高層住宅建筑防火設(shè)計(jì)探究

王東琴

甘肅省工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司

1 引言

近年來，高層建筑明顯增多，規(guī)模隨之?dāng)U大，部分設(shè)計(jì)人員過于關(guān)注建筑的布置、空間和功能，并不重視工程的消防安全。高層建筑的安全性與適用性在防火設(shè)計(jì)中尤為關(guān)鍵。火災(zāi)導(dǎo)致的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失慘重，因此，高層建筑消防設(shè)計(jì)也受到了人們的高度重視。

2 高層住宅建筑的火災(zāi)事故特點(diǎn)

2.1 火災(zāi)蔓延速度快

高層住宅建筑的大多數(shù)裝飾材料都具有可燃性，一旦發(fā)生火災(zāi)，會(huì)快速擴(kuò)散蔓延。同時(shí)，火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧也會(huì)順著管道、電梯井和安全疏散通道擴(kuò)散到各個(gè)內(nèi)部空間。高層建筑中有大量管道，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，這些管道會(huì)為熱量傳導(dǎo)與濃煙擴(kuò)散提供通道，加快火勢蔓延速度，加重火災(zāi)的危害程度，進(jìn)而增大搶險(xiǎn)救援難度（如圖1）。如果高層住宅建筑中缺少消防安全工具，也就意味著公眾生命財(cái)產(chǎn)安全缺乏保障。

圖1 火災(zāi)蔓延速度快

2.2 搶險(xiǎn)難度大

對(duì)于高層住宅建筑來說，消防隊(duì)的云梯數(shù)量極有可能無法滿足搶險(xiǎn)救援需求，而且還會(huì)受到建筑高度的限制，尤其是超高層建筑。一旦超高層建筑發(fā)生火災(zāi)，水槍壓力不足，極有可能導(dǎo)致救援水源無法覆蓋起火點(diǎn)，阻礙救援工作的開展。大多數(shù)高層住宅建筑為美化外觀，會(huì)建造裙房，而裙房也會(huì)在一定程度上加大搶險(xiǎn)救援難度。

3 高層住宅建筑火災(zāi)的特點(diǎn)

高層住宅建筑火災(zāi)蔓延速度快，這是因?yàn)楦邔幼≌械难b飾材料多為易燃物，若高層建筑發(fā)生火災(zāi)，火勢可迅速蔓延至管道、電梯和樓梯當(dāng)中，會(huì)加大撲救工作的難度。高層建筑中的管道井和排氣道等部位如無法采取科學(xué)的防火措施，則無法保障疏散工作的有序開展。再者，高層建筑人員的密度較大，疏散工作難度大。電梯是高層建筑的重要工具，而部分客梯并未設(shè)置防火、防煙和防水功能，若發(fā)生火災(zāi)，人們必須走樓梯，且高層建筑中如有老人和孩子，則救援疏散的時(shí)間會(huì)延長。

另外，救援過程中容易受到多種因素的限制。救援中，消防水槍無法全面展現(xiàn)自身作用，這也影響了消防救火的效果。部分高層建筑的裙房也對(duì)消防工作產(chǎn)生了不利影響。再加上高層建筑小區(qū)內(nèi)的汽車較多，占用了消防車輛的空間，所以也導(dǎo)致消防工作的難度增大。

4 高層住宅建筑防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 流程

高層建筑防火設(shè)計(jì)復(fù)雜性較高，為提高防火設(shè)計(jì)水平，先要對(duì)建筑功能和用途進(jìn)行綜合考量，科學(xué)規(guī)劃防火方案，確定各項(xiàng)設(shè)施設(shè)備及系統(tǒng)所在位置和功能效果。另外，要嚴(yán)格按照國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求開展防火設(shè)計(jì)工作，以提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。

4.2 方法

（1）明確設(shè)計(jì)范圍。從高層建筑的用途、功能、特征等方面入手，分析防火系統(tǒng)的性能指標(biāo)，了解重點(diǎn)和難點(diǎn)范圍，科學(xué)布局和規(guī)劃，完善防火設(shè)計(jì)方案內(nèi)容，確保防火措施的有效落實(shí)，降低建筑受火災(zāi)危害的影響概率。

