防火技術在高層建筑設計中的應用

周淑穎

山東建科建筑設計有限責任公司 山東 濟南 250000

引言

隨著城市化的快速推進，高層建筑作為城市天際線的重要組成部分，其安全問題越來越受到人們的關注。高層建筑由于結構復雜、功能多樣，一旦發生火災，其撲救和人員疏散難度極大，給人們的生命財產安全帶來了嚴重威脅。因此，如何在高層建筑設計中合理應用防火技術，提高建筑的防火性能，成為當前亟待解決的問題。本文將從高層建筑火災的特點出發，深入分析高層建筑在火災中面臨的主要挑戰。在此基礎上，探討高層建筑安全疏散設計的方法，旨在通過科學合理的設計，延長火災危險時間、縮短疏散開始時間，并建立有效的安全疏散誘導系統，從而確保在火災發生時能夠迅速、有效地進行人員疏散和救助。本文的研究不僅有助于提升高層建筑的整體安全性能，也為未來高層建筑設計提供了有益的參考和借鑒。

1 高層建筑火災的特點

1.1 外墻面積大、易燃燒

高層建筑的外墻面積顯著大于低層建筑，這一特點在火災中尤為突出。由于外墻覆蓋面積廣，一旦有火源接觸，火勢容易迅速蔓延。特別是在現代建筑設計中，外墻材料的選擇往往注重美觀和節能，而忽略了防火性能。一些常見的外墻材料，如保溫層、裝飾板等，都是易燃或可燃的。因此，一旦火災發生，這些材料會迅速被引燃，火勢會迅速擴大，給滅火工作帶來極大的困難。此外，高層建筑的外墻還可能存在窗戶、陽臺等開口部位，這些部位在火災中可能成為火勢蔓延的通道。火焰和高溫可以通過這些開口部位迅速傳播到其他樓層，進一步加劇火勢的蔓延[1]。

1.2 火災撲救難度大

高層建筑火災的撲救工作面臨著諸多挑戰，使得撲救難度大大增加。首先，由于建筑高度較高，消防車輛和消防人員難以接近火源。傳統的滅火方法，如使用水槍進行滅火，受到高度的限制，效果有限。即使使用高揚程的消防車輛，也難以覆蓋高層建筑上部的火源。其次，高層建筑內部的消防設施和通道也可能存在問題。一些建筑在設計或施工過程中存在疏漏，導致消防設施不完善或通道不暢通。這些問題在火災發生時，會嚴重影響滅火工作的進行。此外，高層建筑火災還可能受到風力等因素的影響。在風力較大的情況下，火焰可能被風吹向其他樓層或區域，使得火勢進一步蔓延。同時，風力還可能影響消防車輛和消防人員的操作，增加撲救難度。

綜上所述，高層建筑火災的撲救難度大，需要依賴先進的消防技術和高效的滅火策略來應對。同時，加強高層建筑的消防設施建設和維護，提高消防人員的專業素質和技能水平，也是降低火災撲救難度的重要措施。

1.3 人員疏散和救助困難

在高層建筑火災中，人員疏散和救助是一項極為困難的任務。由于建筑高度大，樓層眾多，人員在火災發生時往往面臨恐慌和混亂，導致疏散過程中的秩序混亂和延誤。此外，高層建筑內部的結構復雜，疏散通道和出口可能受到火勢、煙霧或倒塌的建筑物結構的阻礙，使得人員難以迅速撤離。

在救助方面，消防人員進入高層建筑進行救援也面臨諸多困難。首先，由于建筑高度和結構的限制，消防人員難以迅速到達火源或受困人員所在的位置。其次，火場中的高溫、煙霧和有毒氣體等惡劣環境會對消防人員的生命安全構成威脅，降低救援效率。此外，高層建筑內部可能存在未知的危險因素，如電氣線路、燃氣管道等，這些都可能增加救援的難度和風險。

1.4 火災溫度高、毒氣危害大

高層建筑火災往往伴隨著極高的溫度和有毒氣體的產生。火災時，火焰的溫度可以達到幾百甚至上千攝氏度，這樣的高溫不僅會對建筑結構造成破壞，還可能導致人員灼傷和窒息。此外，火災中產生的有毒氣體也是一大威脅。燃燒產生的煙霧中含有大量的一氧化碳、二氧化碳、氰化氫等有毒成分，這些氣體會嚴重危害人員的生命安全。

