民用建筑設計中防火技術的運用思考

付葉飛

摘要：民用建筑防火一直都是社會各界廣泛關注的一個話題，其關乎廣大人民群眾的人身安全、財產安全。為從根本上提高我國民用建筑的防火水平，我國針對建筑防火設計提出了明確的標準，故建筑防火技術的應用也就成為了民用建筑設計環節的一大重點。隨著我國綜合實力的不斷提升，建筑防火技術與以往相比發生了根本上的改變，文章結合民用建筑防火設計現狀，簡要分析了民用建筑火災的基本特點，并針對建筑防火技術的運用進行了深入的探究。

關鍵詞：民用建筑;建筑設計;建筑防火技術;技術運用

目前，我國居民防火意識不斷提高，建筑防火技術持續進步，但民用建筑火災依然時有發生，威脅著人民群眾的人身安全和財產安全。同時，在快速城市化發展的背景下，高層建筑及超高層建筑已經成為了城市建筑的主流形式，且在建筑功能日趨豐富的基礎上，民用建筑具有火災隱患多、風險程度高、撲救難度大的特點。因此，民用建筑防火設計需要始終堅持“預防為主”的基本原則，通過科學、合理化的設計，切實提高建筑整體的防火能力，為人民群眾提供基本保障。

1? 民用建筑火災特征

1.1? 火災疏散難度大

高層建筑的設計高度一般在24m以上，其樓層數量較多，人口密度較高。盡管建筑內部會設置多個安全疏散通道，但出現火災之后，安全疏散通道內部往往會被煙霧所籠罩，進而導致整個火災現場陷入一種較為混亂的局面。根據以往的火災案例可以發現，火情發生后，建筑內部的火災警報響起，建筑內部居民會迅速進入消防通道，消防通道內部的人口數量高度集中，整體疏散速度相對較慢，且在有幼兒、老人的情況下，自身的移動速度較慢，一旦安全疏散通道設計的較窄，則很容易造成擁堵現象。需要注意的是，在濃煙環境下，人的精神高度緊張，渴望迅速脫離危險，這也極易引發踩踏和摔傷等情況。盡管我國居民普遍具有良好的消防意識，了解火災發生之后的逃生方法，但在火場這一特殊環境的影響和干擾下，部分居民難免會遺忘正確的火場逃生措施，進而使自身陷入危險的境地。此外，現代民用建筑為了滿足居民的生活需求，往往會設置多種功能，故多數民用建筑中會設置有暖水井、垃圾通道以及電纜井等設施，若此類設施存在設計弊端，很容易成為火災蔓延、發展的關鍵原因，火勢容易沿著此類設施迅速從底層向著高層蔓延，直接威脅到高層居民的人身和財產安全。

1.2? 火勢蔓延速度快

現階段，我國針對高層建筑的防火標準提出了明確的要求，其必須設置防火隔離層，以保證在火災發生之后控制火勢蔓延。而在部分老舊的高層民用建筑當中，由于其自身的建設年限較長，初期階段并未明確指出要設置防火隔離層，其發生火災之后火勢容易迅速擴大。一般而言，高層建筑外墻所使用的保溫材料屬于B2級別，這一級別的保溫材料容易加速火勢蔓延，一旦撲救不及時，或者出現大風天氣時，火情將會在短時間內迅速蔓延[1]。

1.3? 撲救難度高

從某種角度來看，建筑物自身的高度越高，其撲救難度也就越高。對于高層及超高層民用建筑而言，云梯的數量和高度相對有限，無法通過外部途徑及時開展救援活動，且常規的水炮、水槍等滅火設施的撲救能力有限，難以達到迅速控制火情的效果。此外，高層建筑周圍一般設有裙房，裙房的存在會影響外部救援活動的開展，加大救援難度。最后，由于高層建筑人口高度集中，建筑周圍難免會停放大量的私家車輛，而這一問題也在一定程度上影響了滅火救援工作的順利開展。

