高层建筑火灾逃生控制系统的设计研究

高层建筑火灾逃生控制系统的设计研究

余鑫

开平市腾达建筑设计有限公司广东开平529300

摘要：高层建筑火灾具有蔓延速度快、救援难度大、人员疏散困难等特点，极容易造成重大的事故伤亡，严重危害了人们群众的生命安全，并带来了严重的经济损失。因此，在进行高层建筑设计过程中，必须要加强火灾逃生控制系统的设计。本论文以高层建筑火灾逃生控制系统为研究切入点，对其进行了详细的研究和分析。

关键词：高层建筑；火灾逃生；控制系统；设计

上世纪九十年代一来，伴随着我国城市化进程的加快，高层建筑得到了迅猛的发展。但是，高层建筑火灾事故也呈现出了高发的趋势。高层建筑一旦发生火灾，鉴于高层建筑的特点，高层住宅楼发的消防设施具有十分重要的作用。通过火灾控制和逃生系统，不仅可以对高层建筑中火灾的隐患情况进行详细的检测，还可以早期发现灾情并进行通报，进而使得专业人员指导人员进行逃生，同时在这一过程中，高层建筑中相应的防排烟系统、防火门、防火帘等系统会自动启动，确保人员的顺利逃生，并将火灾控制在一定的范围内，以防其继续扩大。

一、高层建筑火灾特点和原因分析

1、火灾特点

受到高层建筑特殊性的影响，其火灾也具有一定的特殊性，集中体现在以下三个方面：（1）火势迅猛、蔓延速度快：在城市的高层建筑中，一旦发生火灾，极容易受到气流的影响，形成立体式的火灾。在这种情况下，高层建筑火势非常迅猛，并且受到气流的影响，火势蔓延的速度也比较快；受到高层建筑物内部装修材料等因素的影响，其中含有众多的依然物品，进一步助长了火焰的气势；另外，建筑物的外形如同一管井，容易受到气压、风速的影响，使得火灾的蔓延更为迅速；最后，如果高层建筑物发生火灾的时候，受到外界风力的作中，也会给其提供蔓延的条件；（2）伤亡惨重、疏散困难：高层建筑一旦发生火灾的时候，其中的人员转移是一项艰巨的任务。这主要是因为高层建筑中，居住人员的密度相对比较大，并且受到高层建筑特点的影响，人们在逃生的过程中，其逃生的方向极容易与火势蔓延的方向一致，在这种情况下，就进一步增加了逃生的难度，极容易带来更大的人员伤亡。另一方面，在目前高层建筑中，疏散设施相对比较少，以至于发生火灾的时候，其中的居民无法依靠逃生路线进行有效的逃生，进而造成严重的人员伤亡现象；（3）火灾灭活和救援难度相对比较大。这主要是受到建筑物高度的影响，消防人员在灭火的过程中，也存在较大的难度，无法接近火点。另外，在救援的过程中，消防云梯在使用的过程中，常常存在够不到建筑物高度的现象，在这种情况下，必须要借助直升飞机进行灭火；此外，在高层建筑灭火的过程中，常常需求大量的水，而消防车自带的供水量是远远无法满足需求。可以说，在灭火的过程中，供水量一旦出现阻碍，将会给救援工作带来严重的影响；最后，高层建筑一旦发生火灾之后，受到建筑物的影响，所排放的烟雾无法快速排放，在无形之中加大了救援工作的难度[1]。

2、高层建筑火灾原因分析

在研究中发现，导致高层建筑发生火灾的因素主要来源于两个方面：（1）建筑物自身的原因。主要是建筑物在建设的过程中，并未对耐火极限进行确定，没有对建筑物的耐火等级进行统一的规范，在这种情况下，一些高层建筑在建设的过程中，就会出现超出规定范围的人现象，以至于发生火灾的时候，无法抵抗；另外，高层建筑在进行审批的过程中，并未通过严格的质量标准，甚至其自动报警系统设置也是表面形式，并未形成实质性的作用；最后，在高层建筑物的内部，其装修材料质量不过关、装修材料劣质也给火灾的发生埋下了一定的隐患，甚至成为火灾的导火索。（2）消防管理方面原因：消防管理也是导致高层建筑发生火灾的一个重要因素。在高层建筑的消防设计中，常常出现偷工减料、以次充好的现象，某些工人还会擅自更改设计图纸、安装位置等，甚至还会出现原本应该安装消防设施的地方并未安装，在这种情况下，整个高层建筑的消防系统都是不完善的、不符合消防规定的，一旦发生火灾，将带来难以估计的后果。

二、火灾自动报警与消防控制系统设计

在进行火灾自动报警系统设计的过程中，必须要结合高层建筑物本身的特点，并在此基础上合理选择配套的产品，并严格按照GB50116-98火灾自动报警系统的设计规范和设计要求进行设计，以确保自动报警系统能够准确、可靠地探测并预警火灾隐患。

具体来说，在进行火灾自动报警与消防控制系统设计的过程中，应注意以下几方面：

第一、火灾报警控制器设计

在整个火灾自动报警与消防控制系统中，火灾报警控制器主要是对火灾从探测器所发出的信号进行接收、分析和判断，并且结合其判断的结果，发出相应的操作信号。可以说，在整个火灾自动报警与消防控制系统中，火灾的报警控制器是其核心。就目前的高层建筑来说，其所使用的火灾报警控制其基本上都是总线制的控制器。