在高溫和有毒氣體的雙重威脅下，人員疏散和救助變得更加困難。受困人員可能因高溫和有毒氣體而失去意識或行動能力，增加了救援的難度。同時，高溫和有毒氣體也可能影響消防人員的救援效率和安全。

2 高層建筑設計中防火技術的應用要點

2.1 防火分隔技術的運用

防火分隔技術在高層建筑設計中發揮著至關重要的作用，其主要目的是通過科學合理的手段，將建筑內部空間劃分為不同的防火區域，以控制火勢蔓延，確保人員安全疏散，并為消防救援提供便利。

首先，防火分隔技術通過采用耐火樓板和耐火隔墻等抗高溫的建筑構件，在建筑內部形成一道道防火墻。這些防火墻具有強大的耐火性能，能夠有效地阻止火勢的蔓延。一旦發生火災，防火墻能夠將火勢控制在一定范圍內，避免火勢迅速擴散至整個建筑，從而減小火災造成的損失。其次，防火分隔技術還能夠提高建筑構件的抗高溫能力，使其更具穩固性和安全性。在火災發生時，這些經過防火處理的建筑構件能夠保持較長時間的穩定性，不會因高溫而變形或倒塌，從而為消防員打開一條通道，保證火災救援時間，提高了消防救援效果。此外，防火分隔技術的應用還使得防火區域能夠作為安全通道使用。在火災發生時，人們可以沿著防火分隔形成的通道迅速撤離到安全區域，避免了因火勢蔓延而導致的逃生困難。同時，這些通道也為消防人員提供了便捷的救援路徑，使他們能夠迅速到達火災現場進行滅火和救援工作。

2.2 防火材料的選用與管理

防火材料的選用與管理在高層建筑設計中占據著舉足輕重的地位。這些材料不僅直接關系著建筑本身的防火性能，更在火災發生時起到保護人員生命財產安全的關鍵作用[2]。

2.2.1 防火材料的選用。

（1）了解材料的燃燒性能等級。在選購防火材料時，首先要查驗其包裝和使用說明，了解其燃燒性能等級。這些等級通常包括不燃材料、難燃材料、可燃材料和易燃材料。不同等級的材料在火災中的表現截然不同，因此需要根據建筑的具體需求和使用環境來選擇。

（2）根據用途選擇合適的防火材料。對于易燃材料，應選擇防火性能較強的防火材料；而對于普通燃燒等級的材料，可以選擇一般性能的防火材料。例如，墻體材料應選用防火等級符合國家標準的A級防火材料，地面材料應具備阻燃性能，如防火地磚或耐火地板。

（3）注重材料的安全性。在選擇防火材料時，除了考慮其防火性能，還需注意其構成材料是否有毒。燃燒時產生有毒氣體的材料應堅決避免使用，以確保在火災發生時不會對人員造成二次傷害。

2.2.2 防火材料的管理。

（1）建立嚴格的材料入庫制度。對于購入的防火材料，應建立嚴格的入庫制度，確保其數量、規格和質量與采購合同一致。同時，要做好材料的存放工作，避免因存放不當導致材料性能下降或損壞。

（2）實施定期檢查和維護。對于已安裝使用的防火材料，應實施定期檢查和維護。這包括檢查材料的完整性、是否有損壞或老化現象，以及是否需要更換或維修。通過定期檢查和維護，可以確保防火材料始終保持良好的性能狀態。

（3）加強人員培訓和管理。對于負責防火材料選用和管理的人員，應加強培訓和管理。通過培訓，使其了解各種防火材料的性能、用途和選用原則；通過管理，確保其嚴格按照規定進行材料的選用、采購、入庫和使用。

