防火技术在高层建筑设计中的应用

周淑颖

山东建科建筑设计有限责任公司 山东 济南 250000

引言

随着城市化的快速推进，高层建筑作为城市天际线的重要组成部分，其安全问题越来越受到人们的关注。高层建筑由于结构复杂、功能多样，一旦发生火灾，其扑救和人员疏散难度极大，给人们的生命财产安全带来了严重威胁。因此，如何在高层建筑设计中合理应用防火技术，提高建筑的防火性能，成为当前亟待解决的问题。本文将从高层建筑火灾的特点出发，深入分析高层建筑在火灾中面临的主要挑战。在此基础上，探讨高层建筑安全疏散设计的方法，旨在通过科学合理的设计，延长火灾危险时间、缩短疏散开始时间，并建立有效的安全疏散诱导系统，从而确保在火灾发生时能够迅速、有效地进行人员疏散和救助。本文的研究不仅有助于提升高层建筑的整体安全性能，也为未来高层建筑设计提供了有益的参考和借鉴。

1 高层建筑火灾的特点

1.1 外墙面积大、易燃烧

高层建筑的外墙面积显著大于低层建筑，这一特点在火灾中尤为突出。由于外墙覆盖面积广，一旦有火源接触，火势容易迅速蔓延。特别是在现代建筑设计中，外墙材料的选择往往注重美观和节能，而忽略了防火性能。一些常见的外墙材料，如保温层、装饰板等，都是易燃或可燃的。因此，一旦火灾发生，这些材料会迅速被引燃，火势会迅速扩大，给灭火工作带来极大的困难。此外，高层建筑的外墙还可能存在窗户、阳台等开口部位，这些部位在火灾中可能成为火势蔓延的通道。火焰和高温可以通过这些开口部位迅速传播到其他楼层，进一步加剧火势的蔓延[1]。

1.2 火灾扑救难度大

高层建筑火灾的扑救工作面临着诸多挑战，使得扑救难度大大增加。首先，由于建筑高度较高，消防车辆和消防人员难以接近火源。传统的灭火方法，如使用水枪进行灭火，受到高度的限制，效果有限。即使使用高扬程的消防车辆，也难以覆盖高层建筑上部的火源。其次，高层建筑内部的消防设施和通道也可能存在问题。一些建筑在设计或施工过程中存在疏漏，导致消防设施不完善或通道不畅通。这些问题在火灾发生时，会严重影响灭火工作的进行。此外，高层建筑火灾还可能受到风力等因素的影响。在风力较大的情况下，火焰可能被风吹向其他楼层或区域，使得火势进一步蔓延。同时，风力还可能影响消防车辆和消防人员的操作，增加扑救难度。

综上所述，高层建筑火灾的扑救难度大，需要依赖先进的消防技术和高效的灭火策略来应对。同时，加强高层建筑的消防设施建设和维护，提高消防人员的专业素质和技能水平，也是降低火灾扑救难度的重要措施。

1.3 人员疏散和救助困难

在高层建筑火灾中，人员疏散和救助是一项极为困难的任务。由于建筑高度大，楼层众多，人员在火灾发生时往往面临恐慌和混乱，导致疏散过程中的秩序混乱和延误。此外，高层建筑内部的结构复杂，疏散通道和出口可能受到火势、烟雾或倒塌的建筑物结构的阻碍，使得人员难以迅速撤离。

在救助方面，消防人员进入高层建筑进行救援也面临诸多困难。首先，由于建筑高度和结构的限制，消防人员难以迅速到达火源或受困人员所在的位置。其次，火场中的高温、烟雾和有毒气体等恶劣环境会对消防人员的生命安全构成威胁，降低救援效率。此外，高层建筑内部可能存在未知的危险因素，如电气线路、燃气管道等，这些都可能增加救援的难度和风险。

1.4 火灾温度高、毒气危害大

高层建筑火灾往往伴随着极高的温度和有毒气体的产生。火灾时，火焰的温度可以达到几百甚至上千摄氏度，这样的高温不仅会对建筑结构造成破坏，还可能导致人员灼伤和窒息。此外，火灾中产生的有毒气体也是一大威胁。燃烧产生的烟雾中含有大量的一氧化碳、二氧化碳、氰化氢等有毒成分，这些气体会严重危害人员的生命安全。

