民用建筑設計中建筑防火技術的應用

柴慧超

摘要：民用建筑設計中防火相關設計較為復雜，從防火等級確定、建筑防火結構規劃、防火分割設計、消防基礎設施設計、防火材料選擇這5個關鍵設計環節出發，對設計要點展開探究，以期在防火設計中貫徹落實因地制宜原則，對民用建筑防火設計進行優化，從而形成科學依據，從多角度提高民用建筑防火效果，指導各項防火施工有序落實，在保證建筑實用性基礎上，有效提高防火性能。

關鍵詞：民用建筑；建筑設計；建筑防火

民用建筑防火設計是降低火災險情對建筑安全、民眾生命財產威脅性的重要措施。目前民用建筑設計中防火設計相對復雜、要求較多，如何合理布控防火設施、合理選擇防火措施，在火災發生時有效阻隔火勢蔓延、控制火災發展，降低對居民生命財產安全的威脅值得深入研究。因此，在要求設計人員準確掌握消防設計規范基礎上，還需進一步探究民用建筑防火設計，為居民打造安全、舒適居住條件。

1 民用建筑防火等級確定

民用建筑防火設計規范中對不同類型民用建筑的防火等級進行了明確劃分，在防火設計中，確定防火等級為第一步，后續各項內容均需要圍繞防火等級要求展開設計。

1.1? 民用建筑分類

根據民用建筑的高度與層數將其分為3種類型，即單層民用建筑、多層民用建筑、高層民用建筑，按照功能分為2種類型，即住宅建筑、公共建筑；而高層建筑根據高度、樓層建筑面積、功能也分為一類建筑與二類建筑。

1.2? 耐火等級劃分

民用建筑防火分為4個等級，每個級別對建筑構件燃燒性能與耐火極限均有著不同要求。具體來講：

耐火等級為一級時，要求設計不燃性防火墻、承重墻、柱，耐火極限均為3h；設計不燃性的樓梯間和前室墻、電梯井墻、住宅建筑單元間的墻與分戶墻、梁，耐火極限均為2h；設計不燃性的樓板、屋頂承重構件、疏散樓梯，耐火極限均為1.5h；設計不燃性的非承重外墻、疏散走道兩側隔墻、耐火極限均為1h；設計不燃性的房間隔墻，耐火極限為0.75h；設計不燃性吊頂及吊頂格柵，耐火極限為0.25h。

耐火等級為二級時，要求設計不燃性的防火墻，耐火極限為3h；不燃性的承重墻、柱，耐火極限為2.5h；設計不燃性的樓梯間和前室墻、電梯井墻、住宅建筑單元間的墻與分戶墻，耐火極限為2h；設計不燃性的梁，耐火極限為1.5h；設計不燃性的非承重外墻、疏散走道兩側隔墻、樓板、屋頂承重構件、疏散樓梯，耐火極限均為1h；設計不燃性的房間隔墻，耐火極限為0.5h；設計不燃性的吊頂及吊頂格柵，耐火極限為0.25h。

耐火等級為三級時，要求設計不燃性的防火墻，耐火極限為3h；設計不燃性的承重墻、柱，耐火極限為2h；設計不燃性的樓梯間和前室墻、電梯井墻、住宅建筑單元間的墻與分戶墻，耐火極限為1.5h；設計不燃性的梁，耐火極限為1h；設計不燃性的非承重外墻、疏散走道兩側隔墻、樓板，耐火極限均為0.5h；設計難燃性房間隔墻，耐火極限為0.5h；設計難燃性吊頂及吊頂格柵，耐火極限為0.15h、設計可燃性屋頂承重構件，耐火極限為0.5h。

耐火等級為四級時，非承重外墻、樓板、屋頂承重構件、疏散樓梯、吊頂等均設計為可燃性；防火墻為不燃性，耐火極限為3h；承重墻、梯間和前室墻、電梯井墻、住宅建筑單元間的墻與分戶墻、梁為難燃性，耐火極限為0.5h；疏散走道兩側隔墻、房間隔墻為難燃性，耐火極限為0.25h。

