高層建筑防火技術(shù)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(fā)生火災(zāi)，就會(huì)造成不可預(yù)估的傷亡與損失。因此，高層建筑防火設(shè)計(jì)的重要性顯而易見。將先進(jìn)防火技術(shù)積極引入高層建筑中，能夠?yàn)槿嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航，最大限度減少經(jīng)濟(jì)損失。基于此，從高層建筑防火設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題入手，重點(diǎn)介紹了防火技術(shù)的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；防火技術(shù)；建筑材料

當(dāng)前，高層建筑已經(jīng)成為常見的建筑形式，能夠?yàn)榫用竦纳詈透鞣N商業(yè)活動(dòng)的開展提供廣闊的空間。雖然其優(yōu)勢(shì)明顯，但是防火難度大，對(duì)于防火安全的標(biāo)準(zhǔn)和要求更高。因此，要重點(diǎn)關(guān)注高層建筑的防火安全，合理運(yùn)用多樣化的防火技術(shù)，提高高層建筑的防火能力和安全性。

1 高層建筑火災(zāi)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(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展，用地需求越來(lái)越大，城市用地越來(lái)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(shù)也不低于10層。正是由于高層建筑高度高，內(nèi)部疏散通道相對(duì)狹窄，一旦出現(xiàn)火災(zāi)等安全事故，難以有效保證內(nèi)部人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。另外，如果高層建筑在施工過(guò)程中沒(méi)有按照規(guī)定配置消防設(shè)施設(shè)備，在火災(zāi)發(fā)生之后，就會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故，造成巨大損失。

1.2? 火災(zāi)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(jí)可燃性材料，出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，倘若不能及時(shí)地展開救援與撲滅，就會(huì)引爆建筑保護(hù)層，非常容易造成火情上下串聯(lián)的現(xiàn)象，導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延。再加之高層建筑高度高，在消防救援中，可能無(wú)法完全發(fā)揮出救援設(shè)施的作用，導(dǎo)致火災(zāi)無(wú)法得到有效控制。此外，在高層建筑外圍結(jié)構(gòu)中，裙房是一個(gè)必不可少的建筑物，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，裙房也會(huì)遭到破壞，此時(shí)如果救援人員的溝通不及時(shí)，就會(huì)直接或間接地影響到消防救援進(jìn)度，最終影響救援效果。

1.3? 建筑結(jié)構(gòu)復(fù)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(nèi)部結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性，不僅包括電氣系統(tǒng)、給排水管道，還包括燃?xì)夤艿?、供暖設(shè)備等，而且建筑內(nèi)部有很多設(shè)施容易起火，如沙發(fā)、微波爐、電取暖設(shè)備等家具或電器，一旦火災(zāi)發(fā)生，就會(huì)具有蔓延途徑多、波及范圍廣的特點(diǎn)。另外，由于不同高層建筑內(nèi)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(fā)生火災(zāi)，就難以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效控制，很大程度威脅著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 防火設(shè)計(jì)在高層建筑中的重要意義

2.1? 有助于避免人員傷亡

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的當(dāng)下，人口密度也在不斷增加，一個(gè)區(qū)域中的居住和辦公人口越來(lái)越多，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于建筑內(nèi)部人員較多，一定程度上會(huì)影響到人員疏散的速度，如果長(zhǎng)時(shí)間不能逃出建筑，就會(huì)造成更加嚴(yán)重的人員傷亡。而將防火技術(shù)合理地應(yīng)用在高層建筑中，如果發(fā)生火災(zāi)，能夠更好地進(jìn)行人員疏散、提升相關(guān)人員逃生速度，有助于降低火災(zāi)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(jīng)濟(jì)損失

火災(zāi)是目前最危險(xiǎn)的災(zāi)害之一，會(huì)給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)危害，同時(shí)，由于高層建筑造價(jià)不菲，發(fā)生火災(zāi)之后還會(huì)對(duì)高層建筑本身帶來(lái)嚴(yán)重危害，直接影響高層建筑的使用。而在高層建筑中運(yùn)用防火技術(shù)則能夠在發(fā)生火災(zāi)時(shí)為建筑內(nèi)部中的人員提供安全避難場(chǎng)所，降低人員傷亡，在短時(shí)間內(nèi)有效控制火災(zāi)，進(jìn)而有效保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，減少經(jīng)濟(jì)損失。