在高温和有毒气体的双重威胁下，人员疏散和救助变得更加困难。受困人员可能因高温和有毒气体而失去意识或行动能力，增加了救援的难度。同时，高温和有毒气体也可能影响消防人员的救援效率和安全。

2 高层建筑设计中防火技术的应用要点

2.1 防火分隔技术的运用

防火分隔技术在高层建筑设计中发挥着至关重要的作用，其主要目的是通过科学合理的手段，将建筑内部空间划分为不同的防火区域，以控制火势蔓延，确保人员安全疏散，并为消防救援提供便利。

首先，防火分隔技术通过采用耐火楼板和耐火隔墙等抗高温的建筑构件，在建筑内部形成一道道防火墙。这些防火墙具有强大的耐火性能，能够有效地阻止火势的蔓延。一旦发生火灾，防火墙能够将火势控制在一定范围内，避免火势迅速扩散至整个建筑，从而减小火灾造成的损失。其次，防火分隔技术还能够提高建筑构件的抗高温能力，使其更具稳固性和安全性。在火灾发生时，这些经过防火处理的建筑构件能够保持较长时间的稳定性，不会因高温而变形或倒塌，从而为消防员打开一条通道，保证火灾救援时间，提高了消防救援效果。此外，防火分隔技术的应用还使得防火区域能够作为安全通道使用。在火灾发生时，人们可以沿着防火分隔形成的通道迅速撤离到安全区域，避免了因火势蔓延而导致的逃生困难。同时，这些通道也为消防人员提供了便捷的救援路径，使他们能够迅速到达火灾现场进行灭火和救援工作。

2.2 防火材料的选用与管理

防火材料的选用与管理在高层建筑设计中占据着举足轻重的地位。这些材料不仅直接关系着建筑本身的防火性能，更在火灾发生时起到保护人员生命财产安全的关键作用[2]。

2.2.1 防火材料的选用。

（1）了解材料的燃烧性能等级。在选购防火材料时，首先要查验其包装和使用说明，了解其燃烧性能等级。这些等级通常包括不燃材料、难燃材料、可燃材料和易燃材料。不同等级的材料在火灾中的表现截然不同，因此需要根据建筑的具体需求和使用环境来选择。

（2）根据用途选择合适的防火材料。对于易燃材料，应选择防火性能较强的防火材料；而对于普通燃烧等级的材料，可以选择一般性能的防火材料。例如，墙体材料应选用防火等级符合国家标准的A级防火材料，地面材料应具备阻燃性能，如防火地砖或耐火地板。

（3）注重材料的安全性。在选择防火材料时，除了考虑其防火性能，还需注意其构成材料是否有毒。燃烧时产生有毒气体的材料应坚决避免使用，以确保在火灾发生时不会对人员造成二次伤害。

2.2.2 防火材料的管理。

（1）建立严格的材料入库制度。对于购入的防火材料，应建立严格的入库制度，确保其数量、规格和质量与采购合同一致。同时，要做好材料的存放工作，避免因存放不当导致材料性能下降或损坏。

（2）实施定期检查和维护。对于已安装使用的防火材料，应实施定期检查和维护。这包括检查材料的完整性、是否有损坏或老化现象，以及是否需要更换或维修。通过定期检查和维护，可以确保防火材料始终保持良好的性能状态。

（3）加强人员培训和管理。对于负责防火材料选用和管理的人员，应加强培训和管理。通过培训，使其了解各种防火材料的性能、用途和选用原则；通过管理，确保其严格按照规定进行材料的选用、采购、入库和使用。

