关于高层民用建筑防火设计问题分析及对策

吴寒酣 吕志静

摘 要：随着我国经济的快速发展，城市化建设逐渐完善，高层民用建筑已经成为城市中的重要组成部分，给人们的日常生活带来了极大便利。然而，这也对建筑防火提出了更高的要求。探讨高层民用建筑火灾的主要特征，分析高层民用建筑防火设计中的主要问题，提出了高层民用建筑防火设计问题的完善对策。

关键词：高层民用建筑;防火设计;排烟系统

中图分类号：TU972.4                                 文献标识码：A                                  文章编号：2096-6903（2022）05-0037-03

0 引言

近年来，全国各地大型民用建筑火灾事故频发，不仅严重危害到城市居民的健康与生命安全，也带来了巨大的经济损失，对社会发展极其不利。因此，如何充分明确建筑防火设计中所存在的问题，并采取具有针对性的措施加以完善和防范，值得我们深思。

1高层民用建筑火灾的主要特征

1.1人员疏散难度大

通常情况下，高层民用建筑都在十层以上，其建筑高度在24 m以上。因为人员集中度较大，加之疏散通道数量少，在发生火灾之后，烟火的迅速蔓延非常容易引发混乱，在安全通道位置拥挤大量人员，对疏散过程的安全性形成影响。高层建筑当中配有管道井、楼梯间、电缆井以及排气道等多种竖向管井，为火灾的迅速蔓延、发展提供了有利条件。这使大火在短时间之内就能由底层烧到顶层，给消防指战员留出的灭火救援时间十分有限。而利用消防云梯车对受困人员进行营救的过程中，由于建筑高度过大，加大了救援难度，而将人群疏散至建筑顶层，采取直升机营救的方式也存在较大局限性。除此之外，大部分高层民用建筑工程在进行工程设计的过程中都没有设置安全避难层，在发生火灾之后人们不能通过避难层寻求救援[1]。

1.2 火势猛、危险性大

建筑内部一旦发生火灾，因为各种竖井的存在非常容易导致火灾迅速蔓延，而且外墙与内饰装修、保温等部分也大都属于易燃材料，会起到助长火情的效果。此外，风速也属于导致高层建筑中火灾快速发展的主要因素之一。

1.3 火灾造成后果严重

近年来，全国各地一直在积极补强消防队伍建设，但消防云梯车的数量和高度依然有限。在高于云梯车极限高度的火灾救援中，通过水枪或者水炮实施外攻射流，其扑救效果时常不够理想。高层民用建筑主体建筑周边通常设有的裙房，会对登高车充分靠近主体建筑造成妨碍，影响灭火救援行动的有序开展。随着城市建设的不断发展，城市土地价格逐年攀升，导致民用建筑缺少开展消防行動的场地，并且由于人群围观、车辆停放以及道路拥挤等原因，进一步加大了高层民用建筑火灾的扑救难度。

2 高层民用建筑防火设计中的主要问题

建筑设计属于建筑产品构成的第一步，也是建筑消防安全的起点和源头。我国于2014年颁布了《建筑设计防火规范》GB 50016-2014（下文简称《防火规范》），在建筑耐火级别、平面布置、安全疏散、消防给水以及电气等方面都形成了较为严格的要求。

笔者结合自身工作经验，针对高层民用建筑防火设计相关问题进行了简要的总结，发现很多高层民用建筑在防火设计方面都没有引起工程设计人员的充分关注。设计人员通常只是根据甲方的设想与建筑布局开展工程设计工作，并没有对消防安全进行全面考量，而且部分建筑设计没有经过严格的消防审核与验收便投入使用，出现消防水源数量不足、消防系统不完善以及疏散楼梯间不符合要求等情况。笔者认为，目前在高层民用建筑防火设计工作中出现的主要问题如下。

2.1 主体结构耐火失去稳定性

与一般建筑相比，高层民用建筑在主体结构强度、防震与防火效果等方面都具有更高的要求，对于所使用建筑材料相应耐火等级的规定也更加严格[2]。然而，纵观我国建筑行业的整体情况，主要采用以钢结构为主体的建筑结构形式，对于防火技术的要求欠缺系统性和科学性的指导。随着国家经济的飞速发展，建筑行业进步明显，以钢结构为主要代表、集经济性和速度性等特点于一身的建筑结构形式逐渐被应用于工程实践，相比之下，钢结构整体性与稳定性都非常好，但是耐火性却比较差。钢材的承重性和抗拉性等都会由于温度的上升而急剧下降，一般在450～650℃时就会丧失其基本承载能力，继而引发结构变形，无法保证建筑结构安全。当火灾发生时，非常可能导致钢结构主体由于大火炙烤而失去稳定性。