3 高層建筑防火設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題

3.1? 民用建筑防火設(shè)計(jì)不規(guī)范

高層建筑火災(zāi)防范工作內(nèi)容較多，涉及范圍較廣，具有一定的復(fù)雜性，在防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，只根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，則難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期防火效果。同時(shí)，根據(jù)目前情況來(lái)看，一些高層建筑的施工團(tuán)隊(duì)在應(yīng)用防火技術(shù)時(shí)，并未按照相關(guān)法律法規(guī)嚴(yán)格地采取相應(yīng)的防火措施，致使在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，無(wú)法為建筑內(nèi)部人員提供一個(gè)安全的火災(zāi)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(huán)節(jié)，部分開發(fā)商為了節(jié)省成本在選擇建筑材料時(shí)沒(méi)有按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，使用了大量易燃可燃材料，甚至個(gè)別開發(fā)商應(yīng)用的建筑材料沒(méi)有達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，在這些不合格、易燃可燃材料的“協(xié)助”下，火災(zāi)蔓延的速度極快，不僅增加了消防救援難度，還會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。

3.3? 高層建筑防火分區(qū)設(shè)計(jì)有待完善

在當(dāng)前部分高層建筑物當(dāng)中，防火分區(qū)的設(shè)置存在著不夠完善的問(wèn)題，而且在建筑內(nèi)部設(shè)置的安全疏散通道的數(shù)量無(wú)法滿足需求，難以充分發(fā)揮出防火設(shè)計(jì)工作的價(jià)值與作用。同時(shí)，在部分高層建筑中，疏散口的設(shè)置缺乏合理性，最短距離、最長(zhǎng)距離與實(shí)際情況不符，導(dǎo)致高層建筑存在一定的安全隱患。

4 建筑防火技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用措施

4.1? 建筑裝修材料的選擇

相關(guān)調(diào)查研究結(jié)果顯示，在全社會(huì)范圍內(nèi)，每年發(fā)生的火災(zāi)事故中有很大一部分事故的原因與裝修材料息息相關(guān)。通常來(lái)說(shuō)，市面上常見的裝修材料燃點(diǎn)都不高，無(wú)法達(dá)到防火性能的標(biāo)準(zhǔn)，存在著一定的安全隱患[2]。在火災(zāi)發(fā)生后，一些裝修材料不僅會(huì)助長(zhǎng)火勢(shì)的蔓延，還會(huì)產(chǎn)生大量的有毒物質(zhì)，大大增加了滅火救援工作難度。由此可見，在高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)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(yīng)用問(wèn)題。在建筑防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該立足于裝修材料設(shè)計(jì)這一角度，不僅要考慮建筑的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性，還需要充分考慮建筑材料的安全性，進(jìn)一步明確防火性能相關(guān)指標(biāo)，切不可過(guò)度看重經(jīng)濟(jì)效益，這樣才能夠最大限度降低火災(zāi)隱患，為高層建筑的安全提供保障。另一方面，綜合評(píng)估裝修材料。在評(píng)估裝修材料的過(guò)程中，不只是從防火性能、燃點(diǎn)角度進(jìn)行評(píng)估，還需要考慮在火災(zāi)突發(fā)的情況下，建筑材料燃燒后所形成煙霧的毒性指標(biāo)，以免影響到消防救援、逃生疏散工作的順利推進(jìn)。

4.2? 加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)防火的重視

4.2.1? 管道井的設(shè)計(jì)

設(shè)置管道井的主要目的在于安置橫向設(shè)備管線，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，能夠切實(shí)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(dāng)中，所設(shè)置的管道井的數(shù)量是2～3個(gè)，為了降低火災(zāi)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(lái)充當(dāng)良好的防火分隔物。同時(shí)，在設(shè)置的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)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(gè)樓層做好防火分隔設(shè)計(jì)。

