超高層建筑消防安全設(shè)計(jì)及設(shè)備技術(shù)解決策略

姚棟

（江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司，江蘇 南京 210033）

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)的不斷深入、我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷增強(qiáng)，我國(guó)的超高層建筑逐漸增多。在許多城市，都有超高層建筑，這不僅促進(jìn)了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且節(jié)約了土地。但是在當(dāng)前，超高層建筑消防安全技術(shù)不強(qiáng)、消防質(zhì)量不佳的問(wèn)題受到了大多數(shù)人的關(guān)注，消防安全問(wèn)題成為重點(diǎn)。因此，在進(jìn)行超高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝時(shí)，要更加注重其質(zhì)量與效果，使其在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠更加降低火災(zāi)的危害程度，降低滅火的難度。本論文立足于超高層建筑消防安全技術(shù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前在超高層建筑中存在的消防問(wèn)題，并進(jìn)一步提出了解決對(duì)策，能夠?qū)μ嵘邔咏ㄖ姆阑鹉芰ζ鸬椒e極作用，對(duì)保障超高層建筑的正常使用具有實(shí)踐作用。

1 超高層建筑火災(zāi)特征

1.1 建筑規(guī)模相對(duì)較大

超高層建筑一般指建筑高度超過(guò)一百米的建筑，這種類型的建筑，我國(guó)對(duì)其停機(jī)坪、避難層、消防水壓、正壓防火等方面都有十分高的要求。超高層建筑中大都包含各類功能設(shè)施，例如，影院、超市、兒童樂(lè)園、服裝商場(chǎng)等。同時(shí)，超高層建筑中還有可能存在較多的辦公用品、家居用品、裝修材料、電器等物品。作為保障基礎(chǔ)，超高層建筑之中也存在著供配電設(shè)施、廚房、使用燃?xì)庠O(shè)備等高溫明火部位，一旦發(fā)生火災(zāi)，易造成火災(zāi)的縱向蔓延，很難短時(shí)間內(nèi)撲滅。所以，超高層建筑很可能因?yàn)槿说牟话踩袨椤⑽锏牟话踩珷顟B(tài)、管理缺失等原因存在火災(zāi)隱患，釀成火災(zāi)事故，因此，應(yīng)該重視超高層建筑消防安全性能，提升建筑主動(dòng)防火和被動(dòng)防火能力，保障可以對(duì)超高層建筑的正常使用起到積極作用。

1.2 疏散方式相對(duì)較多

超高層建筑由于其特殊性，需要將疏散系統(tǒng)建設(shè)完善，避免在發(fā)生火災(zāi)時(shí)因疏散不當(dāng)導(dǎo)致人員傷亡。超高層建筑疏散的方式多樣，常規(guī)的有避難層、直升機(jī)停機(jī)坪、疏散樓梯等方式。按我國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范，可將避難層與設(shè)備用房同層設(shè)置，另外，需要注重在建筑樓頂設(shè)立停機(jī)坪，以此保障能夠在發(fā)生火災(zāi)時(shí)疏散群眾。超高層建筑一般為核心筒結(jié)構(gòu)，疏散樓梯分布設(shè)置，清晰的疏散標(biāo)志和合適的應(yīng)急照明對(duì)于人員疏散至關(guān)重要，一些建筑的內(nèi)部疏散會(huì)將疏散通道通向多個(gè)方向，避免在出口時(shí)出現(xiàn)人群擁堵的現(xiàn)象。與避難層相連接的通道需要同層錯(cuò)位，且避難層分隔與上下層斷開(kāi)，以免火勢(shì)影響避難層。在地下室與裙房中，防火設(shè)計(jì)與疏散設(shè)計(jì)要符合國(guó)家規(guī)范，保證能夠在發(fā)生火災(zāi)時(shí)更加快速地疏散人群。

