高層建筑防火設計要點

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摘要：隨著最近幾年高層建筑頻發火災，使得高層建筑消防的安全與火災發生之下的安全疏散受到越來越多業內人士的關注。本文首先說明了高層建筑火災的特點，然后詳細闡述了高層建筑防火設計的要點。

關鍵詞：高層建筑；防火設計；防火分區；疏散；防排煙

一、高層建筑的火災特點

在防火條件基木相同的大背景下，相比單層或者是多層建筑物，高層建筑物本身的火災危害性更大，并且其危害性與危險性在隨著高度增加的同時，也會加重火災事故的影響。

（一）火災蔓延速度快

在發生火災的時候，沿著通風井、電梯井、管道井等，火勢會迅速地蔓延，從而形成煙囪效應，這樣就會導致火災蔓延。就試驗數據表明，火災在最初期階段的擴散速度為0.3m/s，在燃燒迅猛階段，其水平的煙氣擴散速度為0.5-3m/s；沿養豎向管井擴散速度為3-4m/s，并且，隨著風速與氣壓的影響，其內部的空氣流動速度還會增快，這樣，也會加快火災的蔓延速度。

（二）火災撲救難度大

在發生火災后，消防車很難達到高層建筑的撲救高度，這樣也使得從室外進行火災撲救顯得異常困難，一般情況下，都需要進行自救處理，也就是通過室內的消防設施撲救。如果在初期階段無法控制好火災蔓延趨勢，等待消防人員趕到之后，不僅需要耗費大量的體力登上高樓，并且，在高熱、濃煙的環境下，也會加大消防隊員的撲救難度。

（三）人員疏散困難

考慮到高層建筑本身的垂直高度較大，人員需要耗費大量的時間才能夠撤離出建筑物，再加上火災發生時容易出現恐慌、混亂局面，也會增大疏散的困難度。就加拿大研究委員會提供的數據表明，從50層樓開始，每一層擁有240人，通過1.1m寬度的樓梯疏散，需要花費2小時11分鐘才能夠撤離出建筑物。就相關的資料表明，在集中疏散的時候，人員的行進速度為22m/min。在發生火災的情沉下，高層建筑的安全疏散主要是依靠樓梯，如果樓梯內部流入煙氣，就很可能對人員疏散產生影響。

（四）可燃易燃材料多，火災荷載大

在設計施工當中，高層建筑物為了減輕建筑物木身的自重，增加內部裝飾美觀度和擴大建筑空間，就會使用大量易燃的建筑材料，一旦發生火災，就容易產生大量的有毒有害煙氣，很容易讓人員中毒傷亡。

二、高層建筑防火設計要點

（一）確定建筑類別和耐火等級和耐火極限

根據建筑物的使用性質、火災危險性、疏散和撲救難度、建筑高度、建筑層數、單層建筑面積等要素，準確表達建筑的分類、耐火等級、建筑構件耐火極限及設計依據。

（二）總平面布置

工程選址應符合城鄉回話和城鄉消防規劃的要求，結合周圍環境、地理條件、主導風向等因素合理劃分功能分區、確定建筑位置，設置必要的防火間距，同時滿足消防撲救的基本條件。

平面布置還要對特殊的場所和重要的設備用房在建筑中進行合理的布置，達到減少火災危害的目的。

（三）合理設計防火間距和分區

在高層建筑防火設計中，防火分區和防火間距是必須考慮的問題，合理的防火分區可有效地把火勢控制在一定范圍內，阻止火勢蔓延，減少火災損失，并為火災發生時的人員逃生、消防撲救提供時間。防火分區分垂直分區和水平分區，水平防火分區采用防火墻、防火卷簾和混凝土樓板來實現。垂直防火分區應采用較高耐火極限的樓板或窗檻墻，對貫穿部分，比如樓梯、電梯等，設置相應耐火分隔措施。

（四）設必要的安全的疏散通道和避難層

消防安全的重中之重是人身安全，所以安全疏散設計就成為建筑防火設計中最根本、最關鍵的技術，安全疏散設計的目標就是要保證建筑內人員疏散完畢的時間必須小于火災發展到危險狀態的時間。安全疏散設計的重點是安全出口、疏散出口、安全疏散通道的數量、寬度、位置和疏散距離，每個防火分區必須設置兩個安全出口，兩個安全出口不得緊鄰設置，其間距應滿足規范規定；疏散路線必須滿足室內最遠點到房門，房門到最近樓梯間的行走距離限值；疏散出口應分散設置，選用合適的疏散樓梯形式，地上與地下不共用樓梯間，疏散方向應盡量為雙向疏散；疏散寬度足夠。設計中設置防煙樓梯間和封閉樓梯間，應急照明和疏散指示標志等為人員疏散提供條件。

