高層民用建筑消防設(shè)計研究

劉志紅 李藝 馮俊琪

摘要：城市高層建筑數(shù)量不斷增加，其消防安全問題日益突出。本文聚焦于民用高層建筑的消防安全設(shè)計，探討建筑材料、消防設(shè)施和疏散通道等方面的問題，旨在為研究和實踐提供參考。通過不斷探討、研究和實踐，找到更合理、科學(xué)和性能化的消防設(shè)計方案，確保高層建筑的安全舒適性。

關(guān)鍵詞：高層建筑；消防安全；消防設(shè)計

引言

自改革開放以來，我國高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，成為城市地標(biāo)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的象征。然而，隨著數(shù)量的增加，消防安全問題日益突出。高層建筑的高度、規(guī)模和復(fù)雜性增加了火災(zāi)疏散和救援難度。建設(shè)成本上升限制了滿足需求的能力，對消防設(shè)計提出更高要求。因此，加強(qiáng)消防安全意識、完善設(shè)施和制度、提高技術(shù)水平至關(guān)重要，以確保人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。

一、高層民用建筑消防設(shè)計內(nèi)容分析

高層民用建筑消防設(shè)計至關(guān)重要，需符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)基于多年實踐和研究，為消防設(shè)計提供指導(dǎo)。然而，設(shè)計還需考慮建筑功能要求，如用途、高度、結(jié)構(gòu)特點等。^[1]不同類型建筑的消防設(shè)計要求各異，如辦公樓與住宅樓有顯著差異。此外，特定行業(yè)或用途的建筑需滿足更詳細(xì)和嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如醫(yī)院、學(xué)校等公共建筑。為滿足各種標(biāo)準(zhǔn)和要求，設(shè)計師需綜合考慮分析，制定合理的消防設(shè)計方案。這需要豐富的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，確保消防系統(tǒng)的可靠性和有效性。

（一）防火間距

防火間距是消防設(shè)計中重要環(huán)節(jié)之一。為確保社區(qū)安全，需根據(jù)專業(yè)意見和總平面附圖設(shè)計建筑物位置與其他建筑物的防火間距。目的是滿足或超過規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)防火災(zāi)風(fēng)險，忽視防火間距可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患。若防火間距不足，火勢可能蔓延到鄰近建筑，造成更大破壞和人員傷亡。為避免此情況，設(shè)計階段應(yīng)充分重視防火間距并確保符合規(guī)范要求。^[2]

（二）消防車道

消防車道設(shè)計在消防藍(lán)圖中至關(guān)重要。為確保消防車能快速到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，在設(shè)計中需考慮消防登高作業(yè)面和消防車道寬度，確保消防車緊急情況下快速進(jìn)入著火建筑，提高救援效率。當(dāng)建筑長度超過150米或總長度超過220米時，需設(shè)置穿越建筑的消防道路滿足救援需求。即使火災(zāi)在建筑內(nèi)部或深處發(fā)生，救援人員也能通過消防道路迅速進(jìn)入現(xiàn)場，并保證救援工作順利進(jìn)行。消防車道和消防道路設(shè)計都以確保在火災(zāi)發(fā)生時以最快速度、最高效率進(jìn)行救援，最大程度保護(hù)人民生命和財產(chǎn)安全為目標(biāo)。每個設(shè)計細(xì)節(jié)和規(guī)劃決策都體現(xiàn)了對生命的尊重和責(zé)任。^[3]

（三）供電電路和電源

高層民用建筑的消防電源和配電設(shè)計需符合一級負(fù)荷供電標(biāo)準(zhǔn)，雙回路、雙電源設(shè)計是關(guān)鍵要求。雙回路供電通過不同倉位輸出同電壓兩線路，實現(xiàn)故障切換，保證消防系統(tǒng)正常工作，降低系統(tǒng)失效風(fēng)險。雙電源供電包括主備電源模式，主電源負(fù)責(zé)供電，備用電源待命，一旦主電源故障，備用電源立即接管，確保消防系統(tǒng)正常運(yùn)行。雙電源設(shè)計增強(qiáng)了供電可靠性，降低單一電源風(fēng)險。高層民用建筑的消防電源和配電設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格遵循一級負(fù)荷供電標(biāo)準(zhǔn)，采取雙回路和雙電源設(shè)計策略。這既是對建筑安全的基本要求，也是對居民生命和財產(chǎn)安全的保證。采用先進(jìn)可靠的供電技術(shù)，確保消防系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，為緊急救援提供關(guān)鍵支持。

