超高層建筑防火設計問題探討

陸生云

（上海天華建筑設計有限公司，上海 200235）

1 超高層建筑火災的危害

1.1 人員疏散難度大

高層建筑的高區一旦發生火災，室內人員及時疏散到安全空間的難度較大。結合相關部門的推算進行分析，富有經驗的消防隊員從高度約為30層到達地面，最快需要八分鐘，而作為普通人來說沒有一定的經驗，那么實際消耗的時間則會更多。由于火災煙氣蔓延速度較短，受到外界風力的作用，速度會更快，大約在2min內會蔓延到30層。鑒于上述情況，可以了解到超高層若發生火災對于人員撤離、疏散來說是極為不利的。

1.2 防火、滅火救援設備要求高

和傳統建筑工程進行對比，超高層建筑不僅施工難度大，滅火難度系數也相應呈現增加趨勢。出現火災后，外墻和窗戶易被影響，發生脫落的情況。除此之外，部分消防設施的需求與超高層建筑消防滅火需求不一致。如普通的消防登高車的高度在55m，有效的射程范圍在80m，對于超高層建筑來說則是不適用的。目前國內大多城市消防直升機設備量小，對超高層建筑工程實行防火設計階段，需要制定預防備案，對內部的消防設施進行完善。

2 超高層建筑防火設計中存在的問題

2.1 人員密度高

為了解決城市人口密度高等問題，建筑企業建設超高層建筑，但是該類建筑在防火中面臨的困難較多。其大多在人群密集處建設，人員流動性強；超高層建筑物在進行設計時需要制定對應的安全通道，但也無法改變逃生時間長這一缺點；若出現火災，會造成人員踩踏、擁擠的情況。

2.2 防火設計較差

超高層建筑施工期間，部分企業存有偷工減料的情況，有時會為了縮小成本，使用品質不合格的材料，對超高層建筑物整體防火質量產生影響。建筑物或其他相關設施不能符合國家規定的要求，導致建筑物中存在安全隱患。在超高層建筑投入使用后，其中存在大量的豎向電線線路與管道，橫向管道連接建筑內部的不同區域和房間，同時存在大量電源、燃氣等生活設施，若發生火災則會造成上下樓層、同層房間之間快速蔓延等情況。

2.3 不符合消防車救援需求

國內消防車高度范圍大多在4m，消防登高車的支架高度范圍在6m左右，實際轉彎呈現的半徑范圍在16m，作為操作人員不能及時調整消防機械設備，防火系統會出現各種問題。

總圖設計中，有些超高層建筑的超塔位置不利，環形的消防車道不通暢，需要經過裙房內的4m的消防通道，增加了風險，影響救援工作的順利進行。另外大量的消防車道和消防救援場地設置在地下室頂板上，頂板荷載預留因經濟性原因的設計按30T偏極限，沒有預見到一旦發生火災，救援設施和救援情況的復雜性和救援場地范圍的不確定性。

3 超高層建筑防火設計中的優化策略

3.1 消防登高車操作場地的設計

不同地區的經濟發展水平不同，因此購買的消防登高車也會有很大的區別，無論是規格、型號、對地面承重要求都會有明顯的不同，登高車自身也會有不同的操作半徑。所以，各地需要針對所購買的消防登高車情況來做出規定，保證超高層建筑物能夠按需滿足。在進行建筑工程的審核工作當中，需要滿足消防登高車的寬度和重量需要，保證實際施工場地與建筑存在一定的距離，一般規定50m的高層建筑，消防登高車預期的操作高度在8m，且距離外墻也要控制在合理的范圍內。建議結構荷載預留范圍在建筑防火規范要求的救援場地范圍上做一定程度的擴大。

3.2 優化設計建筑防排煙系統

（1）參考具體的情況對防煙、排煙系統進行統籌規劃設計，避免煙氣擴散。火災發生以后需要認真落實防火區進行分割工作，確保煙氣及時疏散，方可有效對煙氣進行控制，做好阻斷工作。除此以外，安裝專門的機械排煙管理系統，煙氣產生后能夠迅速向外進行輸送。

（2）面對超高層建筑來講，想要確保機械排煙系統能夠全程正確操作是不確定的，鑒于此情況，保障施工效果符合施工需求具有一定的難度。可以使用“邏輯防煙分區”的手段對防煙分區進行確認，借助物理隔離的手段劃分片區，確保防煙的同時能及時排煙。

（3）由于超高層建筑內部核心筒空間的有限性，設置排煙系統具有一定的復雜性和難度，對此建設施工單位可以采用部分自然排煙方式，安裝專門的電動排煙窗，然后做好電動排煙窗與火災報警系統之間的連接，一旦發生火災，報警系統和排煙系統便會自動開啟。但是在整個過程中需要注意的是，必須要對氣流的運動方向進行合理的設計與控制，發揮自然對流的作用，以此來強化排煙效果。