1.3 消防體系較為復(fù)雜

超高層建筑的消防安全技術(shù)需要盡可能地提升，只有這樣，才能夠保障超高層建筑的安全，使人群能夠迅速疏散，盡快逃生。超高層建筑的消防體系相對(duì)較為復(fù)雜，包括消防供配電、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、消火栓和消防給水系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧滅火系統(tǒng)、自動(dòng)消防炮、防煙排煙系統(tǒng)、應(yīng)急照明及燈光疏散指示系統(tǒng)、滅火器等系統(tǒng)。一旦發(fā)生火災(zāi)，這些系統(tǒng)會(huì)第一時(shí)間自動(dòng)響應(yīng)，力爭(zhēng)撲滅初期火災(zāi)或控制其蔓延，盡可能為群眾疏散爭(zhēng)取時(shí)間，提升人群的逃生可能性。例如，超高層建筑中的供水系統(tǒng)，一般采取重力供水系統(tǒng)，重力供水系統(tǒng)與其他的供水系統(tǒng)不同，重力供水系統(tǒng)可以立足于水位的壓力，加壓供水并確保火災(zāi)發(fā)生時(shí)全樓非消防電源中斷的情況下，供水設(shè)備仍然能夠繼續(xù)使用。同時(shí)，這套供水系統(tǒng)十分安全，能夠十分高效地發(fā)揮作用。但是，這套重力供水系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)的精密性、組織的復(fù)雜性，會(huì)對(duì)超高層建筑的維護(hù)與管理能力提出較大的要求，只有安全管理能力（包括運(yùn)行、維保人員人員配備及其素質(zhì)、設(shè)施設(shè)備維保經(jīng)費(fèi)）足夠，才能夠保障火災(zāi)發(fā)生時(shí)設(shè)備能夠及時(shí)啟動(dòng)并投入使用。

2 超高層建筑消防安全技術(shù)存在的問(wèn)題

2.1 火勢(shì)蔓延速度極快

超高層建筑如果發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)蔓延速度將會(huì)十分迅速。出現(xiàn)這樣的情況，其中的原因在于超高層建筑的儲(chǔ)存容量相對(duì)較大，荷載能力強(qiáng)，而且其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與普通的建筑并不一樣，存在更加復(fù)雜的特點(diǎn)。所以，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如果建筑的防火分隔失效：如防火墻（隔墻）存在開(kāi)口、樓層井道無(wú)防火封堵，火災(zāi)將迅速蔓延，甚至?xí)l(fā)生“煙囪效應(yīng)”，進(jìn)而造成火勢(shì)失控，形成立體的燃燒形態(tài)。能夠?qū)Τ邔咏ㄖ幕饎?shì)產(chǎn)生影響的因素較多，其中最主要的外部因素就是風(fēng)速，如果在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，風(fēng)速較大，則會(huì)助燃火焰，使火勢(shì)蔓延的速度更快。而且，在超高層建筑中，越高的樓層就越會(huì)受到風(fēng)速的影響，而且隨著樓層的升高，風(fēng)速對(duì)火勢(shì)的影響也會(huì)逐漸加大。這樣就會(huì)導(dǎo)致火勢(shì)蔓延的速度有了飛速提升，如果不能做到有效的防火分隔，就會(huì)使整個(gè)建筑都被火勢(shì)吞沒(méi)，很難再進(jìn)行撲救。在此情況下，需要相關(guān)消防人員更加注重控制火勢(shì)的蔓延，如果發(fā)生火災(zāi)，需要將其蔓延速度控制住，以保障人群的疏散速度能夠提升，不會(huì)由于火勢(shì)太快而無(wú)法迅速疏散人群。

2.2 人員逃生速度緩慢

超高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，因建筑內(nèi)大多數(shù)人員不熟悉建筑布局，難免產(chǎn)生恐慌心理，影響疏散效率。超高層建筑疏散距離長(zhǎng)、消防員相向而行的影響、因安全出口和樓梯間陌生環(huán)境和恐慌加大了踩踏傷害風(fēng)險(xiǎn)，因此，前室、樓梯間加壓送風(fēng)口風(fēng)量、疏散照明照度直接決定疏散的效率。例如，超高層建筑的高度為160m，發(fā)生火災(zāi)的樓層在較高的位置，消防員從地面上至160m的高度需要最少10min的時(shí)間，而且還需要消防人員的訓(xùn)練程度十分高，各種意外情況的發(fā)生也會(huì)影響消防員的升頂速度。而且，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)由于各種物品的燃燒，導(dǎo)致煙霧的形成，甚至還會(huì)釋放毒氣，毒氣與煙霧蔓延在建筑中，只需要幾分鐘就能夠在整個(gè)建筑中傳播，所以，在此情況下，要想迅速地疏散人群，是十分困難的。有著較多的阻礙因素，就算是消防人員都十分難以行進(jìn)，普通群眾在此環(huán)境下逃生的概率十分小。

