高層建筑的防火設計探討

高層建筑具有建筑材料復雜、容納人數(shù)多等特征，通過大力推動建筑工程高層化發(fā)展，能夠切實提升大眾生活質(zhì)量，緩解城市建設用地緊張問題。但由于建筑結(jié)構(gòu)變高，內(nèi)含火災隱患問題更多，需要在高層建筑設計環(huán)節(jié)細致分析火災隱患、火災撲救難度等因素，對高層建筑結(jié)構(gòu)進行合理優(yōu)化，最大限度控制火災造成的影響范圍，保障人民財產(chǎn)利益安全。

一、高層建筑火災特征

（一）火災蔓延速度快

就目前來看，高層建筑內(nèi)部家裝裝飾材料多數(shù)為易燃物品，在發(fā)生火災情況下，火勢將會順管道、電器、設備電梯等向外蔓延，影響范圍更大。同時，高層建筑內(nèi)部存在很多管道，此些管道在發(fā)生火災后會具備煙囪作用，向火災現(xiàn)場輸送氣流，切實增加火災撲救難度。

（二）火災救援難度大

高層建筑火災人員疏散、救援難度遠比普通建筑救援難度更大。高層建筑主要交通工具為電梯，因部分電梯缺乏防火、防煙、防火等功能，導致受困于電梯的人面臨更加危急的情況[1]。不僅如此，高層建筑樓層高、距離長，產(chǎn)生出的巨大煙霧會影響樓內(nèi)被困人員與救援人員的視線，致使救援時間延長。

（三）火災撲救危險度高

現(xiàn)階段建筑呈現(xiàn)出高層化發(fā)展趨勢，但地區(qū)內(nèi)消防云梯數(shù)量卻較為有限，云梯高度也受到極大限制。對于一些高度達100米以上的超高層建筑而言，普通消防水槍難以發(fā)揮出有效救火作用，導致救援人員在撲滅火災時的危險性更高。高層建筑居住人口密集，居住區(qū)域內(nèi)汽車數(shù)量逐年增長[2]。在汽車停留于消防通道情況下，消防車難以行駛到指定救援地點，救援人員需步行進入，為火災救援工作增加了巨大負擔。

二、高層建筑防火設計現(xiàn)狀及原則

（一）高層建筑防火設計現(xiàn)狀

相較于普通建筑結(jié)構(gòu)而言，高層建筑內(nèi)部實體隔墻數(shù)量多，縱向與橫向防止火勢蔓延的功能較為顯著，火災事故并不頻繁，致使建筑防火設計工作容易被忽視，防火設計技術(shù)準備工作并不充分[3]。同時，設計人員沒有嚴格遵循《高層民用建筑設計防火規(guī)范》，設計方案專業(yè)性不強。較為忽視高層建筑防火設計的宣傳與教育工作，導致建筑防火功能與預期目標存在一定差距，無法從根本上保障建筑用戶的核心利益。

由此可見，我國高層建筑防火設施水平尚且處于有待提升階段，建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)防火功能需要進一步完善。為保障地區(qū)城市化建設工作有序開展，需加大高層建筑防護設計工作管控力度，從根源處消除火災隱患問題。

（二）高層建筑防火設計原則

為從根本上提升高層建筑防火設計水平，確保防火設計方案能夠在后期指導高層建筑工程有序建設過程中發(fā)揮出重要作用，相關(guān)設計人員應當遵守以下原則：

第一，要求高層建筑房屋設計工作應當將建筑內(nèi)部火災隱患問題發(fā)生概率控制在最低范圍之內(nèi)；

第二，要求高層建筑防火設計工作需要依靠固定防護設施消除火災隱患問題，控制火災影響面積；

第三，要求建筑防火設計工作需要明確建筑結(jié)構(gòu)的耐火強度，通過不斷優(yōu)化建設結(jié)構(gòu)、選擇適宜建筑施工材料，延長建筑用戶安全撤離時間，保障建筑用戶核心利益。

遵照此三種原則，可以將高層建筑防火設計工作分為主動防護系統(tǒng)與被動防火系統(tǒng)兩大方向[4]。其中，主動防火系統(tǒng)就是通過自動或手動控制防火、報警、排煙以及消防給水等設施，盡早發(fā)現(xiàn)并撲滅火災；被動防護系統(tǒng)就是在保障建設工程整體建設經(jīng)濟效益基礎上，選擇防火等級高的門窗材料，安裝防火門、防火卷簾、防火吊頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)。將一個大件的空間劃分為若干個小空間，確保火災能夠最大限度被控制在小范圍內(nèi)，在強制性設計規(guī)范規(guī)定時間內(nèi)不可倒塌。現(xiàn)階段我國被動防火設施工作應用范圍最廣，具備可靠性、長久性、經(jīng)濟性優(yōu)勢。

