高層建筑防火技術研究

劉斌

摘要：高層建筑可以減輕城市土地資源的壓力，但如果發生火災，就會造成不可預估的傷亡與損失。因此，高層建筑防火設計的重要性顯而易見。將先進防火技術積極引入高層建筑中，能夠為人民的生命財產安全保駕護航，最大限度減少經濟損失。基于此，從高層建筑防火設計中存在的問題入手，重點介紹了防火技術的應用，以供參考。

關鍵詞：高層建筑；防火技術；建筑材料

當前，高層建筑已經成為常見的建筑形式，能夠為居民的生活和各種商業活動的開展提供廣闊的空間。雖然其優勢明顯，但是防火難度大，對于防火安全的標準和要求更高。因此，要重點關注高層建筑的防火安全，合理運用多樣化的防火技術，提高高層建筑的防火能力和安全性。

1 高層建筑火災的基本特征

1.1? 人員比較密集，疏散速度較慢

改革開放以來，我國經濟得到了快速發展，用地需求越來越大，城市用地越來越緊張，因此，高層建筑得到了快速普及。這些高層建筑的高度普遍不低于24m，層數也不低于10層。正是由于高層建筑高度高，內部疏散通道相對狹窄，一旦出現火災等安全事故，難以有效保證內部人員的生命財產安全。另外，如果高層建筑在施工過程中沒有按照規定配置消防設施設備，在火災發生之后，就會造成嚴重的安全事故，造成巨大損失。

1.2? 火災蔓延迅速，救援難度較大

目前，大部分高層建筑的外墻保溫材料都選用的是B2級可燃性材料，出現火災時，倘若不能及時地展開救援與撲滅，就會引爆建筑保護層，非常容易造成火情上下串聯的現象，導致火災迅速蔓延。再加之高層建筑高度高，在消防救援中，可能無法完全發揮出救援設施的作用，導致火災無法得到有效控制。此外，在高層建筑外圍結構中，裙房是一個必不可少的建筑物，當火災發生時，裙房也會遭到破壞，此時如果救援人員的溝通不及時，就會直接或間接地影響到消防救援進度，最終影響救援效果。

1.3? 建筑結構復雜，撲滅難度較高

民用建筑是高層建筑的主要類型之一，其內部結構具有復雜性，不僅包括電氣系統、給排水管道，還包括燃氣管道、供暖設備等，而且建筑內部有很多設施容易起火，如沙發、微波爐、電取暖設備等家具或電器，一旦火災發生，就會具有蔓延途徑多、波及范圍廣的特點。另外，由于不同高層建筑內部裝修有所不同，部分高層建筑選用的裝修材料不具備良好的防火性能，一旦發生火災，就難以在短時間內進行有效控制，很大程度威脅著人民群眾的生命財產安全。

2 防火設計在高層建筑中的重要意義

2.1? 有助于避免人員傷亡

在經濟社會快速發展的當下，人口密度也在不斷增加，一個區域中的居住和辦公人口越來越多，當火災發生時，由于建筑內部人員較多，一定程度上會影響到人員疏散的速度，如果長時間不能逃出建筑，就會造成更加嚴重的人員傷亡。而將防火技術合理地應用在高層建筑中，如果發生火災，能夠更好地進行人員疏散、提升相關人員逃生速度，有助于降低火災的危害和損失，為人民群眾的生命安全提供有力保障[1]。

2.2? 有助于減少經濟損失

火災是目前最危險的災害之一，會給人民群眾的生命財產安全帶來危害，同時，由于高層建筑造價不菲，發生火災之后還會對高層建筑本身帶來嚴重危害，直接影響高層建筑的使用。而在高層建筑中運用防火技術則能夠在發生火災時為建筑內部中的人員提供安全避難場所，降低人員傷亡，在短時間內有效控制火災，進而有效保障人們的生命財產安全，減少經濟損失。

3 高層建筑防火設計中出現的問題

3.1? 民用建筑防火設計不規范

高層建筑火災防范工作內容較多，涉及范圍較廣，具有一定的復雜性，在防火設計過程中，只根據以往工作經驗來設計，則難以實現預期防火效果。同時，根據目前情況來看，一些高層建筑的施工團隊在應用防火技術時，并未按照相關法律法規嚴格地采取相應的防火措施，致使在火災發生時，無法為建筑內部人員提供一個安全的火災隔離空間，容易造成巨大人員傷亡。

3.2? 建筑材料的選擇與要求不符

在高層建筑施工環節，部分開發商為了節省成本在選擇建筑材料時沒有按照相關標準和要求，使用了大量易燃可燃材料，甚至個別開發商應用的建筑材料沒有達到合格標準。當火災發生時，在這些不合格、易燃可燃材料的“協助”下，火災蔓延的速度極快，不僅增加了消防救援難度，還會造成嚴重的人員傷亡與財產損失。

3.3? 高層建筑防火分區設計有待完善

在當前部分高層建筑物當中，防火分區的設置存在著不夠完善的問題，而且在建筑內部設置的安全疏散通道的數量無法滿足需求，難以充分發揮出防火設計工作的價值與作用。同時，在部分高層建筑中，疏散口的設置缺乏合理性，最短距離、最長距離與實際情況不符，導致高層建筑存在一定的安全隱患。

