超高層建筑防火設計問題的分析

王效群

摘要：超高層建筑的防火設計一直以來都是困擾人們生活的難題，當樓層越高時，其在防火安全方面存在的問題就越難解決。針對超高層建筑，如何能夠更好地做好防火設計，提高安全性，需要從消防、避難、疏散以及應急方案等多方面來進行探索和研究，只有對這些問題進行具體深入的探索，才能更好地尋求科學的解決方案。

關鍵詞：超高層建筑;防火設計;問題

超高層建筑一般都高于100m，因此普通建筑的防火設計是不適用的。當超高層建筑發生火災時，它的消防和救援難度都遠大于常規建筑。因此，如何能夠根據超高層建筑的具體情況進行科學合理的防火設計，對于提升超高層建筑的安全性而言至關重要。

1? 超高層建筑發生火災的危險性

1.1? 建筑高大復雜，用途較為廣泛

通常，超高層建筑都會有著多種多樣的功能和用途，除了住宅之外還會伴隨著各種商業娛樂場所，人群密集。建筑內部結構一般比較復雜，還會有著數量眾多的用電設備，這些因素都使得火災的風險增大。

1.2? 較多的豎向管徑，容易形成煙囪效應

超高層建筑中存在很多的豎向管徑，例如電梯、樓梯間以及各種管道等。當火災發生時，這些豎向管井很容易形成煙囪效應，加劇火勢蔓延，同時高樓部分的風速一般都比較大，加上建筑內部的各種可燃物，多種因素交融在一起，導致火情的迅速蔓延，從而造成嚴重損失。

1.3? 人員難以疏散，容易造成傷亡

超高層建筑一旦發生火災，高樓層的人員疏散將會是一個巨大的難題。由于樓層較高，密集的人員疏散會進行的十分緩慢，需要大量時間。而火災的蔓延速度則是非常快的，尤其是火災過程中產生的濃煙，1min可以蔓延至幾十層的高度，這會加劇火災造成的影響和傷亡。

1.4? 對救火裝備要求較高，滅火救援難度較大

我國當前很多超高層建筑的外部都是玻璃墻，當火災發生時，消防人員的救援難度將會巨大。一方面，破壞玻璃墻容易對地面人員和設備造成損傷，增加救援難度，同時很多固定窗的設計也會導致救援人員無法靠近起火點，難以對火源進行有效的撲滅。另一方面，當建筑樓層超過一定高度時，現有消防設備無法使用，當前我國消防車供水的最高有效射程也沒有超過150m，因此當高于150m的建筑失火時，消防員將難以進行滅火救援工作，只能更多的依賴建筑本身的消防設施來進行滅火救援[1]。

1.5? 施工周期長，施工期間火災隱患大

超高層建筑在修建時會有很長的施工周期，在這個過程中，存在大量用電、用火的情況。同時施工現場還有大量建筑材料，很多都是易燃物品，這無形中就加大了火災的風險。因為還在施工期間，建筑的消防設施不完善，一旦起火，造成的損失將難以估量，加之樓層較高，消防員攀爬困難，更是加劇了火災的危害。

2? 建筑工程概況

本次建筑工程高220.5m，屬于超高層建筑，占地2038m2，總建筑面積為180895m2，其中超高層面積達2000m2。內部結構復雜多樣，分為地下3層和地上49層，地下部分主要功能為車庫、變電所、設備用房等，地上則分為主樓以及商業用樓，建筑內包括商業娛樂、銀行、餐飲、辦公等多種場所。16層和32層為避難層，整個建筑一共7部電梯，其中2部為消防電梯，剩余為客梯，建筑頂部還有一個直升機停機坪。

3? 超高層建筑防火設計中的常見問題

3.1? 總平面設計無法滿足消防車的實際操作需要

通過實際測量分析發現，該建筑工程的總平面設計存在很多消防救援方面的問題和隱患。首先是建筑四周缺少環形消防車道，其次車道的具體規格也沒有滿足消防車的實際需求。當前國內消防車都是按照高標準、高要求來制造的。就實際情況而言，該工程設計的消防車道是遠遠不能滿足消防登高車的實際施救條件的，消防車沒有充分的空間來展開施救，就沒有辦法達到最佳施救效果，會嚴重加劇火災的損失。因此，還需要根據實際情況分析改進，做出最適合該工程的消防設計。

3.2? 超高層建筑避難層的位置合理性問題

對于超高層建筑而言，將避難層設置在科學合理的位置是非常重要的。設置避難層的主要目的是，當火情發生時，為了避免人群恐慌，可以快速將人群聚集在避難層，由消防登高車對人員進行疏散，這樣能夠盡可能減小人員傷亡。因此要根據實際情況讓避難層更有利于幫助消防登高車進行救援，這樣才能最大化地發揮其作用。我國《高層民用建筑設計防火規范》規定，超過100m的建筑，避難層應當設在15層左右，這是一個大致適宜的范圍，但是還需要根據建筑的實際情況進行設計和建造。然而當前我國很多建筑設計單位，盲目遵守15層的規定，不顧建筑的實際情況，將避難層統一設置在15層，這樣就會出現很多建筑的避難層過高，消防登高車無法進行有效施救的情況，這大大增加了消防救援的難度，加大傷亡。因此必須科學合理地結合建筑實際情況，設計建造最合理的避難樓層，才能確保火災發生時，消防登高車能進行快速有效的施救行動。在某工程中，避難層設置的位置為16層，通過測量分析，這一樓層高度距地面70m，遠遠超過了該地消防登高車最高55m的救援高度，這必然會加大消防救援的難度，因此還需根據具體情況改進優化，提升該建筑工程的消防安全性[2]。