2? 高層建筑的防火技術要點

2.1? 總平面布局

高層建筑的選址需要充分考慮交通便捷程度，優先在交通資源豐富的區域建設。高層建筑需要接近城市干道，以便于在發生火災之后滿足建筑居民的疏散需求，同時也能夠滿足消防隊伍的滅火救援需求。在開展建筑總平面設計時，設計方需要在城市整體規劃的基礎上，明確建筑位置，控制建筑防火間距，并依據建筑規模設置消防車道和消防水源。

2.2? 建筑材料及結構設計

為從根本上提高民用建筑的防火安全性，前期設計階段需要合理應用多種防火設計，以提高建筑物整體的耐火性，確保發生火災之后能夠阻止火勢迅速蔓延，以減少火災所造成的各項損失。我國建筑領域對民用建筑的耐火等級提出了明確的要求，耐火等級越高則意味著建筑物的耐火性越好。需要注意的是，不同燃燒性能的材料和結構即便是在耐火極限相同的情況下，其實際耐火性也會存在明顯差異。

建筑物的耐火等級并不取決于單一建筑結構或者材料的耐火性能，而是要綜合考慮建筑物所有組成部分的耐火性能，包括墻體、柱、房梁、樓板等主要建筑結構的燃燒性能和耐火極限。燃燒性能和耐火極限是決定建筑結構耐火性的關鍵，而不同等級標準也針對二者提出了相應的條件要求。從二者關系的角度來看，材料自身的燃燒性能越高，則意味著構件的耐火極限也就相對越低;而構件保護層厚度和截面尺寸越高，其自身的耐火極限也相對較高。根據相關標準顯示，我國建筑物的耐火等級共分為一級和二級兩個標準，高層建筑一般將建筑物的樓板結構視為確定耐火等級的基準。這主要是因為樓板結構自身的應用數量較多，且具有代表性。在實際開展建筑設計的過程中，設計人員需要在標準耐火等級的基礎上，合理選擇建筑材料和結構形式。耐火等級偏高或者偏低會造成不同的負面影響，耐火等級偏高則意味著材料單價較高，不利于建筑項目的成本控制;耐火等級偏低則意味著其自身安全性無法滿足使用標準，存在一定的火災安全隱患[2]。

構件材料和構造方式的選擇需要依據耐火等級決定。一級耐火等級的承重墻、承重柱，需要3h耐火極限的非燃燒體，梁體結構則需要2h耐火極限的非燃燒體，結構內部的鋼筋需要包裹在30mm以上厚度的保護層內部。此外，在開展建筑設計時，需要在保證結構穩定性的基礎上，盡量擴寬建筑內部空間，以保證在火災發生后預留充足的逃生空間，同時也要滿足災后修復和重建的基本需求。建筑隔墻、吊頂以及內部陳設需要優先選擇不燃材質，部分具有燃燒特性的物體，包括地毯、窗簾等均需要經過耐火處理，以達到全面提高耐火性能的目的。

通過對既往民用建筑火災案例分析可以發現，多數民用建筑火災的主要起火點集中在裝修材料方面，即裝修材料的起火點過低。從這一角度可以發現，建筑內部所用各項材料的防火性能至關重要，而控制裝修材料的耐火性也成為了一大關鍵。從某種角度來看，導致裝修材料起火點過低的原因包括以下兩個方面：一是過于強調經濟利益，忽視了裝修材料的質量和性能把控，忽視了裝修材料的防火性能。當裝修材料起火點過低時，無論是前期的施工環節還是后續的使用階段，均存在較大的火災隱患。二是建筑材料燃燒容易產生大量有毒氣體。眾所周知，火災本身對于建筑居民的危害性要低于煙霧的危害性，尤其是在建筑內部裝修材料燃燒之后容易形成大量有毒氣體的情況下，煙霧的大量存在會直接影響到建筑內部人員的安全撤離，這也會對后續的滅火救援工作造成一定的阻礙。由此可見，建筑內部材料種類的選擇應當在保證其耐火性的基礎上，盡量選擇低燃燒煙霧、低毒害的裝修材料，以保證建筑物的防火性能[3]。

