淺析建筑防火設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：近年來，火災(zāi)事故成為影響城市居民生命健康安全的突出事故，不斷給城市規(guī)劃單位和建設(shè)單位敲響警鐘。一方面，我國城市結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，城市建筑逐年增加；另一方面，高層建筑設(shè)計(jì)難度加大，用火用電需求卻只增不減。一旦高層建筑發(fā)生火災(zāi)，傳統(tǒng)的消防救援模式無法及時(shí)完成救援任務(wù)，很容易出現(xiàn)較大的安全事故。鑒于此，本文首先闡述高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)，隨后簡要說明建筑防火設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的重要性，最后詳細(xì)闡釋建筑防火設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：建筑；防火設(shè)計(jì)；高層建筑設(shè)計(jì)

引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，高層建筑數(shù)量愈來愈多，已經(jīng)成為大型城市的地標(biāo)建筑和商業(yè)核心結(jié)構(gòu)。然而，高層建筑雖然能夠展現(xiàn)出科技力量和城市經(jīng)濟(jì)力量，但是由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用環(huán)境較為特殊，防火成為了高層建筑的一大問題。對(duì)此，有關(guān)部門應(yīng)該引起重視，根據(jù)高層建筑的特點(diǎn)制定相應(yīng)的防火措施和設(shè)計(jì)模式，以此來杜絕高層建筑火災(zāi)問題。

一、高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)

（一）高層建筑火災(zāi)的傳播速度相對(duì)更快

首先，高層建筑的垂直結(jié)構(gòu)導(dǎo)致樓層之間的距離相對(duì)較小，這使得火災(zāi)有更大的機(jī)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)蔓延到上層。這種垂直傳播速度快的特性使得火災(zāi)的擴(kuò)散更為迅猛，對(duì)于應(yīng)急疏散的時(shí)間窗口提出了更為嚴(yán)苛的要求。其次，考慮到高層建筑火災(zāi)的復(fù)雜性，這一特點(diǎn)也使得疏散變得更加緊急和復(fù)雜。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，居民必須盡快脫離危險(xiǎn)區(qū)域，但由于樓層間距較小，疏散通道容易受到火災(zāi)影響而受阻。這進(jìn)一步提高了疏散的難度，尤其是在火勢迅速擴(kuò)大的情況下。因此，高層建筑設(shè)計(jì)中的防火策略必須充分考慮如何確保快速而有序的疏散。最后，高層建筑火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧、熱氣和有毒氣體的生成速度相較之下更快，為逃生帶來更大困難。此外，由于煙霧和有毒氣體對(duì)人體健康的威脅不容小覷，因此在火災(zāi)撲救和疏散方案中，必須綜合考慮這些因素。設(shè)計(jì)中需采用先進(jìn)的通風(fēng)系統(tǒng)和有毒氣體監(jiān)測裝置以及提前規(guī)劃好緊急逃生通道，以降低居民受到煙霧和有毒氣體侵害的風(fēng)險(xiǎn)。

（二）高層建筑火災(zāi)還具有垂直疏散的復(fù)雜性

相較于低層建筑，高層建筑的多層結(jié)構(gòu)使得垂直疏散變得更加具有挑戰(zhàn)性，當(dāng)火災(zāi)爆發(fā)時(shí)，居住者可能需要經(jīng)過多個(gè)樓層才能安全撤離。這一點(diǎn)為防火設(shè)計(jì)帶來了考驗(yàn)，因?yàn)樵诨馂?zāi)蔓延迅猛的情況下，迅速而有序疏散變得至關(guān)重要。高層建筑火災(zāi)中的垂直疏散對(duì)于特殊群體，尤其是兒童和老年人，構(gòu)成了更大困擾。兒童通常缺乏應(yīng)對(duì)火災(zāi)緊急情況的經(jīng)驗(yàn)和能力，而老年人可能因生理上的限制而無法迅速爬樓梯。在緊急情況下，這些群體很可能成為最脆弱的一環(huán)。因此，防火設(shè)計(jì)不僅需要考慮一般人群的疏散需求，還必須特別照顧到這些特殊群體的安全。考慮到垂直疏散的復(fù)雜性，高層建筑的防火設(shè)計(jì)需要引入更智能、更便捷的疏散系統(tǒng)。這可能包括但不限于智能電梯系統(tǒng)、疏散通道的合理設(shè)計(jì)和明確的疏散標(biāo)識(shí)等。通過采用現(xiàn)代技術(shù)，居民可以在火災(zāi)發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)更加快速而高效的垂直疏散，確保居民的生命安全[1]。