二、民用高層建筑消防設(shè)計難點和目標(biāo)

（一）內(nèi)部防控設(shè)計

在高樓搭建設(shè)計過程中，往往容易出現(xiàn)對高樓內(nèi)部消防安全設(shè)施專業(yè)設(shè)計的忽視。很多高層建筑在這方面都缺乏足夠的專業(yè)設(shè)計，導(dǎo)致在緊急情況下，居民可能面臨疏散困難的問題。^[4]除此之外，高層建筑由于其獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，也往往容易忽視對防火設(shè)施的搭建。據(jù)統(tǒng)計，目前仍有部分高層建筑未能實現(xiàn)消防設(shè)施自動化，這無疑增加了火災(zāi)發(fā)生時的風(fēng)險。即使有些建筑已經(jīng)安裝了自動化消防設(shè)施，但由于缺乏對設(shè)施的及時維護(hù)，這些設(shè)備在關(guān)鍵時刻可能無法正常工作，從而無法發(fā)揮其應(yīng)有的防火作用。在高層建筑建設(shè)過程中，對防火材質(zhì)的選擇沒有得到足夠重視。一些施工單位在施工過程中可能會選擇阻燃性較低的建材，以降低成本。然而，這種做法無形中給高層建筑的消防安全帶來了巨大隱患，一旦火災(zāi)發(fā)生，這些易燃材料可能迅速燃燒，加劇火勢蔓延，給居民的生命和財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅。

（二）人員疏散策略

高層建筑由于其獨特的樓層高度和人員密度，使得火災(zāi)發(fā)生時的疏散問題尤為突出。在這樣的建筑中，大量人員聚集在一起，如果火災(zāi)發(fā)生，如何迅速、有效疏散成為一個關(guān)乎生命安全的重大問題。很多人的消防安全意識不強(qiáng)，他們可能并不了解基礎(chǔ)的消防安全知識。^[5]當(dāng)火災(zāi)真正發(fā)生時，這些人可能會因為恐慌、害怕或其他情緒原因，而無法冷靜配合救援人員進(jìn)行疏散，這無疑加大了整個疏散工作的難度。為了應(yīng)對這一問題，高層建筑在設(shè)計和建造時，應(yīng)該充分考慮并設(shè)置完整的疏散設(shè)備。例如，可以增加疏散梯的數(shù)量，確保在火災(zāi)發(fā)生時，人們能夠迅速、有序從多個通道撤離，避免因為人流擁堵而造成危險。同時，在辦公區(qū)域等人員密集的地方，也應(yīng)該設(shè)立明確的安全疏散區(qū)域，在火災(zāi)發(fā)生時，辦公人員可以迅速撤離到這些安全地帶，最大程度保障他們的人身安全。除此之外，加強(qiáng)人員的消防安全意識培訓(xùn)非常重要。只有當(dāng)人們真正了解火災(zāi)危害，知道如何在火災(zāi)中自救和互救，才能更好配合救援工作，減少不必要的人員傷亡。因此，高層建筑的管理者和使用者應(yīng)該定期進(jìn)行消防安全培訓(xùn)，提高人們的消防安全意識，確保在火災(zāi)發(fā)生時，能夠冷靜、有序進(jìn)行疏散。

