淺談高層建筑防火設(shè)計(jì)理念

摘要：近幾年，隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，高層建筑在各地拔地而起不斷增多，大大改變了城市的面貌。然而，由于高層建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，很容易發(fā)生火災(zāi)事故，一旦建筑起火，輕則造成經(jīng)濟(jì)損失，重則會(huì)造成人員傷亡。因此，高層建筑的消防安全問題成為城市穩(wěn)定發(fā)展過程中不可忽視的一個(gè)重要方面。筆者結(jié)合自身防火工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高層建筑防火安全工作就這一問題進(jìn)行初步的探索。

關(guān)健詞：高層建筑 火災(zāi) 防火安全 消防安全

1、高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)

1.1火勢(shì)蔓延快

高層建筑的樓梯間、電梯井、管道井、風(fēng)道、電纜井、排氣道等豎向井道多，如果防火分隔處理不好，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)將像一座座高聳的煙囪，成為火勢(shì)迅速蔓延的重要途徑。尤其是高級(jí)賓館、綜合樓和圖書館、辦公樓等高層建筑，一般室內(nèi)可燃物較多，一旦起火，燃燒猛烈，蔓延迅速。據(jù)測(cè)定，在火災(zāi)初起階段，因空氣對(duì)流，在水平方向造成的煙氣擴(kuò)散速度為0.3m/s;在火災(zāi)燃燒猛烈階段，煙氣沿樓梯間或其它豎向管并擴(kuò)散速度為3一4m/s。如一座高座100m的高層建筑，在無阻擋的情況下，半分鐘左右，煙氣就能順豎向管井?dāng)U散到頂層，其擴(kuò)散速度是水平方向的十倍以上。因此防火分隔不嚴(yán)，變形縫封堵不嚴(yán)，致使縱向樓層相互串通，極易造成火勢(shì)蔓延成災(zāi)。

1.2疏散困難

高層建筑的特點(diǎn):一是層數(shù)多、垂直距離長，疏散到地面或其它安全場(chǎng)所的時(shí)間會(huì)相對(duì)延長;二是人員集中;三是發(fā)生火災(zāi)時(shí)由于各種豎井空氣流通暢通，火勢(shì)和煙霧向上蔓延快，增加了疏散的困難。近年來，我國各地消防部門購置了大量的登高消防車、舉高消防車、高噴消防車等特種車輛，但大多數(shù)有高層建筑的縣級(jí)城市尚無登高消防車，而且其高度也不能滿足安全疏散和撲救的需要。普通電梯在火災(zāi)時(shí)由于切斷電源等因素，多數(shù)建筑的安全疏散主要還是依靠疏散樓梯，而樓梯一旦竄入煙氣，就會(huì)嚴(yán)重影響人員疏散。這些，都是高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)進(jìn)行疏散的不利條件。

1.3火險(xiǎn)隱惠多，消防設(shè)施不完備，

一些綜合性的高層建筑，功能復(fù)雜，可燃物較多，消防安全管理不嚴(yán)，火災(zāi)隱患較多，一旦發(fā)生火災(zāi)容易造成大面積火災(zāi)。如某些建筑物未增設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的情況下，違章堆放大量雜物在疏散通道，致使火災(zāi)一旦發(fā)生火勢(shì)就迅速蔓延。

1.4撲救難度大

高層建筑高達(dá)數(shù)十米，甚至達(dá)數(shù)百米，發(fā)生火災(zāi)時(shí)從室外進(jìn)行撲救相當(dāng)困難。一般要立足于自救，即主要靠室內(nèi)消防設(shè)施。但由于目前我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件所限，高層建筑內(nèi)部的消防設(shè)施還不可能很完善，尤其是二類高層建筑仍以消火栓系統(tǒng)撲救為主，因此，撲救高層建筑火災(zāi)往往遇到較大困難。例如：熱輻射強(qiáng)、火勢(shì)蔓延速度、高層建筑的消防用水量不足等。