2.3? 防火分隔與安全通道

當某一民用建筑發生火災之后，其可能會因為輻射現象、對流現象而影響到周圍建筑物，故民用建筑對于建筑物之間的間隔提出了明確的要求，這不僅可以避免出現火災向其他建筑物蔓延的情況，也有利于滅火救援工作的開展，而建筑物與建筑物之間的距離則被稱為防火間距。根據相關標準顯示，一級、二級耐火等級高層建筑物主體的防火間距需要超過13m，三級、四級的防火間距需要分別滿足15m和18m的標準。此外，為了避免在發生火災之后，火勢在建筑內部迅速蔓延擴大，建筑內部結構也需要進行防火分隔措施，以形成防火分區，在最大程度上控制火勢在建筑內部的蔓延。當民用建筑的高度低于100m的情況下，電纜井、管道井需要以2～3層為距離，設置防火間隔，防火間隔所用材料為高耐火極限的不燃燒體。當民用建筑的建筑高度超過100m時，則需要在每層樓板位置設置防火間隔。民用建筑還需要根據建筑等級、高度和規模設置若干個防火墻，防火墻為耐火極限超過4h的不燃燒體。若防火墻設置有洞口時，還需要額外設置甲級防火門窗，且任何建筑內部的管線均不得直接穿過防火墻。若受困于建筑內部結構影響，不便于設置防火墻的情況下，可以在建筑內部特定區域設置防火卷簾，并搭配水幕用于保護。

防煙分區也是建筑防火設計的一大重點，指的是具有擋煙垂壁、隔墻以及頂棚下凸梁而構成的防煙空間。防煙分區的功能較為單一，其能夠保證在發生火災后的一段時間內，其內部的煙霧不會向外擴散，具有控制火勢發展、減少火災損失的效果。防煙分區內部一般通過豎井進行排煙，而具有排煙功能的走廊，需要保證其凈高在6m以上，且防煙區域的最大面積需要控制在500m2之內。

為了在火災發生之后減少傷亡情況，建筑設計需要充分考慮每層每戶的安全疏散需求，并設置安全疏散通道。依據建筑消防設計標準顯示，不同規格、高度、規模的建筑物需要保證安全疏散通道、出口的充足性，并具體到形式、長寬等細節內容。高層建筑的樓梯間需要自帶封閉、排煙的功能，以確保在發生火災后能夠形成自封閉的空間，疏散通道內部需要明確表明兩個以上的疏散方向，并要具有緊急照明、疏散指示以及安全出口燈等基礎功能。民用建筑內部的安全疏散通道為公共整體使用，任何個體、單位不得占用、堵塞、封閉消防通道。

安全疏散通道的設計需要充分考慮火災情況下的人口疏散問題，關注疏散距離，以便于能在發生火災時迅速撤離，避免出現踩踏、推搡等情況。高層民用建筑各個安全疏散口的距離需要保持在30m以內，各個方面距離最近疏散口的距離需要保持在15m以內。此外，安全疏散通道的房門和內部距離需要遵循《建筑設計防火規范》的基本要求和標準，盡量將兩側走道擴展至最大距離，若建筑內部走道設置有自動滅火裝置的情況下，則可以適當增加房門與房間之間的距離。當建筑內部出現丁字形走道的情況時，則需要充分考慮兩個出口之間的距離，這種情況下的設計難點主要集中在中段道路的距離上，故需要通過加倍計算長度的方式。在實際設計過程中，相鄰防火區的疏散口設置一直都是一大問題，一旦發生火災，居民在撤離過程中難免會產生疑問。這種情況下一般將上通的防火門視為第二安全門，即在單獨分區內存在兩個及兩個以上的安全出口時，防火墻需要對區域與區域之間進行聯系，面積比差需要控制在1.4倍以內，且必須具有獨立的安全出口。考慮到安全出口是向外打通樓梯和外門的基本性出口，故在特殊情況下，也可以將分區的防火門視為安全出口使用。