二、建筑防火設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑的重要性

（一）對(duì)高層建筑的可持續(xù)性發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響

火災(zāi)不僅可能導(dǎo)致建筑物長時(shí)間封閉和修復(fù)，更會(huì)在多個(gè)層面對(duì)高層建筑及其周邊環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。考慮到高層建筑在城市中的重要性，工作人員需要認(rèn)識(shí)到科學(xué)合理的防火設(shè)計(jì)在減小火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、提高建筑安全性的同時(shí)，也直接關(guān)系到城市的整體安全穩(wěn)定發(fā)展。火災(zāi)可能導(dǎo)致建筑物長時(shí)間的封閉和修復(fù)，這對(duì)于居民而言意味著極大的生活不便。居民在火災(zāi)發(fā)生后可能需要暫時(shí)搬離，面對(duì)居住不確定性和生活混亂。此外，對(duì)于商業(yè)區(qū)域內(nèi)的高層建筑，火災(zāi)引發(fā)的停業(yè)和修復(fù)期，商家可能面臨巨大的經(jīng)濟(jì)損失，進(jìn)而對(duì)城市的經(jīng)濟(jì)活力產(chǎn)生不利影響。在城市交通方面，火災(zāi)可能導(dǎo)致周圍道路臨時(shí)封閉，交通擁堵和通行受限。這不僅給城市交通系統(tǒng)帶來一定的壓力，還可能影響居民的日常通勤和物流運(yùn)輸，對(duì)城市的正常運(yùn)行產(chǎn)生一系列連鎖影響。在經(jīng)濟(jì)方面，火災(zāi)對(duì)高層建筑及其周邊地區(qū)可能造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。修復(fù)建筑所需的資金和時(shí)間都是巨大的，這不僅直接沖擊建筑業(yè)，也牽動(dòng)著相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。城市作為一個(gè)整體生態(tài)系統(tǒng)，其各個(gè)組成部分相互依存，一旦某個(gè)部分受到嚴(yán)重破壞，將會(huì)對(duì)整體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，影響城市的可持續(xù)發(fā)展。通過科學(xué)合理的防火設(shè)計(jì)，工作人員能夠降低火災(zāi)發(fā)生概率，從而保障高層建筑的可持續(xù)使用。合理設(shè)置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、采用阻燃材料、設(shè)計(jì)科學(xué)疏散通道等措施，能夠有效預(yù)防和控制火災(zāi)，減小災(zāi)害造成的影響。這不僅有助于提高建筑的抗災(zāi)能力，也有助于城市的安全穩(wěn)定發(fā)展，為城市提供一個(gè)安全、有序、可持續(xù)的居住和經(jīng)濟(jì)環(huán)境。

（二）優(yōu)化和保障疏散系統(tǒng)

在高層建筑中，疏散系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅僅是為了遵循法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，更是為了在火災(zāi)發(fā)生時(shí)確保居民可以迅速、有序離開建筑，從而最大限度保護(hù)生命安全。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，時(shí)間就是生命，因此疏散系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須具備高效性和可操作性。防火設(shè)計(jì)在這一方面的作用不可忽視，它通過考慮建筑內(nèi)部的安全通道、緊急疏散出口等因素，為居民提供可靠的逃生通道。這不僅包括樓梯、電梯等基本設(shè)施的位置和設(shè)計(jì)，還需考慮適當(dāng)?shù)臉?biāo)識(shí)系統(tǒng)和緊急通信設(shè)備，以保障居民在火災(zāi)發(fā)生時(shí)可以清晰識(shí)別安全通道，迅速采取適當(dāng)行動(dòng)。

防火設(shè)計(jì)在高層建筑中對(duì)疏散系統(tǒng)的優(yōu)化涉及到人員密度和疏散速度的考慮。一般來說，高層建筑通常容納大量居民，因此在火災(zāi)疏散時(shí)可能面臨大規(guī)模的人員流動(dòng)。防火設(shè)計(jì)必須考慮建筑內(nèi)的人員密度，確保疏散通道足夠?qū)挸ǎ軌蛉菁{大量居民快速移動(dòng)，避免擁擠和踩踏等危險(xiǎn)情況發(fā)生。此外，應(yīng)通過科技手段，如智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測人員密度和疏散速度，以便在需要時(shí)采取迅速而準(zhǔn)確的救援措施[2]。

值得注意的是，防火設(shè)計(jì)在高層建筑中對(duì)疏散系統(tǒng)的保障也涉及到特殊人群的考慮。老年人、兒童、身體有特殊需求的人士在火災(zāi)疏散中可能面臨更大困難。因此，防火設(shè)計(jì)需要充分考慮這些特殊人群的疏散需求，例如提供無障礙設(shè)施、緊急疏散方案等，以確保每個(gè)居民都能夠安全迅速脫離火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域。

