關于高層民用建筑防火設計問題分析及對策

吳寒酣 呂志靜

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，城市化建設逐漸完善，高層民用建筑已經成為城市中的重要組成部分，給人們的日常生活帶來了極大便利。然而，這也對建筑防火提出了更高的要求。探討高層民用建筑火災的主要特征，分析高層民用建筑防火設計中的主要問題，提出了高層民用建筑防火設計問題的完善對策。

關鍵詞：高層民用建筑;防火設計;排煙系統

中圖分類號：TU972.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）05-0037-03

0 引言

近年來，全國各地大型民用建筑火災事故頻發，不僅嚴重危害到城市居民的健康與生命安全，也帶來了巨大的經濟損失，對社會發展極其不利。因此，如何充分明確建筑防火設計中所存在的問題，并采取具有針對性的措施加以完善和防范，值得我們深思。

1高層民用建筑火災的主要特征

1.1人員疏散難度大

通常情況下，高層民用建筑都在十層以上，其建筑高度在24 m以上。因為人員集中度較大，加之疏散通道數量少，在發生火災之后，煙火的迅速蔓延非常容易引發混亂，在安全通道位置擁擠大量人員，對疏散過程的安全性形成影響。高層建筑當中配有管道井、樓梯間、電纜井以及排氣道等多種豎向管井，為火災的迅速蔓延、發展提供了有利條件。這使大火在短時間之內就能由底層燒到頂層，給消防指戰員留出的滅火救援時間十分有限。而利用消防云梯車對受困人員進行營救的過程中，由于建筑高度過大，加大了救援難度，而將人群疏散至建筑頂層，采取直升機營救的方式也存在較大局限性。除此之外，大部分高層民用建筑工程在進行工程設計的過程中都沒有設置安全避難層，在發生火災之后人們不能通過避難層尋求救援[1]。

1.2 火勢猛、危險性大

建筑內部一旦發生火災，因為各種豎井的存在非常容易導致火災迅速蔓延，而且外墻與內飾裝修、保溫等部分也大都屬于易燃材料，會起到助長火情的效果。此外，風速也屬于導致高層建筑中火災快速發展的主要因素之一。

1.3 火災造成后果嚴重

近年來，全國各地一直在積極補強消防隊伍建設，但消防云梯車的數量和高度依然有限。在高于云梯車極限高度的火災救援中，通過水槍或者水炮實施外攻射流，其撲救效果時常不夠理想。高層民用建筑主體建筑周邊通常設有的裙房，會對登高車充分靠近主體建筑造成妨礙，影響滅火救援行動的有序開展。隨著城市建設的不斷發展，城市土地價格逐年攀升，導致民用建筑缺少開展消防行動的場地，并且由于人群圍觀、車輛停放以及道路擁擠等原因，進一步加大了高層民用建筑火災的撲救難度。

2 高層民用建筑防火設計中的主要問題

建筑設計屬于建筑產品構成的第一步，也是建筑消防安全的起點和源頭。我國于2014年頒布了《建筑設計防火規范》GB 50016-2014（下文簡稱《防火規范》），在建筑耐火級別、平面布置、安全疏散、消防給水以及電氣等方面都形成了較為嚴格的要求。

筆者結合自身工作經驗，針對高層民用建筑防火設計相關問題進行了簡要的總結，發現很多高層民用建筑在防火設計方面都沒有引起工程設計人員的充分關注。設計人員通常只是根據甲方的設想與建筑布局開展工程設計工作，并沒有對消防安全進行全面考量，而且部分建筑設計沒有經過嚴格的消防審核與驗收便投入使用，出現消防水源數量不足、消防系統不完善以及疏散樓梯間不符合要求等情況。筆者認為，目前在高層民用建筑防火設計工作中出現的主要問題如下。

2.1 主體結構耐火失去穩定性

與一般建筑相比，高層民用建筑在主體結構強度、防震與防火效果等方面都具有更高的要求，對于所使用建筑材料相應耐火等級的規定也更加嚴格[2]。然而，縱觀我國建筑行業的整體情況，主要采用以鋼結構為主體的建筑結構形式，對于防火技術的要求欠缺系統性和科學性的指導。隨著國家經濟的飛速發展，建筑行業進步明顯，以鋼結構為主要代表、集經濟性和速度性等特點于一身的建筑結構形式逐漸被應用于工程實踐，相比之下，鋼結構整體性與穩定性都非常好，但是耐火性卻比較差。鋼材的承重性和抗拉性等都會由于溫度的上升而急劇下降，一般在450～650℃時就會喪失其基本承載能力，繼而引發結構變形，無法保證建筑結構安全。當火災發生時，非常可能導致鋼結構主體由于大火炙烤而失去穩定性。

