超高层建筑防火设计问题的分析

王效群

摘要：超高层建筑的防火设计一直以来都是困扰人们生活的难题，当楼层越高时，其在防火安全方面存在的问题就越难解决。针对超高层建筑，如何能够更好地做好防火设计，提高安全性，需要从消防、避难、疏散以及应急方案等多方面来进行探索和研究，只有对这些问题进行具体深入的探索，才能更好地寻求科学的解决方案。

关键词：超高层建筑;防火设计;问题

超高层建筑一般都高于100m，因此普通建筑的防火设计是不适用的。当超高层建筑发生火灾时，它的消防和救援难度都远大于常规建筑。因此，如何能够根据超高层建筑的具体情况进行科学合理的防火设计，对于提升超高层建筑的安全性而言至关重要。

1  超高层建筑发生火灾的危险性

1.1  建筑高大复杂，用途较为广泛

通常，超高层建筑都会有着多种多样的功能和用途，除了住宅之外还会伴随着各种商业娱乐场所，人群密集。建筑内部结构一般比较复杂，还会有着数量众多的用电设备，这些因素都使得火灾的风险增大。

1.2  较多的竖向管径，容易形成烟囱效应

超高层建筑中存在很多的竖向管径，例如电梯、楼梯间以及各种管道等。当火灾发生时，这些竖向管井很容易形成烟囱效应，加剧火势蔓延，同时高楼部分的风速一般都比较大，加上建筑内部的各种可燃物，多种因素交融在一起，导致火情的迅速蔓延，从而造成严重损失。

1.3  人员难以疏散，容易造成伤亡

超高层建筑一旦发生火灾，高楼层的人员疏散将会是一个巨大的难题。由于楼层较高，密集的人员疏散会进行的十分缓慢，需要大量时间。而火灾的蔓延速度则是非常快的，尤其是火灾过程中产生的浓烟，1min可以蔓延至几十层的高度，这会加剧火灾造成的影响和伤亡。

1.4  对救火装备要求较高，灭火救援难度较大

我国当前很多超高层建筑的外部都是玻璃墙，当火灾发生时，消防人员的救援难度将会巨大。一方面，破坏玻璃墙容易对地面人员和设备造成损伤，增加救援难度，同时很多固定窗的设计也会导致救援人员无法靠近起火点，难以对火源进行有效的撲灭。另一方面，当建筑楼层超过一定高度时，现有消防设备无法使用，当前我国消防车供水的最高有效射程也没有超过150m，因此当高于150m的建筑失火时，消防员将难以进行灭火救援工作，只能更多的依赖建筑本身的消防设施来进行灭火救援[1]。

1.5  施工周期长，施工期间火灾隐患大

超高层建筑在修建时会有很长的施工周期，在这个过程中，存在大量用电、用火的情况。同时施工现场还有大量建筑材料，很多都是易燃物品，这无形中就加大了火灾的风险。因为还在施工期间，建筑的消防设施不完善，一旦起火，造成的损失将难以估量，加之楼层较高，消防员攀爬困难，更是加剧了火灾的危害。

2  建筑工程概况

本次建筑工程高220.5m，属于超高层建筑，占地2038m2，总建筑面积为180895m2，其中超高层面积达2000m2。内部结构复杂多样，分为地下3层和地上49层，地下部分主要功能为车库、变电所、设备用房等，地上则分为主楼以及商业用楼，建筑内包括商业娱乐、银行、餐饮、办公等多种场所。16层和32层为避难层，整个建筑一共7部电梯，其中2部为消防电梯，剩余为客梯，建筑顶部还有一个直升机停机坪。

3  超高层建筑防火设计中的常见问题

3.1  总平面设计无法满足消防车的实际操作需要

通过实际测量分析发现，该建筑工程的总平面设计存在很多消防救援方面的问题和隐患。首先是建筑四周缺少环形消防车道，其次车道的具体规格也没有满足消防车的实际需求。当前国内消防车都是按照高标准、高要求来制造的。就实际情况而言，该工程设计的消防车道是远远不能满足消防登高车的实际施救条件的，消防车没有充分的空间来展开施救，就没有办法达到最佳施救效果，会严重加剧火灾的损失。因此，还需要根据实际情况分析改进，做出最适合该工程的消防设计。

3.2  超高层建筑避难层的位置合理性问题

对于超高层建筑而言，将避难层设置在科学合理的位置是非常重要的。设置避难层的主要目的是，当火情发生时，为了避免人群恐慌，可以快速将人群聚集在避难层，由消防登高车对人员进行疏散，这样能够尽可能减小人员伤亡。因此要根据实际情况让避难层更有利于帮助消防登高车进行救援，这样才能最大化地发挥其作用。我国《高层民用建筑设计防火规范》规定，超过100m的建筑，避难层应当设在15层左右，这是一个大致适宜的范围，但是还需要根据建筑的实际情况进行设计和建造。然而当前我国很多建筑设计单位，盲目遵守15层的规定，不顾建筑的实际情况，将避难层统一设置在15层，这样就会出现很多建筑的避难层过高，消防登高车无法进行有效施救的情况，这大大增加了消防救援的难度，加大伤亡。因此必须科学合理地结合建筑实际情况，设计建造最合理的避难楼层，才能确保火灾发生时，消防登高车能进行快速有效的施救行动。在某工程中，避难层设置的位置为16层，通过测量分析，这一楼层高度距地面70m，远远超过了该地消防登高车最高55m的救援高度，这必然会加大消防救援的难度，因此还需根据具体情况改进优化，提升该建筑工程的消防安全性[2]。