3.3? 在超高層建筑中能否利用電梯對人員進行快速疏散

當火災發生時，在超高層建筑中，客梯一般都是停止使用的，只有消防人員可以使用消防電梯進入樓層進行施救。對于樓內人員而言，樓梯才是人員疏散的首選。

在火災發生后，不將電梯作為人員疏散的通道，主要是出于安全方面的考慮，一方面是電梯本身的安全問題，另一方面就是火災中電梯的運行環境問題。在超高層建筑中，電梯的井道結構容易導致其在火災中形成煙囪效應，這樣一來，人員通過電梯疏散就會變得更加危險。在火災中，電梯本身的各種電路結構、部件等也會在受熱情況下出現各種問題，一旦發生問題，就會加劇人員的傷亡，造成更加嚴重的損失。因此電梯一般都不會在火災中作為人員疏散的首選，如果能科學有效地解決這些問題再結合實際情況來進行具體的分析，那么電梯疏散也是有可能實現的。

首先，在火災發生初期，還是可以使用電梯進行人員疏散的，這個時候火情的程度相對還沒有那么嚴重，對電梯的影響也還相對較小，可以把握住最佳時機，迅速進行人員的疏散活動。

其次，電梯本身的安全性問題。建筑中的電梯之所以分為客梯和消防電梯，是因為二者的建造標準是不一樣的。一般來說，消防電梯的建造都會具備更高標準的防火性能，從具體的結構到建筑材料，再到各種相關電梯設施都會嚴格保障其防火能力，以便在火災發生時能夠幫助消防人員進行有效救援。相對來講，客梯的防火性能就難以與消防電梯相比較。因此，如果客梯的建造也能和消防電梯一樣高標準的話，其防火性將得到大大增強。

最后，電梯在火災中的運行環境問題。火災發生時電梯產生的煙囪效應是一個重要的難題，針對這一問題可以采用機械加壓送風的方式來阻止濃煙的蔓延，提升電梯的安全性，同時根據建筑的具體情況，將電梯進行科學合理的分區，這樣可以有效提升電梯運行的效率，也可以提升特殊情況下的疏散效率[3]。

3.4? 超高層建筑的應急響應預案編制

對于超高層建筑而言，一旦建筑高度超過150m，現有的各種消防救援手段和設備都很難從外部對其進行有效救援。因此，建筑內部本身的消防設施和消防手段就成了內部人員自救的關鍵。如何在火災發生的緊急情況下，采用最科學合理的方法展開自救行動顯得至關重要，這就需要根據實際情況制定好合理的應急預案。對于超高層建筑的各種防火措施和標準，我國有著很多具體的規定和規范，相關建筑在進行設計建造時也應該嚴格遵守，根據自身建筑情況，建造規范的消防設施。只有設施到位了，才能保障特殊情況下，人群能夠更好地進行自救行動。關于超高層建筑火災緊急情況下的應急預案編制，可以根據建筑自身情況，科學合理的分析設計，在符合相關規定和原則的情況下，編制出最適合的方案，這樣能夠在火災發生時，更好地保障內部人員有效自救，減少火災造成的損失。

一個科學完善的應急響應預案應包含以下內容：建筑的安全特征、一支高效的應急響應隊伍、科學有效的應急響應程序以及外界的支援。

建筑的安全特征，其實就是要保障建筑在設計建造過程中，嚴格按照相關消防規范和規定同時結合自身的實際情況，做出最適合的防火設計。這樣可以有效降低火災的風險，當火災發生時，也可以及時進行救援行動，應急預案也能更加順利地實施，將火災損失降到最小。

在超高層建筑發生火災時，如何快速有效地疏散樓內人員，是應急響應預案的核心任務。這就需要擁有一支高效的應急響應隊伍，這支隊伍平時需要做好培訓工作，使之具備完善的消防應急意識，當火災發生時可以高效地做出響應，及時對具體火情作出正確的判斷，做好指揮疏散工作，使得緊急情況下，可以有序順利地進行疏散工作。

應急響應預案應當具有科學有效的應急響應程序，同時要明確緊急情況下可以使用的外援力量，這樣當火災發生時才能及時運用有效的外援力量，將災害控制在最小范圍內。

4? 針對超高層建筑防火設計的優化方案

4.1? 科學合理地劃分防火分區

在建筑發生火災時，要有效阻隔火災的快速蔓延，避免火勢快速擴大，盡可能減少損失。防火分區需要根據建筑的實際情況來進行設計和建造，根據建筑的結構、類型、建造材料以及火災風險等級等進行具體的分析和探索，使用合適的防火材料、防火設計，設計建造出最符合當前建筑的防火分區。使用防火墻等方式將不同區域進行有效阻隔，這樣當火災發生時可以有效將火情控制在某一具體區域，從而開展有效的救援活動，可以大大減小火災造成的損害。