2.4? 火災警報系統和滅火裝置

火災警報系統的主要功能在于自動發現建筑內部的火災現象，其主要具有探測器、數據接收裝置和警報裝置三部分構成。探測器可以用于自動探測火災，其能夠在煙霧、光和溫度進行自動感應，一旦各項指標達到了火災標準，則可自動觸發警報裝置。數據接收裝置則是用于分析探測器所采集的各項數據，對比火災數據標準，來決定是否觸發警報裝置。而火災警報裝置則用于向建筑居民發出預警，同時也具有自動報警功能，通過地方消防網絡系統自動向消防隊伍發出警報。結合以往的民用建筑火災案例可以發現，火情發生的初期并不會直接開始向周圍蔓延，這一時間一般會持續10～15min左右，具體時間則要取決于起火點周圍物體的燃燒特性。火情發生的初期階段，警報系統會優先向周圍居民及物業發出警報，進而使用建筑內部設置的滅火裝置控制火災。而當建筑內部設置有自動滅火裝置時，則能夠在煙霧、溫度強度達到特定標準后自動觸發。不同類型的火災探測器適用于不同的場景和條件，條件允許的情況下，可以將煙感探測器設置在廚房、客廳等易發生火災的區域。從某種角度來看，民用建筑的火災警報系統設計需要堅持“早發現，早處理”的基本原則，盡量在火情發生的初期階段及時發現，以確保將影響和損失降到最低。而自動滅火裝置一般為噴水設備，不宜使用水滅火的部位可以使用由二氧化碳、干粉等物質構成的滅火裝置。一般情況下，除了平面面積低于5m2的衛生間之外，其他位置均需要設置自動滅火裝置。

消火栓一般設置在消防電梯間的前室，消火栓需要距離地面110cm。消火栓外側結構使用玻璃材料構成，周圍放置有破碎錘。發生火災之后，滅火人員需要使用破碎錘打破外側玻璃結構，當玻璃結構破損之后將自動發出報警信號，同時自動啟動消火栓泵，起泵信號燈亮起后說明已經成功連接消火栓泵，消火栓可以使用。起泵信號燈亮起后即可連接水槍，并打開閥門噴射火源。室內消火栓一般會設置在樓梯間、走廊等常規位置，消防水槍所使用的水帶長度需要滿足整個樓層的滅火需求。

3? 結語

綜合來看，隨著民用建筑的高度持續增高，民用建筑火災隱患也會隨之增加，滅火救援難度也會相應提升。民用建筑在前期設計階段需要充分考慮到建筑物自身的使用性質，綜合分析火災危險性，嚴格遵循民用建筑防火設計規范，合理布局，減少建筑物之間的火災威脅，切實提高民用建筑的防火等級。

參考文獻：

[1]鞏磊，康龍.淺析民用建筑設計中建筑防火技術的運用[J].山西建筑，2017，43（33）：30-31.

[2]宋鵬.淺議民用建筑設計中建筑防火技術的運用[J].中華民居（下旬刊），2013（07）：142-143.

[3]王軍營.民用建筑設計中建筑防火技術的運用分析[J].建材與裝飾，2018（17）：104.

[4]張曉祥.淺析民用建筑設計中建筑防火技術的運用[J].名城繪，2019（11）：1.

[5]何孝亮，高強.淺議民用建筑設計中建筑防火技術的運用[J].建筑工程技術與設計，2018（13）：901.

Application of fire protection

technologies in civil buildings

Fu Yefei

Fire Rescue Section of Changqing District， Jinan Municipal

Abstract：Fire protection design in civil buildings， as a focus of attention of all sectors of society， is important to secure human life and property safety. In order to improve the fire-resistance capabilities of civil buildings， definite standards and codes on fire protection design have been issued by authorities， and the application of these items became the key points in building designing. Thanks to the improving overall national strength of China， fundamental changes have been made in applying fire protection design of buildings. This paper， based on the current situation of fire-prevention design， gives an analysis on the features of civil building fires， and takes deep researches on the application of fire protection design in buildings.

Keywords：civil buildings; building design; technologies for fire protection; technology application