三、民用高層建筑工程的消防設(shè)計重點

（一）總平面的消防設(shè)計

高層建筑的總平面消防設(shè)計是一個綜合性、復(fù)雜性的任務(wù)，必須緊密結(jié)合當(dāng)前的消防安全政策以及相關(guān)的消防規(guī)范進(jìn)行。這不僅關(guān)乎到建筑本身的消防安全，還涉及到與相鄰建筑物之間的防火安全問題。在消防設(shè)計中，一個關(guān)鍵要素就是相鄰建筑物之間的防火距離。這個距離的設(shè)置，需要采用嚴(yán)格的計算方法來確保安全。如果建筑外墻有外部凸起物，如陽臺、空調(diào)外機(jī)等，那么防火距離的計算方式會有所變化。在這種情況下，應(yīng)該按照凸起部分的最外緣部分進(jìn)行計算。高層住房作為現(xiàn)代城市中的標(biāo)志性建筑，其消防安全問題尤為重要。根據(jù)我國建筑消防設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，為了確保建筑物在火災(zāi)發(fā)生時有足夠的安全空間，多層建筑之間的左右間距最少為6米，而多層與高層建筑之間則需要保持9米的間距。對于高層建筑之間的間距，規(guī)范更為嚴(yán)格，要求至少為13米，以確保在火災(zāi)發(fā)生時，火勢不會迅速蔓延到相鄰建筑。除此之外，為了保障火災(zāi)發(fā)生時救援工作順利進(jìn)行，高層建筑周圍必須設(shè)立環(huán)形消防車道。這種設(shè)計可以確保消防車輛能夠方便接近建筑，并為消防員提供一個通暢的通道，使他們能夠快速進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行滅火和救援工作。高層建筑物周圍的消防通道在滿足民用建筑物安全通道基本要求的同時，還需滿足更高的標(biāo)準(zhǔn)。^[6]因為消防車輛在滅火作業(yè)時，其輪胎對地面有巨大壓力。因此，消防通道的路面和滅火作業(yè)場地都必須能夠承受這種消防車帶來的壓力，確保不會因為路面損壞而影響救援工作的進(jìn)行。

（二）單體消防設(shè)計

1.合理劃分防火分區(qū)

高層建筑的防火安全至關(guān)重要。防火分區(qū)設(shè)計需按照《建筑規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。每樓層應(yīng)配備消火栓、自動滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和變電所等氣體滅火設(shè)備，以迅速遏制火勢并報警求助。全面設(shè)置自動滅火系統(tǒng)可提升防火能力，防火分區(qū)面積可增加1.0倍；局部設(shè)置則按其面積1.0倍計算。設(shè)立地上防火分區(qū)時，需注意兩棟建筑物之間的消防距離，確保救援不受阻礙。中庭部分應(yīng)采取特殊防火措施，如使用防火卷簾隔離以阻止火勢蔓延。高層建筑防火設(shè)計具有綜合性和復(fù)雜性，需考慮多個因素和條件。嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行設(shè)計和施工，確保能有效保護(hù)人員生命和財產(chǎn)安全。防火分區(qū)是高層建筑防火安全的核心環(huán)節(jié)，包括水平橫向和垂直豎向兩種方式。水平橫向防火分區(qū)將樓層劃分為獨立防火區(qū)域，有效阻止火勢在水平方向上蔓延，提高滅火系統(tǒng)和防火水幕系統(tǒng)的使用效率。常見水平防火分隔方式有防火墻、防火門和防火卷簾等，建筑墻體本身也具有防火分隔功能。垂直豎向防火分區(qū)主要防止火災(zāi)在不同樓層之間豎向蔓延，通過樓板、避難層和防火挑檐等結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)。垂直防火分區(qū)確保火勢不迅速蔓延至其他樓層，為人員疏散和消防救援爭取寶貴時間。建筑物的防火分區(qū)劃分小有利于防火安全，但過于細(xì)小可能影響建筑物正常使用和布局。在設(shè)計防火分區(qū)面積時需找到平衡點，考慮建筑物使用性質(zhì)、高度、消防撲救能力等因素。高層建筑或人員密集建筑可能需要較小的防火分區(qū)，以確保人員安全和疏散效率。工業(yè)建筑或存儲特殊物品建筑可能需要根據(jù)物品性質(zhì)調(diào)整防火分區(qū)大小。同時，考慮消防部門的撲救能力，若能力強(qiáng)大，防火分區(qū)可適當(dāng)大一些；若能力有限，防火分區(qū)應(yīng)更小以降低火災(zāi)風(fēng)險。