2.2 保溫材料以次充好

近年來，我國一直提倡節能環保，也在大力推廣外墻保溫節能，工程建設單位往往采取“外墻保溫材料+外墻裝飾層+防火隔離帶”等構筑方式，外墻保溫材料大都使用聚苯乙烯泡沫等易燃物。此外，有些室內裝修人員為了追求美觀效果，未嚴格依照國家相關技術規范設計要求，在裝潢設計中大量應用易燃、可燃材料，使建筑火災隱患徒增。還有部分裝修團隊在選擇裝修材料的時候為了自身利益以次充好，降低了裝修構件的耐火等級，使其整體抵抗火災的能力下降。對近些年全國各地發生的重大建筑火災進行分析不難發現，因為裝修材料使用不合理而引發火災的案例層出不窮，使小火蔓延成大型火災的情況屢見不鮮。

2.3 建筑防排煙系統設計不合理

大量民用建筑火災案例證明，煙和毒氣屬于火災事故中引發人員傷亡最主要的原因之一。許多建筑設計人員在針對高層民用建筑進行防火設計過程中，由于考慮成本原因未設置正壓送風系統與排煙系統，亦或是在設計圖樣過審之后對施工圖加以設計變更，對原有防排煙系統進行修改[3]。這一問題的出現，導致民用建筑在發生火災之后煙氣通過電梯井、樓梯間以及其他豎向管井的垂直方向迅速蔓延，很難有效排除煙氣，對居民生命財產安全造成嚴重威脅。ECFD9A4E-F9A5-4CD0-BF7E-2F3DCC6CFA51

2.4 電氣防火設計有待加強

電氣火災指的是因為電氣線路、用電設備和供配電設備等出現故障而釋放熱能，在燃燒條件充足的情況下引燃設備本體或其他可燃物，繼而導致火災的發生，同時也包括由于雷電和靜電所引發的火災。電氣事故屬于民用建筑發生火災最重要的原因。

導致火災事故發生的原因包括電弧接地短路、電氣設備服役時間過長且維護不當，承擔超負荷運轉任務而造成線路短路或斷路、架空進線進戶位置沒有采取科學的防電措施、電氣設備應用不當等。其中，在針對建筑內部開展裝修施工的過程中，未能嚴格根據國家標準要求進行設計、施工，屬于導致電氣火災發生的首要原因，比如電氣線路未進行穿管保護，將大功率燈具安裝于可燃材料內且未進行合理保護等[4]。電氣防火設計屬于高層民用建筑工程防火設計工作的重點內容之一，不能由于甲方或者施工單位要求、圖方便等原因忽視基本技術細節，必須采用具有良好針對性和科學性的技術措施強化建筑防火效果。

2.5 其他防火設計問題

一是防火隔離、避難層及疏散通道設置不合理。《防火規范》中對高層民用建筑的防排煙系統、防火隔離、避難層以及疏散通道等方面都形成了明確規定，但是部分工程設計人員由于疏忽大意，在分析成本與投資收益之后，沒能形成合理設計，亦或是設計方案不符合消防要求，繼而埋下安全隱患的種子。二是火災自動報警與噴水滅火系統不足。由于工程設計上的缺陷，建筑內未設置足夠的噴淋裝置和煙感報警裝置，在火災發生初期無法起到良好的火災警示與延緩作用。三是消防設施不全。為有效提高投資回報率，縮減工程建設成本，建筑中消防電梯、水泵結合器以及室內消防栓等設備配置不夠完善[5]。

3 高層民用建筑防火設計問題的完善對策

高層民用建筑需要配置主動自救措施和被動自救措施，前者是指直接限制火災發生與發展的技術，比如火災探測報警、煙氣控制等技術;后者是指提升或者增強建筑結構、材料承受火災的技術，比如建筑構件耐火性能提升、阻燃裝飾材料應用等。完善而系統的自救措施要比消防隊伍更能有效應對突發火災，因此必須合理優化建筑防火設計水平與質量。然而，針對建筑防火設計風險進行管理與控制不能單純依靠設計人員，國家與行業也要積極構建起更加完善化的法律法規，加強對違規操作的懲治力度，同時加強消防宣傳。

3.1 提升防火設計質量

《防火規范》中規定，對于高層民用建筑實施防火設計，需要充分遵循“預防為主、防消結合”的工作方針。優化建筑整體設計質量屬于確保高層民用建筑安全性的首要任務。在實踐中，要具體依據城市規劃對高層建筑位置、防火間距、消防水源與消防車道等進行合理設置;選用具有更強耐火性的主體結構與內外墻裝飾;提高電氣防火設計合理性，防止引發電氣事故。