2 民用建筑防火結構規劃

防火結構設計是民用建筑設計中的重要環節，對防火結構的科學規劃可以有效防止火勢向內蔓延，以民用建筑建設為例，對防火結構規劃展開具體分析，關鍵要點如下：

2.1? 合理設計防火墻結構

結合防火結構設計規范要求與以往經驗，在民用建筑的拐角位置設計防火墻時不應選擇U形或L形，在火災發生時防火墻的性能容易受到影響；且相鄰位置上如果設計等級不同的防火墻，對具體設計位置未作出特殊規定，但要求兩道防火墻邊緣之間應相隔2m以上距離，可以保障防火墻使用性能不受影響。

2.2? 合理設計管道井結構

以復合型建筑為例，同一棟建筑內有多種功能用室，考慮到防火需求，在100m以下高度，應間隔2～3層設計管道井，且管道井周圍應使用不易燃材料；在高度超過100m部分或35層以上建筑，間隔1層設置管道井，并應設計防火門，使建筑內部結構防火性能大幅提升[1]。

2.3? 合理設計鋼筋保護層

鋼筋是民用建筑建設中常用的重要建筑材料，主要發揮提高建筑主體結構強度、承載力的作用，但在高溫的作用下，鋼筋剛性、強度均會受到不同程度的影響，導致建筑結構整體承載能力下降，從而誘發結構坍塌、結構變形等次生災害，增加火災現場危險度，也為救援帶來新的阻礙。因此，設計過程中，應根據建筑的高度情況，合理地為鋼筋增加保護層并提高保護層厚度，使鋼筋耐火性能大幅提升；還需要做好鋼筋的防腐工作，使保護層具有良好密封性，阻斷鋼筋與外部環境直接接觸，也能夠降低火災對鋼筋結構穩定性的威脅。

2.4? 合理控制防火間距

耐火等級設計為一、二級的普通民用建筑應控制防火間距在6m以上，耐火等級設計為三、四級的民用建筑防火間距分別為7m、9m；若為高層建筑，主體之間的距離應控制在13m以上，且裙房與建筑主體之間的防火間距應控制在9m以上，相鄰裙房之間的防火間距應控制在6m以上；相鄰建筑若較低面為防火墻，且消防設計中要求建筑屋頂承重結構耐火極限＞60min，但并未設計天窗時，應控制防火間距在3.5m以上，高層建筑則應控制在4m以上；數座總層數≤6層的住宅建筑且建筑總占地面積不足2500m2時，建筑之間的距離應控制在4m以上[2]。

3 民用建筑防火分割設計

防火分割設計效果可以直接反映民用建筑防火設計水平，其是指以防火分隔設備為物質基礎在一定時間內有效阻止火勢蔓延至其他建筑部分的空間單元或局部區域。從方向上劃分防火分割有2種形態，即水平與豎向。防火墻、防火卷簾、防火門等均屬于常見的防火分割，發生火災事故后，防火分隔可以將煙氣、火勢阻隔，防止其傳播與蔓延，降低火災對居民生命安全的危害，減少諸多為救援帶來不便的因素。但民用建筑設計過程中必須保證以設計規范為依據，合理進行防火分割設置。

通常情況下，根據規范要求應以民用建筑的高度、層數以及防火分割所在位置、耐火等級要求等確定分割區域最大允許面積，其中高層民用建筑且耐火等級設計為一、二級時要求防火分割區域最大允許面積為1500m2；而耐火等級相同的多層或單層民用建筑，要求防火分割區域最大允許面積為2500m2。在實際設計中，還要結合防火分割的具體位置、所屬區域的功能、樓層考慮，設計應滿足以下要求：防火分割區域內隔墻、玻璃墻的耐火極限均應超過60min，若設置防火卷簾應保證耐火極限超過180min，若設置非隔熱性防火玻璃墻應聯合自動噴水滅火系統應用；在井道、出口等重點位置必須選擇性能達標的防火門。此外，防火分割區域設計中盡量選擇防火卷簾或防火隔墻，減少防火玻璃隔墻的使用[3]。