同時，一套完善有效的防火系統也是必不可少的。一套完善的防火系統包含自動報警、自動噴淋以及相關的配套防火設備。自動報警系統可以在火災發生的第一時間做出反應預警，讓人們能夠第一時間做出反應，及時使用相關設備進行滅火行動。自動淋噴系統則可以對火情及時噴淋滅火，還能根據具體的火情進行調整，把火災控制在最低程度。因此，根據超高層建筑的實際情況，設計建造完善的防火系統，對于建筑的消防安全是非常必要的。

4.2? 進行科學合理的防火設計

4.2.1? 建筑材料

使用合適的建筑材料對于提升建筑的防火性至關重要。由于超高層建筑的消防救援比較困難，所以在設計建造時要采用科學合理的防火材料，加強建筑的防火性能。當前很多建筑會使用全鋼結構，這種結構的建筑在面對火災時，鋼材容易受熱變形，造成建筑的倒塌，是非常不利于消防安全的，因此在超高層建筑中，更適合采用混合結構，這種結構可以更有效地提升建筑的防火性，在火災發生時，更能有效降低損失。

4.2.2? 避難層的設計

超高層建筑的避難層作為建筑中的一個重要消防組成，需要做好科學合理、嚴格規范的設計，保障其在火災中能充分發揮應有的作用。設計人員要根據建筑的實際情況，在符合相關消防規范的基礎上，科學合理地對避難層進行規劃和設計。第一，要保障第一個避難層與地面的距離小于50m，避難層之間的相互間隔距離也要小于50m，這樣才能保障火災發生時，消防人員可以有效進行救援行動，還要做好通往避難層的疏散樓梯的設計，保障緊急情況下的疏散效率。第二，開窗自然排煙系統的設計也要根據建筑的實際情況來進行分析，選擇最佳方案。首先要方便消防人員的救援，設計規格要與當前救援設備相符合，其次對送風系統進行合理的優化，在有效排煙的同時，也要避免波及周圍的建筑物，減少火災進一步擴大的風險。第三，當避難層兼做設備層時，要嚴格做好機械設備的管道處理，保障其耐火等級，做好防火層設計，避免增大火災風險。

4.2.3? 疏散通道的設計

在消防疏散通道中做好安全指示標志的設計是非常必要的。當前在部分超高層建筑中會存在安全指示標識缺失或者不明顯等問題，這是非常危險的。當火災發生時，安全指示標識可以幫助人們快速找到逃生通道，從而提升疏散速度，一旦缺少安全指示標志，人群就會陷入慌亂從而加劇火災危害，因此在疏散通道中放置合理且明顯的指示標志對于提升消防安全至關重要。

4.2.4? 消防電梯的設計

消防電梯是消防救援工作的重要保障，因此在設計時必須要嚴格符合相關規范，從建造材料、結構到具體設計都應該嚴格把關，保障其消防功能。以便于在火災中可以有效幫助人員逃生以及提升救援人員的救援效率。

4.3? 相關設計要符合消防車的救援需求

在對超高層建筑進行防火設計時，設計人員應該從建筑本身以及周邊環境的實際情況出發，做好相關消防通道以及消防設施的設計建造。設計人員應該對當地的消防車以及相關消防人員的消防設備有一個清晰了解，以便在建筑的設計建造過程中可以根據具體的消防車配置以及相關救援設備的規格，建造出符合并且滿足消防車使用的消防通道，這樣才能保障火災發生時，消防救援人員可以充分利用消防車以及消防設備，及時有效地進行救援，將火災危害盡可能降低。

5? 結語

超高層建筑的消防設計還存在許多問題，而且超高層建筑的火災風險也依舊很高。相關設計人員唯有結合實際情況，從源頭出發，在遵守相關規定的基礎上，不斷探索研究，對現有問題進行積極的優化改進，才能更好地促進超高層建筑消防設計的不斷進步，進而降低火災風險。

參考文獻：

[1]許紅楓.超高層建筑防火設計問題研究[J].消防界（電子版），2020，6（17）：77-78.

[2]張亮.成都某超高層建筑給排水與消防設計要點探討[J].給水排水，2019，55（1）：77-80.

[3]湯孝武.探討超高層建筑的防火設計問題[J].中國房地產業，2019（25）：78.

Analysis on fire design

problems of super high-rise buildings

Wang Xiaoqun

（Jinhua Municipal Fire and Rescue Brigade，Zhejiang? Jinhua? 321000）

Abstract：The fire design of super high-rise buildings has always been a problem that plagues people's lives. The higher the floor， the more difficult it is to solve the problem of fire safety. For super high-rise buildings， how to do better fire protection design and improve safety requires exploration and research from various aspects such as fire protection， refuge， evacuation， and emergency plans. Only by conducting specific and in-depth exploration of these problems can we better seek scientific solutions.

Keywords：super high-rise buildings; fire design; problem