高層民用建筑火災(zāi)預(yù)防策略

摘要：近年來，高層民用建筑發(fā)展迅速，功能需求多樣化，火災(zāi)隱患成因復(fù)雜，隨之而來的火災(zāi)預(yù)防難度越來越大。因此，高效的火災(zāi)預(yù)防措施成為保護(hù)建筑本身以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全的有力支撐。從高層民用建筑火災(zāi)特點(diǎn)入手，詳細(xì)分析了其火災(zāi)的顯著特點(diǎn)，結(jié)合信息化和大數(shù)據(jù)AI分析手段，充分利用公共資源，提出并分析了人防、物防、技防到智防的火災(zāi)預(yù)防策略，構(gòu)建了時(shí)間與空間上的全方位、立體化火災(zāi)預(yù)防體系，有效破解了高層民用建筑火災(zāi)預(yù)防難題。

關(guān)鍵詞：高層民用建筑；火災(zāi)預(yù)防；消防安全

中圖分類號：TU998.1" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2025）08-0105-03

0 引言

本著對土地資源合理、高效開發(fā)利用與保護(hù)的原則，發(fā)展高層民用建筑成為趨勢。其作為現(xiàn)代城市發(fā)展水平的重要標(biāo)志，能夠滿足人們生產(chǎn)與生活的不同功能需求，進(jìn)而形成了集住宅、商超、辦公、酒店、休閑娛樂等功能于一體的綜合型民用建筑。然而，隨著高層民用建筑的發(fā)展日益迅速，建筑結(jié)構(gòu)和功能布局的設(shè)計(jì)與使用愈發(fā)復(fù)雜多樣。面對復(fù)雜的火災(zāi)隱患風(fēng)險(xiǎn)，僅靠傳統(tǒng)的消防安全管理手段，難以實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)隱患的全面預(yù)防。因此，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的消防安全管理模式，結(jié)合信息化、大數(shù)據(jù)及AI分析手段，充分整合利用公共資源，制定合理有效的火災(zāi)預(yù)防策略，嚴(yán)格做好火災(zāi)預(yù)防管理工作，消除潛在的建筑消防隱患，以保障高層民用建筑本身以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 高層民用建筑火災(zāi)顯著特點(diǎn)

高層民用建筑包括建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的公共建筑[1]。由于其建筑結(jié)構(gòu)和功能布局復(fù)雜、內(nèi)部可燃物多、電氣線路繁雜、人員密度大且流動性強(qiáng)、建筑火災(zāi)荷載密度大、疏散通道和安全出口設(shè)計(jì)不合理、消防排煙難度大等特點(diǎn)，一旦局部發(fā)生火災(zāi)，煙氣會借助各種管道井、電纜井、電梯井、中庭等結(jié)構(gòu)部位形成煙囪效應(yīng)，擴(kuò)散至其他區(qū)域，火勢也隨之迅速蔓延，導(dǎo)致火情在短時(shí)間內(nèi)難以控制。

1.1" 火災(zāi)荷載密度大

建筑?火災(zāi)荷載∑Qi是指在建筑單體里所有物品，包括建筑裝修材料和其他可燃物品在內(nèi)的總潛熱能。它是衡量建筑物室內(nèi)所容納可燃物數(shù)量和潛在燃燒能量多少的重要參數(shù)，直接決定著火災(zāi)持續(xù)時(shí)間的長短和室內(nèi)溫度的變化情況。