2.3 消防供水設(shè)施可靠性難以保證

在城市高速發(fā)展的過(guò)程中，逐漸建起了超高層建筑，這些超高層建筑將會(huì)對(duì)城市的發(fā)展與人民的生活水平產(chǎn)生積極作用，不僅節(jié)約土地使用面積，而且能夠保障建筑中的設(shè)施更加全面。在這樣的情況下，超高層建筑的消防安全問(wèn)題需要更好的保障，只有這樣，才能夠進(jìn)一步地推動(dòng)城市安全與人民生活質(zhì)量提升。超高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，其中的共享空間面積較大，且存在著為數(shù)較多的管道井與電氣豎井，合理布局相關(guān)管線是對(duì)設(shè)計(jì)人員的極大考驗(yàn)。供水設(shè)施應(yīng)能確保消防水源能可靠送達(dá)救援部位：超高層建筑一般采用高低區(qū)加壓泵分區(qū)接力供水并宜結(jié)合避難層設(shè)置；地區(qū)管道適當(dāng)采用加厚管道；消防水泵房、加壓供水轉(zhuǎn)換層的接力設(shè)備應(yīng)能自動(dòng)巡檢，超壓防止設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備應(yīng)能可靠工作。火災(zāi)發(fā)生的過(guò)程中，超高層建筑的火勢(shì)撲救行動(dòng)受消防用水保證率、火勢(shì)蔓延速度等因素的影響。其他不可忽視的不可控因素也在應(yīng)急預(yù)案考慮范圍內(nèi)：超高層建筑往往都位于市中心位置與熱鬧街區(qū)位置，道路違章停車行為、火災(zāi)引起的人員觀望心理和恐慌情緒易造成交通擁堵，阻礙消防車迅速到達(dá)火場(chǎng)，對(duì)消防車的行進(jìn)速度產(chǎn)生了極大的阻礙，對(duì)消防人員進(jìn)行救援產(chǎn)生了極大的消極影響。如果起火位置在100m以上的位置，消防人員難以使用消防車進(jìn)行登高撲救，滅火難度十分大。

2.4 消防設(shè)計(jì)存在隱患

超高層建筑的防火設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，不僅影響建筑防火性能，還關(guān)系到消防救援效率，也能夠?qū)θ巳旱氖枭⑻由鸬疥P(guān)鍵作用。當(dāng)前，超高層建筑的防火設(shè)計(jì)并不夠好，具有一定的安全隱患，影響其正常的使用與運(yùn)轉(zhuǎn)。首先，在超高層建筑施工的過(guò)程中，建筑和裝修材料的選用和施工未能完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，施工單位的消防安全認(rèn)識(shí)不全面，缺乏足夠的消防意識(shí)，以至于超高層建筑物在進(jìn)行施工時(shí)，忽視了一些火災(zāi)隱患，如果不能對(duì)其進(jìn)行有效的預(yù)防，將很容易造成火災(zāi)的發(fā)生。同時(shí)，超高層公共建筑投入使用后因業(yè)主單位多，尤其要注重消防安全管理理念的宣貫。因各單位消防安全管理能力參差不齊、來(lái)往人員繁雜、消防設(shè)施維保水平受限，公共部位管理人缺失，安全隱患大大增加。其次，在超高層建筑建設(shè)的過(guò)程中，缺乏科學(xué)合理的防火設(shè)計(jì)，對(duì)某些關(guān)鍵的消防安全措施未落實(shí)到位（如施工臨時(shí)滅火器、消火栓、臨時(shí)消防水源等消防設(shè)備，施工過(guò)程中常缺乏重視，釀成施工過(guò)程中火災(zāi)事故）。另外，附設(shè)在高層建筑內(nèi)的電氣設(shè)備、配電房等設(shè)施應(yīng)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并做好絕緣和防火封堵，此類工作應(yīng)由有資質(zhì)的施工單位組織相應(yīng)人員施工，杜絕安裝質(zhì)量隱患。

