高层建筑防火设计探析

摘要：高层建筑最应当重视的一个安全隐患问题就是火灾问题，由于高层建筑楼层一般都较高，正常的室外逃生所花费的时间较长，除此之外，又因为在火灾来临时电梯往往更加危险，所以对于高层居民来说，火灾存在着更大的危险。这就要求高层建筑要更加的注重防火设计。本文首先分析了高层建筑火灾的危险性和防火的重要性，然后说明了高层建筑防火设计的要求，最后详细阐述了高层建筑防火设计的要点。

关键词：高层建筑；防火；耐火构造；安全疏散；防火间距

中图分类号：TU208文献标识码： A

一、高层建筑火灾的危险性和防火的重要性分析

（一）建筑高度高、建筑结构复杂、逃生困难

高层建筑顾名思义，就是建筑的层数多、高度高，也就是垂直的疏散距离较长，高层在火灾发生时最大的影响和限制就是由于其垂直高度高，再加上电梯在火灾发生时不可以使用，所以高层的住户疏散到地面所需的时间较长，大大增加了火灾逃生的困难度，也就是大大增加了火灾的危险性。

（二）可燃物较多、防火器材不足

高层建筑除了用作住宅外，另一个十分广泛的用途就是用作办公写字楼，在一些中大型城市，在城市分区上往往写字楼都较为集中。写字楼内的文件、电脑、打印机等电子设备较多，很多写字楼往往选择木质办公设备以及塑料组合材料等耐火性能较差的办公设备，总而言之，高层办公楼内往往可燃物较多，在火灾发生时，可燃物的充分燃烧往往就增加了火势的蔓延，再加上可燃物的分布较为广泛，很大程度上也阻碍了人们的逃生空间。

（三）人员较密集、安全有序疏散困难

不管是作为住宅使用的高层建筑，还是作为办公写字楼的高层建筑，楼层的办公人员和住户的分布都较为密集。人员的密集分布不但增加了高层的火灾发生的几率，更大大增加了逃生的困难度，火灾发生时，人们杂乱无章的逃窜和过分的拥挤都会影响人们对于火灾正确逃生路线的判断，阻挡逃生的出口，往往不利于高层建筑内人们安全有序的疏散。

（四）发生火灾几率大、火灾救援工作困难

由于高层建筑的垂直高度较高，在火灾发生时，消防队员所使用的灭火设备往往不易达到建筑的高度，这就给室外的消防灭火工作带来了极大的困难。室外灭火工作开展困难，就主要靠高层建筑内的室内消防灭火设施。但是，往往高层建筑的室内防火设施会受到各种条件的限制，影响最大的一点就是，当建筑内火势扩大时，室内的灭火设施往往水流小，不足以达到灭火的功能和效果，另一方面，由于是建筑内的灭火系统，其储水量往往有限，就需要利用消防车从建筑外进行补给，但是在建筑火势较大的情况下，消防车很难快速的从室外进行水量的输送和补给，再加上消防水袋的耐压能力和耐热能力往往不能适应进入建筑内部进行补给的要求，这就给救援灭火工作带来了极大的难度。

二、高层建筑防火设计的基本要求

从调查资料来看建筑消防设计基本要求主要表现在：

首先，在设计过程中必须认真遵循《高层民用建筑防火设计规范》《建筑设计防火设计规范》《火灾自动报警系统设计规范》等相关规范，用科学的理论基础确保设计过程。

其次，在建筑消防设计中，必须和其他部门及时沟通联系，在保障各项工作顺利进行的同时，避免一切不必要的麻烦。

再次，由于建筑消防由多种联动方式构成，在建筑消防设计中，必须根据实际情况选用科学的联动控制方式，在建筑消防设计中联动控制方式主要包括：灭火器、应急照明工具、或者自动报警装置、自动喷水、疏散指标以及防火卷帘等。

最后，火灾自动报警的双电源，也就是直流备用电源与主电源，其中直流备用电源应该尽量使用火灾报警控制器的专用蓄电池，主电源一般使用专用消防电源，对于消防系统的用电设施必须根据负荷等级要求进行处理。在电源设计中，也可以使用双回路的供电形式，避免主电源突然断电或者发生故障后，对消防设施造成的影响；而双电路设计可以在主电源出现故障后，在无法正常供电的情况下，自行使用备用电源。

三、高层建筑防火设计的要点

（一）积极预防系统 ―― 耐火构造设计

我国《高层民用建筑防火规范》将高层建筑分为两大类，并对建筑物各个部位的耐火性能及耐火极限作了明确规定。一类包括性质重要的高级旅馆、医院，建筑高度超过50m或24m以上部分的任一楼的建筑面积超过1000m2的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼等；建筑高度超过50m或24m以上部分的任一楼层的建筑面积超过1500m2的商住楼、建筑高度超过50m的教学楼、普通旅馆、办公楼、科研楼以及十九层及十九层以上的住宅等为一级，并规定墙柱耐火极限和燃烧性能为3h，粱板分别为2h和1.5h；二类包括10～18层住宅，高度24～50m的办公楼，教学楼，旅馆等，它的耐火等级为二级，规定墙柱须耐火2.5h，梁板分别为1.5h和1h。

