高层建筑性能化防火设计要点研究

高层建筑性能化防火设计要点研究

张泉

深圳市华蓝设计有限公司530200

摘要：近年来，随着我国社会城市化进程的逐渐加快，高层建筑、超高层建筑已经成为现代化城市标志之一，而消防设施是影响高层建筑安全的重要组成部分，因此消防系统的设置要根据技术的可靠性、实际的可操作性、经济的合理性综合考虑，实现性能化防火设计。本文在此从防火设计的目标出发，对高层建筑防火设计过程中的几个关键点做了一定的研究。

关键词：高层建筑；防火防烟系统；火灾报警系统

前言：高层建筑结构复杂，一旦发生火灾，其迅速蔓延的可能性大，扑救难度高，容易造成重大损失，应合理设计给排水系统、防排烟系统和火灾自动报警系统。只有技术可靠、实际操作方便，才能确保安全和可靠性。

一、高层建筑防火概述

高层建筑消防设计的主要内容有：高层建筑的位置设计，建筑物防火间距的设计，消防车道、消防水源的设计，建筑物耐火等级的设计，以及建筑物内部的防火防烟分区、防火墙、隔墙和楼板、防火窗、防火卷帘、电梯井和管道井、疏散楼梯间和疏散楼梯、消防电梯、防排烟和通风、火灾自动报警系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统以及其他灭火设施、消防电源和配电、火灾应急照明和疏散指示装置的设计等。

保证生命安全是防火安全设计的主要目标，同时还要考虑到火灾的直接经济损失和间接损失。主要目标有以下几点：有效降低火灾的发生频率，使火灾的危害降到最低占；确保建筑使用人员承担风险的大小，尽可能控制在可以接受的范围之内；确保消防人员在安全的条件进行营救，还必须保证火灾现场附近的公共安全；尽可能的降低火灾带来的直接损失和间接损失。

二、高层建筑防火设计过程中的几个要点

1、引进新材料新技术

新型的建筑消防技术主要包括以下几种：第一，新型火灾探测系统的应用。新型火灾探测系统可在火灾事故发生时及时找到火灾源头，通过对探测系统的观察，相关的工作人员可及时得知火势的大小，并由此采取科学化的解决措施控制火灾的危害；第二，新型疏散知识标志系统。此种新型技术可在火灾事件发生时指引人们找到安全通道逃离危险区。另外，此种新型技术的引进也有效解决了传统消防设计中的问题，即促使消防设计逐渐趋于规范化。

2、保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性

要根据耐火等级选定构建材料和构造方式。承重墙、柱要采用耐火极限为3小时的非燃烧体材料，梁要采用耐火极限为2小时的非燃烧体材料，同时其钢筋的保护层厚度要大于30mm。在保证主体结构的基础上为疏散人员赢得充足的时间，同时也要采用易于灾后重建的材料。

3、设计合理的供水方式

应根据当地供水部门提供的情况选择合适的给水方式：①经济给水方式：即由室外给水管网直接向室内管网供水的方式，该种给水方式适合平楼，在每时每刻都能够给消火栓提供压力和流量。②动力给水方式，即设置水泵、水箱的给水方式，这种给水方式主要应用于室外管网一天之内有一定时间能同时保证室内最不利点消火栓的设计压力和流量要求。另外，设有房顶水箱或高位水箱，水箱通常储水量应保证10min消防用水量，灭火时由水箱供水。

4、做好防火防烟设计

（1）做好防火分区

防火分区有两种：水平和竖向。水平防火分区指的是利用防火门和防火卷帘等设施将每个楼层在水平方向上分成若干个防火区域，竖向防火分区指的是利用楼板和窗间墙的构造将上下层分开。水平防火分区在设计上比较容易实施，竖向防火分区因为自己其特点，在设计上有点难度，会出现设计不规范的问题。通常来说，竖向分区为每层或者2层～3层为一个分区。因为楼层间的钢筋混凝土楼板本身就可以起到阻止火势蔓延的作用，因此对于一般建筑来讲，竖向分区的重点对象应该是建筑物内部的结构：如垃圾通道、设备管井以及楼梯和电梯等。《建筑设计防火规范》规定：电缆井、管道井、垃圾道等竖向管道，应该进行独立的设计，并且井壁必须是耐火极限不低于一小时的不可燃体，井壁的检查门的防火等级必须达到丙级，垃圾道要靠着外墙来设计，不能设在楼梯内。

