超高層建筑防火設計問題探討

卓越

摘要：本文研究了目前超高層建筑防火設計中存在的問題，通過總結超高層建筑的防火特點和指明在設計中的常見不足，分析防火設計的方法，更好地進行超高層建筑的防火設計。

關鍵詞：超高層建筑;防火;設計;問題

超高層建筑如果發生火災，很容易大范圍蔓延，所以需要做好對超高層建筑的防火設計，保證滅火救援工作的順利進行和降低失火可能，有效解決當前超高層建筑在防火上的主要問題。

一、超高層建筑的防火特點

超高層建筑和其他建筑相比結構比較特殊，而且內部的功能也比較復雜，所以導致實施營救和外部滅火十分困難，對超高層建筑火災進行撲救時，往往會遇到其他建筑不曾遇到的問題。

（一）火災荷載大

很多超高層建筑都有復雜的結構，因為超高層建筑用途廣泛，而且體型巨大，其中包括辦公區、住宅、旅館、商場，甚至在同一個樓層內，會同時有辦公廳、旅館、宴會廳、會議室、娛樂場所、商場等等。這就導致超高層建筑的內部裝修比較豪華，設施非常齊全，電路、網絡都比較密集，有大量的易燃物。一旦發生火災，就會有很大的火災荷載。很多高層建筑在發生火災之后，會在短時間之內就覆蓋整個大樓，而且很多易燃物在點燃之后會產生毒氣，容易造成營救的消防員犧牲。

（二）有明顯的煙囪效應

由于超高層建筑的特殊結構特點，內部會形成各種橫縱交錯的連接空間，橫向包括吊頂、空調風管、排煙管道，縱向的包括中庭、電梯井、各種電纜井、通風管道等等。發生火災后，高層建筑內的管道就會成為火勢蔓延的途徑。有些高層建筑缺少豎井防火分隔時，這些豎井就會在高層建筑中變成煙囪，所產生的煙囪效應會讓火勢迅速蔓延，往往在一分鐘之內就能夠達到200米的高度，導致整個高層建筑被點燃。這種情況下，消防人員沒有足夠的時間實施營救。

（三）疏散困難

超高層建筑屬于人員密集的場所，所以疏散工作會比較困難。一般情況下都會借助樓梯疏散，但是這種方式很容易造成擁堵，并且由于超高層建筑的火勢蔓延比較快，導致疏散時間更加窘迫。雖然很多超高層建筑能夠容納數萬人，但是其中能夠抽調出的疏散人員也比較有限，所以對現場的組織工作也比較困難。同時，由于人的求生本能，在意識到超高層疏散工作的困難時會更容易恐懼和慌張，必然造成大量的人流匯集，因此在疏散的過程中還會出現嚴重的踩踏、摔傷等事故，嚴重影響疏散的安全，并且在發生火災之后，低層火災向高層的蔓延傳播速度也比較快，但是高層疏散人員需要的時間最長，同樣影響了疏散工作的安全性。結合目前消防工作的經驗，從40層左右高的位置，專業的消防人員也需要用十幾分鐘才能到達地面，因此對于高層疏散工作會增加困難。

（四）超高層救火比較困難

很多超高層占地面積相對不大，而且周圍建筑也沒有裙房，所以在撲救工作中，從外部滅火會比較困難，很容易受到嚴重限制。同時，消防設備也有登高困難的問題，消防員在登高的過程中，可能會和人流相撞，會影響消防人員抵達著火點的速度，不利于滅火工作。而且，在超高層建筑的特殊結構之下，有排煙困難的問題，很多超高層建筑都使用玻璃幕墻，也會對消防人員的登高造成嚴重的限制。進入高空之后，風力會比較大，需要考慮風向和風力的影響，導致難以進行玻璃窗的拆除，所以不能有效進行自然排煙。在著火之后，可能會導致無法供電，從而造成樓內消防設施的失效，并且造成向上供水工作的困難。

