建筑防火設計在高層建筑設計中的應用

曹志昌

【摘要】在高層建筑設計過程，有效的進行防火設計研究是必要的，設計人員要結合高層建筑設計火災發生特點，加強設計研究能力，從而進一步創新設計方案，有效的提高高層建筑防火設計水平。通過實踐分析，結合高層建筑防火設計內容，探索了提高建筑防火設計能力的途徑。

【關鍵詞】建筑防火設計;高層建筑;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.19.037

建筑防火設計在高層建筑設計中的應用，提高了建筑使用安全，保證了防火設施與建筑的合理搭配，利于全面提高高層建筑設計水平。在開展防火設計研究過程，應重視結合具體建筑工程項目，有針對性的進行設計實際，從而加強設計研究能力，進一步保證高層建筑防火安全。

1、高層建筑火災的主要特點

首先火勢的發展速度較快，在較短的時間內便可形成整體性的災情，難以有效控制。高層建筑的管道較多，在發生火災時便會加速火勢，引起的不良后果更為明顯。

其次人員密集程度較高，這也對人員疏散工作設置了更大的障礙。高層建筑多數為寫字樓或者用于居住，也可能為商場等。上述區域的人員均較為密集，因此在進行疏散時便需花費更多的時間。如果發生火災，便會對人的心理和情緒造成較大的影響，難以在較短的時間內全部疏散人群。

最后高層建筑的防火裝備有限，以此其應對火災的能力也不高。我國建筑物發生火災時，通常使用的云梯高度為100m，對于高層建筑來說難以滿足救災的需求。高層建筑樓頂雖然可停放直升機用于救援，但直升機難以直接接近火災現場，其救援的效果也并不理想。

2、高層建筑消防設計的重點研究

2.1建筑結構耐火穩定性設計

若想優化建筑結構的防火能力，便需傾向于使用具有耐火性能的原料。目前我國建筑結構的耐火等級均需為一、二級。可見建筑構件的耐火性等指標便決定其防火能力。建筑結構的耐火極限便是建筑構件從遭受火災起，直到失去承受能力的時間長度。不同材料在燃燒性能方面也不同。在選擇建筑的建造形式和材料類型時，需依據結構的耐火等級選擇適合的原料種類。如針對一級耐火的承重墻，便需達到3h的耐火極限，同時結構以更為非燃燒體。在開展建筑設計的過程中，需保證建筑結構具有理想的耐火穩定性能，從而能夠為救火人員預留出更多的救援時間。建筑隔墻和吊頂等位置的原料也需具有較高的耐火性能，在選擇建筑的內部裝飾原料時，便需傾向于選擇不燃或者難燃的材料類型。地毯及窗簾等材料也需經過一定的防火處理，以此減緩火災的發展速度。

2.2避難層的設計

實施超高層建筑的防火設計，需基于普通類型的高層建筑上，對避難層進行深度優化，并采用創新方法實施防火設計工作。需按照高層設計的管理規范，結合消防等要求，重點對工作的機制進行科學管理。具體實施避難層的設計時，需針對樓的地面到救援區域的地面高度進行科學控制，將高度控制在50m以內，避免層之間的間距在50m以內，以此保證救援工作能夠順利實施。針對開窗排煙系統進行設計時，需對正壓送風系統進行科學處理，依據既定的制度和規則，將救援設備的最高救援點位設計為50m左右，否則便會對救援產生負面影響。對此，避難層需設計人員疏散區域，同時設有窗戶，這樣便可保證由下層竄上的煙霧能夠受到防火隔離，保證分割層的質量達到設計要求。此外需保證逃難層的面積達到規范要求，保證每平方米均可容納5人左右。作為同時可作為避難層和設備層的樓層，需對設備管道集中管理，保證管道的耐火等級達到相應的要求，促使各項救援工作均能順利實施。如科學設計分隔層，同時提升管理的效果。嚴格按照規范制度的要求進行整體把控，從而提升火災的救援效果。

2.3防火間距與防火分區設計

2.3.1防火間距設計

對高層建筑進行設計時，需全面衡量附近的環境條件，保證相鄰建筑物的距離達到防火的安全標準。這樣便可避免火災呈輻射形勢蔓延。首先高層建筑的耐火等級需達到二級以上，建筑主體需保留13m以上的防火距離。具體設計時，需達到各項防火要求。

2.3.2防火分區設計

針對防火分區，需應用分隔措施來對空間進行分隔處理，這樣便可對火勢進行科學控制，為救援工作預留出更多的時間。具體設計時，需重點對水平和垂直方向的分區進行設計。從高層建筑的角度來講，水平分區不但需使用混凝土的樓板，同時還需設置防火墻等設備，此外在設計垂直防火區域時，需通過耐火樓板等完成垂直分區。此時需注意下述問題：防火墻職能安裝安全疏散門，不能安裝門窗等。如果高層建筑室內面積高于防火分區面積，則需設計防火卷簾，保證火災發生后能夠及時下落。針對具有一、二級耐火等級的建筑材料來說，如果長度高于150m，或分區面積超過2500 m2，便需設計防火墻。

2.4注重安全疏散通道的設計

如果建筑內發生火災，樓梯便成為重要的逃生通道。為提升人員的疏散速度，可依據建筑的具體結構將樓梯間設計為室外形式。此外還需設計防煙或者封閉式的樓梯。這樣不但能夠降低火災的蔓延速度，同時還可為人員疏散提供便利。此外還需依據人數和建筑的層數科學設計樓梯的位置和數量等，保證每個防火區域具有兩部以上的樓梯，位置應相對分散，避免人員在疏散期間發生擁擠。安全疏散通道的設計加強了建筑防火能力，一旦發生火災問題，利于保證人們安全，因此設計過程要提高設計認識，加強實踐設計水平。

2.5加強排煙系統的設計

通過調查數據可知，高層建筑在出現火災時，因吸入煙氣導致死亡的人數占總人數約70%。可見煙氣已經成為火災現場主要的致命因素。因此在實施建筑設計時便需重點完成排煙系統的設計工作。通常煙氣在水平方向的流通速度在0.3-0.8m/s范圍內，垂直方向的流動速度約為3.4m/s。如煙氣在流通的過程中沒有受到阻隔，則可在1min左右便可彌漫幾十層的高層建筑。與人員的疏散速度相比，煙氣的流速明顯更快。因此在高層建筑設計工作中，排煙系統的設計更為重要。在建筑內設計防煙分區，此時需注意防煙與防火分區需分別設計，不能將二者混淆。每個防煙分區面積需在500m2以上。設計時需使用擋煙垂壁或者隔板將不同的防煙分區進行科學劃分。此外還需在各防煙分區內設計排煙口，通常其位置在防煙分區的中心。最后還需對排煙風道進行科學設計。風道所應用的建筑原料需按照規定達到相應的耐火等級。

結語：

總之，通過科學的分析高層建筑防火設計方法，提高了建筑防火設計研究能力，作為新時期建筑設計人員，要全面加強學習能力，在開展防火設計工作過程，應重視深入工作實際，結合具體建筑工程，科學的進行設計實踐，進一步制定更加完善的防火設計方案，從而提高人們生活質量與安全。

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