关于高层建筑防火设计与消防问题的探讨

关于高层建筑防火设计与消防问题的探讨

孟伯华

中国市政工程华北设计研究总院有限公司广西分公司 天津 300000

摘要：在通常情况下，高层建筑的防火设计要求比普通房屋的防火设计要求高。高层建筑居民数量较多，并且使用的用电设备也较多，一旦高层建筑发生火灾，就会快速燃烧。当建筑内部起火时，建筑材料在燃烧时会产生大量的有毒气体和烟雾。高层建筑内部的结构设计对火势蔓延也产生了较大的影响。如果相关部门不重视高层建筑防火设计工作，就会引发严重的消防安全事故。

关键词：高层建筑；防火设计；消防

1高层建筑火灾的特点

1.1火灾具有立体性

相比常规建筑，高层建筑更容易出现立体火灾，主要原因包括以下2点：

1）在建筑装饰装修过程中，采用了大量可燃性材料，尤其是一些综合性高层建筑，如商场展区、宾馆客房等，因其功能需求，需要进行大面积装修，会使用较多的泡沫板、布匹、木材等可燃材料，这些材料的存在给火灾的发展和蔓延提供了有利条件;

2）建筑内部管道纵横交错，如通风管道、排水管道、电缆管道等，在火灾发生时，烟气会沿着管道蔓延，而建筑中的楼梯间、电梯井以及玻璃幕墙缝隙等，都会在一定程度上助长烟火蔓延。

1.2 人员疏散难

高层建筑发生火灾时，火势蔓延速度极快，人群疏散难度较大，究其原因包括2点：

1）能够用于疏散的通道数量十分有限，高层建筑发生火灾时，普通电梯无法使用，消防电梯又需要优先供消防人员使用，且消防云梯的作业半径和作业高度有限，因此，高层建筑内的多数人员只能通过楼梯间进行疏散，很容易发生拥挤、踩踏事故。

2）疏散时间非常有限，高层建筑中火势蔓延的速度可以达到3～5 m/s，以1栋高100 m的建筑为例，在不到1 min的时间内就会全面爆发火情。同时，高层建筑中人员众多，垂直疏散距离长，人们要在共同疏散的情况下到达安全区域，往往需要很长的时间，疏散难度很大。

1.3 扑救难度大

高层建筑结构复杂，火灾扑救难度大，具体来讲表现在以下方面：

1）消防登高困难。高层建筑内部结构相对复杂，在主体结构周边会设置相应的裙楼，影响了消防云梯的使用，而在消防云梯无法发挥作用的情况下，消防员只能借助消防电梯和楼梯登高救火，可能与正在疏散的人群发生碰撞，影响救援速度。

2）火场供水困难。高层建筑火灾规模大，在扑救时需水量大，一旦室内消防系统在火灾的影响下出现故障，需要完全依靠消防车供水，对消防车的要求较高，而且登高铺设水带的方式影响因素众多，会进一步增大火灾扑救难度[3]。

2 高层建筑防火设计与消防方面的措施

2.1 高层建筑防火设计与消防之间的关系

高层建筑防火设计与消防之间是相互依托的关系。在开展高层建筑防火设计时，设计人员需要进一步增加消防安全意识，并且结合消防问题，分析防火设计的合理性。在高层建筑防火设计中，设计人员需要综合考虑多方面的因素，做好高层建筑防火工作。同时，当发生火灾时，采取及时有效的灭火措施，才是消防工作的关键所在。

2.2防火分区与防火间隔

在高层建筑的防火分区设计中，设计人员通常会选用防火分割法来合理划分楼层内部区域。当发生火灾时，逃生人员可以在防火分区内采取相应措施来阻碍火灾的蔓延。防火分区通常分为水平分区与垂直分区，垂直分区用楼板与窗墙作为阻挡物。在设计过程中，设计人员需要保证输送可燃性气体的管道远离防火墙和安全疏散门。

2.3 安全疏散通道设计

在进行高层建筑防火设计时，除了依据建筑设计要求和防火设计规范之外，必须要为建筑发生火灾后的各项应急措施提供支持。其中，安全疏散通道的设计至关重要，是确保居民快速撤离火灾现场的关键设计部分。

2.3.1 疏散楼梯和楼梯间设计

在进行疏散楼梯和楼梯间设计时，设计师要根据安全疏散距离相关要求展开设计，尽量避免设计出现袋形走道；为保证火灾发生时能够做到双向疏散，楼梯间的设置必须要有一定的疏散距离，并符合相关规范的疏散宽度要求；同时，根据防火救援设计要求和自然通风和采光要求，要尽可能在外墙处布设楼梯间；对于地下室楼梯间防火要求，必须在地下与首层之间布设防火隔墙，地下室楼梯间要单独使用；对于踏步设计，必须按照疏散通道设计标准，避免出现扇形踏步，影响疏散速度。楼梯宽度要依据《建筑设计防火规范》相关规定进行设计，每层楼梯宽度要根据建筑内每层人数需要的宽度来计算。

2.3.2 疏散走道和疏散楼梯设计

(1）为提高疏散速度，疏散走道的疏散距离以及疏散楼梯的宽度应符合相关规范的要求。同时，要保持疏散走道简洁，在设计中杜绝门槛、踏步等阻碍疏散的障碍物。

(2）疏散走道和疏散楼梯的地面以及疏散走道的外墙必须按照设计规范选取耐火材料，并且对走道的宽度进行合理设计。

住宅建筑的户门、安全出口、疏散走道和疏散楼梯的相关要求可根据《建筑设计防火规范（2018年版）》GB 50016—2014中第5.5.30条的相关要求进行设计。

2.3.3 安全疏散距离

火灾发生时，安全疏散距离关系到人员撤离的时间，因此，在设计时要根据防火设计规范及其他相关规范的设置要求进行合理设计。比如安全疏散出口要进行分散设计，两个邻近疏散出口之间的距离要大于5 m，如果建筑的防火分区内全部设置自动喷淋灭火系统，安全疏散距离可以适当增加。

根据部分建筑的特殊性和消防设施的设置，安全疏散距离可以按照上述表格的数值适当减少，具体减少数值可以参考《建筑设计防火规范（2018年版）》GB 50016—2014中第5.5.17条和第5.5.29条的相关要求进行设计。

2.4 消防系统设计

(1）火灾自动报警系统。火灾发生时报警装置可以自动感应灾情，启动报警系统，提醒建筑内人员快速撤离，并在火灾初期展开救援，减少火灾损失。

(2）自动喷淋灭火系统。火灾发生后，一般需要20 min左右火势才能蔓延，这段时间正是灭火的最佳时机。火灾发生后，自动喷淋灭火系统感应器会及时感应到火势，并迅速启动灭火系统，切断火势蔓延。

图1 高压二氧化碳灭火系统动画演示

(3）高层建筑每一楼层内都要设置灭火器、灭火水管等消防灭火装备，要定期对这些装备进行维护和检查，确保装备质量和效力。

3结语

高层建筑防火设计与消防工作之间有着密切联系。在开展高层建筑设计工作时，设计人员需要加强防火设计，降低火灾发生的概率。另外，设计人员需要保证高层建筑防火设计的合理性与可行性，进一步优化防火分区设计，并且合理设计防火间隔，提高安全疏散系统的科学性。

参考文献：

[1]方芳.建筑防火设计常见问题分析及案例研究[J].山西建筑,2020,46(21):192-194.

[2]张芳芳.建筑防火设计在民用建筑设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2020(29):163-164.