（二）火灾发生后的防火设计系统

1、总体规划布局系统

（1）选址应在交通便捷处

根据城市规划确定的高层建筑位置应有方便的道路通过，要求既宜靠近主干道，便于高层建筑中大量人流的集散，又便于消防时的交通组织与疏散。

（2）保持建筑间的防火间距

为了保证登高消防车灭火操作的要求，及防止火势飞扬蔓延，高层建筑总体设计应保持建筑间的防火间距，另外，带有危险性质的设备用房应远离并分区设置。

（3）对裙房附体的限制

我国《高规》对裙房作了明确的规定：高层建筑的底边至少有一边或周边长度的1/4，且不小于一个长边的长度，不应布置高度大于5m、深度大于4m的裙房，且在此范围内，必须设有直通室外的楼梯，或直通楼梯间的出口。

（4）消防车道的要求

规范要求高层建筑周围应设宽度大于4m的环行车道，或设不小于15m×15m的尽端式回车场。如果建筑物总长度大于220m或临街长度大于150m则应设置净高、净宽大于4m的穿过建筑的消防车道。

（5）材料选择

设计阶段中应严格保证建筑物主体的耐火稳定性，以便获得充足的疏散时间，且在火灾过后，建筑物容易修复。如一级耐火等级的承重墙、柱必须为耐火极限3h的不燃烧体，梁必须为耐火极限2h的不燃烧体，钢筋保护层厚度≥30 mm。室内装修和陈设家具宜避免使用易燃材料，如采用经过防火处理的吊顶，可有效控制火势的蔓延和减少火灾的发生。

2、设必要的安全的疏散通道和避难层

消防安全的重中之重是人身安全，所以安全疏散设计就成为建筑防火设计中最根本、最关键的技术，安全疏散设计的目标就是要保证建筑内人员疏散完毕的

时间必须小于火灾发展到危险状态的时间。安全疏散设计的重点是安全出口、疏散出口、安全疏散通道的数量、宽度、位置和疏散距离，每个防火分区必须设置

两个安全出口；疏散路线必须满足室内最远点到房门，房门到最近楼梯间的行走距离限值；疏散出口应分散设置，选用合适的疏散楼梯形式，地上与地下不共用

楼梯间，疏散方向应尽量为双向疏散；疏散宽度足够。设计中设置防烟楼梯间和封闭楼梯间，应急照明和疏散指示标志等为人员疏散提供条件。

3、设置合理的防排烟系统

高层建筑火灾中烟气是隐形杀手，所以在建筑内设置防排烟系统非常重要。各种竖向管井成为高层建筑火灾垂直方向蔓延的途径。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难场所，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，保证人员的扑救安全，高层建筑应在这些地方设置机械加压送风系统，与此同时，高层建筑封闭避难层内也应设置机械加压送风设施，能为躲避在避难层里的人们提供新鲜空气，并保证空气的正压力防止烟气进入。

4、合理的设置消防设施

（1）高层建筑报警系统主要包括人工报警和自动报警系统2种，前者以电话、报警按钮为主要设施，简便经济但不准确及时。后者主要包括探测器、区域报警器及集中报警器3个部分，其中探测器又主要包括感温探测器和感烟探测器。感温探测器主要用于地下车库等火灾发生后产生烟少的部分，感烟探测器则反之。另外消防中心作为整个火灾过程中的指挥、控制中心，管理着高层建筑内分散各处的警报装置、灭火装置、防火门、排烟机等设备，宜尽量布置在首层且与室外联系方便，接近消防车道之处，该中心应以耐火的墙体及防火门围护。

（2）高层建筑灭火系统。高层建筑火灾必须立足于自救，因此灭火设备极其重要。初期灭火主要采用自动喷水(气、泡沫)灭火设备和手动灭火设施，前者包括闭式和开式两种给水方式，具体选择根据地区气候特点及建筑功能部分的性质决定。

5、设置屋顶直升飞机停机坪

目前世界上登高消防车最大工作高度是60米,直接吸水扑救火灾的最大供水高度是24米。高层建筑发生火灾,特别在有风天气,风势多变,仅凭常规消防器械很难接近火灾现场。尤其是建筑高度超过100米,且标准层建筑面积超过1000平方米的超高层。同时,从火灾现场看,人员的疏散不是向上就是向下,而火势常将人逼向屋顶。因而可以考虑在高层建筑顶部设计直升飞机停机坪,用直升飞机疏散受困人员,减少人员伤亡。直升飞机还可以运送消防器械,必要时载水灭火。

参考文献

[1]张益民，李来保.高层建筑火灾固定消防设施应用分析[J].消防科学与技术，2012.4.

[2]丁元春，翁发禄，唐敏康.基于突变理论的高层建筑火灾安全综合评价[J].建筑科学，2012.1.