∑Qi=∑GiHi （1）

式中：∑Qi——建筑物內(nèi)火災(zāi)荷載，kJ；

Gi——所有可燃物的質(zhì)量，kg；

Hi——可燃物單位發(fā)熱量，kJ/kg。

建筑?火災(zāi)荷載密度是衡量建筑物室內(nèi)單位面積可燃物數(shù)量和潛在燃燒能量多少的重要參數(shù)。

（2）

式中：q——建筑火災(zāi)荷載密度，kJ/m2；

A——建筑單體的面積，m2；

∑Qi——建筑物內(nèi)火災(zāi)荷載，kJ。

由于高層民用建筑中存在大量可燃物品，如木地板、家具、沙發(fā)、窗簾、地毯等；同時(shí)，樓道里還常常堆積著大量可燃物，如紙箱、包裝木箱、用于售賣的可燃商品、辦公用品及生活雜物等。這些因素致使建筑內(nèi)可燃物總量積聚較大，單位面積發(fā)熱量高，并且可燃物的種類和數(shù)量還具有動態(tài)變化的特性。通過公式（1）和（2），可以直觀計(jì)算出高層民用建筑的火災(zāi)荷載密度，該數(shù)值可進(jìn)一步反映出其火災(zāi)危險(xiǎn)程度的高低。

1.2" 排煙困難

如今，建筑裝飾材料除采用鋼筋、水泥、砌塊和天然木材等材料外，還會使用復(fù)合材料，如塑料制品、人造復(fù)合板等。這些復(fù)合材料在生產(chǎn)過程中添加了膠粘劑、塑料添加劑、填充劑等化學(xué)助劑，在燃燒時(shí)會產(chǎn)生大量有毒有害氣體，如一氧化碳、氮氧化物、氯化物、氰化物等。有研究表明[2]，火災(zāi)使人致命的主要因素是吸入有毒有害氣體引發(fā)的窒息或中毒?，這類因素造成的死亡人數(shù)占火災(zāi)總死亡人數(shù)的50%～80%。因此，利用建筑梁、擋煙垂壁或隔墻來設(shè)置符合規(guī)范要求的儲煙倉，確保其具備足夠的厚度以蓄積煙氣，再聯(lián)動啟動消防排煙風(fēng)機(jī)外排，使建筑室內(nèi)應(yīng)急疏散環(huán)境達(dá)到最小清晰高度，才有利于火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員迅速安全逃生。

Hq=1.6+0.1H （3）

式中：Hq——最小清晰高度，m；

H——排煙空間的建筑凈高度，m。

鑒于高層民用建筑具有建筑體量大、空間跨度大、建筑高度高的特點(diǎn)，其防火分隔設(shè)計(jì)往往不夠完善，特別是在二次室內(nèi)裝飾吊頂設(shè)計(jì)施工過程中，常常忽略預(yù)留儲煙倉的厚度要求，導(dǎo)致煙霧無法全部蓄積在防煙分區(qū)的建筑頂部空間，而是擴(kuò)散至其他區(qū)域，使原有的消防排煙系統(tǒng)難以發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

1.3" 疏散難度大

1）安全疏散時(shí)限長。高層民用建筑的層數(shù)多、高度高，垂直距離長，在火災(zāi)情況下，疏散人群從樓上步行至地面的時(shí)間普遍超出規(guī)定的5～6min安全時(shí)限。

2）煙囪效應(yīng)明顯，排煙系統(tǒng)難發(fā)揮作用。高層民用建筑內(nèi)部的電纜井、電梯井、疏散樓梯間等豎向通道極易形成煙囪效應(yīng)，使煙霧以?3～6m/s的速度垂直蔓延[3]?。煙氣中含大量有毒有害氣體，極易引發(fā)人員窒息、中毒。

3）疏散通道及距離設(shè)計(jì)不合理。部分高層民用建筑為了追求功能體驗(yàn)，將疏散通道設(shè)計(jì)的曲折悠長，不能直接通向室外安全區(qū)域。在發(fā)生火災(zāi)等情況下，加劇了人們的恐懼心理，影響有序疏散效果[4]。

4）應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)有待改善。現(xiàn)有的疏散指示燈具大多采用集中電源控制方式，線路與燈具采用并聯(lián)連接。若中間部位的燈具或線路損壞，將缺乏有效的疏散指引，進(jìn)而影響人員疏散效果。