4 建筑防火技術在高層建筑中的應用措施

4.1? 建筑裝修材料的選擇

相關調查研究結果顯示，在全社會范圍內，每年發生的火災事故中有很大一部分事故的原因與裝修材料息息相關。通常來說，市面上常見的裝修材料燃點都不高，無法達到防火性能的標準，存在著一定的安全隱患[2]。在火災發生后，一些裝修材料不僅會助長火勢的蔓延，還會產生大量的有毒物質，大大增加了滅火救援工作難度。由此可見，在高層建筑設計過程中需要做好高層建筑裝修材料的選擇工作，可以從以下兩方面入手：一方面，全面考慮成本與應用問題。在建筑防火設計過程中，設計人員應該立足于裝修材料設計這一角度，不僅要考慮建筑的經濟性、實用性，還需要充分考慮建筑材料的安全性，進一步明確防火性能相關指標，切不可過度看重經濟效益，這樣才能夠最大限度降低火災隱患，為高層建筑的安全提供保障。另一方面，綜合評估裝修材料。在評估裝修材料的過程中，不只是從防火性能、燃點角度進行評估，還需要考慮在火災突發的情況下，建筑材料燃燒后所形成煙霧的毒性指標，以免影響到消防救援、逃生疏散工作的順利推進。

4.2? 加強對建筑結構防火的重視

4.2.1? 管道井的設計

設置管道井的主要目的在于安置橫向設備管線，通過對其進行科學合理的設置，能夠切實提升高層建筑的綜合防火性能。通常情況下，在高層建筑的每一層空間當中，所設置的管道井的數量是2～3個，為了降低火災蔓延的速度，需要選用不可燃的材料，并將其安裝到管道井板樓的位置，以此來充當良好的防火分隔物。同時，在設置的過程中，應當根據高層建筑的高度合理安排，如果總高度高于100m，就需要為每個樓層做好防火分隔設計。

4.2.2? 防火墻的設計

防火墻設置是否科學，對高層建筑整體的防火性能產生著直接的影響。通常情況下，結合高層建筑的建筑特點，防火墻的設計模式往往有U型、L型兩種。同時，在結合房屋構造和防火墻構型的基礎上，一般會將防火墻設置在拐角的位置。當防火墻設置在拐角時，要能夠保證墻兩邊的門和窗口之間的水平距離大于等于4m。當采取設置乙級防火窗等防止火災水平蔓延的措施時，距離可不限[3]。

4.2.3? 鋼筋保護層的設計

當前階段，在我國建筑設計標準當中，對于鋼筋保護層的功能，更多地體現在防止鋼筋腐蝕方面，所以鋼筋厚度相對比較薄。但是，在發生火災的情況下，較薄的鋼筋厚度則難以滿足防火需求，不僅混凝土的粘結能力會遭到破壞，鋼筋的承載能力也會有所下降。在大火的持續燃燒下，鋼筋的內部結構會因高溫的影響而受到損壞，建筑結構也會發生嚴重變形，混凝土黏性與之前相比也會出現一定程度的降低。因此，在設計高層建筑時，設計人員要重視和關注鋼筋保護層發揮的重要功能，要適當地增加鋼筋保護層的厚度，提升高層建筑的耐火極限，使建筑結構在火災的情況下強度也不會降低，從而更好地保護建筑內部人員的生命安全。同時，還需要注意的是，從耐火性能上來看，相比于普通構件的鋼筋保護層，在預制鋼筋混凝土構件中，鋼筋保護層性能較低，在分配物料以及設計結構時，需要額外關注。

4.2.4? 建筑消防給排水系統的設計

高層建筑發生火災之后，消防救援是必不可少的，在消防救援的過程中需要用大量的水來滅火，在救援結束之后這些水若不能及時排出，一方面會危害人民群眾的生命財產安全，另一方面也會給建筑物造成不必要的損傷。因此，在設計消防給排水系統的過程中，為了有效應對火災并及時排出廢水，設計人員應當科學評估消防給水極限，從而配合相應的給排水系統。同時，在設計給排水系統的過程中，還需要科學選擇供水方式，強化排水系統的建設效果，這樣一方面能夠有效降低消防系統的投入成本，另一方面還能夠有效提升消防給排水的綜合性能，提高其安全性和穩定性。另外，在設計給排水系統的過程中，還應當充分利用現有的高層建筑雨水排水管道，降低排水管的造價成本。

4.2.5? 防煙樓梯間的設計

當高層建筑發生火災時，會形成一定的煙霧與熱氣，為了避免其蔓延至樓梯間，可以將防煙前室等設施設置于樓梯間入口處的位置，并合理安裝防煙樓梯間、防護門，這樣一來，就能為火災撲滅爭取更多寶貴的時間，有助于建筑內部人員疏散。在設置防煙樓梯間時，有兩個位置的內墻不能夠開設門窗，分別是封閉樓梯間、防煙樓梯間前室。對于安裝有消防電梯的高層建筑來說，為了降低救援的難度，應該讓消防電梯停靠在每個樓層，而且其前室的位置應該安排在與室外連接的出口。