3 超高層建筑消防安全技術(shù)解決策略

3.1 注重防火分區(qū)分隔

超高層建筑的消防安全需要進(jìn)一步保障，只有使消防安全技術(shù)提升，才能夠更好地促進(jìn)建筑防火安全，使其使用能夠更有保障。首先，需要在超高層建筑的消防設(shè)計(jì)階段加強(qiáng)防火分區(qū)分隔的強(qiáng)度，設(shè)置防火的有效分隔區(qū)。分隔區(qū)中包括功能區(qū)、面積區(qū)、層間分隔與井道分隔等，針對(duì)規(guī)模較大、面積較大的超高層建筑，需要在建立消防安全體系時(shí)，考慮建筑的實(shí)際情況，實(shí)行防火分隔，保障在防火分區(qū)中能夠有效控制火勢(shì)，使其可以為人群的逃生爭(zhēng)取時(shí)間，并進(jìn)一步保障每個(gè)區(qū)域的職能能夠正常使用，并在火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生積極效果。例如，功能區(qū)中就需要依據(jù)不同的使用方向與不同的場(chǎng)所，完成不同效果的分區(qū)，使其能夠物盡其用，在使用時(shí)產(chǎn)生極好的效果。另外，針對(duì)防火分隔需要更加積極地考慮其中所需的材料，由于一些樓道中會(huì)有管道穿過(guò)樓層之間，所以在進(jìn)行材料的考慮時(shí)，需要更加注重材料的防火性，針對(duì)豎向管道應(yīng)該使用耐火能力十分強(qiáng)的防火門與防火閥來(lái)進(jìn)行分隔。例如，排水管道、電纜井等。采取這樣的方式，能夠?yàn)槿巳禾峁└嗟氖枭r(shí)間，同時(shí)，也能夠盡可能地避免火勢(shì)蔓延的速度過(guò)快，能夠有針對(duì)性地進(jìn)行滅火工作，使分隔產(chǎn)生效果。采取這樣的方式，可以有效降低火勢(shì)蔓延速度，增強(qiáng)防火分區(qū)分隔的效果，解決火勢(shì)蔓延速度過(guò)快的問(wèn)題。

3.2 注重先進(jìn)消防設(shè)備使用

先進(jìn)的消防設(shè)備對(duì)與火勢(shì)撲滅而言十分關(guān)鍵，當(dāng)代消防技術(shù)發(fā)展迅速，監(jiān)控手段多樣化，智能疏散系統(tǒng)、自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，為人員密集場(chǎng)所、大空間、電氣絕緣性要求高的火場(chǎng)的初期火災(zāi)撲救提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)；對(duì)此，需要在進(jìn)行消防設(shè)備選擇時(shí)，更加注重消防設(shè)備的質(zhì)量與適配性。首先，在消防設(shè)備的選用方面，應(yīng)該更加積極地選用先進(jìn)、智能化的消防設(shè)備，采取先進(jìn)的消防技術(shù)，嚴(yán)格地按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工與安裝，確保消防設(shè)施能可靠、準(zhǔn)確、及時(shí)、智能、便捷地投入使用。對(duì)有防火要求的建筑構(gòu)配件、防火涂料或處理液等建筑或裝修材料，需要采取抽樣的方式檢查，對(duì)其耐火等級(jí)等參數(shù)行進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，有疑問(wèn)的需取樣送檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)驗(yàn)證。其次，需要結(jié)合超高層建筑的實(shí)際情況，完成對(duì)建筑防火系統(tǒng)的布控，同時(shí)，需要建筑設(shè)計(jì)各專業(yè)人員各通力合作，掌握火場(chǎng)條件下人員的心理，因地制宜地設(shè)置安全疏散設(shè)施，多方向多維度引導(dǎo)人員疏散。同時(shí)，參建單位要明確避難區(qū)域的照明設(shè)備，保障其避難區(qū)域能夠更好地使用。

