建筑设计中的消防设计研究

建筑设计中的消防设计研究

高学敏

北京中色北方建筑设计院有限责任公司广州分公司 广东广州 510000

摘要：对于建筑工程来说，如果在建筑设计过程中没有对消防设计做好处理，发生火灾事故时，不但会给人们造成严重的损失，甚至还会造成重大的人员伤亡。良好的消防设计是有利于建筑安全使用，合理的规范建筑消防设计中的相关内容，对相关数据和使用情况进行合理的判断分析，确定符合实际情况的建筑设计标准，提高建筑消防的安全系数。

关键词：建筑设计；消防设计

1、建筑火灾特点
  （1）人员疏散难度较大。现代社会经济、技术和文化的进步和提升，现阶段建筑的高度高、体积大、人员多、功能繁杂，一旦在建筑内部出现火灾，在火灾发生后，建筑内会产生浓烟以及有毒气体并在短时间内聚集，使人员的逃生路线被烟气压低，而建筑内部的逃生路线只能通过走道疏散到疏散楼梯间再疏散至地面或其它安全场所，所以人员疏散方式相对单一。而且建筑的特点，使得人员在逃生期间需要经过较长一段距离，在这一段距离中，存在许多不确定风险因素，产生各类险情问题。除此之外，建筑内人口流量相对较大时，在逃生期间容易出现人员严重拥挤情况，可能会引发踩踏问题，同时会错过最佳逃生时机，为人们人身财产生命安全带来重大威胁。由此可以看出，建筑发生火灾对人员疏散带来很大难度。

（2）扑救难度较大。在建筑中，不仅建筑高度较高，而且还附带许多不同的裙楼等配套设置。当火灾发生时，火势会迅速蔓延到其他建筑群体中，这样救援灭火器具无法更加接近起火源头，这给火灾救援带来很大影响。部分消防救援车受车辆功能限制，在喷水救援中，难以达到建筑物高度，灭火有效性受到影响。而且建筑在起火后，会产生浓烟以及有毒气体等，影响救援人员的前进速度。

2、建筑设计中的消防设计措施

2.1场地消防防火设计
　　所有建筑设计项目都有一个共同点即“建筑设计，场地先行”，场地设计是最有效的控制建筑防火间距的必要设计前提。建设用地边界线与建筑控制线之间可根据场地内建筑不同类型、规模、高度来确定是否能满足消防车道、消防登高操作场地。

对街区内的道路设消防车道应控制道路中心线距离不大于160米，当建筑沿街长度大于150米或总长度大于220米，由于建筑过长不利于灭火救援和人员疏散，应设置穿过建筑物的消防车道或设置环形消防车道。

对工业建筑的道路设消防车道，高层厂房、占地面积大于3000平方米的甲、乙、丙类厂房和占地面积大于1500平方米的乙、丙类仓库，应设置环形消防车道，或沿建筑物的两个长边设置消防车道。

对民用建筑的道路设消防车道，高层民用建筑，占地面积大于3000平方米的商店建筑、展览建筑等单、多层公共建筑应设置环形消防车道或沿建筑的两个长边设置消防车道。

对所有高层建筑都应离建筑外墙5至10米之间设一个条建筑长边长度并且宽度不小于10米的消防登高操作场地。

建筑与建筑之间的防火间距应不同类型、规模、高度来确定。厂房之间及与乙、丙、丁、戊类仓库的防火间距（单位为米）应按以下总结公式：与甲类厂房有关的为12+A+B，与乙、丙、丁、戊类有关的为10+A+B，与高层厂房有关的为13+A+B（A和B当耐火等级为一或二级是为0，三级为2，四级为4）；民用建筑对高层之间严格控制13米，单多层则为6+A+B（A和B当耐火等级为一或二级是为0，为三级为1，四级为3）。

建筑场地中的防火间距是有效的隔离建筑之间火灾串火水平蔓延的措施，消防车道、消防登高操作场地为施救提供一个有利的消防救援条件。

2.2建筑方面进行防火设计
  在建筑设计时不同耐火等级的材料构件燃烧性能和耐火极限对建筑空间、使用功能起决定性作用，例如一级耐火等级的建筑应全采用不燃烧的材料构件。不同耐火等级的建筑类型对应不同的最大允许防火分区建筑面积要求，严格控制降低火势蔓延的速度，也缩小火势蔓延的范围，降低火灾事故所造成的危害。

在建筑设计时根据建筑高度、规模、使用功能和耐火等级等因素合理设置安全出口和疏散楼梯间的形式，应满足人员安全疏散的要求。建筑内每个楼层、每个防火分区、每个房间应至少分散布置两个疏散门或安全出口，应满足《建筑设计防火规范》的相关疏散距离要求；楼梯间作为逃生的安全出口保障人员的安全，楼梯间的形式对消防疏散有着重要的影响，因此楼梯间应采用耐火不燃烧性能装饰材料，楼梯间应直通室外及通至屋面。对于一类高层公共建筑，建筑高度大于32米的二类高层公共建筑、工业建筑和大于33米的住宅建筑，疏散楼梯采用防烟楼梯间和消防电梯。除与敞开外廊直接相连的楼梯间外，其它多层建筑均应采用封闭楼梯间来保障人员逃生的安全。