（三）對(duì)于高層建筑內(nèi)部和周圍環(huán)境的保護(hù)

高層建筑火災(zāi)時(shí)，產(chǎn)生的煙霧、毒氣等有害物質(zhì)不僅對(duì)居民健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，同時(shí)可能對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，這使得合理的防火設(shè)計(jì)變得至關(guān)重要。因此，火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧是防火設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮的因素之一。在高層建筑中，煙霧可能更迅速填滿整個(gè)建筑，阻礙居民疏散，增加火災(zāi)危險(xiǎn)性。合理的防火設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)包括通風(fēng)系統(tǒng)的考慮，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠迅速排除煙霧，維護(hù)居民逃生通道的空氣純凈度，降低煙霧對(duì)人體的危害。防火設(shè)計(jì)對(duì)火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的毒氣擴(kuò)散也有重要的控制作用。火災(zāi)時(shí)，材料燃燒產(chǎn)生的有毒氣體可能對(duì)居民的呼吸系統(tǒng)和健康造成直接危害。合理的防火設(shè)計(jì)要考慮建筑材料的選擇，盡量減少火災(zāi)時(shí)有毒氣體的產(chǎn)生，從而降低居民的健康風(fēng)險(xiǎn)。防火設(shè)計(jì)的重要性還在于其對(duì)周圍環(huán)境的保護(hù)。火災(zāi)可能導(dǎo)致建筑內(nèi)的有害物質(zhì)泄漏至周邊區(qū)域，對(duì)土壤和水源造成污染，對(duì)植被和動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)帶來影響。通過科學(xué)合理的防火設(shè)計(jì)，可以有效控制火災(zāi)時(shí)有害物質(zhì)的擴(kuò)散，最大限度減小對(duì)周邊環(huán)境的損害，保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性[3]。

三、建筑防火設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況

（一）優(yōu)化和完善火災(zāi)報(bào)警和滅火系統(tǒng)

在高層建筑的防火設(shè)計(jì)中，火災(zāi)報(bào)警和滅火系統(tǒng)的應(yīng)用顯得尤為至關(guān)重要。首先，先進(jìn)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在防火設(shè)計(jì)中扮演著首要角色。這些系統(tǒng)通過采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)，能夠在火災(zāi)初期及時(shí)偵測到煙霧、高溫等火災(zāi)前兆，并迅速發(fā)出警報(bào)。這種及早的火災(zāi)警示對(duì)于保障居民和相關(guān)救援人員的生命安全至關(guān)重要。例如，在高層住宅中，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通常會(huì)安裝在每個(gè)房間和公共區(qū)域，確保火災(zāi)一旦發(fā)生，能夠立即通知到所有居民，促使他們快速采取應(yīng)對(duì)措施。其次，自動(dòng)滅火系統(tǒng)的應(yīng)用也是高層建筑防火設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。自動(dòng)噴水系統(tǒng)是常見的一種，其在火災(zāi)爆發(fā)時(shí)能夠迅速投入工作，以大量的水霧覆蓋火源，有效撲滅火焰。這種系統(tǒng)的自動(dòng)化特性不僅能夠在火災(zāi)初期進(jìn)行快速響應(yīng)，還減少了人為干預(yù)的時(shí)間，提高了滅火效率。此外，氣體滅火系統(tǒng)也是一種高效而受歡迎的自動(dòng)滅火手段，其通過釋放滅火氣體，控制火源的氧氣供應(yīng)，從而達(dá)到撲滅火災(zāi)的目的。這種系統(tǒng)的優(yōu)勢在于對(duì)電子設(shè)備等敏感物品沒有造成損害，適用于多種高層建筑場景。在火災(zāi)爆發(fā)時(shí)，自動(dòng)滅火系統(tǒng)的迅速響應(yīng)具有極大的意義。這不僅有助于盡早控制火勢，還能夠最大限度減小火災(zāi)造成的損失。特別是在高層建筑這種容易引起火災(zāi)擴(kuò)散的環(huán)境中，自動(dòng)滅火系統(tǒng)的應(yīng)用可以迅速阻止火勢蔓延，保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全[4]。

（二）垂直疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)