工程設計人員必須在充分確保建筑使用性能的基礎上，嚴格依據相關規范標準要求開展建筑工程設計工作。政府相關部門必須要嚴格把控建筑工程設計圖的審核環節，關注樓梯數量、寬度與形式達標與否。所配置的消防電梯與防火隔離系統、火災報警與自動滅火系統等消防設施充足與否[6]。積極推行設計圖審核制度，針對設計圖中的消防部分，必須由具有相應專業資質的工程師進行確認才能受理審核。建筑工程完成施工建設之后，在竣工階段要進行嚴格的消防驗收，沒有經過消防驗收或驗收不合格的工程，禁止其投入使用。

3.2建立健全法律體系

經過多年的發展，雖然我國已經針對高層民用建筑的防火設計制定了相應的法律法規，但是通過火災調查結果發現，工程建設單位違規操作依然存在，這也是導致火災迅速蔓延的主要原因。國家相關部門必須構建起完善的火災責任調查制度，充分明確其直接與間接責任人，對工程參建單位在施工建設過程中出現違規操作繼而引發火災的情況，要加大懲治力度，依靠法律規范避免違規操作的出現。

現行《防火規范》在現實應用中仍然存在一些問題，必須對其進行深入完善。要積極組織消防專家和權威機構對規范內容進行完善，同時做好科學實驗與論證，讓電氣防火設計更加規范化與系統化。

當前防火技術體系在建筑結構構件耐火極限方面已經具有系統化和詳細化的指導，但是對于一些新型建筑結構形式與防火措施卻缺少有效指導。政府相關部門需要及時更新、規范以及完善各類新型建筑材料、裝修材料的防火與滅火產品指導標準。此外，應要求工程建設單位在其內部構建起防火設計內審組織、制度、崗位職責及其追究制度，定期開展業務知識教育與培訓活動。

3.3 加大宣傳與教育力度

當發生建筑火災時，有效的自救比被動等待救援更有效[7]。相關部門需要積極強化配合與協調，聯合開展針對高層民用建筑居民的自救知識宣傳、教育活動。消防宣傳工作要具體由社區牽頭，應急管理和消防等部門予以配合，結合多種方式提升城市居民整體消防安全意識，依據建筑特征制定易操作、成功率高的火災逃生方案。

3.4 應用性能化設計方法

所謂性能化防火設計，指的是應用消防安全工程學原理與方法，確定建筑防火系統需要達到的具體目標，針對建筑進行防火風險評估，并以此為基礎尋求實現防火目的的最優方案。在發生火災時，確保建筑物中人員的生命財產安全，同時對財產損失形成有效控制。通過性能化設計理念進行防火分區設置，也就是在確認建筑的防火標準之后，充分考量建筑使用性能、耐火等級、建筑性能、疏散設施以及人員數量與分布等各項因素，對防火分區進行科學設計。

3.5 優化消防技術水平與裝備

在設計防排煙系統的過程中，可以在建筑上方配置機械加壓送風設備，以疏散通道中的煙氣。而在避難層，同樣應該配備加壓送風設備，除了維持避難層中正壓值穩定，避免煙氣入侵之外，還能為其中的人員供給新鮮空氣。還可在建筑內部配置高壓水泵，同時準備更加先進的消防報警與自動滅火器材。建筑消防裝備必須滿足現代社會發展需求，對消防設施與器材進行不斷更新，在遇到火災事故時更好更快地幫助居民逃生。

4結語

總之，高層民用建筑火災事故已然成為全社會關注的熱點話題，關乎人民群眾的生命財產安全，必須對建筑防火設計進行持續優化，通過加大技術投入和優化管理起到良好的火災防范效果，并在火災發生后將人員傷亡和財產損失降到最低，為城市建設與發展提供良好的保障。

參考文獻

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[2] 常凱.建筑防火設計在民用建筑設計中的運用探討[J].建材與裝飾，2020（20）：85+89.

[3] 白佳程，尚琳.關于高層民用建筑防火設計的問題分析與對策[J].建筑與文化，2020（5）：212-213.

[4] 杜金濤.高層民用建筑各類消防配電線路防火設計分析[J].智能城市，2019，5（10）：60-61.

[5] 柴相文.高層建筑防火中性能化設計方法的應用分析[J].價值工程，2019，38（13）：164-167.

[6] 林千.高層民用建筑消防設備電氣線路防火設計研究[J].建設科技，2017（22）：107.

[7] 張少見，劉靜，安翠.一類高層住宅建筑安全疏散設計問題探討[J].消防科學與技術，2017，36（6）：782-784.ECFD9A4E-F9A5-4CD0-BF7E-2F3DCC6CFA51