2.高層建筑的防火設(shè)計(jì)理念

2.1保證主體結(jié)構(gòu)有足夠的耐火穩(wěn)定性。

目前國內(nèi)外高樓多依賴鋼結(jié)構(gòu)，然它的整體性和穩(wěn)定性都很好，但耐火性能很差。鋼材的抗拉和承重等性能均會(huì)因溫度的升高而急劇下降，通常在攝氏450～650度就會(huì)失去承載能力，發(fā)生變形，鋼柱、鋼梁彎曲，不能繼續(xù)使用。一般情況下，不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)耐火極限只有15分鐘。“9·11”事件中美國紐約世貿(mào)中心的倒塌，就是因鋼結(jié)構(gòu)遭大火高溫炙烤，上部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定向下塌落，結(jié)果一塌到底。所以，在建筑的設(shè)計(jì)上，要嚴(yán)格保證主體結(jié)構(gòu)有足夠的耐火穩(wěn)定性。

（一）耐火等級(jí)和材料選擇。中國按建筑常用結(jié)構(gòu)類型的耐火能力劃分為四個(gè)耐火等級(jí)（高層建筑必須為一或二級(jí)）。建筑的耐火能力取決于構(gòu)件的耐火極限和燃燒性能，在不同耐火等級(jí)中對(duì)二者分別作了規(guī)定。構(gòu)件的耐火極限主要是指構(gòu)件從受火的作用起，到被破壞（如失去支承能力等）為止的這段時(shí)間（按小時(shí)計(jì)）。構(gòu)件的材料依燃燒性能的不同有燃燒體（如木材等）、難燃燒體（如瀝青混凝土、刨花板）和非燃燒體（如磚、石、金屬等）之分。

（二）建筑物應(yīng)根據(jù)其耐火等級(jí)來選定構(gòu)件材料和構(gòu)造方式。如一級(jí)耐火等級(jí)的承重墻、柱須為耐火極限3小時(shí)的非燃燒體（如用磚或混凝土作成180毫米厚的墻或300×300毫米的柱），梁須為耐火極限2小時(shí)的非燃燒體，其鋼筋保護(hù)層須厚30毫米以上。設(shè)計(jì)時(shí)須保證主體結(jié)構(gòu)的耐火穩(wěn)定性，以贏得足夠的疏散時(shí)間，并使建筑物在火災(zāi)過后易于修復(fù)。隔墻和吊頂?shù)葢?yīng)具有必要的耐火性能，內(nèi)部裝修和家具陳設(shè)應(yīng)力求使用不燃或難燃材料，如采用經(jīng)過防火處理的吊頂 材料和地毯、窗簾等，以減少火災(zāi)發(fā)生和控制火勢(shì)蔓延。

2.2強(qiáng)化自救措施。

救援本就難，首要是增強(qiáng)大樓自身防火“本領(lǐng)”。高層建筑不同于一般的低矮建筑，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，高層建筑主要依靠自身的消防措施來保障安全。消防部門云梯車所能達(dá)到的高度一般很難超過100米，如果幾百米高的高樓出現(xiàn)火災(zāi)，很難靠外部力量救援。目前，高層建筑的自救措施主要分為主動(dòng)性和被動(dòng)性兩大類。主動(dòng)性措施指直接限制火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的技術(shù)，如火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)、噴水滅火等滅火技術(shù)、煙氣控制技術(shù)等;被動(dòng)性措施指提高或增強(qiáng)建筑構(gòu)件或材料承受火災(zāi)破壞能力的技術(shù)，如提高建筑構(gòu)件耐火性能的技術(shù)等。這些完善的自救措施，比大量消防隊(duì)員更能應(yīng)付突發(fā)火災(zāi)。

2.3做好防火分隔。

由于建筑使用功能、規(guī)模形狀不同，地理位置及室內(nèi)火災(zāi)荷載、裝飾和陳設(shè)等不同，建筑防火規(guī)范不可能把各式各樣的高層建筑防火都詳細(xì)地規(guī)定下來。這就要求設(shè)計(jì)人員針對(duì)所設(shè)計(jì)建筑物的具體條件，靈活運(yùn)用，加強(qiáng)防火隔斷，增加滅火手段，加強(qiáng)防排煙措施，采用不同的解決辦法，達(dá)到防火目的。