2.3 安全出口与疏散通道设计

2.3.1 设计有效的疏散路线。设计有效的疏散路线是确保高层建筑在火灾等紧急情况下能够迅速疏散人员的重要保障。

首先，疏散路线应尽可能简短直接，避免过多的曲折和迂回。在规划疏散路线时，应考虑到建筑物的结构特点、人员分布情况以及火灾可能发生的位置等因素，确保疏散路线能够迅速将人员引导至安全区域。其次，疏散路线应设置明显的疏散指示标志和应急照明设施。疏散指示标志应清晰易懂，能够指引人员迅速找到出口；应急照明设施则应在火灾等紧急情况下保持明亮，为人员疏散提供足够的照明条件。此外，还应考虑到特殊情况下的人员疏散需求。例如，对于行动不便的人员或残疾人士，应设置无障碍疏散设施，确保他们能够顺利疏散；对于儿童或老年人等需要帮助的人群，应设置专门的疏散引导人员或志愿者，协助他们进行疏散。最后，在疏散路线的规划过程中，还应进行模拟演练和评估，以检验疏散路线的有效性和可行性。通过模拟演练，可以发现潜在的问题和不足之处，及时进行改进和优化，确保疏散路线在紧急情况下能够发挥最大的作用[3]。

2.3.2 设置足够的安全出口。在高层建筑防火安全疏散设计中，设置足够的安全出口是至关重要的。安全出口的数量、位置以及通行能力直接影响到人员在火灾等紧急情况下的疏散速度和安全性。

首先，安全出口的数量应根据建筑物的使用性质、人员密度以及防火规范的要求进行合理确定。一般来说，高层建筑应设置多个安全出口，确保在任何情况下都有足够的疏散通道可供选择。同时，安全出口应均匀分布在建筑物的各个区域，避免某些区域的人员在疏散时过于拥挤。其次，安全出口的位置应便于人员快速到达。通常，安全出口应靠近疏散走道、楼梯间等人员流动频繁的区域，并设置明显的指示标志和应急照明设施，以便人员在紧急情况下能够迅速找到并安全撤离。此外，安全出口的通行能力也是需要考虑的重要因素。出口的宽度、高度以及开启方式等应满足规范要求，确保在紧急情况下能够迅速打开并容纳足够多的人员通过。同时，出口处不应设置门槛、台阶等障碍物，以免影响疏散速度。

2.3.3 优化疏散走道设计。疏散走道是高层建筑防火安全疏散设计中不可或缺的一部分。优化疏散走道设计可以提高疏散效率，减少火灾等紧急情况下的人员伤亡。

首先，疏散走道的宽度应根据人员密度和疏散速度进行合理确定。一般来说，走道的宽度应足够宽敞，能够容纳多人在同一时间内通过，避免在疏散过程中发生拥堵现象。其次，疏散走道的布局应简洁明了，避免过多的曲折和迂回。走道应尽可能保持直线或平缓的曲线，减少人员在疏散过程中的转弯次数和行走距离。同时，走道内不应设置障碍物或堆放杂物，以确保人员能够畅通无阻地前行。此外，疏散走道还应设置明显的疏散指示标志和应急照明设施。指示标志应清晰易懂，能够指引人员迅速找到出口；应急照明设施则应在火灾等紧急情况下保持明亮，为人员疏散提供足够的照明条件。最后，对于高层建筑而言，疏散走道还应考虑到防火分隔和防烟排烟的要求。通过设置防火门、防火墙等防火分隔设施，可以有效阻止火势的蔓延；而设置排烟设施则可以及时排除走道内的烟雾和有害气体，提高疏散环境的安全性[4]。

3 结束语

防火技术在高层建筑设计中的应用是一项至关重要的任务，它直接关系到建筑的安全性、人员生命财产的保护以及火灾应对的效率。通过综合运用防火分隔技术、防火材料选用与管理、优化建筑防火设计方案以及智能化防火系统的应用，高层建筑在火灾防范和应对方面得到了显著提升。防火分隔技术的运用有效地将建筑划分为不同的防火区域，通过防火墙、防火门等构件的设置，减缓了火势蔓延的速度，为人员疏散和消防救援提供了宝贵时间。防火材料的选用与管理确保了建筑材料具有良好的耐火性能，减少了火灾发生的风险，并在火灾发生时能够保持结构的稳定性。