高層建筑防火設計與消防安全問題研究

摘要：高層建筑作為城市發展的象征，其防火設計和消防安全問題備受關注。本文將深入探討高層建筑火災的獨特特點，并進一步分析高層建筑防火安全問題。為提高高層建筑防火水平，提出謹慎選擇建筑材料等防火設計方案。這些措施有望有效降低高層建筑火災風險，提高火災應對能力，為城市高層建筑可持續發展提供科學依據。

關鍵詞：高層建筑；防火設計；消防安全；火災特點

引言

高層建筑作為城市發展的重要標志之一，在人們日常生活中起到了不可替代的作用。然而，隨之而來的高層建筑防火問題日益凸顯。由于高層建筑的結構特點，一旦發生火災，將導致災害程度更為嚴重。

一、高層建筑火災特點分析

（一）疏散難

高層建筑火災疏散難是由其特殊結構和人口密集性所引發的嚴重問題。首先，高樓層人口眾多，包括住戶和工作人員，使得在火災發生時，大量人員需要快速有序疏散。然而，由于樓層高度，傳統疏散通道可能會被火勢封鎖，導致疏散難度大大增加。其次，高樓層樓梯系統在火災時可能受到煙霧和火勢影響，陷入不適宜通行狀態。此時，居民和工作人員可能受阻于樓梯口，難以及時疏散，這不僅延緩了疏散速度，還可能導致擁擠進而引發踩踏等次生災害。

（二）蔓延快

高層建筑火災的蔓延速度之快是一個令人擔憂的問題，主要由多種因素相互作用而成。首先，高樓結構龐大，導致火勢蔓延路徑復雜，煙霧更容易在垂直方向上迅速蔓延。這使得撲救人員難以迅速抵達火源，增加了火災撲滅難度。其次，高層建筑采用多樣化的建筑材料，這些材料在燃燒時產生的熱量和燃燒產物種類各異。這種多樣性使火勢蔓延速度變快，增大撲救難度，同時增加火災帶來的危險性。另外，高樓層通常配備多種設備，如中央空調、電梯系統等。一旦這些設備遭受火勢侵襲，可能會引發連鎖反應，進一步加速火災蔓延，使得高樓層火災具有相對較大的風險，危及建筑穩定性和居民安全。

（三）隱患多

高層建筑火災存在諸多隱患，主要源自建筑本身的特殊性和設備設施的復雜性。首先，電氣設備和電纜線路在高樓層內十分密集，長期使用和不規范維護可能導致設備老化、過載、短路等問題，成為潛在的火災隱患。這對電氣系統的安全性提出了嚴峻挑戰。其次，高層建筑內的管道系統繁多，包括供水、排水、天然氣等多個方面，容易發生漏水、堵塞等問題，不僅影響管道系統的正常運行，還可能導致火災發生。管道系統的復雜性使得檢查和維護變得更加困難，增加了火災風險。另外，高層建筑內配備了大量中央空調、供暖等設備，這些設備故障或過載可能引發火災，設備維護不善或運行異常可能導致火災擴散，增加火災的危險性。

（四）撲救難度大

高層建筑火災的撲救難度大，是由其獨特的結構和火場條件所致。首先，高樓層的建筑結構復雜，導致火場內部路徑復雜多變，撲救人員在短時間內難以全面了解火勢情況，這使得撲救人員難以迅速而準確制定撲救方案，增加了滅火的復雜性。其次，高層建筑的樓層高度使得傳統的消防器材難以迅速到達火點。消防水帶和滅火器的射程有限，高度的增加可能使得滅火效果受限，難以有效撲滅火源，使得撲救人員在火場內面臨著時間緊迫的壓力。

二、高層建筑消防安全問題

（一）玻璃幕墻存在安全隱患

高層建筑常采用現代化設計中的玻璃幕墻，在美觀性和采光性方面帶來了顯著的優勢。然而，與之相伴而來的是玻璃幕墻存在一系列安全隱患，這些問題直接影響了高層建筑的防火安全性。首先，玻璃的燃燒性是一大安全隱患。在火災發生時，高溫可能導致玻璃融化或爆裂，釋放出有毒氣體，加速火災蔓延。這不僅增加了火災撲救難度，還可能對周圍環境和人員造成嚴重危害。其次，玻璃幕墻的設計特性使得火災時容易形成“熱窗”效應，即玻璃受熱后傳導到室內，導致室內溫度急劇升高。可能導致人員無法逃生或被火勢包圍，增加火災造成的人員傷亡。