2.3 安全出口與疏散通道設計

2.3.1 設計有效的疏散路線。設計有效的疏散路線是確保高層建筑在火災等緊急情況下能夠迅速疏散人員的重要保障。

首先，疏散路線應盡可能簡短直接，避免過多的曲折和迂回。在規劃疏散路線時，應考慮到建筑物的結構特點、人員分布情況以及火災可能發生的位置等因素，確保疏散路線能夠迅速將人員引導至安全區域。其次，疏散路線應設置明顯的疏散指示標志和應急照明設施。疏散指示標志應清晰易懂，能夠指引人員迅速找到出口；應急照明設施則應在火災等緊急情況下保持明亮，為人員疏散提供足夠的照明條件。此外，還應考慮到特殊情況下的人員疏散需求。例如，對于行動不便的人員或殘疾人士，應設置無障礙疏散設施，確保他們能夠順利疏散；對于兒童或老年人等需要幫助的人群，應設置專門的疏散引導人員或志愿者，協助他們進行疏散。最后，在疏散路線的規劃過程中，還應進行模擬演練和評估，以檢驗疏散路線的有效性和可行性。通過模擬演練，可以發現潛在的問題和不足之處，及時進行改進和優化，確保疏散路線在緊急情況下能夠發揮最大的作用[3]。

2.3.2 設置足夠的安全出口。在高層建筑防火安全疏散設計中，設置足夠的安全出口是至關重要的。安全出口的數量、位置以及通行能力直接影響到人員在火災等緊急情況下的疏散速度和安全性。

首先，安全出口的數量應根據建筑物的使用性質、人員密度以及防火規范的要求進行合理確定。一般來說，高層建筑應設置多個安全出口，確保在任何情況下都有足夠的疏散通道可供選擇。同時，安全出口應均勻分布在建筑物的各個區域，避免某些區域的人員在疏散時過于擁擠。其次，安全出口的位置應便于人員快速到達。通常，安全出口應靠近疏散走道、樓梯間等人員流動頻繁的區域，并設置明顯的指示標志和應急照明設施，以便人員在緊急情況下能夠迅速找到并安全撤離。此外，安全出口的通行能力也是需要考慮的重要因素。出口的寬度、高度以及開啟方式等應滿足規范要求，確保在緊急情況下能夠迅速打開并容納足夠多的人員通過。同時，出口處不應設置門檻、臺階等障礙物，以免影響疏散速度。

2.3.3 優化疏散走道設計。疏散走道是高層建筑防火安全疏散設計中不可或缺的一部分。優化疏散走道設計可以提高疏散效率，減少火災等緊急情況下的人員傷亡。

首先，疏散走道的寬度應根據人員密度和疏散速度進行合理確定。一般來說，走道的寬度應足夠寬敞，能夠容納多人在同一時間內通過，避免在疏散過程中發生擁堵現象。其次，疏散走道的布局應簡潔明了，避免過多的曲折和迂回。走道應盡可能保持直線或平緩的曲線，減少人員在疏散過程中的轉彎次數和行走距離。同時，走道內不應設置障礙物或堆放雜物，以確保人員能夠暢通無阻地前行。此外，疏散走道還應設置明顯的疏散指示標志和應急照明設施。指示標志應清晰易懂，能夠指引人員迅速找到出口；應急照明設施則應在火災等緊急情況下保持明亮，為人員疏散提供足夠的照明條件。最后，對于高層建筑而言，疏散走道還應考慮到防火分隔和防煙排煙的要求。通過設置防火門、防火墻等防火分隔設施，可以有效阻止火勢的蔓延；而設置排煙設施則可以及時排除走道內的煙霧和有害氣體，提高疏散環境的安全性[4]。

3 結束語

防火技術在高層建筑設計中的應用是一項至關重要的任務，它直接關系到建筑的安全性、人員生命財產的保護以及火災應對的效率。通過綜合運用防火分隔技術、防火材料選用與管理、優化建筑防火設計方案以及智能化防火系統的應用，高層建筑在火災防范和應對方面得到了顯著提升。防火分隔技術的運用有效地將建筑劃分為不同的防火區域，通過防火墻、防火門等構件的設置，減緩了火勢蔓延的速度，為人員疏散和消防救援提供了寶貴時間。防火材料的選用與管理確保了建筑材料具有良好的耐火性能，減少了火災發生的風險，并在火災發生時能夠保持結構的穩定性。