（2）合理设计排气管道和防烟设施

一般情况下人员可能停留的最高高度为1.8m，建筑的防排烟设计要保障烟尘高度高于1.8m，则可以有效地保障建筑物内的人员安全。在消防性能化设计中，对防排烟性能化的设计主要是以涉及区域内可能发生的火灾规模为根据来对烟层高度等参数进行确定，从而确定合适的排烟口位置和必须的排烟量。

安装烟气控制系统。在建筑物内安装防烟设备是有必要的。通过对烟气蔓延过程的评估，综合考虑烟气的浮力特征和体积的变化，从而设计出能够稀释烟气的排烟设备，极大的减少了烟气对人体的危害。

5、优化高层建筑自动喷水灭火系统的设计

加强自动喷水灭火系统设计显得尤为重要。首先，采用快速响应喷头或自动消防炮。采用这种喷头能够在火灾发生的初期进行灭火，并能够快速实现自动报警，促进消防队员及时接警，最大限度地降低火灾的危害。其次，在高层建筑中，自动喷水灭火系统除了在游泳池、溜冰场、建筑面积小于5㎡的卫生间、住宅及不宜用水扑救等部位外，其余的地方均要设置，这样才能够加强自动喷水灭火系统对火灾的有效控制。再次，合理布置管网及喷头，进行喷淋系统管网水力计算。自动喷淋系统的管线布置极其复杂，如果不考虑管网系统整体水力均衡，任意布置，就会导致使用时水压不均，影响灭火效率。因此，在设计中，应根据平面图尽量对称布置喷淋管线及喷头，再经由水力计算，从而确定管网各管段管径、计算管网所需供水压力，确定高位水箱或稳压系统和选择消防水泵，调整部分管线及喷头位置，优化自动喷水系统，确保及时迅速的控制火灾。

6、、火灾报警系统

有条件的高层建筑可考虑把烟感探测器设在建筑内厨房、客厅等易早期探测到火灾发生的部位，效果会很好。所以高层建筑的火灾报警系统设计应从早期发现火灾，合理地配置。火灾报警系统还可结合楼宇智能化设计通盘考虑，把火灾探测器、手动报警按钮等传感器件纳入智能化系统之中，统一设置，统一管理。

消防电梯井底排水及地下室其他部位，至少有一处的排水集水坑及排水泵应满足GB50016-2014，7.3.7之要求，另外必须设备用泵，宜为一用一备，自动切换，集水坑高、低水位自动控制水泵之启、闭。必须是消防电源，建议采用QW型无堵塞潜水排污泵，一用一备时压力排水管宜为两条独立的排水管。

7、、做好安全疏散设计

要认真分析建筑物的特定功能、人员类型和人员荷载，并对火灾紧急逃生时的人员疏散情景进行模拟和设计，对建筑物的疏散宽度、疏散出口等指标进行定量考察。在设计时可以通过疏散模型，对人员进入安全区域所需要的时间进行模拟和计算。以此来判定该建筑是否适合使用该疏散设计方案，并分析模拟的结果，搞清楚人员疏散过程中可能出现的滞留点的位置，以此为依据来对人员疏散方案进行有效的调整。可以采取增加疏散宽度或疏散出口数量等方法，既可以提高建筑空间设计的实用性和自由度，也可以使消防性能化设计的需求得到满足。

三、结语

综上，建筑的消防设计直接关系着建筑的功能性的体现和使用过程中的安全可靠性。设计过程中要根据建筑物的功用和建筑实际情况，探索符合地区实际的高层建筑消防安全管理的有效途径和方式，制定科学合理的预防措施，从整体上保证建筑安防系统的有效性和安全性。

参考文献

[1]田玉敏.论“性能化”的建筑防火设计方法[J].消防技术与产品信息.2003，（7）.

[2]刘然，贾进章，耿继原.高层建筑消防设计措施探究[J].辽宁工程技术大学学报.2007，（S2）.