4.3? 建筑平面布局的設計

由于高層建筑的用途廣泛、功能較多，在設計的過程中，應該根據建筑的具體用途與功能合理設計，在此基礎上從平面布局角度入手進行防火設計。保證平面布局設計的合理性，這樣可以讓高層建筑的防火功能更加完善，不僅有助于火災時的人員疏散，還能提高救援工作的效率，確保人們的生命財產安全，有效降低火災危害。因此，在高層建筑平面設計中，應該認真學習與解讀相關國家標準以及不同類型建筑的防火要求，充分結合已有的設計經驗，在保證建筑功能的同時，完善防火方案，從而充分保障建筑的整體安全。

4.4? 建筑安全疏散的設計

在高層建筑防火設計過程中，人員疏散是一個關鍵的環節。在疏散通道的設計過程中，需要考慮兩點內容：第一，對于地面與墻體材料的選擇，必須要保證具有良好的防火性能，以及較高的結構強度。第二，對于疏散通道，在建筑內部應該專門設有相關指示信息，同時通道內不能設置凸出物體。由于電梯屬于封閉空間，在發生火災的情況下，非常容易對電梯的供能系統造成影響，所以，一般情況下，疏散通道會選擇樓梯，疏散樓梯間的設計，需要根據建筑的實際人數，結合具體的安全疏散距離要求，確定樓梯的逃生寬度。安全出口的數量應該不少于2處，2個出口之間的距離應該不小于500m，以便人群聚散分流，防止出現擁擠踩踏事故[4]。

4.5? 防火分區與防煙分區的設計

為了有效控制火勢蔓延的速度，有必要以相關標準為依據，為高層建筑設計防火分區以及防煙分區，并以此為基礎適當調整建筑結構與功能。防火分區的設計需要根據防煙分區的分隔，靈活地利用防火門、防火墻、樓板以及防火卷簾等，以此來確定區域面積的最大限定值。根據相關標準可知，對于安裝有排煙設施的地下車庫，同時需要安裝擋煙垂壁，并且保證每個防煙分區都沒有橫跨防火分區，而且面積不超過2000m2；對于設有排煙設施的走道，高度應小于6m，這樣便可以將擋煙垂壁安裝進來，進行防煙分區的設置，同時，還要保證每個分區面積能夠保持在500m2，以便有效控制煙氣的流動，通過降低煙氣的擴散，能夠為救援、疏散工作的開展創造有利條件[5]。

4.6? 專用滅火救援設備的設計

由于高層建筑的高度不同，增加了火災救援的難度，所以有必要合理配置先進的滅火救援設備。通常來說，設備類型主要分為兩種：第一種是大型設備，主要包括舉高類車輛等；第二種是便攜式設備。最近幾年，科學技術飛速發展，出現了越來越多的小型舉高車輛，而且其功能也趨于多樣化，是消防救援工作順利開展的多功能輔助設備。與此同時，在實際工作中，需要根據高層建筑的室內空間、樓道、附近道路等實際情況，選擇并配置適合的滅火救援設備，更好地滿足高層建筑的需求。除此之外，防火技術應用于高層建筑的過程中，還需要積極引進先進技術設備，包括機器人、無人機等，切實提升火災救援工作的智能化水平。

5 結語

綜上所述，將建筑防火技術合理地應用于高層建筑中，一方面可以從整體上提高建筑的防火能力，另一方面可以大大減少火災造成的不利影響。為此，相關設計人員應該嚴格按照高層建筑的防火要求，從建筑裝修材料、建筑結構、建筑平面布局、建筑安全疏散、防火分區與防煙分區、滅火救援設備等方面入手，開展好防火設計工作，加強對防火技術的有效應用，切實提升房屋建筑的安全性能，有效延長高層建筑的使用壽命。

參考文獻：

[1]房艷.高層建筑防火技術探究[J].科技創新與應用，2020（9）：154-155.

[2]宋作俊.建筑防火技術在高層建筑設計中的應用[J].中國新技術新產品，2021（12）：136-139.

[3]王富強.試論超高層民用建筑防火措施與滅火救援技術[J].建筑安全，2021，36（4）：30-32.

[4]栗欣.高層建筑防火技術措施[J].消防界（電子版），2020，6（6）：55.

[5]趙昕.建筑防火技術在高層建筑設計中的應用探討[J].決策探索（中），2020（3）：32.

Research on fire protection

technology of high-rise buildings

Liu Bin

（Lingang Fire and Rescue Section of Pudong New Area， Shanghai 201306）

Abstract：High-rise buildings can reduce the pressure on urban land resources， but if a fire occurs， it will cause unpredictable casualties and losses. Therefore， the importance of fire protection design in high-rise buildings is obvious. Actively introducing advanced fire protection technology into high-rise buildings can protect people's lives and property safety and minimize economic losses. Based on this， starting from the problems existing in the fire protection design of high-rise buildings， the application of fire protection technology is mainly introduced for reference.

Keywords：high-rise building; fire protection technology; building material