3.3 注重滅火戰(zhàn)術(shù)策略

針對(duì)超高層建筑的滅火工程，需要更加強(qiáng)調(diào)滅火戰(zhàn)術(shù)與策略，只有保障了滅火的戰(zhàn)術(shù)能夠更好地使用，才能夠有效地促進(jìn)火災(zāi)的撲滅。各單位應(yīng)加強(qiáng)消防宣傳、安全教育和演練工作，重視志愿消防隊(duì)伍建設(shè)。當(dāng)超高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防人員應(yīng)該更加冷靜，主要以內(nèi)部撲救為主要方式，外在撲救作為輔助，以加強(qiáng)滅火的效率。對(duì)此，需要在建造建筑物時(shí)，將供水系統(tǒng)進(jìn)一步完善，使其擁有足夠的水量，并在滅火過(guò)程中源源不斷地供給，保障消防人員的水量充足。同時(shí)，內(nèi)部撲救與外部撲救需要同時(shí)進(jìn)行，并進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大滅火優(yōu)勢(shì)，使火勢(shì)能夠得到較好的控制，降低其蔓延速度。如果火勢(shì)范圍較大，已經(jīng)覆蓋了整個(gè)樓層，就需要針對(duì)這一樓層展開(kāi)布控，從著火樓層的的上層與下層進(jìn)行火勢(shì)攔截，并有效地防止火勢(shì)蔓延到其余樓層。如果火勢(shì)范圍十分大，已經(jīng)擴(kuò)展到了整個(gè)建筑樓的樓頂，就要避免火勢(shì)蔓延到樓下，使其在樓頂處停止，避免影響相對(duì)較低的樓層。這就需要供水系統(tǒng)能夠在多個(gè)樓層中被放置，不僅可以更加快捷地調(diào)動(dòng)水源，而且可以十分有效地進(jìn)行火勢(shì)控制。在滅火過(guò)程中，最主要的就是救助被火災(zāi)困在建筑中的人群，使其能夠盡快逃生。同時(shí)，消防人員需要更加理智地進(jìn)行分析，使火勢(shì)蔓延的趨勢(shì)能夠被掌控，并進(jìn)一步完成對(duì)救援的分配與部署，盡可能快速地將被困人員解救，保證其生命安全，再進(jìn)一步完成火災(zāi)撲救工作。

3.4 注重耐火材料的使用

在進(jìn)行超高層建筑的消防設(shè)計(jì)時(shí)，需要提升建筑構(gòu)配件、裝飾裝修材料的耐火性能，尤其是鋼結(jié)構(gòu)核心筒建筑構(gòu)配件的防火技術(shù)措施、建筑幕墻材料、室內(nèi)裝修材料阻燃處理，才能更有效地提升建筑整體被動(dòng)防火性能。對(duì)于有防火要求的隔墻、防火墻，混凝土墻體應(yīng)送樣檢測(cè)滿足并相應(yīng)耐火極限要求；鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)對(duì)照其技術(shù)文件參數(shù)施工，施工完成后抽樣檢測(cè)其耐火性能。其次，針對(duì)裝修材料，需要更加注重室內(nèi)各種涂料與耐火玻璃的選擇，在超高層建筑中，流行采用玻璃隔墻作為疏散走道兩側(cè)隔墻，玻璃隔墻應(yīng)為耐火隔熱玻璃，必要時(shí)增設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)防護(hù)冷卻；頂棚宜采用石膏板、外墻宜采用金屬?gòu)?fù)合板或耐火玻璃幕墻等等A級(jí)裝修材料，美觀大方更兼顧安全。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，超高層建筑在設(shè)計(jì)與建造過(guò)程中，需要提升建筑防火設(shè)計(jì)材料的性價(jià)比，嚴(yán)格把關(guān)消防相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量，采用多種疏散方案和智能化設(shè)施。適當(dāng)提升消防設(shè)施的冗余度，避免因局部防火設(shè)施能力不足降低建筑物主動(dòng)防火性能。對(duì)此，需要綜合考慮建筑材料、消防設(shè)施、應(yīng)急疏散理念、消防救援能力、建設(shè)成本等要素。本文在針對(duì)超高層建筑消防安全技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究后，提出了注重防火分區(qū)分隔、注重先進(jìn)消防設(shè)備使用、注重滅火戰(zhàn)術(shù)策略、注重耐火材料使用的策略，希望能夠?qū)Τ邔咏ㄖ南腊踩夹g(shù)提升發(fā)揮積極作用。