（二）復雜的裝修容易引起火災

高層建筑的獨特設計和豪華裝修，雖然為居住者提供了舒適的生活環境，卻也導致了復雜裝修可能引發火災的嚴峻問題。這些問題主要涉及裝修材料的選擇、施工工藝以及火災發生后的蔓延性等方面。首先，高層建筑裝修常使用各種各樣的裝飾材料，如木質、塑料、油漆等，這些材料在受到外部熱源時容易燃燒。火源一旦產生，這些可燃材料可能迅速引發火災，且火勢蔓延迅猛。特別是一些低質量或不符合防火標準的材料，更容易加劇火災的危險性。其次，復雜的裝修設計常伴隨著復雜的電氣設備布局和使用，如照明系統、空調系統等。長時間使用容易使這些設備過熱，增加發生火災的可能性。此外，布線混亂、電器連接不當也是火災的潛在隱患，一旦電路短路或發生其他故障，容易引發火災。

（三）消防管理中的問題

首先，消防管理體制方面存在不足。一些高層建筑可能由于業主多、物業公司管理不善等原因，導致消防責任劃分不清晰，管理混亂。缺乏明確的管理體制，使得在火災發生時，滅火救援行動難以迅速、有序展開，增加了災害的危害程度。其次，一些高層建筑的消防設備配置不夠完善，或者因長期未進行維護而失效。消防設備的缺失、損壞，使得在火災發生時撲救人員缺乏必要工具，極大制約了火災撲救效率。另外，由于高樓層建筑存在大量住戶和辦公人員，火警自動報警系統在一些情況下可能存在誤報或漏報情況。這導致了頻繁的虛警，消防人員不得不在短時間內多次出動，浪費了寶貴的撲救資源，降低了應對火災的能力^[1]。

三、高層建筑防火設計

（一）謹慎選擇建筑材料的耐火性

高層建筑的防火設計中，謹慎選擇建筑材料是確保建筑在火災發生時能夠有效抵御火勢、減緩火災蔓延速度的關鍵環節。在這一過程中，著重考慮材料的耐火性是不可忽視的，以提高建筑的整體防火水平。首先，對于傳統建筑材料，如木材和紙板等，其天然的易燃性使其在火災中成為潛在的危險因素。在防火設計中，可以通過選擇經過阻燃處理的木材，或者采用其他更具耐火性的替代材料，以確保建筑結構在火災中更加安全可靠。其次，新型建筑材料的引入為防火設計提供了更多選擇，但也伴隨著一些潛在的安全隱患。在選擇這些材料時，必須注重其在高溫環境下的燃燒性能。通過對新型材料進行嚴格的耐火性測試，可以篩選出在火災條件下表現良好的材料，確保其在高層建筑中的使用安全。另外，建筑外墻的裝飾性材料在防火設計中具有重要地位。保溫材料、涂料等裝飾品的選擇直接關系到建筑外部的整體防火性能。應優先考慮采用阻燃處理的保溫材料以及符合防火標準的涂料，以提高建筑外墻的整體防火水平^[2]。

（二）自動報警系統

在高層建筑的防火設計中，自動報警系統是至關重要的組成部分，其作用不僅在于及時發現火警，更在于提供有效的火災信息，為緊急疏散和撲救行動提供關鍵支持。然而，在利用自動報警系統時，仍然存在一些問題需要謹慎對待。首先，自動報警系統的靈敏度是一個需要特別考慮的問題。系統過于敏感可能導致虛警頻發，浪費社會資源和撲救力量，同時也可能降低居民對火警的認真程度。相反，靈敏度過低則可能延遲對真實火災的響應，增加撲救難度。因此，在設計和使用自動報警系統時，需要權衡系統的靈敏度，確保系統既能及時響應真實火災，又能減少虛警發生。其次，自動報警系統的覆蓋范圍也是需要仔細考慮的問題。系統覆蓋不到位，可能導致火源未被及時探測到，影響火災被迅速發現。高層建筑的立體結構和復雜空間，使得系統覆蓋更具挑戰性。在設計時，應充分考慮建筑結構、布局和消防通道，確保自動報警系統的覆蓋能力全面而有效。另外，自動報警系統的可靠性對防火工作至關重要。系統在長時間運行后，可能會出現設備老化、故障等問題，導致系統失效或工作不穩定。因此，定期系統檢查和維護是確保自動報警系統長期可靠運行的必要手段。同時，應在系統中設置監控和報警機制，及時發現并處理系統故障，確保系統穩定性^[3]。