2.2 保温材料以次充好

近年来，我国一直提倡节能环保，也在大力推广外墙保温节能，工程建设单位往往采取“外墙保温材料+外墙装饰层+防火隔离带”等构筑方式，外墙保温材料大都使用聚苯乙烯泡沫等易燃物。此外，有些室内装修人员为了追求美观效果，未严格依照国家相关技术规范设计要求，在装潢设计中大量应用易燃、可燃材料，使建筑火灾隐患徒增。还有部分装修团队在选择装修材料的时候为了自身利益以次充好，降低了装修构件的耐火等级，使其整体抵抗火灾的能力下降。对近些年全国各地发生的重大建筑火灾进行分析不难发现，因为装修材料使用不合理而引发火灾的案例层出不穷，使小火蔓延成大型火灾的情况屡见不鲜。

2.3 建筑防排烟系统设计不合理

大量民用建筑火灾案例证明，烟和毒气属于火灾事故中引发人员伤亡最主要的原因之一。许多建筑设计人员在针对高层民用建筑进行防火设计过程中，由于考虑成本原因未设置正压送风系统与排烟系统，亦或是在设计图样过审之后对施工图加以设计变更，对原有防排烟系统进行修改[3]。这一问题的出现，导致民用建筑在发生火灾之后烟气通过电梯井、楼梯间以及其他竖向管井的垂直方向迅速蔓延，很难有效排除烟气，对居民生命财产安全造成严重威胁。ECFD9A4E-F9A5-4CD0-BF7E-2F3DCC6CFA51

2.4 电气防火设计有待加强

电气火灾指的是因为电气线路、用电设备和供配电设备等出现故障而释放热能，在燃烧条件充足的情况下引燃设备本体或其他可燃物，继而导致火灾的发生，同时也包括由于雷电和静电所引发的火灾。电气事故属于民用建筑发生火灾最重要的原因。

导致火灾事故发生的原因包括电弧接地短路、电气设备服役时间过长且维护不当，承担超负荷运转任务而造成线路短路或断路、架空进线进户位置没有采取科学的防电措施、电气设备应用不当等。其中，在针对建筑内部开展装修施工的过程中，未能严格根据国家标准要求进行设计、施工，属于导致电气火灾发生的首要原因，比如电气线路未进行穿管保护，将大功率灯具安装于可燃材料内且未进行合理保护等[4]。电气防火设计属于高层民用建筑工程防火设计工作的重点内容之一，不能由于甲方或者施工单位要求、图方便等原因忽视基本技术细节，必须采用具有良好针对性和科学性的技术措施强化建筑防火效果。

2.5 其他防火设计问题

一是防火隔离、避难层及疏散通道设置不合理。《防火规范》中对高层民用建筑的防排烟系统、防火隔离、避难层以及疏散通道等方面都形成了明确规定，但是部分工程设计人员由于疏忽大意，在分析成本与投资收益之后，没能形成合理设计，亦或是设计方案不符合消防要求，继而埋下安全隐患的种子。二是火灾自动报警与喷水灭火系统不足。由于工程设计上的缺陷，建筑内未设置足够的喷淋装置和烟感报警装置，在火灾发生初期无法起到良好的火灾警示与延缓作用。三是消防设施不全。为有效提高投资回报率，缩减工程建设成本，建筑中消防电梯、水泵结合器以及室内消防栓等设备配置不够完善[5]。

3 高层民用建筑防火设计问题的完善对策

高层民用建筑需要配置主动自救措施和被动自救措施，前者是指直接限制火灾发生与发展的技术，比如火灾探测报警、烟气控制等技术;后者是指提升或者增强建筑结构、材料承受火灾的技术，比如建筑构件耐火性能提升、阻燃装饰材料应用等。完善而系统的自救措施要比消防队伍更能有效应对突发火灾，因此必须合理优化建筑防火设计水平与质量。然而，针对建筑防火设计风险进行管理与控制不能单纯依靠设计人员，国家与行业也要积极构建起更加完善化的法律法规，加强对违规操作的惩治力度，同时加强消防宣传。

3.1 提升防火设计质量

《防火规范》中规定，对于高层民用建筑实施防火设计，需要充分遵循“预防为主、防消结合”的工作方针。优化建筑整体设计质量属于确保高层民用建筑安全性的首要任务。在实践中，要具体依据城市规划对高层建筑位置、防火间距、消防水源与消防车道等进行合理设置;选用具有更强耐火性的主体结构与内外墙装饰;提高电气防火设计合理性，防止引发电气事故。