4 民用建筑消防基礎設施設計

4.1? 疏散通道設計

民用建筑具有人流密集、疏散難度大的特征，火災發生后為快速疏散被困人群逃離危險環境，應在建筑內部設計合理的疏散通道，發生火災時由通道疏散人員，提高逃生效率。疏散通道設計具有以下3點要求：一是疏散通道內必須始終保持通暢，不得設置凸出性物體，設計中禁止出現門檻、裝飾墻體材料等，避免居民逃生過程中遭受二次傷害。二是選擇防火性能達標的鋪設材料，且合理設計窗戶，保證通道內通風良好，每5層疏散通道內窗戶可打開面積應控制在2m2以上；疏散通道內應安裝緊急廣播，用于指導居民有序逃生，提高逃生效率。三是疏散通風應設計至少2個安全出口，出口之間的距離必須超過500m，避免逃生過程中人員集中在出入口位置，降低逃生速度；并要求疏散通道內樓梯寬度＞110cm、疏散平臺寬度＞130cm。

同時，對不同類型建筑也有特殊要求，根據設計規范，在高層建筑內，安全疏散通道的門與鄰近出口之間距離應控制在20m以下，若疏散通道內裝配自動噴淋系統，可以將門與鄰近出口間距設計為25m，門與相距最遠窗戶之間的距離也應控制在20m內。此外，建筑每層單元總面積＜650m2、建筑總高度為27m時，住戶門與安全出口最遠距離應在15m以上；建筑總高度介于27～54m之間，但建筑每層單元總面積仍為650m2內時，住戶門與安全出口最遠距離應在10m以上；建筑總高度＞54m時，疏散通道內必須選擇剪刀樓梯且安全出口數量大于2個[4]。

4.2? 自動報警裝置設計

自動報警裝置有助于加速逃生，在現代智慧消防背景下，應在民用建筑設計中考慮配備自動報警裝置，火災發生后通過煙感等傳感器快速識別火情，并自動啟動報警裝置，通知建筑內部人員逃離；且裝置與所屬轄區內消防中心關聯，立即向消防中心發送火災警情，以便縮短救援人員到達火災現場的時間，以高效的救援提高居民的生還概率。同時，應將自動報警裝置同建筑內部火災風險較高的電氣設備關聯，利用計算機程序將裝置與電氣設備以串聯的方式聯系在一起，可以對電氣設備的運行狀態展開全天候監測，計算機系統可以對潛在的安全風險進行處理，一旦因電氣設備引發火災，裝置會自動報警。

4.3? 消防電梯設計

現階段，高層民用建筑數量越來越多，發生火災后，高層居民逃生難度大，加之缺少消防常識，有人在慌亂中為了快速逃出建筑選擇乘坐電梯，而在火災現場密閉的電梯在高溫作用下將會成為加速死亡的空間。因此，在民用建筑設計中也需要從消防角度考慮電梯結構設計，為了杜絕火災發生后有人乘坐電梯，應裝配自動斷電裝置，火災發生后立即切斷電梯電源，使電梯無法使用；而電梯電路中所用裝置、設施、線路均應具備一定的防火與防水能力，避免火災與營救對電梯電路系統造成破壞。同時，可以直接安裝消防電梯，消防電梯速度快、承重能力強，通常情況下從一層至頂層的時間需要設定在1min以內，承重至少在1t，消防電梯制造中使用的所有材料均為高級別防火材料，且具有良好的抗壓性，發生火災后消防電梯可以用于逃生，消防人員也可以乘坐電梯快速達到火災樓層。

4.4? 電氣防火設計

現代民用建筑當中機電設備數量多，電氣著火概率高，對建筑的各項功能存在直接影響。因此，電氣防火也是關鍵的設計環節。為了提高電氣防火效能，應基于PLC技術針對電氣設施展開自動化控制，電氣設施的所有明敷線纜均應使用具有低煙、低毒性特性的阻燃型線纜，并為每條線纜配備傳感器，監測其安全狀態。但不同類型的建筑對電氣防火也有著特殊要求，建筑總高度超過100m或總層數超過35層時，要求為消防設施供電的干線必須選擇礦物絕緣線纜，且100m線纜內應安裝3～5組傳感器；建筑總高度介于50～100m之間、總層數介于19～34層之間，防火等級設計為一級的一類高層建筑，要求為消防設施供電的干線必須選擇阻燃耐火線纜，且100m線纜內應安裝1～3組傳感器；而建筑總層數介于10～18層之間，防火等級設計為一、二級的二類高層住宅，要求為消防設施供電的干線必須選擇阻燃耐火線纜，且需要在線路中裝配傳感器。而以上線纜中所裝配的傳感器均應處于獨立運行狀態，自己為單獨的運行單元，由其所在模塊完成傳感器參數采集，傳回系統內進行分析與處理，及時發現隱患，提高電氣防火有效性與可靠性。