（2）防火安全目標(biāo)的制定。防火安全目標(biāo)被分為總目標(biāo)、功能目標(biāo)、性能指標(biāo)這三項(xiàng)。總目標(biāo)的制定要求盡可能降低火災(zāi)傷害程度，保證人們生命財(cái)產(chǎn)安全，減少火災(zāi)中的經(jīng)濟(jì)損失。功能目標(biāo)是總目標(biāo)的細(xì)致劃分和落實(shí)，要求在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能夠做到快速識(shí)別、控制和轉(zhuǎn)移，保障人員安全。性能目標(biāo)是對(duì)功能目標(biāo)的細(xì)化處理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)防火設(shè)計(jì)方案的客觀評(píng)價(jià)，找出其中存在問題，完善方案內(nèi)容，從小范圍加強(qiáng)管控，降低火災(zāi)隱患的發(fā)生可能性。

4.3 總平面規(guī)劃防火設(shè)計(jì)

總平面圖規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以建筑使用功能和高度為基礎(chǔ)，確定建筑間距，建筑間距也要滿足最小防火間距的要求，若不能滿足上述要求，則可利用防火墻來滿足防火要求。部分舊建筑發(fā)生火災(zāi)后，消防車在前往火災(zāi)現(xiàn)場時(shí)會(huì)受到消防車道凈高不足或轉(zhuǎn)彎半徑較小，或消防通道不暢的影響，進(jìn)而阻礙火災(zāi)救援工作的有序開展。總平面規(guī)劃設(shè)計(jì)中，消防車道也尤為關(guān)鍵，且車道以環(huán)形為首選，盡頭式的消防車道要設(shè)置為回車道或回車場。同時(shí)，回車道和回車場的面積也必須滿足相關(guān)規(guī)范要求。消防車道的凈寬及凈高均不得小于4m，轉(zhuǎn)彎半徑要符合消防車道轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)的要求。消防車道與建筑的中間不可設(shè)置架空管線或種植樹木，以防阻礙消防車輛的正常通行。

與低層建筑相比，高層建筑的消防救援工作難度較大，消防撲救面需要登高消防車靠近高層建筑，而消防車登高作業(yè)及消防人員進(jìn)入建筑內(nèi)部展開救援的過程，則均需工作面的支持。總平面圖設(shè)計(jì)中，務(wù)必全方位考量防火撲救面的位置、場地的長度、寬度及建筑物的間距。

4.4 建筑平面防火分區(qū)

依據(jù)建筑使用功能、耐火等級(jí)及是否設(shè)有自動(dòng)滅火設(shè)施，確定防火分區(qū)的面積（如圖2）。如某大廈的地下一層建筑面積3876m2，為一級(jí)耐火，其為三類地下車庫，空間中設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)。地下車庫的單個(gè)防火分區(qū)，面積要控制2000m2以內(nèi)。若在空間中設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)，可適度擴(kuò)大防火面積，所以在設(shè)計(jì)的過程中只需劃分一個(gè)防火分區(qū)便能滿足設(shè)計(jì)要求。

圖2 建筑平面防火分區(qū)

4.5 防排煙設(shè)計(jì)

高層建筑防排煙設(shè)計(jì)中，主要分為兩種方式，一種是自然方式，一種是機(jī)械方式。自然方式通常利用豎井、陽臺(tái)和外窗等設(shè)施達(dá)到排煙目的，但是在設(shè)計(jì)中，自然排煙容易受到地形、風(fēng)向和風(fēng)速的影響，如發(fā)生火災(zāi)，無法保障滅火和消防的效果。機(jī)械排煙主要是應(yīng)用排煙風(fēng)機(jī)實(shí)行強(qiáng)制排煙，為消防救援提供充足的時(shí)間（如圖3）。盡管機(jī)械排煙的效果較為理想，但是該方式應(yīng)用于高層建筑當(dāng)中也存在明顯不足。所以在高層建筑防火設(shè)計(jì)中，要結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)排煙方式，設(shè)置天井。同時(shí)，高層建筑內(nèi)部的消防電梯前室和防煙樓梯間均應(yīng)設(shè)置開窗，以實(shí)現(xiàn)自然排煙。