3.3 加強建筑防火設計監督

在超高層建筑的建設中，要想加強高層建筑施工過程中的防火監督質量把控，有關部門必須予以高度重視，首先對建筑設計進行嚴格審批，發現不規范問題一律不予批準。然后在整個施工過程中，一定要保證每一環節都要嚴格根據相關方案來進行監督和檢查，確保建筑材料和設備達到相應防火標準，將防火監督工作列為重點。除此之外，在建筑設計過程中也要結合實際情況，科學合理地設置消防通道，采取合理的設計方案，這樣才能從根本上保證高層建筑的防火性能。

3.4 設計避難層

在創新超高層建筑防護系統中，工作人員需要重視避難層設計工作，堅持有關的管理原則，對具體的工作方式進行創新，有利于對工作機制進行管理和控制。①設計人員對避難層進行設計時，需要保證樓地面和滅火救援場地的高度低于50m，保證各個樓層檢測小于50m，滿足救援的需求。避難層的疏散樓梯需要及時進行分段阻隔，同層進出錯位等；②在設計開窗自然排煙系統時，相關人員可以利用FDS軟件進行模擬，確保煙氣與熱輻射不能進入相鄰建筑內，并且要對正壓送風系統進行處理，保證消防救援機械設備的最高救援點約為50m，若發生火災則會使其安全性產生影響，防止出現煙氣竄入的情況，降低相鄰建筑物窗口的溫度，減少火災蔓延的風險。

3.5 設計疏散通道

在超高層建筑中，一些建筑企業為減少支出，會出現安全指示標志和指示不清等問題，會對住戶在緊急情況下疏散產生嚴重的影響。在設計指示標志中，要注意指示疏散設計的及時性、針對性和明顯性，并且每個消防指示標志所間隔的距離要保持在20m，若距離太遠則不利于人們尋找；若距離太近則會對人群產生誤導。因此，消防指示標志要放置在拐角、出口等明顯的位置，或者張貼疏散指示燈，為用戶指明方向，利于人們找到正確的逃生通道。

3.6 加強消防人員專業培訓教育

相關單位要積極做好消防人員專業培訓教育活動，在實際工作中注重消防管理人員專業技能的提升，對于高層建筑內部人員，要定期展開滅火設備的使用培訓，從根本上保證消防管理人員的消防意識和責任意識以及工作技能，這樣才能更好地減少工作中疏漏。除此之外，社區與建筑單位也要加強居民的消防安全教育工作，激發人們的消防意識，使其可以正確認識火災的嚴重程度，并將滅火技巧與逃生技巧牢記心中。除此之外，由于一些地區距離消防隊較遠，因此，在火災發生后消防救援隊伍無法快速到達現場，所以，社區可以結合實際條件建設相應的微型消防站，保證火災險情發生后，可以及時做出有效反應。

3.7 消防電梯設計

設計人員在設計消防電梯時，要保證數量與安裝方面符合要求，安裝擋煙設備裝置在前室門上，避免火災產生煙氣流入消防電梯。此外，要靠邊設置消防電梯，確保首層直通到室外。出現火災的情況時，消防電梯能夠對運行狀態進行有效感知，若有任何人在電梯內，會協助電梯內的人員進行逃離，隨后原地關閉，提升超高層建筑的安全可靠性。

3.8 符合消防車救援需求

工作人員對超高層建筑防火進行設計期間，需要參照創新防火設計內容，確保消防救援工作如期運行。設計期間，要根據其他機械設備的相關要求，將消防通道的寬度設置約為4m，環形消防道的高度約為4.2m，并且消防通道墻壁不設門窗或增加通道寬度預留開門距離和人員通行寬度，有利于消防機械設備在消防通道中快速進行救援，縮短營救時間，提高管理效果。并且，在消防通道設計過程中，要充分了解自身的工作和發展要求，建立多元化管控機制，增強管理工作的可靠性和有效性，保證防火設計的科學性。

除此之外，確保超高層建筑防火設置是安全有效的，切實對居民的安全意識進行提升，尤其需要提升防火知識的安全教育工作，定期或不定期進行消防演練，由于高層建筑間的內部空間較大，當發生火災時，居民要保持冷靜，選擇確定的逃生路線，不僅要保證自身的生命安全，還要幫助其他居民一起逃生，緩解恐懼心理，增強自信。若居民不了解消防知識，則易發生踩踏事件，因此，在日常生活中要對居民加強消防演練，讓居民都參與到模擬演練中來，提高其自身的防火意識，保證生命安全。

4 結論

由于城市化進程，城市內超高層建筑的數量逐漸增多，同時，許多外地、農村人口進入城市打工，超高層的使用人員復雜，因此，做好超高層建筑防火設計是極為重要的，只有這樣才能防止安全問題發生，保障人民的生命健康。