高層建筑工程安全設計分析

李睿 尹飛飛

摘要：為了滿足城市居民居住的需要，高層建筑的數量逐漸增多，其地位也逐漸提高，在進行高層建筑設計之時最為重要的是應該考慮到安全，保證居民的生命健康安全。本文主要探討了高層建筑之中安全設計。

關鍵詞：高層建筑；安全設計；措施

中圖分類號： TU972+.4 文獻標識碼： A

引言：

在經濟迅猛發展的今天，為節約用地、滿足城市規劃要求，建筑工程中高層建筑所占的比例逐漸增大，但是高層建筑有其自身的特殊性，結構復雜、耗能大、人員多、內部裝修可燃物多等，這就要求設計師在高層建筑的安全設計上要格外謹慎，將所有細微環節都考慮周全。高層建筑中安全設計上需注意的環節有很多，但是最為重要的就是消防安全，因此本文針對高層建筑的消防安全設計做分析。

1、高層建筑消防安全的現狀和特點分析

結合高層建筑的特點，消防安全主要存在著以下幾個方面不利因素。第一，因為高層建筑整體有大型化的特點，加之裙房的體積比較大，數量比較多給消防帶來安全帶來很多隱患。第二，高層建筑內往往人員的密度比較高且流動性比較大，這在消防疏散的時候很容易出現擁擠甚至踩踏的事件發生。另外高層建筑由于豎井和管道比較多，這不利于消防人員對于火勢的控制，火勢的蔓延速度將會特別快。第三，高層撲救時候供水和排煙都非常的困難，這不利于地面展開消防行動，其撲救的難度相比較底層家主困難也會非常多。

2、高層建筑的設計原理

2.1、高層建筑在設計時，要考慮到五種主要尺度，一是高層建筑的城市尺度，高層建筑的體量巨大，對高度的要求也很高，因而高層建筑成為城市的重要景點，從對城市整體影響的角度來看，高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致，高層建筑尺度不能脫離城市，應與城市相互協調，建筑與城市融為一體，形成良好的天際線，有利于城市景觀的布局，高層建筑也直接影響到市內居民的生活與視覺觀賞，另外高層建筑的位置、高度的確定，也應充分的考慮該城市尺度，不當的尺度會對城市產生不良的影響；二是高層建筑的整體尺度包括裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系，整體尺度要給人以舒服的感覺，整體尺度講求的是均衡理論，強調整體尺度均衡的重要性，各部分尺度比例要相互協調，各部分細部尺度應有層次性；三是街道尺度要保持街道空間及視覺的連續性；四是近人尺度，就是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺；五是細部尺度，也就是材料的質感，質感給人以視覺和觸摸的感覺，在設計過程中，要充分運用不同材料的質感，給人以視覺上優美的感覺。

2.2、高層建筑外部尺度的設計原則。一是高層建筑與城市環境的尺度要統一的原則；二是同一高層建筑形象中，尺度要有序。在進行高層建筑設計時，要考慮建筑的五種尺度，在設計中要遵守尺度的統一性；三是高層建筑形象在尺度上要有可識別性。

3、高層建筑安全疏散的現狀分析

高層建筑的疏散問題是確保高層建筑內人員安全的重要問題，在實踐中主要有以下幾個問題值得關注。首先，由于人員素質的差異，在面對火災發生的時候，很容易出現擁擠以及混亂的情況發生，加大了因為疏散而導致的意外傷亡。另外很多高層建筑的開發商，為了獲取利益的最大化，往往在疏散口額數量以及距離方面都難以達到要求，走到以及樓梯口的面積也不符合設計的要求。最后對于高層建筑的消防設施以及管理的力度往往不夠，安全門經常會被上鎖，控制中心的使用也往往不被重視，現代化的消防設施系統很難發揮應有的作用。

4、高層建筑的消防隱患

諸多高層火災案例給了我們這樣一條警訓，高層建筑一旦失火，必將造成嚴重的人員傷亡和經濟損失，可見高層建筑的火宅危險性有多大，高層建筑的消防安全設計有多么的重要。??4.1、高層建筑的管道、排風道、樓梯間、倉儲間等地存放大量的可燃物，如果防火設計和消防設計的不科學、不到位，一旦有火災發生，這些可燃物就成了助燃物質，而高層建筑由于具有較高的高度，其所處位置風速也較大，僅這兩點就可導致火勢迅速蔓延開來，增加了撲救的難度。據資料顯示，建筑物越高，風速越大。風速增大，火勢的蔓延擴大速度也相應增加；