三、高層建筑防火設計重點

（一）建筑外墻保溫結(jié)構(gòu)防火設計

依照建筑結(jié)構(gòu)所處地域特征不同，外墻保溫防火設計方案應當進行專項完善，在保障各地區(qū)高層建筑外墻保溫效果的同時，提升建筑結(jié)構(gòu)，整體防火性能。舉例而言，在氣溫較低地區(qū)，可以對高層建筑外墻門窗結(jié)構(gòu)進行改造，通過將外墻夾心保溫與內(nèi)墻自保溫技術(shù)結(jié)合在一起，切實提升外墻結(jié)構(gòu)保溫效果，控制火災問題發(fā)生概率。注意選擇不易燃燒的外墻保溫材料，確保該材料性能優(yōu)越、環(huán)保效益強。

（二）建筑防排煙防火設計

在高層建筑防火設計期間，防排煙設計工作需要分區(qū)域開展，不同防排煙結(jié)構(gòu)不可重合在一起。依照國家及有關(guān)部門針對高層建筑防火設計工作頒布的相關(guān)規(guī)定，建筑內(nèi)每個防排煙區(qū)域面積需小于500平方米，防排煙區(qū)域之間需要用擋煙垂壁與隔板劃分。要求防排煙區(qū)域應設置排煙口，建筑外窗應當全部對外開啟，確保每個住戶空間結(jié)構(gòu)均能夠滿足建筑防排煙要求[5]。在高度超過33米的高層建筑防排煙防火設計時，應當設置高層疏散樓梯，在該樓梯前室設置防煙設施，為建筑內(nèi)人員疏散及救援工作提供有利環(huán)境條件。建筑防排煙設計主要分為自然防排煙與機械防排煙兩種方式。其中，自然防排煙主要就是將煙氣利用外窗陽臺及豎井排出，機械防排煙主要就是通過機械加壓或減壓方式排除屋內(nèi)煙氣，提升救援效率。

（三）建筑電氣設備防火設計

在建筑大于12層后，供電安全性及可靠性管理難度更大，因此需要在設計電梯與消防報警設施時，采用雙回路供電法，事先準備好充足的備用電源。要求高層住宅建筑、小區(qū)內(nèi)部消防設施數(shù)量及安裝環(huán)節(jié)應當嚴格遵照國家相關(guān)標準，保障供電設施消防活動的獨立性。派專人監(jiān)督維護高層建筑內(nèi)消防電梯、防排煙系統(tǒng)、消防水泵等設備，確保此些設備能夠?qū)嵤└咝н\行。

（四）建筑安全疏散樓梯防火設計

在高層建筑發(fā)生火災后，電梯無法正常運轉(zhuǎn)，需要將樓梯作為重要疏散通道。不同高層建筑樓梯情況存在較大差異，在每一層樓梯建筑面積大于650平方米以上時，需要每層都設置一個安全出口，安全疏散電梯應直接連通屋面。在高層建筑設有裙房結(jié)構(gòu)的情況下，需要在裙房內(nèi)設置獨立消防樓梯，防止出現(xiàn)裙房住戶也需從主建筑樓梯逃生等問題，切實提升用戶疏散速度。

（五）建筑消防車道防火設計

高層建筑周邊需要設置消防車專用通道，要求通道寬度不能小于4米。在高層建筑高度大于220米或臨街長度大于150米的情況下，也需修建都不小于4米的消防車道。為最大限度發(fā)揮出消防車道積極作用，還需重點關(guān)注消防車登高場地設計工作，要求登高場地長度及寬度符合實際發(fā)貨要求，場地坡度不可大于3%。場地與建筑之間不可存在任何障礙物，以便后期消防救援工作及時高效開展。

四、結(jié)語

總而言之，高層建筑防火設計工作對建筑實用性、安全性的影響深遠。為從根本上提升高層建筑防火設計水平，相關(guān)工作人員需要細致分析火災發(fā)生時的各項特征，專項制定出不同建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)防火方案，為平穩(wěn)推動地區(qū)城市化發(fā)展奠定堅實基礎。