高層建筑防火工程的設計研究

石太德

（濱杭高科集團有限公司，河南鄭州 450000）

高層建筑防火工程的設計研究

石太德

（濱杭高科集團有限公司，河南鄭州 450000）

高層建筑防火工程設計是一項重要的工作，由于高層建筑規模大、投資高、建筑功能復雜，火災發生系數高，火災造成的損失和影響大，所以其消防設計日益受到社會各界的關注。本文闡述了高層建筑設計中常見的問題，分析了高層建筑發生火災的嚴重性，繼而就高層建筑防火工程的設計提出了相關的對策措施。

高層建筑；防火工程；設計研究

高層建筑由于人員密集、結構復雜、可燃物裝飾多等特點，如果不慎發生火災，勢必會造成巨大的人員傷亡和經濟損失，因而如何將現代的設計模式與火災安全有機的結合起來，保證建筑的使用安全，目前仍然是設計領域研究的重點。

1 高層建筑的結構設計

根據我國消防技術規范規定，十層及十層以上的居住建筑和高度超過24米的公共建筑統稱為高層建筑，又將高度超過100米的建筑稱為超高層建筑。現代高層建筑結構設計有以下幾個主要特點：

（1）水平力是設計的主要因素。由于水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比，并且對一定高度的建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。因而，在低層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計，而在高層建筑中往往是水平荷載起著決定性的作用。

（2）側移成為控制標。與低層和多層建筑不同的是，結構側移現已成為高層建筑結構設計中的關鍵因素。

（3）對建筑的抗震設計提出更高的要求。在設計的過程中不僅要考慮高層建筑的正常使用，并且還要考慮其抗震性能，保障高層建筑的安全性，并將地震所帶來的危害降到最低。

（4）對防火設計的要求更高。高層建筑防火設計在立足自救自滅原則基礎上，除要使用必要的防火施工材料，安裝必要的防火預警系統和滅火設施外，還要對設備進行定期的維護和管理，搞好火災突發時期人員的緊急疏散方案，同時在建筑設計時還要為消防滅火提供一定的條件支持。

2 高層建筑火災存在的特點

2.1 高層建筑物中可燃的材料比較多

一方面，高層建筑標準化、自動化、電氣化程度都很高，各種電器設備很多，容易引起漏電或者短路，導致火災的發生。另一方面，高層建筑火災發生和建筑材料也有很大關系，眾所周知，保溫性好的材料一般也是燃點很低、可燃性很高的材料，所以，對經濟可靠的保溫防火材料研究也是一個亟待突破的領域。

2.2 高層建筑火災蔓延速度快并且途徑多

高層建筑內部一旦發生火災，火勢就會順著樓梯間、電纜井、管道井等內部通道形成若干個豎向火洞四處蔓延。高層建筑中豎向火的蔓延比橫向火要快得多，建筑物越高，其火災擴散速度就越快，并且在外部風力的作用下會很容易引燃鄰近的建筑物。

2.3 實施高層建筑的安全疏散工作相對困難

高層建筑內部人員多且雜，樓層高且垂直疏散距離長，突發火災時疏散難度大，電梯是高層建筑主要的垂直交通方式，但大多電梯并沒有防水、防火、防煙等措施，而消防的云梯車數量不多且高度有限，不能完全滿足疏散人群的需求，因而，高層建筑的安全疏散還是依靠走樓梯來完成，但此時如果樓梯內進入煙氣，就會直接影響人員的疏散，所以在較短時間內安全疏散所有人員十分困難，在疏散過程中還會出現踩傷、摔傷、跳樓等事件，這些都會加劇疏散的風險性和艱巨性。

3 高層建筑防火工程設計的具體措施

3.1 保障建筑主體結構有足夠的耐火穩定性

首先，在耐火等級和材料選擇方面，耐火極限和燃燒性能決定著建筑的耐火能力，耐火極限主要是指構建從受火作用開始到被破壞為止的這段時間，燃燒性能有燃燒體、難燃燒體和非燃燒體之分，根據我國的規定，高層建筑所用結構類型的耐火能力必須為一級或者二級；其次，建筑物應該根據其耐火等級來選定構件材料和構造方式。其中承重墻、柱的耐火極限要達到三個小時，梁的耐火極限要達到兩個小時，設計時還要保證主體結構的耐火穩定性，內部裝修和家具陳設應力求使用不易燃的材料，這樣會減少火災發生的可能性。

3.2 做好防火隔離措施

眾所周知，煙氣是火災的隱形殺手。據大量的研究證明，當煙氣在無阻礙的情況下可以在1分鐘內通過樓梯間、電梯井和各種豎向管井垂直蔓延到幾十層高的大樓上，而樓梯間、前室等通道也是火災中暫時避難、逃生和組織營救的重要通道，由此可見，在設計中充分考慮在建筑內設置防排煙系統的重要性。為了有效阻止煙氣向消防電梯間、樓梯間、前室等通道擴散，保障人員的安全疏散和撲救，這就要求我們要重視防火間距和防火分區的設計工作。

3.3 強化報警系統和自動滅火裝置，保障消防、安全通道的暢通

首先，在火災報警系統方面，要在敞開火災封閉的樓梯間單獨話費探測區域，并每隔2～3層設置一個火災探測器，用于及時獲知火災消息。其次，為了避免火災之后的煙霧所帶來的危害，建筑內部必須配置相應的滅火器，這是因為建筑的緊急出口處具有一定的封閉性。另外，建筑內部的安全疏散通道要保持暢通，為了減少火災傷亡，建筑設計必須要考慮安全疏散，重要的是，設置合理逃生通道標志，疏散通道上要設置緊急照明、疏散方向的指示燈和安全出口燈。幫助處于危險中的人群指引逃生方向，可幫助被困人員及時逃脫危險。此外，要保障消防通道的暢通，及時滅火，解救被困人群，降低因火災產生的損失。

[1]丁承.高層建筑防火設計淺析[J].價值工程，2011(21).

S611

A

1003-5168(2014)04-0161-01