圖3 加強(qiáng)防排煙設(shè)計(jì)

4.6 電氣防火設(shè)計(jì)

高層建筑電氣防火設(shè)計(jì)中，為保障建筑的安全供電，在安裝消防水泵和電梯時(shí)，可選擇雙回路供電，并設(shè)置備用電源。高層住宅建筑消防設(shè)施供電的過程中，應(yīng)獨(dú)立設(shè)置供電回路，在設(shè)置電源啟動(dòng)和切換點(diǎn)時(shí)間時(shí)，要依據(jù)國家規(guī)定。保證火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，消防電梯、排煙系統(tǒng)和照明設(shè)施能夠發(fā)揮自身的作用和功能。

4.7 安全疏散樓梯設(shè)計(jì)

消防人員控制火源后，要及時(shí)疏散室內(nèi)人員，這里安全疏散距離和消疏散樓梯間必須依據(jù)規(guī)定要求設(shè)置。若通道內(nèi)設(shè)有自動(dòng)噴淋裝置，則安全疏散距離可增加25%。對(duì)于戶內(nèi)不利于逃生，與戶門距離較大的位置，必須嚴(yán)格控制其距離，上述位置與戶門的間距控制在20m以內(nèi)。

經(jīng)過安全疏散通道后，應(yīng)經(jīng)疏散樓梯順利逃離火災(zāi)現(xiàn)場，高度重視疏散樓梯的設(shè)置。如建筑在27m以內(nèi)，每層單元面積不足650m2，且戶門與最近安全出口的間距在15m以上時(shí)，需按照規(guī)定要求設(shè)置疏散樓梯。如建筑在27m~54m之間，單元面積在650m2以內(nèi)，戶門與最近安全出口的間距在10m以上時(shí)，則可設(shè)置疏散樓梯。此外，如建筑高度在54m以上，疏散樓梯是室內(nèi)人員最為安全且逃離速度最快的安全疏散通道。為保證疏散質(zhì)量，樓梯內(nèi)要做好排煙和排風(fēng)處理。如疏散樓梯能夠達(dá)到自然排風(fēng)設(shè)計(jì)要求，每五層開啟的窗戶面積須大于2m2，如設(shè)計(jì)條件不達(dá)標(biāo)，可設(shè)置消防樓梯間或機(jī)械加壓送風(fēng)裝置。為確保戶內(nèi)人員安全通過消防樓梯，疏散樓梯的寬度控制在1.1m以上，樓梯的疏散平臺(tái)控制在1.3m以上。

4.8 消防給水設(shè)計(jì)

發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防給水無法滿足要求，容易引起救援不及時(shí)的情況，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的人員和財(cái)產(chǎn)損失。消防給水系統(tǒng)由消防水源、水箱、水泵、控制室、消防管網(wǎng)和消火栓構(gòu)成。高層住宅建筑室外消防給水管道應(yīng)設(shè)置成環(huán)形結(jié)構(gòu)，同時(shí)，消防栓的設(shè)置也要考慮消防車取水的便捷性。室內(nèi)給水管道需與生活用水獨(dú)立設(shè)置和使用，給水管道設(shè)計(jì)成環(huán)形結(jié)構(gòu)。消防給水系統(tǒng)中，消防水泵尤為重要，為保證發(fā)生火災(zāi)后，消防水泵的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，在選擇消防水泵的過程中，必須高度重視水泵的使用性能及水泵的安裝數(shù)量，且水泵的安裝工藝和開啟方式也要與相關(guān)規(guī)定和要求高度吻合。

5 結(jié)束語

高層建筑運(yùn)行的過程中，如發(fā)生火災(zāi)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。所以在高層建筑設(shè)計(jì)中，需要全面考量防火問題，科學(xué)配置消防設(shè)備，科學(xué)開展消防給水設(shè)計(jì)和安全疏散樓梯設(shè)計(jì)，從而在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可以及時(shí)進(jìn)行救援，有效降低財(cái)產(chǎn)損失，保障建筑內(nèi)部人員的生命安全。