4.2.2? 防火墻的設(shè)計(jì)

防火墻設(shè)置是否科學(xué)，對(duì)高層建筑整體的防火性能產(chǎn)生著直接的影響。通常情況下，結(jié)合高層建筑的建筑特點(diǎn)，防火墻的設(shè)計(jì)模式往往有U型、L型兩種。同時(shí)，在結(jié)合房屋構(gòu)造和防火墻構(gòu)型的基礎(chǔ)上，一般會(huì)將防火墻設(shè)置在拐角的位置。當(dāng)防火墻設(shè)置在拐角時(shí)，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(dāng)采取設(shè)置乙級(jí)防火窗等防止火災(zāi)水平蔓延的措施時(shí)，距離可不限[3]。

4.2.3? 鋼筋保護(hù)層的設(shè)計(jì)

當(dāng)前階段，在我國(guó)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，對(duì)于鋼筋保護(hù)層的功能，更多地體現(xiàn)在防止鋼筋腐蝕方面，所以鋼筋厚度相對(duì)比較薄。但是，在發(fā)生火災(zāi)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(jié)能力會(huì)遭到破壞，鋼筋的承載能力也會(huì)有所下降。在大火的持續(xù)燃燒下，鋼筋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)因高溫的影響而受到損壞，建筑結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重變形，混凝土黏性與之前相比也會(huì)出現(xiàn)一定程度的降低。因此，在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，設(shè)計(jì)人員要重視和關(guān)注鋼筋保護(hù)層發(fā)揮的重要功能，要適當(dāng)?shù)卦黾愉摻畋Ｗo(hù)層的厚度，提升高層建筑的耐火極限，使建筑結(jié)構(gòu)在火災(zāi)的情況下強(qiáng)度也不會(huì)降低，從而更好地保護(hù)建筑內(nèi)部人員的生命安全。同時(shí)，還需要注意的是，從耐火性能上來(lái)看，相比于普通構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層，在預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件中，鋼筋保護(hù)層性能較低，在分配物料以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要額外關(guān)注。

4.2.4? 建筑消防給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

高層建筑發(fā)生火災(zāi)之后，消防救援是必不可少的，在消防救援的過(guò)程中需要用大量的水來(lái)滅火，在救援結(jié)束之后這些水若不能及時(shí)排出，一方面會(huì)危害人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，另一方面也會(huì)給建筑物造成不必要的損傷。因此，在設(shè)計(jì)消防給排水系統(tǒng)的過(guò)程中，為了有效應(yīng)對(duì)火災(zāi)并及時(shí)排出廢水，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)評(píng)估消防給水極限，從而配合相應(yīng)的給排水系統(tǒng)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)的過(guò)程中，還需要科學(xué)選擇供水方式，強(qiáng)化排水系統(tǒng)的建設(shè)效果，這樣一方面能夠有效降低消防系統(tǒng)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(wěn)定性。另外，在設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)的過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)有的高層建筑雨水排水管道，降低排水管的造價(jià)成本。

4.2.5? 防煙樓梯間的設(shè)計(jì)

當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，會(huì)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(shè)施設(shè)置于樓梯間入口處的位置，并合理安裝防煙樓梯間、防護(hù)門，這樣一來(lái)，就能為火災(zāi)撲滅爭(zhēng)取更多寶貴的時(shí)間，有助于建筑內(nèi)部人員疏散。在設(shè)置防煙樓梯間時(shí)，有兩個(gè)位置的內(nèi)墻不能夠開設(shè)門窗，分別是封閉樓梯間、防煙樓梯間前室。對(duì)于安裝有消防電梯的高層建筑來(lái)說(shuō)，為了降低救援的難度，應(yīng)該讓消防電梯?？吭诿總€(gè)樓層，而且其前室的位置應(yīng)該安排在與室外連接的出口。

4.3? 建筑平面布局的設(shè)計(jì)