2 高層民用建筑火災(zāi)預(yù)防策略

要高度重視高層民用建筑消防安全管理工作，才能做好此類火災(zāi)預(yù)防工作。在嚴(yán)格把控高層民用建筑的防火設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化日常消防安全管理工作不容忽視。要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)消防管理模式，探尋從人工排查轉(zhuǎn)變?yōu)榻柚呔茉O(shè)備提升效能、依靠高科技增強(qiáng)實(shí)力、運(yùn)用大數(shù)據(jù)提升戰(zhàn)斗力的新路徑，將難以發(fā)現(xiàn)的消防隱患消除在萌芽狀態(tài)，全面提升高層民用建筑火災(zāi)預(yù)防能力。

2.1" 人防策略

在高層民用建筑消防安全管理工作中，既要依靠消防值班人員巡查，更要發(fā)動所有人員參與，實(shí)現(xiàn)群防群控、群策群力。根據(jù)《高層民用建筑消防安全管理規(guī)定》，消防值班人員應(yīng)持有建構(gòu)筑物消防員資格證，并經(jīng)過培訓(xùn)合格后方可上崗，高層民用建筑還應(yīng)配備一級注冊消防工程師。

1）健全消防安全管理制度，明確各部門消防安全責(zé)任，簽訂消防安全責(zé)任書，督促其做好消防安全巡查、火災(zāi)隱患排查、消防設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)、區(qū)域火災(zāi)預(yù)防與控制和火災(zāi)險(xiǎn)情報(bào)告等工作，并落實(shí)安全考核制度。消防安全責(zé)任人、消防安全管理人員、消防值班人員每年均要參加消防安全教育培訓(xùn)和應(yīng)急演練，在理論和實(shí)操中掌握消防法律法規(guī)的基本要求、消防系統(tǒng)的基本常識、消防技能的基本操作和消防應(yīng)急安全基本響應(yīng)流程，從而提高消防安全管理的效率和質(zhì)量。

2）發(fā)動群眾積極參與群防群控。利用海報(bào)展板、微信工作群、抖音號、視頻號和企業(yè)公眾號等新媒體媒介，創(chuàng)作形式新穎，內(nèi)容豐富活潑、喜聞樂見的消防安全宣傳作品，吸引不同人群觀看學(xué)習(xí)。定期組織群眾全程觀摩消防隱患大排查活動，開展日常消防隱患消除工作，用實(shí)際行動守護(hù)自身安全。

2.2" 物防策略

目前，高層民用建筑內(nèi)部按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配備了較為完善的消防系統(tǒng)，這些系統(tǒng)借助各種動力設(shè)備、探測器、傳感器、控制模塊等設(shè)備構(gòu)建成各自體系，并結(jié)合消防聯(lián)動控制邏輯結(jié)合為一體，實(shí)現(xiàn)了消防火災(zāi)預(yù)警、消防故障分析、消防報(bào)警聯(lián)動等功能。

在高層民用建筑消防設(shè)備選型上要關(guān)注消防設(shè)備的品牌，綜合考慮應(yīng)用場景和技術(shù)參數(shù)要求。市場上消防產(chǎn)品眾多，質(zhì)量參差不齊。高層民用建筑所用的消防設(shè)備應(yīng)具備完整、合格、有效的型式檢驗(yàn)報(bào)告和產(chǎn)品合格證等質(zhì)量合格證明文件，并具有網(wǎng)上查詢報(bào)告真?zhèn)蔚墓δ堋Ｏ浪谩L(fēng)機(jī)、防火門等產(chǎn)品出廠時(shí)應(yīng)配備實(shí)時(shí)查詢的二維碼身份標(biāo)簽。在選擇適合自身應(yīng)用場景的消防產(chǎn)品設(shè)備時(shí)，除滿足上述基本要求外，更要注重產(chǎn)品功能的更新迭代和新舊設(shè)備的兼容性。隨著科技的發(fā)展，高精度探測設(shè)備不斷推陳出新，早期火災(zāi)預(yù)警效率顯著提升，火災(zāi)誤報(bào)率和漏報(bào)率大幅降低，尤其是獨(dú)立式復(fù)合型探測器的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)消防設(shè)備的有線布放模式，集光電離子感應(yīng)、紅外感應(yīng)、圖像識別等功能于一體，更加精準(zhǔn)地識別早期火災(zāi)，充分彰顯物防的價(jià)值[5]。