從國內(nèi)外火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)來看，近六成火災(zāi)死亡是煙熏致死，或者被煙熏暈后燒死的。科學(xué)的防火分隔設(shè)計(jì)可以有效地解決這方面的問題。例如，一旦發(fā)生火災(zāi)，樓梯間、消防電梯間如果能保持較高的氣壓，逃生者開門進(jìn)入后，風(fēng)就會(huì)從里面往外吹，將煙霧拒之門外。

2.4加強(qiáng)對(duì)消防電梯擋水設(shè)施檢查。

據(jù)資料顯示，消防隊(duì)員按正常著裝，攀登11樓的戰(zhàn)斗員其心率和呼吸次數(shù)分別有80%和100%超過允許值，并均不能堅(jiān)持正常的滅火戰(zhàn)斗。因此，消防電梯是消防隊(duì)員在高層建筑尤其是超高層建筑火災(zāi)中必要的運(yùn)輸工具，沒有消防電梯消防隊(duì)員將無法及時(shí)有效的撲滅火災(zāi)。(高規(guī)》不僅對(duì)消防電梯的設(shè)皿形式和數(shù)量作了要求，同時(shí)為了保證消防電梯的正常使用還作了其它相關(guān)的要求。規(guī)范要求消防電梯井道的動(dòng)力與控制電纜、電線應(yīng)采取防水措施;消防電梯間前室門口宜設(shè)擋水設(shè)施;消防電梯的井底應(yīng)設(shè)排水設(shè)施，排水并容量應(yīng)小于2.00m，排水泵的排水量不應(yīng)小于10比。但相當(dāng)多的高層建筑尤其是80、90年代興建的高層建筑大多沒有設(shè)消防電梯井底排水設(shè)施。盡管流出的水不可能全部流往前室，但流進(jìn)消防電梯井的水肯定不會(huì)少，勢(shì)必影響消防電梯的正常工作。

2.5提升大型高層建筑應(yīng)急通訊能力

為了確保火場(chǎng)中消防通訊的暢通，《高規(guī)》主要從兩方面進(jìn)行了規(guī)范。一、消防專用電話網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為獨(dú)立的消防通信系統(tǒng)。即消防通信系統(tǒng)不能利用一般電話線路或綜合布線網(wǎng)絡(luò)，消防專用電話總機(jī)與電話分機(jī)或塞孔之間呼叫方式應(yīng)該是直通的，中間不應(yīng)有文換或轉(zhuǎn)接程序。二、規(guī)定了消防水泵房、備用發(fā)電機(jī)房、配變電室、主要通風(fēng)和空調(diào)機(jī)房、排煙機(jī)房、消防電梯機(jī)房及其他與消防聯(lián)動(dòng)控制有關(guān)的且經(jīng)常有人值班的機(jī)房，滅火控制系統(tǒng)操作裝皿處或控制室等地方應(yīng)設(shè)消防專用電話分機(jī)。另外特級(jí)保護(hù)對(duì)象的各避難層應(yīng)每隔20m設(shè)一個(gè)消防專用電話分機(jī)或電話塞。應(yīng)該說(高規(guī))主要是從固定通訊的角度進(jìn)行了規(guī)定，但在現(xiàn)在移動(dòng)通訊高速發(fā)展的今天，其固定通訊的局限性日益顯露出來。目前，隨著手機(jī)的普及，手機(jī)網(wǎng)絡(luò)班蓋面加寬，手機(jī)信號(hào)死角越來越少，幾乎所有大型商場(chǎng)、綜合型建筑的保安均配里了對(duì)講機(jī)，因此不管是在火場(chǎng)中或是日常的演練中，人們更多的使用手機(jī)或?qū)χv機(jī)來進(jìn)行命令的傳達(dá)、信息的溝通，其快速性、方便性、靈活性都是固定電話所不可比擬的。

消防安全，人命關(guān)天。做好消防工作，保障高層建筑消防安全，這既是法律賦予各級(jí)政府、各部門乃至全社會(huì)成員的神圣責(zé)任，也是我們落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和正確政績觀的一項(xiàng)基本舉措。筆者認(rèn)為，高層建筑防火安全要在政府的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，通過規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、企事業(yè)管理單位和公安消防機(jī)構(gòu)相互協(xié)調(diào)與配合共同完成，它將對(duì)有效遏制重特大火災(zāi)事故的發(fā)生，保障建筑消防安全發(fā)揮重要作用。

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