2.安全疏散及距離設(shè)計

高層建筑施工搭建過程中，總體布局的合理性需特別關(guān)注。除了美學(xué)和功能考慮外，還需注重緊急情況下的人群疏散問題。設(shè)計者需與相關(guān)部門合作，根據(jù)樓層使用性質(zhì)進(jìn)行布局設(shè)計。例如，在辦公樓層增加樓梯口和疏散口數(shù)量，確保人們能迅速、有效撤離。避難層的設(shè)立也非常重要，其位置和設(shè)計需經(jīng)過深思熟慮，既防止火勢蔓延，又保障人員疏散效率和安全性。高層建筑疏散通常采用雙向或多向方法，以提高疏散效率。我國制定了安全疏散距離要求，醫(yī)院等高人流量場所有更嚴(yán)格規(guī)定。病房部分房間最遠(yuǎn)點到疏散口不得超過24米，其他部分限制為30米。需特別注意，房間最遠(yuǎn)點到房門距離不能超出袋形走道最大疏散距離。在設(shè)計高層建筑時，必須嚴(yán)格遵守規(guī)定，確保符合規(guī)范且滿足實際需要。

3.計算合理的疏散寬度

基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)和方法計算，關(guān)鍵是確定使用人數(shù)和疏散距離，通常每人需要約0.6平方米的疏散面積。場地面積需準(zhǔn)確估算，否則影響疏散寬度確定。高層建筑疏散設(shè)計需評估使用人數(shù)和場地面積，確保符合安全標(biāo)準(zhǔn)且滿足實際需求。通過科學(xué)計算和合理設(shè)計，提供安全高效的疏散解決方案，確保人員迅速、有序撤離。

結(jié)語

高層建筑與其他建筑有著本質(zhì)區(qū)別，其樓層之高、功能的多樣性、入駐人員的復(fù)雜性以及布局結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，都為其帶來了獨特的安全挑戰(zhàn)。尤其是火災(zāi)發(fā)生時，這些特點往往導(dǎo)致大型事故和重大財產(chǎn)損失，甚至可能造成無法挽回的后果。由此可見，高層建筑消防設(shè)計的重要性不言而喻。這不僅關(guān)系到建筑本身的安全，更直接關(guān)系到每一位使用者的生命安全。因此，不能將消防設(shè)計視為一個次要或可忽略的環(huán)節(jié)，而是應(yīng)將其視為高層建筑設(shè)計和建設(shè)的核心要素。只要我們始終堅持以人為本的設(shè)計理念，充分利用現(xiàn)代科技和管理手段，就有可能使高層建筑的消防系統(tǒng)變得更加完善、全面，為城市居民提供更加安全、舒適的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]曾建波.高層民用建筑消防給排水設(shè)計常見問題分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（05）：79.

[2]王麗麗.高層民用建筑工程消防設(shè)計中常見問題及探討[J].消防界（電子版），2017（03）：62.

[3]陳友寶.高層民用建筑消防給排水設(shè)計常見問題探討[J].信息記錄材料，2017，18（12）：49-50.

[4]李秋均.探究建筑消防給排水設(shè)計中存在的問題及對策[J].低碳世界，2016（21）：125-126.

[5]劉海龍.民用建筑消防給排水高層設(shè)計應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018，45（11）：24-25.

[6]梁卓倫.高層民用建筑消防給排水設(shè)計研究[J].建材與裝飾，2018（14）：81-82.

作者簡介：劉志紅（1994- ），女，漢族，河南開封人，碩士研究生，助教，研究方向：建筑與土木工程。

基金項目：新工科背景下工程造價專業(yè)產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)模式研究與實踐（項目編號：2023J019）。