（四）做好給排水消防設計

1、自動噴水滅火系統

自動噴水滅火系統對高層建筑的排水消防起著重要的作用。設計人員應根據建筑的使用性質、建筑類別和火災危險性等確定自動滅火方式，本文主要介紹自動噴水滅火系統的以下幾個方面：

（1）噴頭布置

為了及時對火災點進行滅火，設計人員應按照相關規定對噴頭的設置數量、位置、間距及選型等進行合理化設計。此外，在布置管線的設計上，設計人員還應考慮到暖氣管道和電力設備等障礙物的實際問題。

（2）配水管入口的減壓設備

設計人員在針對高層建筑的自動噴水滅火系統的配水管入口進行減壓設計時，應考慮到兩個方面的問題。首先，要充分考慮到高層建筑的高度和水力在運行過程中所產生的損失。其次，設計人員及時針對水泵的揚程情況進行相應的計算，以能夠準確的掌握配水管入口處的壓力，以設計出相應配水方式及必要的減壓方案。

（3）試水裝置

試水裝置存在于自動噴水滅火系統的末端。設計人員要依據試水出水口的相關流量系數和末端水壓等相關要求設置出相匹配的試水裝置。然后，設計人員在根據相應的試水裝置，設計出間接排放的排水管，以防止漏水情況的發生。

（4）壓力開關

報警閥開啟后，報警管道充水，壓力開關受到水壓的作用后接通電觸點，輸出報警閥開啟及供水信號，報警閥關閉時電觸點斷開。

壓力開關安裝在延遲器出口后的報警管道上，自動噴水滅火系統采用壓力開關控制穩壓泵，并應能調節啟停穩壓泵的壓力。

（5）增壓泵

增壓泵能夠對高層建筑給排水消防提供足夠的排水壓力，以保證水源的正常供水。相關人員在設置增壓泵時應對增壓泵的出水量進行要求，使其能夠滿足對一股水柱的增壓。與此同時，相關人員還可以通過添加增壓設施或者將水箱的位置抬高等辦法嚴格控制增壓泵的揚程。

（6）報警閥組

報警閥組應與自動噴水系統進行有效連接，以實現消防系統自動噴水的同時，報警閥能夠及時響應。報警閥組宜設在安全且易于操作、檢修的地點，環境溫度不低于4℃且不高于70℃，距地1.2m，水力警鈴應設置在有人值班的地點附近，其與報警閥連接的管道應為20mm，總長度不大于20m；水力警鈴的工作壓力不應大于0.05MPa，音量不小于70dB。

2、消火栓

設計人員要依據高層建筑物的所需用水量和建筑物的自身情況在高層建筑的相應位置安放相應數量的消火栓。消火栓應設置在走走道、樓梯附近等明顯易于取用的地點，同時，消火栓的間距應保證同層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達。此外，相關人員還要根據消火栓壓力要求配備相應的減壓裝置，以避免消火栓壓力太大或者損壞的情況發生。

（五）防排煙方面

火災中的煙氣具有極大的威脅性。據統計，建筑火災死亡人數中，約有60%系被煙熏死。故在火災時，有效地控制建筑物內部煙氣的流動，是減少和避免人員傷亡的一個重要措施。排煙分自然排煙和機械排煙兩種排煙方式。走道或樓梯間靠外墻時可通過窗戶或陽臺進行自然排煙；主要考慮自然排煙口的面積要符合規定。設于內部時，應采取機械排煙或設豎井自然排煙，其排煙量應經過計算確定。樓梯間的墻和門都要求具有良好的密閉性，防止煙氣在不同防煙分區之間互串。

結語

高層建筑火災隱患的出現有著多方面、深層次的社會、經濟方面的原因，對防火設計應該引起高度的重視，采取有力的措施減少乃至消滅意外火災給人民帶來的生命傷亡、財產損失。避免災難，保障社會穩定，推動國民經濟建設持續發展。

參考文獻：

[1]《GB50045-95高層民用建筑設計防火規范》（2005年版）[S].中國建筑工業出版社，2005.

[2]丁承.《高層建筑防火設計淺析》[J].價值工程，2011.21

[3]范恩強，張自軍，化明明.《談建筑防火設計方法的發展趨勢》[J].安防科技，2006.4.

[4]GB 50084-2001 《自動噴水滅火系統設計規范》（2005年版）中華人民共和國建設部2001.7.1

[5]陳偉民 楊建民《消防安全技術實務》 機械工業出版社（2014）第045475號

[6]陳偉民 楊建民《消防安全案例分析》 機械工業出版社（2014）第045477號