2.3应急避难场所合理布局
  应急避难场所是消防设计中的技术措施之一，尤其是超高层建筑、高层建筑、老年人场所、病房楼和洁净手术部等功能建筑，避难场所必须按规范、标准设置，避难场所使用的材料必须要满足耐火稳定性及完整性。另外，也要保证室内外装饰材料质量，装修所用的材料必须要符合国家有关建筑装饰材料标准的规定，要保证材料的防火耐火性能，增强建筑物的整体安全性能，减少火灾事故危险性。

2.4防烟排烟系统
  火灾发生后，烟尘加大，可见度较低，不利于人员的疏散和逃生，因此，在建筑中应设计相应的防烟排烟系统。根据防火设计的相关规定，一类高层公共建筑和建筑高度在32米以上的二类高层公共建筑中应设计防烟楼梯间，建筑高度大于50米的公共建筑、工业建筑和建筑高度大于100米的住宅建筑，其防烟楼梯间、独立前室、共用前室、合用前室及消防电梯前室应采用机械加压送风系统。在民用建筑中以下场所或部位需设排烟设施：建筑内超过20米的疏散走道、建筑面积大于300平方米且可燃物较多的地上房间、建筑面积大于100平方米且经常有人停留的地上房间、中庭、设在一至三层中房间建筑面积大于100平方米和四层及以上的歌舞娱乐放映游艺场所、地下室或半地下室及地上无窗房间等。

在高层建筑中，应在不具备自然排烟条件的封闭楼梯间、防烟楼梯间以及消防电梯前室中设置机械加压送风设施。在避难层（间）中使用自然排烟系统时，应设有不同朝向的可开启外窗，有效面积不应小于该避难层（间）地面面积的2％，且每个朝向的面积不应小于2.0㎡，通过不同朝向的可开启外窗的方式来提高排烟效果，在自然排烟达不到相应效果时，可以利用机械排烟的方式，通过在内部设置机械排烟装置，设计相应的机械排烟设备，提高排烟量。在避难层（间）中设置机械加压送风系统，应在外墙设置应开启外窗，有效面积不应小于该避难层（间）地面面积的1％，设置加压送风设施，加强防烟效果。

2.5消火栓和自动喷淋灭火系统
  消火栓是控制建筑物初期火灾的主要灭火、控火设备，因此在建筑内外部位应根据规范要求设置一定间距和保护范围的室内外消火栓。自动喷淋灭火系统是根据建筑的用途、规模、火灾危险性其重要性来确定自动喷淋设施要求。根据《建筑设计防火规范》消防设施要求从室外消火栓-设置室内消火栓-设置自动喷淋可得出建筑的用途、规模、火灾危险性其重要性是逐渐增加或增高的，而直接影响到消火栓和自动喷淋灭火使用的水量是消防水池的大小及容量。消防水池的用水量是根据一起火灾灭火用水量应按需要同时作用的室内外消防给水用水量之和。依据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974-2014第3.3.2条计算室外建筑物室外消火栓设计流量、第3.5.2条计算建筑物室内消火栓设计流量，再根据第3.6.2条不同场所消火栓系统和固定冷却水系统的火灾延续时间计算得出总室内外消火栓用水量。自动喷淋计算用水量比较复杂，需根据场所火灾危险等级分类、喷水强度、作用面积计算得出用水流量，结合火灾延续时间计算得出自动喷淋用水量。（除规范另有规定外，自动喷水灭火系统的持续喷水时间应按火灾延续时间不小于1h确定。）故消防水池的容量为：V水池=V室外+V室内+V自喷。

2.6消防应急照明和疏散指示标志
  建筑内有些部位或场所一旦发生火灾突然断电会造成人们的心理恐惧，消防应急照明和疏散指示标志可以使人们在正常照明电源被切断后，仍然以较快的速度按照疏散指示标志进行逃生，是保证和有效引导人员疏散的设施。除建筑高度小于27米的住宅建筑外，民用建筑、厂房和丙类仓库内在疏散部位和安全出口都应设置消防应急照明和疏散指示标志并且疏散照明的地面最低水平照度应满足规范要求的最低标准。备用照明作为应急照明的一部分，用于确保正常活动继续进行的照明。对于消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的消防设备房应设置备用照明，其作业面的最低照度不应低于正常照明的照度。

2.7火灾自动报警系统设计
  火灾自动报警系统能起到早期发现和通报火警信息，及时通知人员进行疏散、灭火，能将火灾造成的损失降低到最小程度，是消防设计最重要的系统，因此除个别火灾危险性小的部位，如卫生间、泳池、水泵房等外，建筑内部应全部设置火灾自动报警系统。具有消防联动功能的火灾自动报警系统的保护对象应设置消防控制室。

3、建筑设计中的消防设计总结

建筑设计应合理确定建筑位置、防火间距、消防车道和消防水源；严格控制建筑内部耐火材料、防火分区、人员疏散距离，合理配置防排烟系统、消火栓和自动喷淋灭火系统、自动报警系统等并由消防控制中心集中管理，建筑设计应遵循国家有关基本建设的方针政策，贯彻“预防为主，防消结合”的消防方针。

参考文献：

[1]王丽丽.高层建筑工程消防设计中常见问题及探讨[J].消防界(电子版),2017(03):62.

[2]何瑞龙.高层建筑给排水消防设计问题探讨[J].住宅与房地产,2019(18):78.

[3]公安部天津消防研究所GB50016-2014(2018年版)建筑设计防火规范.北京：中国计划出版社，2018.