4.2、高層建筑的特點是高度較高，平面結構較復雜。高度較高就使得發生火宅時，疏散存在很大的困難，原因是疏散距離太長、疏散時人員又容易出現擁擠，這些直接導致的后果就是增加了將人員疏散到地面安全地帶的時間，延誤有效搶救時間。另外，發生火災時，由于火勢、煙和人們固有思想的作用，人們都習慣奔向樓梯間逃生，而高層建筑的平面結構都比較復雜，在這種混亂的場面下，更是難以找到樓梯間所在，使得樓道中人員擁擠，更加重了疏散的難度。

4.3、受消防滅火設施的限制，當高層建筑發生火災時，消防隊使用的滅火設施很難夠到建筑的起火高度，高層建筑的火災撲救主要是依靠建筑物內消防給水設施，當火勢快速蔓延，形成大面積火災時，由于受到各種條件的限制，室內消防已力不從心，而消防員又難以利用消防設施從外部對建筑物的火勢加以控制，只能是使用消防車向室內消防給水設施補水，這就延誤了撲救時間，是火勢進一步的蔓延，造成火災撲救工作更加困難；?4.4、高層建筑的很多功能都是依靠復雜的電子設備來完成的，這些電子設備由于用電的特點，使其存在很多起火源，如若管理不當，大大增加了發生火災的概率，并且發生火宅后，極易引發關聯災難，后果不堪設想。

5、高層建筑安全疏散設計解決方法探析

5.1、縮短疏散時間

高層建筑應該設置必要的火災的探測系統和相關的報警系統以及及時通訊系統等。應該保證在每個樓層都有揚聲器，以確保在廣播的聲音能被沒個人聽到。同時也要加強對消防管理人員的培訓，提升消防人員的責任感，定時的對消防設施進行保養。同時也要健全相應的消防管理的制度，并且要對制度的執行進行必要的檢查。

5.2、合理進行建筑布局

在進行高層建筑進行設計的時候要合理的進行建筑的布局，建筑的布局要盡力的簡潔，疏散的線路要盡可能的做好科學合適。對于高層建筑內所安排的各種設施則應該符合《高層民用建筑防火設計規范》的一些規定，對于樓梯以及安全出口和疏散通道的設計都需要符合安全設計的相關規定，這樣才能有效的縮短人員疏散的時間，以確保人員的安全。

5.3、延長危險到來的時間

為了最大限度的延長危險所到來的時間。就應該設計合理的防火的分區，以此來限制火災可能蔓延的一些區域。在高層建筑內應該設置必要的自動滅火系統，這是應對火災發生初期非常必要的手段。另外還需要設置相應的制動排煙的設施，以此來限制煙氣的擴散，以確保逃生疏散的通道可以順暢的使用。另外應該加大在高層建筑中使用現代化的手段來進行安全的控制，將多種消防裝置進行集中控制，從而確保可以及時的發現和控制火情。

5.4、設置誘導系統

一般對于聽覺的誘導系統為廣播誘導和口頭誘導。對于視覺的誘導則是疏散誘導標志和事故照明等。在高層建筑中應該設置想象的誘導系統，同時要制定好不同的應急預案。并且需要定期或不定期的進行消防的演練，同時也要進行必要的防火防災的宣傳，讓高層建筑的居民了解到基本的加強安全以及危險逃生的基本常識，以防出現危險而不知如何應對，出現更大的傷亡。

5.5、結構上避免單一結構

應該盡量采用混合結構；從防火性能的角度出發，高層建筑的結構采用混合結構優于全鋼結構，因為在高溫下，全鋼結構受熱后，很快會出現塑性變形，從而降低結構的承載能力。有數據顯示當溫度超過一千攝氏度時，全鋼結構的強度呈幾何級數驟降，建筑的強度降低，將加快建筑物坍塌的速度，美國被炸的世貿大廈就是采用的全鋼結構，這是直接導致其被撞后不到一小時就轟然倒塌的重要原因；?5.6、選址多方面考慮