3.3  在超高层建筑中能否利用电梯对人员进行快速疏散

当火灾发生时，在超高层建筑中，客梯一般都是停止使用的，只有消防人员可以使用消防电梯进入楼层进行施救。对于楼内人员而言，楼梯才是人员疏散的首选。

在火灾发生后，不将电梯作为人员疏散的通道，主要是出于安全方面的考虑，一方面是电梯本身的安全问题，另一方面就是火灾中电梯的运行环境问题。在超高层建筑中，电梯的井道结构容易导致其在火灾中形成烟囱效应，这样一来，人员通过电梯疏散就会变得更加危险。在火灾中，电梯本身的各种电路结构、部件等也会在受热情况下出现各种问题，一旦发生问题，就会加剧人员的伤亡，造成更加严重的损失。因此电梯一般都不会在火灾中作为人员疏散的首选，如果能科学有效地解决这些问题再结合实际情况来进行具体的分析，那么电梯疏散也是有可能实现的。

首先，在火灾发生初期，还是可以使用电梯进行人员疏散的，这个时候火情的程度相对还没有那么严重，对电梯的影响也还相对较小，可以把握住最佳时机，迅速进行人员的疏散活动。

其次，电梯本身的安全性问题。建筑中的电梯之所以分为客梯和消防电梯，是因为二者的建造标准是不一样的。一般来说，消防电梯的建造都会具备更高标准的防火性能，从具体的结构到建筑材料，再到各种相关电梯设施都会严格保障其防火能力，以便在火灾发生时能够帮助消防人员进行有效救援。相对来讲，客梯的防火性能就难以与消防电梯相比较。因此，如果客梯的建造也能和消防电梯一样高标准的话，其防火性将得到大大增强。

最后，电梯在火灾中的运行环境问题。火灾发生时电梯产生的烟囱效应是一个重要的难题，针对这一问题可以采用机械加压送风的方式来阻止浓烟的蔓延，提升电梯的安全性，同时根据建筑的具体情况，将电梯进行科学合理的分区，这样可以有效提升电梯运行的效率，也可以提升特殊情况下的疏散效率[3]。

3.4  超高层建筑的应急响应预案编制

对于超高层建筑而言，一旦建筑高度超过150m，现有的各种消防救援手段和设备都很难从外部对其进行有效救援。因此，建筑内部本身的消防设施和消防手段就成了内部人员自救的关键。如何在火灾发生的紧急情况下，采用最科学合理的方法展开自救行动显得至关重要，这就需要根据实际情况制定好合理的应急预案。对于超高层建筑的各种防火措施和标准，我国有着很多具体的规定和规范，相关建筑在进行设计建造时也应该严格遵守，根据自身建筑情况，建造规范的消防设施。只有设施到位了，才能保障特殊情况下，人群能够更好地进行自救行动。关于超高层建筑火灾紧急情况下的应急预案编制，可以根据建筑自身情况，科学合理的分析设计，在符合相关规定和原则的情况下，编制出最适合的方案，这样能够在火灾发生时，更好地保障内部人员有效自救，减少火灾造成的损失。

一个科学完善的应急响应预案应包含以下内容：建筑的安全特征、一支高效的应急响应队伍、科学有效的应急响应程序以及外界的支援。

建筑的安全特征，其实就是要保障建筑在設计建造过程中，严格按照相关消防规范和规定同时结合自身的实际情况，做出最适合的防火设计。这样可以有效降低火灾的风险，当火灾发生时，也可以及时进行救援行动，应急预案也能更加顺利地实施，将火灾损失降到最小。

在超高层建筑发生火灾时，如何快速有效地疏散楼内人员，是应急响应预案的核心任务。这就需要拥有一支高效的应急响应队伍，这支队伍平时需要做好培训工作，使之具备完善的消防应急意识，当火灾发生时可以高效地做出响应，及时对具体火情作出正确的判断，做好指挥疏散工作，使得紧急情况下，可以有序顺利地进行疏散工作。

应急响应预案应当具有科学有效的应急响应程序，同时要明确紧急情况下可以使用的外援力量，这样当火灾发生时才能及时运用有效的外援力量，将灾害控制在最小范围内。

4  针对超高层建筑防火设计的优化方案

4.1  科学合理地划分防火分区

在建筑发生火灾时，要有效阻隔火灾的快速蔓延，避免火势快速扩大，尽可能减少损失。防火分区需要根据建筑的实际情况来进行设计和建造，根据建筑的结构、类型、建造材料以及火灾风险等级等进行具体的分析和探索，使用合适的防火材料、防火设计，设计建造出最符合当前建筑的防火分区。使用防火墙等方式将不同区域进行有效阻隔，这样当火灾发生时可以有效将火情控制在某一具体区域，从而开展有效的救援活动，可以大大减小火灾造成的损害。

