超高層建筑防火設計問題探討

張曉亮

【摘要】隨著城市化進程的加快，超高層建筑如雨后春筍越來越多，在節約土地資源、美好城市的同時，也面臨一定的安全問題。超高層建筑的防火安全一直受到密切關注，一旦發生火災會造成極其嚴重的損失，如何做好防火設計，針對超高層建筑的特點確保防火安全，成為超高層建筑設計的重要內容。

【關鍵詞】超高層建筑;防火設計;防火材料

超高層建筑高度超過100米，如果按照常規建筑防火設計方式，無法保證建筑防火的安全性和可靠性，難以確保救援工作效果。因此，需要針對超高層建筑的特點和防火設計不利因素，在防火設計上下功夫，提升防火設計水平。

1、超高層建筑防火的不利因素

第一，超高層建筑樓層多，電梯運輸距離長，載人數量多，當發生火災時，很難快速疏散人群到安全區域，而且火勢和煙霧蔓延會進一步降低疏散效率。因此，如何快速疏散建筑內人群，提供有效的逃生和自救途徑，是防火設計必須考慮的重要問題。

第二，超高層建筑設計中需要考慮多方面的問題，比如防震、抗強風、防火等問題，這要求建筑結構擁有很好的防火防壓性能。雖然建筑內配備必要的滅火設備，但可能出現設備無法發揮作用，或居民不會使用消防設備，而且由于樓層過高、結構復雜，不利于登高車等救援設施發揮作用，撲火救援工作難度很大。

第三，超高層建筑的火災蔓延方式和其他類型建筑存在很大差異，火災蔓延速度很快。如果建筑內部沒有設置有效防火分區，會使火災在水平方向蔓延。而由于電梯、垃圾豎井、樓梯等的存在，火災會通過以上途徑實現豎井蔓延，快速蔓延到整個建筑的全部樓層。此外，空調系統管道也會成為火災蔓延的路徑，導致起火點更多、火勢更大。

2、超高層建筑防火設計的對策

正由于超高層建筑自身的特殊性，在防火設計方面需要特別加以強調和針對，并結合消防資源不足的情況，在防火設計上花心思，采取切實可行的措施，保障防火安全。

2.1 做好整體布局

在超高層建筑規劃設計階段，需要做好整體布局，加強與城市規劃方面的溝通交流，建設高防火性能的建筑群。如果缺乏整體規劃，導致超高層建筑之間距離過近，可能在發生火災時影響到其他建筑物。整體布局工作不僅要合理規劃建筑群，還要按標準設置消防車通道和消防設施設備，確保消防通道暢通無阻。要考慮消防車撲火的工作條件，為撲火救援工作提供適合的場地、設施和設備等條件。

2.2 做好耐火設計

在超高層建筑的建材選用上，要優先選用耐火性能好的材料。由于發生火災時建筑材料受到持續高溫作用，可能發生嚴重變形，例如500攝氏度下鋼結構性能下降一半，當溫度達到1000攝氏度時鋼結構性能幾乎完全喪失，因此混合結構比全鋼結構的耐火性能更好。混合結構不僅比鋼結構耐火性能強，抗倒塌的表現也不錯，建議選用混合結構和高耐火性能的建筑材料。

2.3 疏散線路設計

由于超高層建筑撲火救援難度大，疏散效率低，在防火設計階段要重點考慮疏散線路的設計問題。疏散線路設計要結合建筑實際情況，結合常用路線和備急路線，并要做好備用電梯的設計。備用電梯雖然能有效提高疏散效率，但火災過程中電梯可能第一時間損壞，一旦出現問題將造成不可挽回的巨大損失，因此備用電梯設計必要確保安全，不能因電梯故障問題導致人員傷亡事故的發生。

此外，超高層建筑必須設有避難層，通常每十五層需要一個避難層，為人們提供暫時避難之所。避難層的設計需要在考慮規范標準的基礎上，結合建筑實際情況，充分利用現有的消防資源，要便于消防車及時疏散避難層被困的人群。最后，超高層的豎井蔓延導致煙囪效應，雖然設計中很難完全克服這一問題，但要努力將影響降到最低，為疏散和營救工作提供更多的時間。

2.4 做好防火分區劃分

超高層建筑需要借助防火分區分割空間，使用防火材料和設備，將整個建筑空間分割成若干空間，以阻滯火勢的蔓延。防火分區一般使用防火墻，采用防火、耐火材料防止火勢快速擴張。在防火分區的劃分上，需要考慮建筑的實際情況，做到科學合理。

2.5 保障消防資源配置

超高層建筑的消防設備配置必不可少，包括自動報警系統、自動噴淋系統等。自動報警系統由探測器、區域報警器、集中報警器等部分組成，需要根據建筑情況在必要位置進行設置，當火災發生時能夠第一時間發出警報，并聯系外界消防力量。自動噴淋系統是有效的自救方法，可以及時消除或延緩火災的蔓延，為撲火救援工作提供更多時間。

3、新技術、新材料在防火設計中的應用

隨著科技的發展，越來越多的先進技術和材料不斷被研發出來，在建筑物防火方面發揮了重要的作用，在防火設計中要盡可能使用先進的技術手段和優質新材料，以提高超高層建筑的防火能力。

3.1 新技術的應用

在超高層建筑防火設計中，可以使用分布式感溫光纖系統實時監控電纜線溫度，一旦出現火情可以立即發出警報信號，還能夠精準定位火災發生位置。在超高層建筑中，電纜線分布十分緊密，一旦熱量過高會使電纜線變形甚至融化短路，利用該技術可以有效解決電纜線短路引起的險情，提高電纜系統防火安全系數。

消防炮是一種新型滅火設備，可以通過高壓氣體遠程撲火，具有很強的機動性。消防炮由氣源、發射裝置、火控系統等組成，內有操控顯示系統和火控計算機系統。除此之外，還可以在直升機上安裝滅火系統，利用直升機的機動性和靈活性實現快速滅火，運輸救援物資，搶救被困人員。

3.2 新材料的應用

在超高層建筑防火設計中，防火材料的選用是重中之重，需要以防火性能為依據，構建可靠的消防安全體系。防火材料包括阻燃電纜、酚醛泡沫等耐火材料，選用的材料要有較好的防火、耐火性能，發煙量較少。

結語：

超高層建筑在為人們帶來諸多便利的同時，也客觀存在著消防安全問題，這要求防火設計中嚴格按照規范標準，使用耐火材料和先進技術手段，做好建筑結構、防火分區劃分等設計工作，保障建筑防火性能。

參考文獻：

[1]成俊強.建筑防火技術在民用建筑設計中的應用[J].建材與裝飾，2019（22）：119.

[2]吳榮勝，林宇.超大型綜合建筑防火設計難點研討[J].低碳世界，2019，9（07）：227-228.

[3]王小麗.建筑防火設計在建筑設計中的具體應用探究[J].建材與裝飾，2019（19）：100.