2.3" 技防策略

在傳統(tǒng)的高層民用建筑消防安全管理中，各類消防設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)僅能在消防控制室呈現(xiàn)，需依靠消防值班人員開展巡查和操作。通過信息采集裝置，并加裝物聯(lián)網(wǎng)傳感設(shè)備，運(yùn)用消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建“一網(wǎng)統(tǒng)管”的智慧消防管理系統(tǒng)[6]，將各消防責(zé)任單位的消防設(shè)施信息納入管理平臺的遠(yuǎn)程自動監(jiān)控中，能夠及時(shí)、真實(shí)、全面地展示各單位消防設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和消防隱患排查整改、維修派單等動態(tài)檔案數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)建筑消防設(shè)施的全壽命周期閉環(huán)管理。

在智慧消防管理系統(tǒng)的技防策略中，軟件開發(fā)人員可進(jìn)一步開發(fā)軟件的綜合功能，如建立動態(tài)火災(zāi)隱患熱力圖，將BIM技術(shù)及三維模型融合，形成GIS地圖，并建立動態(tài)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估模型等，打造可視化的建筑樓宇信息大數(shù)據(jù)庫，集成綜合數(shù)據(jù)采集、存儲、分析與應(yīng)用的管理平臺，涵蓋消防水池及水箱液位閾值、消防管網(wǎng)壓力閾值、剩余電流（電壓）互感器閾值、煙感上報(bào)火警及故障、溫感上報(bào)火警及故障、手報(bào)火警、主機(jī)復(fù)位、消防聯(lián)動系統(tǒng)啟動反饋監(jiān)管等，定期形成火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告，并推送區(qū)域火災(zāi)隱患熱力圖，以便消防應(yīng)急預(yù)警機(jī)制提前響應(yīng)，將消防安全管理工作的事前預(yù)警、事中反饋和事后總結(jié)有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)對高層民用建筑消防安全風(fēng)險(xiǎn)的智能化管控。

2.4" 智防策略

“智慧消防”管理系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的產(chǎn)物，而“安消一體化”管理系統(tǒng)則是對“智慧消防”管理系統(tǒng)的全面升級。在信息化和大數(shù)據(jù)時(shí)代，AI分析技術(shù)為消防安全管理工作帶來了質(zhì)的飛躍。通過整合建筑內(nèi)部已有的安防視頻監(jiān)控、圖像識別攝像機(jī)、道路交通監(jiān)控、無人機(jī)巡檢等公共資源，與“智慧消防”管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議互認(rèn)、數(shù)據(jù)互通、AI智能分析、資源共享，打破了信息孤島，融合了多元化資源信息，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、應(yīng)急聯(lián)動與資源優(yōu)化的閉環(huán)管理。“安消一體化”管理系統(tǒng)依托統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、海量的信息數(shù)據(jù)、精確的AI智能算法、高速的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，以及良好的兼容性和擴(kuò)展性，能適應(yīng)未來不同系統(tǒng)和技術(shù)的業(yè)務(wù)集成與協(xié)同，減少不必要的建設(shè)項(xiàng)目，避免資源重復(fù)投資，確保高層民用建筑消防安全管理措施的高效實(shí)施[7-8]。

3 結(jié)束語

高層民用建筑具有體量大、火災(zāi)荷載密度大、消防排煙困難、疏散難度大等特點(diǎn)，使其火災(zāi)預(yù)防難度大、要求高。因此，開展高層民用建筑火災(zāi)預(yù)防策略的研究，是保障建筑安全、穩(wěn)定的關(guān)鍵所在。在實(shí)際工作中，應(yīng)嚴(yán)格按照《高層民用建筑消防安全管理規(guī)定》的相關(guān)要求，結(jié)合信息化技術(shù)與大數(shù)據(jù)、AI分析手段，充分利用公共資源，實(shí)現(xiàn)從人防、物防、技防向智防實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，構(gòu)建時(shí)間與空間上全方位、立體化的火災(zāi)預(yù)防體系，有效破解高層民用建筑火災(zāi)預(yù)防難題，切實(shí)保障建筑安全以及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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