4.5? 防火避難層設計

防火避難層也是民用建筑防火的重要場所，在建筑總高度超過60m的民用建筑內應單獨設置避難空間。根據設計規范要求，以2000m2作為劃分依據，區域面積≤2000m2時每個分區內應設置2道消防樓梯、區域面積＞2000m2時應設置3～4道消防樓梯；且間隔14層需要設置避難層，單層高度較高建筑，應在54m以下設置第一個避難層，避難層內地板、樓梯、天花板等均使用具有防火性與耐火性的特殊阻燃材料，且避難層內需要裝配增壓設備，火災發生后居民逃離至避難層，利用增壓設備將空氣向外排出，預防烈火與濃煙對人體造成傷害，只要樓體不出現倒塌，處于避難層內的居民安全則可以得到保障。

5 民用建筑防火材料選擇

防火材料的合理選擇是提高民用建筑耐火能力的重要方法之一，對于建筑中應用的各項材料除考慮質量問題外，還需要對材料耐火性以及防火性進行考慮。從近年來我國火災事故調查報告了解到，民用建筑內部發生火災且快速蔓延的重要原因之一則是建材助燃，導致火災蔓延范圍過大，救援難度增加，造成嚴重的傷亡。因此，設計環節必須對材料的耐燃性、耐火性進行明確。具體來講：

建筑保溫層應選擇綜合性能穩定、無毒、高溫時不可燃的JC復合板。

建筑外墻裝飾材料，燃燒性必須在B2級以上，若建筑為非幕墻形式，總高度＞100m時外墻裝飾材料燃燒性應為A級，總高度介于60～100m時外墻裝飾材料燃燒性應＞B2級且每層均設置防火隔離層，總高度介于24～50m時外墻裝飾材料燃燒性應＞B2級且間隔兩層設置防火隔離層，總高度＜24m時外墻裝飾材料燃燒性應＞B2級且間隔3層設施防火隔離層；除上述以外的其他類型民用建筑，總高度＞50m時外墻裝飾材料燃燒性應達到A級，總高度介于24～50m時外墻裝飾材料燃燒性應＞B1級且每層均應設置防火隔離層，總高度＜24m時外墻裝飾材料燃燒性應＞B2級且每層均應設置防火隔離層。

建筑屋頂所用裝飾性材料燃燒性應＞B2級；且若設計中規定建筑耐火極限＞60min時，屋頂所用裝飾材料燃燒性必須高于B2級。

6 結語

綜上所述，民用建筑內部人流量大，火災救援難度高，容易造成重大生命財產損失，因此，在民用建筑設計環節做好建筑本身防火、耐火設計至關重要。設計中應結合規范要求科學合理運用防火措施，對民用建筑防火進行妥善安排，從而有效提高建筑防火性能，提升建筑消防安全等級，減輕火災危害，保障居民安全。

參考文獻：

[1]傅天哲，施春曉.民用建筑設計中建筑防火技術研究[J].消防界（電子版），2021，7（24）：95-96.

[2]朱飛.民用建筑設計中建筑防火技術的運用[J].居舍，2021（35）：103-105.

[3]付葉飛.民用建筑設計中防火技術的運用思考[J].今日消防，2021，6

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[4]王文森.防火技術在民用建筑設計中的應用[J].消防界（電子版），2021，7（21）：113-114.

Application of building fire protection technology in civil building design

Chai Huichao

（Jiaxing Nanhu District Fire and Rescue Section，Zhejiang? Jiaxing? 314000）

Abstract： Civil building design fire-related design is more complex， from the fire level determination， building fire structure planning， fire protection design， fire protection infrastructure design， fire protection material selection of these five key design aspects， the design of the key points to explore， with a view to implementing the principle of local conditions in the design of fire protection， fire protection design of civil buildings optimized， so as to form the basis of science， from a variety of perspectives to improve Civil building fire prevention effect， guide the fire prevention construction in an orderly manner， in order to ensure the practicality of the building on the basis of effectively improve the fire performance.

Keywords： civil building; building design; building fire prevention