垂直疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)旨在確保火災(zāi)發(fā)生時(shí)，居民能夠迅速、有序疏散到安全區(qū)域，因此這一設(shè)計(jì)方案的合理性至關(guān)重要。在高層建筑中，緊急疏散樓梯的合理設(shè)置是垂直疏散系統(tǒng)的首要考慮。這些樓梯必須能夠承受大量人員疏散的壓力，并在火災(zāi)中保持通暢。合理的寬度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和通風(fēng)系統(tǒng)是確保樓梯在火災(zāi)時(shí)正常運(yùn)作的關(guān)鍵因素。此外，這些樓梯的位置應(yīng)當(dāng)便于居民迅速接觸，以最大程度縮短疏散時(shí)間。高層建筑防火設(shè)計(jì)中的避難層也是垂直疏散系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。避難層在火災(zāi)發(fā)生時(shí)為居民提供了一個(gè)相對(duì)安全的地方，同時(shí)也有助于阻止火勢蔓延。這些避難層通常應(yīng)配備有滅火器、通信設(shè)備、急救箱等應(yīng)急設(shè)備，以確保居民在等待救援過程中能夠獲得基本的生活支持。此外，高層建筑防火設(shè)計(jì)中，緊急疏散樓梯和避難層的設(shè)計(jì)需要符合人性化原則。適當(dāng)設(shè)置緊急照明系統(tǒng)、導(dǎo)向標(biāo)識(shí)和清晰的逃生指示牌，能夠在火災(zāi)時(shí)提供足夠信息，使居民能夠快速、準(zhǔn)確找到疏散通道。這種人性化設(shè)計(jì)能夠減少恐慌情緒，提高居民疏散效率。而在建筑防火設(shè)計(jì)中，還需要考慮到不同層次的疏散需求。例如，對(duì)于老年人、兒童等特殊群體，需要設(shè)置易于操作的電梯系統(tǒng)，以便更快速將他們疏散到安全區(qū)域。這種差異化的設(shè)計(jì)考慮了不同人群的特殊需求，提高了疏散過程的全面性和靈活性。高層建筑防火設(shè)計(jì)中垂直疏散系統(tǒng)的應(yīng)用還包括定期的演練和培訓(xùn)。通過定期組織居民和相關(guān)工作人員參與緊急疏散演練，能夠提高他們?cè)诨馂?zāi)發(fā)生時(shí)的應(yīng)對(duì)能力，熟悉逃生通道和設(shè)備使用。

（三）布局合理的防火隔離

在設(shè)計(jì)平面布局時(shí)，建筑師通常會(huì)將整個(gè)建筑劃分為不同的防火區(qū)域，每個(gè)區(qū)域之間通過設(shè)置防火墻、耐火樓梯等設(shè)施進(jìn)行隔離。這一設(shè)計(jì)旨在最大程度減緩火災(zāi)的傳播速度，從而為居民提供更多的疏散時(shí)間，并有效降低火災(zāi)可能帶來的損失。在高層建筑的平面設(shè)計(jì)中，防火隔離帶的設(shè)置是基于火災(zāi)爆發(fā)時(shí)的快速蔓延考慮的。這些隔離帶通常位于建筑的關(guān)鍵位置，劃分出不同的火災(zāi)區(qū)域，以便在火勢蔓延時(shí)能夠迅速隔離并控制。防火墻是防火隔離帶中的一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)施，它能夠有效阻止火災(zāi)傳播，將火勢局限在一個(gè)較小范圍內(nèi)。這樣的設(shè)計(jì)保障了火災(zāi)不會(huì)一夜之間波及整座建筑，從而為緊急疏散和滅火工作爭取了寶貴的時(shí)間。另外，在高層建筑的防火設(shè)計(jì)中，耐火樓梯的設(shè)置也是至關(guān)重要的一環(huán)。這些樓梯設(shè)計(jì)為能夠在火災(zāi)時(shí)提供安全疏散通道，其材料和結(jié)構(gòu)具備足夠的耐火性。這樣的樓梯系統(tǒng)不僅能夠確保居民迅速安全離開建筑，同時(shí)為消防人員提供了便捷的通道，加速滅火救援過程。同時(shí)，工作人員還要注意消防設(shè)備的合理配置，其主要涉及到滅火器、滅火栓等防火工具的放置位置，以確保在火災(zāi)初期能夠有居民或工作人員迅速采取初步撲救措施。防火隔離帶的設(shè)計(jì)要與建筑的整體消防系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，確保各項(xiàng)設(shè)施協(xié)同工作。這包括火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)噴水系統(tǒng)的啟動(dòng)以及自動(dòng)化的煙霧排風(fēng)系統(tǒng)，這些設(shè)施共同構(gòu)建了全面、高效的防火體系[5]。

結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代高層建筑火災(zāi)隱患較多，并且救援難度極大。因此，在設(shè)計(jì)和建設(shè)高層建筑時(shí)，就需要充分考慮到高層建筑的防火工作，將火災(zāi)問題抑制在萌芽中，以此來保障城市的穩(wěn)定發(fā)展和人民群眾的生命健康安全。

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作者簡介：李波（1987- ），男，漢族，江西南昌人，本科，中級(jí)，研究方向：建筑設(shè)計(jì)。