浅谈高层建筑的防火问题

摘 要:随着社会经济和城市扩张的发展，高层建筑越来越多的出现我们的城市中，高层建筑的防火问题，一直是社会各界关注的重要问题。针对这一问题结合工作实践，探讨如何在设计源头关、施工以及后期管理等方面杜绝高层建筑的火灾隐患。

关键词:高层建筑；消防设计；施工；后期管理

中图分类号：TU208文献标识码： A

近年来，各地屡屡报导高层建筑火灾问题，损伤惨重。是什么原因造成高层建筑的火灾频发，我们能不能采取主动措施减少火灾的发生，降低火灾造成的人员伤亡和经济损失呢；本文主要分析了现阶段高层建筑存在的防火技术难题，并提出了一些改进的措施。高层建筑设计中的关键点之一是防火设计。

一、 现阶段高层建筑防火技术难题分析

1．玻璃幕墙的使用：为了采光以及外形美观，高层建筑中多采用玻璃幕墙，玻璃幕墙本身虽不会燃烧，但当发生火灾时会形成‘烟囱效应”，这样更有助于火势的蔓延，并且玻璃幕墙的耐火能力较差，发生火灾后不久就会失去防护能力，掉落下来也影响被困人员的人身安全。

2.消防审核比较困难：消防审核的目的主要是在建筑方案设计、可行性研究阶段时，能提出问题，有效解决存在的防火问题。但 现实是消防部门在审核中遇到不少难题，首先是三边工程，建设单位为了节省资金，尽快见效益，在施工阶段边设计、边施工，有的甚至擅自更改消防设计。其次是 形象工程，不少形象工程的防火间距、消防车道的设置等均无法满足现行规范的要求。第三就是边施工边报审，审核还未通过，工程却已完成大半，有的甚至不是按 审核通过的图纸来施工的，因此，存在不少先天隐患。高层建筑物建成一座就相当于增加了一个重大火灾隐患单位。

3.屋顶直升机停机坪设置不符合要求：《高层民用建筑设计防火规范》明文 要求：“建筑高度超过100m，且标准层建筑面积超过1000平方米 的公共建筑，宜设置屋顶直升机停机坪或供直升飞机救助设施”。规范并未作出强制性规定， 因此，不少超高层建筑都未设屋顶停机坪，致使高处楼层发生火灾时，云梯高度不够，直升飞机又无处降落，这就给火灾发生后的营救工作带来的很大的困难。

4.避难所设置困难：《高层民用建筑设计防火规范》还规定：“建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层(间)，两个避难层之间，不宜超过l5 层”。很多人认为设置避难层不仅会影响建筑物立面效果，同时又造成了资金的浪费。很多建筑虽然设置了避难层，但也形同虚设，人们根本不懂该如何利用、也不愿意到避难层去。

二、针对高层建筑的防火问题，在设计施工及管理等各方面做的改进：

1.保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性

目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450～650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。

(1)耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。

(2)建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。

2.做好防火分隔与安全通道设计

高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s,垂直方向扩散速度为3.4m/s,当烟气无阻拦时,只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径,易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员安全疏散和扑救。

(1)防火间距:为防止火势通过辐射热等方式蔓延,建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于6米,它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7米和9米。高层建筑因火灾时疏散困难,云梯车需要较大工作半径,所以高层主体同一、二级耐火等级建筑物的防火距离不得小于13米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18米。厂房内易燃物较多,防火间距应加大,如一、二级耐火等级厂房之间或它们和民用建筑物之间的防火距离不得小于10米,三、四级耐火等级厂房和其他建筑物的防火距离不得小于12和14米。生产或贮存易燃易爆物品的厂房或库房,应远离建筑物。

(2)防火分区:建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区,即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米2;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、600米2。一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000米2或1500米2内,地下室则控制在500米2内。防火墙应为耐火极限4小时的非燃烧体,上面如有洞口应装设甲级防火门窗,各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘,用水幕保护。

(3)安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。

三、 结论

随着城市和经济的发展，高层建筑将越来越多，对高层建筑防火的要求越来越高，越来越科学。要杜绝高层建筑的火灾问题，就必须从高层建筑的设计、施工、管理等方面入手，防患于未然。这不仅仅需要建筑设计从业人员的努力，更是全社会的责任。