（三）消火栓泵配電線路

高層建筑的消防系統是確保火災得以及時控制和撲滅的關鍵組成部分，而消火栓泵配電線路作為消防水源供應的核心，對整個消防系統的可靠性和有效性具有至關重要的作用。然而，在這一系統中，消火栓泵配電線路存在一些需要謹慎對待的關鍵性問題。首先，消火栓泵配電線路的穩定性是一項必須優先考慮的問題。由于高層建筑的特殊性，消防水源供應的穩定性對于撲救高樓層火災至關重要。而配電線路在長時間運行后，可能受到電氣設備老化、短路等問題困擾，導致系統不穩定甚至失效。因此，對配電線路的設計和選擇需要謹慎，確保其具備高度的穩定性和可靠性。其次，配電線路的布局和維護也是一項需要特別注意的問題。在高層建筑中，由于建筑結構的復雜性，電氣線路的布置需要精心規劃，以確保覆蓋面廣泛、火警時能夠迅速投入使用。同時，配電線路的定期檢查和維護是確保其長期穩定運行的關鍵步驟。消火栓泵及其電氣設備的定期維護，包括檢查電纜連接、清理設備附近的雜物、更換老化部件等，有助于提高系統的可靠性，保障系統在火災發生時能夠迅速響應。另外，考慮到高層建筑的特殊性，配電線路需要滿足更高的防火要求。消火栓泵房通常位于建筑的低層，因此配電線路需要具備良好的防火性能，防止火災發生時線路被燒毀，從而保障系統正常運行。在選用電纜和保護設備時，應選擇阻燃、耐火等特性優良的材料，提高線路的防火等級^[4]。

（四）關注卷簾門配電電路

在高層建筑的防火設計中，卷簾門作為防火分隔和疏散通道的一部分，其配電電路的可靠性和穩定性直接關系到火災時緊急疏散和防火封閉效果。然而，卷簾門配電電路存在一些需要特別關注的問題，對其進行科學的設計和合理的管理顯得尤為重要。首先，卷簾門配電電路的設計應考慮其在火災發生時的緊急響應能力。卷簾門通常作為火災分隔設施，在火災發生時須快速、準確啟動。因此，其配電電路需要具備高度的靈敏性和可操作性，以確保卷簾門能夠及時關閉，切斷火勢蔓延通道。其次，卷簾門的配電電路需要具備良好的穩定性。由于卷簾門長時間不使用，其電氣設備可能存在老化、腐蝕等問題，導致電路不穩定。因此，在設計時，需要選擇高質量、耐用的電氣設備，確保卷簾門配電電路在需要時能夠正常工作，避免因電路問題影響火災應對效果。另外，卷簾門配電電路布局和防護措施也需要得到重視。卷簾門通常分布在建筑的不同區域，因此電纜布置需要合理規劃，以保證在各個區域都能迅速響應火災指令。此外，為了防止電路受到外部因素的干擾，需要采取相應的電纜保護措施，如防護管道、防火涂料等，以提高電路的抗干擾性和防火性。在實際操作中，建議采用先進的自動控制技術，如智能感應、遠程控制等，提高卷簾門配電電路的智能化水平。此外，定期進行電氣設備的檢查和維護，確保卷簾門配電電路持續穩定運行，對于保障高層建筑的火災安全至關重要^[5]。

結語

總體而言，高層建筑防火設計與消防安全問題解決需要多方面合作，不斷完善防火技術和管理體系，提高火災應對能力。通過一系列努力，在高樓層建筑中建立起更加健全的防火防控體系，為人們創造更加安全的生活、工作環境。在未來的發展中，期望高層建筑的防火安全能夠成為建筑領域的亮點，為城市的可持續發展做出積極貢獻。

參考文獻

[1]史愛福.高層建筑防火設計與消防設施施工中存在的安全問題及對策[J].居業，2021（08）：2.

[2]吳維剛，曹厚寧，藺寶軍.高層建筑中存在的消防安全問題及其防火監督策略分析[J].居業，2021，19（05）：31-32.

[3]曹琪.高層建筑消防安全突出問題及對策建議探析[J].工程建設與設計，2022（22）：238-240.

[4]陸琦瓊，祝婷婷.淺析高層建筑消防安全疏散設計中存在的問題及對策[J].數碼設計，2021，10（06）：75-75.

[5]畢麗麗.簡析高層建筑消防安全疏散設計中存在的問題與解決對策[J].建筑與裝飾，2022（10）：1.

作者簡介：周楠（1993- ），男，漢族，江西南昌人，本科，助理工程師，研究方向：建筑施工圖設計。