由于高層建筑的用途廣泛、功能較多，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)建筑的具體用途與功能合理設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上從平面布局角度入手進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。保證平面布局設(shè)計(jì)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(zāi)時(shí)的人員疏散，還能提高救援工作的效率，確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，有效降低火災(zāi)危害。因此，在高層建筑平面設(shè)計(jì)中，應(yīng)該認(rèn)真學(xué)習(xí)與解讀相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及不同類型建筑的防火要求，充分結(jié)合已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在保證建筑功能的同時(shí)，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(shè)計(jì)

在高層建筑防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，人員疏散是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在疏散通道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮兩點(diǎn)內(nèi)容：第一，對(duì)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度。第二，對(duì)于疏散通道，在建筑內(nèi)部應(yīng)該專門設(shè)有相關(guān)指示信息，同時(shí)通道內(nèi)不能設(shè)置凸出物體。由于電梯屬于封閉空間，在發(fā)生火災(zāi)的情況下，非常容易對(duì)電梯的供能系統(tǒng)造成影響，所以，一般情況下，疏散通道會(huì)選擇樓梯，疏散樓梯間的設(shè)計(jì)，需要根據(jù)建筑的實(shí)際人數(shù)，結(jié)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(shù)量應(yīng)該不少于2處，2個(gè)出口之間的距離應(yīng)該不小于500m，以便人群聚散分流，防止出現(xiàn)擁擠踩踏事故[4]。

4.5? 防火分區(qū)與防煙分區(qū)的設(shè)計(jì)

為了有效控制火勢(shì)蔓延的速度，有必要以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，為高層建筑設(shè)計(jì)防火分區(qū)以及防煙分區(qū)，并以此為基礎(chǔ)適當(dāng)調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)與功能。防火分區(qū)的設(shè)計(jì)需要根據(jù)防煙分區(qū)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(lái)確定區(qū)域面積的最大限定值。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知，對(duì)于安裝有排煙設(shè)施的地下車庫(kù)，同時(shí)需要安裝擋煙垂壁，并且保證每個(gè)防煙分區(qū)都沒(méi)有橫跨防火分區(qū)，而且面積不超過(guò)2000m2；對(duì)于設(shè)有排煙設(shè)施的走道，高度應(yīng)小于6m，這樣便可以將擋煙垂壁安裝進(jìn)來(lái)，進(jìn)行防煙分區(qū)的設(shè)置，同時(shí)，還要保證每個(gè)分區(qū)面積能夠保持在500m2，以便有效控制煙氣的流動(dòng)，通過(guò)降低煙氣的擴(kuò)散，能夠?yàn)榫仍?、疏散工作的開展創(chuàng)造有利條件[5]。

4.6? 專用滅火救援設(shè)備的設(shè)計(jì)

由于高層建筑的高度不同，增加了火災(zāi)救援的難度，所以有必要合理配置先進(jìn)的滅火救援設(shè)備。通常來(lái)說(shuō)，設(shè)備類型主要分為兩種：第一種是大型設(shè)備，主要包括舉高類車輛等；第二種是便攜式設(shè)備。最近幾年，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，出現(xiàn)了越來(lái)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(shè)備。與此同時(shí)，在實(shí)際工作中，需要根據(jù)高層建筑的室內(nèi)空間、樓道、附近道路等實(shí)際情況，選擇并配置適合的滅火救援設(shè)備，更好地滿足高層建筑的需求。除此之外，防火技術(shù)應(yīng)用于高層建筑的過(guò)程中，還需要積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，包括機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等，切實(shí)提升火災(zāi)救援工作的智能化水平。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將建筑防火技術(shù)合理地應(yīng)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(zāi)造成的不利影響。為此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照高層建筑的防火要求，從建筑裝修材料、建筑結(jié)構(gòu)、建筑平面布局、建筑安全疏散、防火分區(qū)與防煙分區(qū)、滅火救援設(shè)備等方面入手，開展好防火設(shè)計(jì)工作，加強(qiáng)對(duì)防火技術(shù)的有效應(yīng)用，切實(shí)提升房屋建筑的安全性能，有效延長(zhǎng)高層建筑的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

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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