建筑施工期间，部分企业存有偷工减料的情况，有时会为了缩小成本，使用品质不合格的材料，对超高层建筑物整体防火质量产生影响。建筑物或其他相关设施不能符合国家规定的要求，导致建筑物中存在安全隐患。在超高层建筑投入使用后，其中存在大量的竖向电线线路与管道，横向管道连接建筑内部的不同区域和房间，同时存在大量电源、燃气等生活设施，若发生火灾则会造成上下楼层、同层房间之间快速蔓延等情况。

2.3 不符合消防车救援需求

国内消防车高度范围大多在4m，消防登高车的支架高度范围在6m左右，实际转弯呈现的半径范围在16m，作为操作人员不能及时调整消防机械设备，防火系统会出现各种问题。

总图设计中，有些超高层建筑的超塔位置不利，环形的消防车道不通畅，需要经过裙房内的4m的消防通道，增加了风险，影响救援工作的顺利进行。另外大量的消防车道和消防救援场地设置在地下室顶板上，顶板荷载预留因经济性原因的设计按30T偏极限，没有预见到一旦发生火灾，救援设施和救援情况的复杂性和救援场地范围的不确定性。

3 超高层建筑防火设计中的优化策略

3.1 消防登高车操作场地的设计

不同地区的经济发展水平不同，因此购买的消防登高车也会有很大的区别，无论是规格、型号、对地面承重要求都会有明显的不同，登高车自身也会有不同的操作半径。所以，各地需要针对所购买的消防登高车情况来做出规定，保证超高层建筑物能够按需满足。在进行建筑工程的审核工作当中，需要满足消防登高车的宽度和重量需要，保证实际施工场地与建筑存在一定的距离，一般规定50m的高层建筑，消防登高车预期的操作高度在8m，且距离外墙也要控制在合理的范围内。建议结构荷载预留范围在建筑防火规范要求的救援场地范围上做一定程度的扩大。

3.2 优化设计建筑防排烟系统

（1）参考具体的情况对防烟、排烟系统进行统筹规划设计，避免烟气扩散。火灾发生以后需要认真落实防火区进行分割工作，确保烟气及时疏散，方可有效对烟气进行控制，做好阻断工作。除此以外，安装专门的机械排烟管理系统，烟气产生后能够迅速向外进行输送。

（2）面对超高层建筑来讲，想要确保机械排烟系统能够全程正确操作是不确定的，鉴于此情况，保障施工效果符合施工需求具有一定的难度。可以使用“逻辑防烟分区”的手段对防烟分区进行确认，借助物理隔离的手段划分片区，确保防烟的同时能及时排烟。

（3）由于超高层建筑内部核心筒空间的有限性，设置排烟系统具有一定的复杂性和难度，对此建设施工单位可以采用部分自然排烟方式，安装专门的电动排烟窗，然后做好电动排烟窗与火灾报警系统之间的连接，一旦发生火灾，报警系统和排烟系统便会自动开启。但是在整个过程中需要注意的是，必须要对气流的运动方向进行合理的设计与控制，发挥自然对流的作用，以此来强化排烟效果。

3.3 加强建筑防火设计监督

在超高层建筑的建设中，要想加强高层建筑施工过程中的防火监督质量把控，有关部门必须予以高度重视，首先对建筑设计进行严格审批，发现不规范问题一律不予批准。然后在整个施工过程中，一定要保证每一环节都要严格根据相关方案来进行监督和检查，确保建筑材料和设备达到相应防火标准，将防火监督工作列为重点。除此之外，在建筑设计过程中也要结合实际情况，科学合理地设置消防通道，采取合理的设计方案，这样才能从根本上保证高层建筑的防火性能。

3.4 设计避难层

在创新超高层建筑防护系统中，工作人员需要重视避难层设计工作，坚持有关的管理原则，对具体的工作方式进行创新，有利于对工作机制进行管理和控制。①设计人员对避难层进行设计时，需要保证楼地面和灭火救援场地的高度低于50m，保证各个楼层检测小于50m，满足救援的需求。避难层的疏散楼梯需要及时进行分段阻隔，同层进出错位等；②在设计开窗自然排烟系统时，相关人员可以利用FDS软件进行模拟，确保烟气与热辐射不能进入相邻建筑内，并且要对正压送风系统进行处理，保证消防救援机械设备的最高救援点约为50m，若发生火灾则会使其安全性产生影响，防止出现烟气窜入的情况，降低相邻建筑物窗口的温度，减少火灾蔓延的风险。

3.5 设计疏散通道

在超高层建筑中，一些建筑企业为减少支出，会出现安全指示标志和指示不清等问题，会对住户在紧急情况下疏散产生严重的影响。在设计指示标志中，要注意指示疏散设计的及时性、针对性和明显性，并且每个消防指示标志所间隔的距离要保持在20m，若距离太远则不利于人们寻找；若距离太近则会对人群产生误导。因此，消防指示标志要放置在拐角、出口等明显的位置，或者张贴疏散指示灯，为用户指明方向，利于人们找到正确的逃生通道。

3.6 加强消防人员专业培训教育

相关单位要积极做好消防人员专业培训教育活动，在实际工作中注重消防管理人员专业技能的提升，对于高层建筑内部人员，要定期展开灭火设备的使用培训，从根本上保证消防管理人员的消防意识和责任意识以及工作技能，这样才能更好地减少工作中疏漏。除此之外，社区与建筑单位也要加强居民的消防安全教育工作，激发人们的消防意识，使其可以正确认识火灾的严重程度，并将灭火技巧与逃生技巧牢记心中。除此之外，由于一些地区距离消防队较远，因此，在火灾发生后消防救援队伍无法快速到达现场，所以，社区可以结合实际条件建设相应的微型消防站，保证火灾险情发生后，可以及时做出有效反应。

3.7 消防电梯设计

设计人员在设计消防电梯时，要保证数量与安装方面符合要求，安装挡烟设备装置在前室门上，避免火灾产生烟气流入消防电梯。此外，要靠边设置消防电梯，确保首层直通到室外。出现火灾的情况时，消防电梯能够对运行状态进行有效感知，若有任何人在电梯内，会协助电梯内的人员进行逃离，随后原地关闭，提升超高层建筑的安全可靠性。

3.8 符合消防车救援需求

工作人员对超高层建筑防火进行设计期间，需要参照创新防火设计内容，确保消防救援工作如期运行。设计期间，要根据其他机械设备的相关要求，将消防通道的宽度设置约为4m，环形消防道的高度约为4.2m，并且消防通道墙壁不设门窗或增加通道宽度预留开门距离和人员通行宽度，有利于消防机械设备在消防通道中快速进行救援，缩短营救时间，提高管理效果。并且，在消防通道设计过程中，要充分了解自身的工作和发展要求，建立多元化管控机制，增强管理工作的可靠性和有效性，保证防火设计的科学性。

除此之外，确保超高层建筑防火设置是安全有效的，切实对居民的安全意识进行提升，尤其需要提升防火知识的安全教育工作，定期或不定期进行消防演练，由于高层建筑间的内部空间较大，当发生火灾时，居民要保持冷静，选择确定的逃生路线，不仅要保证自身的生命安全，还要帮助其他居民一起逃生，缓解恐惧心理，增强自信。若居民不了解消防知识，则易发生踩踏事件，因此，在日常生活中要对居民加强消防演练，让居民都参与到模拟演练中来，提高其自身的防火意识，保证生命安全。