二、超高層建筑的防火設計問題

（一）總平面設計不能滿足消防設計需要

消防登高車只有在滿足登高操作條件的情況下才能發揮出效果，保證在救援工作中能夠接近超高層建筑的主體，確保消防員能夠進行建筑立面的滅火工作。登高車需要有足夠的沿建筑登高面實施登高作業的立面空間，因此目前國家消防技術規范中對登高操作中，要求高層建筑底邊至少有周長1/4長度，不小長邊長度，高度在5米以上的裙房，而且在范圍之內需要設置直通室外的樓梯。但是在要求中，并沒有提出對于登高操作場地的要求，所以設計人員往往不會考慮登高車的操作需要，導致設計中并沒有給登高車留下足夠的操作場地，從而對救援工作會造成嚴重的影響。

（二）建筑避難層設置問題

對于超過100米的公共建筑，必須要設置避難層，而且要求首層到第一個避難層或者兩個避難層之間的距離需要在15層以內，從而保證在火災發生時，如果第一個避難層的人員不能經過樓梯進行疏散，就可以利用消防登高車將人員疏散下來。但是很多建設單位，都習慣性地將15層作為兩個避難層的間隔，這可能會導致一些人員比較密集的超高層建筑避難層不能滿足需要，不利于人員的疏散。

三、完善超高層建筑防火設計的方法

（一）消防登高車操作場地的設計

不同地區的經濟發展水平不同，因此購買的消防登高車也會有很大的區別，無論是規格、型號、對地面承重要求都會有明顯的不同，登高車自身也會有不同的操作半徑。所以，各地需要針對所購買的消防登高車情況來作出規定，保證超高層建筑物能夠按需滿足。在進行建筑工程的審核工作當中，需要滿足消防登高車的寬度和重量需要，保證操作場地能夠和建筑有一定的距離，一般規定50米的高層建筑，其消防登高車的操作寬度為8米，操作場地距離建筑物外墻需要在5米以上。

（二）避難層設計

針對避難層的設計需要考慮人員的疏散時間，同時也需要考慮消防登高車進行救援的有效高度，所以對于第一個避難層，設計時也要考慮消防登高車實施救援的有效高度和水平，保證設置在消防登高車能夠實施救援的高度之內。

（三）超高層建筑結構構件的耐火極限

為了降低火災發生的概率、確保人員可以安全離開火場以及在必要時間內減少人員傷亡，并且爭取高層建筑主體在火災之后能夠保持完整，就要確保高層建筑具有足夠的耐火能力。目前國家對高層建筑各個位置的耐火極限都進行了嚴格的規定，包括墻柱的耐火極限為3小時等等。同時，對耐火結構的設計也需要按照材料的選擇和施工方法，確保在構造上建立起較厚的保護層。例如高層建筑一般以鋼筋混凝土結構為主，鋼筋的耐火強度比較差，所以就需要通過使用耐火材料進行包覆，讓墻柱、梁板都能夠具有加強的耐火能力，避免在高溫的影響下出現變形問題。

（四）結合建筑結構定制救援方案

做好高層建筑的布局，能夠確保人員的快速疏散，因此可以設置自動化的緊急救援程序，保證人員在火災中能夠得到指引，提升逃離現場的速度。其次，還要做好對疏散隊伍的建設，通過結合建筑物的內部結構和環境來建立應急管理小組，以便能夠應對危機，做好在火災過程中的指揮工作。最后，在高層建筑中應該設置專業的防火門和消防卷簾門，并且要做好電梯井和機房之間的間隔，控制煙囪效應。

四、結語

超高層建筑一旦出現火災，疏散和營救工作都比較困難，而且火勢蔓延速度也較快。因此，需要做好對超高層建筑的設計工作，從根本上杜絕超高層建筑的火災隱患。在設計中，不僅要滿足相關規范的要求，同時也要做好對各方面實際情況的分析，以保證火災救援工作的順利進行。

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