同时，一套完善有效的防火系统也是必不可少的。一套完善的防火系统包含自动报警、自动喷淋以及相关的配套防火设备。自动报警系统可以在火灾发生的第一时间做出反应预警，让人们能够第一时间做出反应，及时使用相关设备进行灭火行动。自动淋喷系统则可以对火情及时喷淋灭火，还能根据具体的火情进行调整，把火灾控制在最低程度。因此，根据超高层建筑的实际情况，设计建造完善的防火系统，对于建筑的消防安全是非常必要的。

4.2  进行科学合理的防火设计

4.2.1  建筑材料

使用合适的建筑材料对于提升建筑的防火性至关重要。由于超高层建筑的消防救援比较困难，所以在设计建造时要采用科学合理的防火材料，加强建筑的防火性能。当前很多建筑会使用全钢结构，这种结构的建筑在面对火灾时，钢材容易受热变形，造成建筑的倒塌，是非常不利于消防安全的，因此在超高层建筑中，更适合采用混合结构，这种结构可以更有效地提升建筑的防火性，在火灾发生时，更能有效降低损失。

4.2.2  避难层的设计

超高层建筑的避难层作为建筑中的一个重要消防组成，需要做好科学合理、严格规范的设计，保障其在火灾中能充分发挥应有的作用。设计人员要根据建筑的实际情况，在符合相关消防规范的基础上，科学合理地对避难层进行规划和设计。第一，要保障第一个避难层与地面的距离小于50m，避难层之间的相互间隔距离也要小于50m，这样才能保障火灾发生时，消防人员可以有效进行救援行动，还要做好通往避难层的疏散楼梯的设计，保障紧急情况下的疏散效率。第二，开窗自然排烟系统的设计也要根据建筑的实际情况来进行分析，选择最佳方案。首先要方便消防人员的救援，设计规格要与当前救援设备相符合，其次对送风系统进行合理的优化，在有效排烟的同时，也要避免波及周围的建筑物，减少火灾进一步扩大的风险。第三，当避难层兼做设备层时，要严格做好机械设备的管道处理，保障其耐火等级，做好防火层设计，避免增大火灾风险。

4.2.3  疏散通道的设计

在消防疏散通道中做好安全指示标志的设计是非常必要的。当前在部分超高层建筑中会存在安全指示标识缺失或者不明显等问题，这是非常危险的。当火灾发生时，安全指示标识可以帮助人们快速找到逃生通道，从而提升疏散速度，一旦缺少安全指示标志，人群就会陷入慌乱从而加剧火灾危害，因此在疏散通道中放置合理且明显的指示标志对于提升消防安全至关重要。

4.2.4  消防電梯的设计

消防电梯是消防救援工作的重要保障，因此在设计时必须要严格符合相关规范，从建造材料、结构到具体设计都应该严格把关，保障其消防功能。以便于在火灾中可以有效帮助人员逃生以及提升救援人员的救援效率。

4.3  相关设计要符合消防车的救援需求

在对超高层建筑进行防火设计时，设计人员应该从建筑本身以及周边环境的实际情况出发，做好相关消防通道以及消防设施的设计建造。设计人员应该对当地的消防车以及相关消防人员的消防设备有一个清晰了解，以便在建筑的设计建造过程中可以根据具体的消防车配置以及相关救援设备的规格，建造出符合并且满足消防车使用的消防通道，这样才能保障火灾发生时，消防救援人员可以充分利用消防车以及消防设备，及时有效地进行救援，将火灾危害尽可能降低。

5  结语

超高层建筑的消防设计还存在许多问题，而且超高层建筑的火灾风险也依旧很高。相关设计人员唯有结合实际情况，从源头出发，在遵守相关规定的基础上，不断探索研究，对现有问题进行积极的优化改进，才能更好地促进超高层建筑消防设计的不断进步，进而降低火灾风险。

参考文献：

[1]许红枫.超高层建筑防火设计问题研究[J].消防界（电子版），2020，6（17）：77-78.

[2]张亮.成都某超高层建筑给排水与消防设计要点探讨[J].给水排水，2019，55（1）：77-80.

[3]汤孝武.探讨超高层建筑的防火设计问题[J].中国房地产业，2019（25）：78.

Analysis on fire design

problems of super high-rise buildings

Wang Xiaoqun

（Jinhua Municipal Fire and Rescue Brigade，Zhejiang  Jinhua  321000）

Abstract：The fire design of super high-rise buildings has always been a problem that plagues people's lives. The higher the floor， the more difficult it is to solve the problem of fire safety. For super high-rise buildings， how to do better fire protection design and improve safety requires exploration and research from various aspects such as fire protection， refuge， evacuation， and emergency plans. Only by conducting specific and in-depth exploration of these problems can we better seek scientific solutions.

Keywords：super high-rise buildings; fire design; problem