第二、消防栓系统以及手动报警系统

在对该系统进行设计的过程中，还必须要充分结合给排水的情况，进行消防栓系统设置。在具体设计的过程中，消火栓箱内必须要装设相应的启动按钮。一旦启动按钮被启动之后，整个系统的消防信号也随之随之被启动。另外，在设计该系统的时候，必须要将其设置在高层建筑的通道口，或者是人员活动密度较大的场所，确保其所处的位置比较明显，并且两个手动报警按钮之间的距离必须要保证在30m以内。

第三、火灾自动报警系统的布线设计

在火灾自动报警与消防控制系统设计中，必须要对自动报警系统的布线进行科学的设计。在进行布线设计过程中，不仅要与相应的机械强度要求相符合，还要符合自动报警装置的技术条件。在此基础上，借助阻燃、暗敷、穿管等形式进行保护。需要注意的是，在进行布线设计的时候，还要保证线路传输和照明、电力等线路网络之间保持分离的状态，以免受到影响。

第四、消防电话系统

在进行火灾自动报警与消防控制系统中的消防电话设计过程中，应切实结合高层建筑的数量等，确定消防电话主机的容量，并严格按照相应的设计规范和设计要求，将其设置在特定的位置，例如，通风和空调机房、值班室、发电机房、电梯机房等。通常情况下，在进行消防电话系统设计过程中，消防总机应设计在各楼层手动报警按钮处，并以放射式布线的形式，引致到各电话插孔、消防分机处。确保消防电话的总机、分机和电话插孔之间处于独立布线的状态，并属于独立的消防通信网络，使得两者之间的呼叫方式为直通方式。

第五、消防联动控制系统

消防联动控制系统在设计的过程中，应注意四个方面：（1）火灾事故广播。在高层建筑发生火灾的情况下，可以通过消防总线的广播系统，进行火灾广播。因此，在进行广播系统设计的过程中，不仅要确保其具有自动开启、自动播放的功能，还要确保其在事故发生的时候，具有强制切换状态的功能；（2）疏散指示照明与应急照明的控制：当高层建筑出现火灾的时候，可自动将非消防电源进行切断，并将消防应急照明系统进行启动，将自动蓄电池的灯具进行点亮；（3）自动喷水灭火系统。在高层建筑的消防系统中，主要有干式自动灭火系统和湿式自动灭火系统两种，一旦高层建筑发生火灾的情况下，应保证喷水灭火系统可以自动启动，并执行喷水灭火任务；（4）防火卷帘门。在高层建筑的消防联动控制系统中，防火卷帘门尤为重要，是组织火灾进一步蔓延的重要方式。通常情况下，高层建筑物的防火卷帘门主要是由感温探测器、感烟探测器进行控制的。在出现火灾的情况下，感温和感烟探测器就会根据探测的结果，自动启动防火卷帘门。同时，卷帘门的状态信号、动作等也会反馈到消防的控制室中[2]。

三、高层建筑火灾逃生系统设计

高层建筑一旦发生火灾之后，人员安全逃生是重点所在。但是在高层建筑发生火灾的情况下，受到多种因素的影响，以至于建筑中人群的逃生存在较大的难度。在这种情况下，通过高层建筑火灾逃生系统，可在紧急情况下，从听觉、视觉上引导人们安全、正确逃生。据此，设计出一款智能的疏散指示逃生系统（如下图1所示），主要是由高亮的蓝色LED等组成的逃生引导标志，以及语音提示的配合，可使得高层建筑中的人群在最短的时间内快速撤离火灾现象。

图1：系统方案设计

在该系统中，以单片机为控制的核心部位。单片机通过光敏传感器对光照的强度进行采集，并通过A/D将其进行转化，使其成为数字量。之后，将其输送到单片机中进行处理。在设计的过程中，单片机可区分白天和夜晚，并自动进行选择提供照明。温感探测器和烟感探测器则将所探测的数据及时传输给单片机，并经过处理对其数据的数值进行显示，一旦其数值超出预警值的额范围之后，就会自动启动报警信号，并通过高亮的LED投影而形成逃生引导线路，同时配合语音提升，指导认们快速逃生。在具体逃生的过程中，一旦认们受到火势太大、逃生通道堵塞的因素的影响，致使其无法逃生的实施后，可以通过距离其最近的安全通道中的紧急按钮发送求救信号，而求救信号经过单片机中的无线发射器，可将被困人员的求救信号、地理坐标等进行精准定位，进而使得消防人员在第一时间找到他们，并进行援救[3]。

结束语

综上所述，伴随着高层建筑的发展，受到高层建筑特点以及消防系统等因素的影响，一旦出现火灾现象，将给人们的生命和财产安全带来难以估计的后果。因此，在进行高层建筑设计过程中，必须要加强火灾自动报警与消防控制系统、火灾逃生系统的设计工作，并充分发挥该系统的价值，力求将火灾所带来的人员伤亡和财产损失等降到最小的范围内。

参考文献：

[1]崔凯，宋文飞，颜甜甜，李春香.高层建筑火灾逃生控制系统的设计与研究[J].科技风，2019（13）：66-68.

[2]赵健.自动消防设施在高层建筑火灾防控中的应用分析[J].消防界（电子版），2018，4（12）：48.

[3]席竞.关于高层建筑消防灭火的策略研究[J].科技创新与应用，2018（14）：125-126.