工程设计人员必须在充分确保建筑使用性能的基础上，严格依据相关规范标准要求开展建筑工程设计工作。政府相关部门必须要严格把控建筑工程设计图的审核环节，关注楼梯数量、宽度与形式达标与否。所配置的消防电梯与防火隔离系统、火灾报警与自动灭火系统等消防设施充足与否[6]。积极推行设计图审核制度，针对设计图中的消防部分，必须由具有相应专业资质的工程师进行确认才能受理审核。建筑工程完成施工建设之后，在竣工阶段要进行严格的消防验收，没有经过消防验收或验收不合格的工程，禁止其投入使用。

3.2建立健全法律体系

经过多年的发展，虽然我国已经针对高层民用建筑的防火设计制定了相应的法律法规，但是通过火灾调查结果发现，工程建设单位违规操作依然存在，这也是导致火灾迅速蔓延的主要原因。国家相关部门必须构建起完善的火灾责任调查制度，充分明確其直接与间接责任人，对工程参建单位在施工建设过程中出现违规操作继而引发火灾的情况，要加大惩治力度，依靠法律规范避免违规操作的出现。

现行《防火规范》在现实应用中仍然存在一些问题，必须对其进行深入完善。要积极组织消防专家和权威机构对规范内容进行完善，同时做好科学实验与论证，让电气防火设计更加规范化与系统化。

当前防火技术体系在建筑结构构件耐火极限方面已经具有系统化和详细化的指导，但是对于一些新型建筑结构形式与防火措施却缺少有效指导。政府相关部门需要及时更新、规范以及完善各类新型建筑材料、装修材料的防火与灭火产品指导标准。此外，应要求工程建设单位在其内部构建起防火设计内审组织、制度、岗位职责及其追究制度，定期开展业务知识教育与培训活动。

3.3 加大宣传与教育力度

当发生建筑火灾时，有效的自救比被动等待救援更有效[7]。相关部门需要积极强化配合与协调，联合开展针对高层民用建筑居民的自救知识宣传、教育活动。消防宣传工作要具体由社区牵头，应急管理和消防等部门予以配合，结合多种方式提升城市居民整体消防安全意识，依据建筑特征制定易操作、成功率高的火灾逃生方案。

3.4 应用性能化设计方法

所谓性能化防火设计，指的是应用消防安全工程学原理与方法，确定建筑防火系统需要达到的具体目标，针对建筑进行防火风险评估，并以此为基础寻求实现防火目的的最优方案。在发生火灾时，确保建筑物中人员的生命财产安全，同时对财产损失形成有效控制。通过性能化设计理念进行防火分区设置，也就是在确认建筑的防火标准之后，充分考量建筑使用性能、耐火等级、建筑性能、疏散设施以及人员数量与分布等各项因素，对防火分区进行科学设计。

3.5 优化消防技术水平与装备

在设计防排烟系统的过程中，可以在建筑上方配置机械加压送风设备，以疏散通道中的烟气。而在避难层，同样应该配备加压送风设备，除了维持避难层中正压值稳定，避免烟气入侵之外，还能为其中的人员供给新鲜空气。还可在建筑内部配置高压水泵，同时准备更加先进的消防报警与自动灭火器材。建筑消防装备必须满足现代社会发展需求，对消防设施与器材进行不断更新，在遇到火灾事故时更好更快地帮助居民逃生。

4结语

总之，高层民用建筑火灾事故已然成为全社会关注的热点话题，关乎人民群众的生命财产安全，必须对建筑防火设计进行持续优化，通过加大技术投入和优化管理起到良好的火灾防范效果，并在火灾发生后将人员伤亡和财产损失降到最低，为城市建设与发展提供良好的保障。

参考文献

[1] 王富强.试论超高层民用建筑防火措施与灭火救援技术[J].建筑安全，2021，36（4）：30-32.

[2] 常凯.建筑防火设计在民用建筑设计中的运用探讨[J].建材与装饰，2020（20）：85+89.

[3] 白佳程，尚琳.关于高层民用建筑防火设计的问题分析与对策[J].建筑与文化，2020（5）：212-213.

[4] 杜金涛.高层民用建筑各类消防配电线路防火设计分析[J].智能城市，2019，5（10）：60-61.

[5] 柴相文.高层建筑防火中性能化设计方法的应用分析[J].价值工程，2019，38（13）：164-167.

[6] 林千.高层民用建筑消防设备电气线路防火设计研究[J].建设科技，2017（22）：107.

[7] 张少见，刘静，安翠.一类高层住宅建筑安全疏散设计问题探讨[J].消防科学与技术，2017，36（6）：782-784.ECFD9A4E-F9A5-4CD0-BF7E-2F3DCC6CFA51