现代高层建筑防火设计若干问题的探讨

来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文
发布时间：2012-12-19浏览：26次

　　摘要：近年来，高层建筑的火灾中经常有由于疏散和扑救等方面的困难，致使灾害扩大，这给人民群众的生命财产造成了严重损失。惨痛的教训一次又一次的提醒我们设计人员在建筑防火设计时绝不可掉以轻心。笔者就自己多年来的设计经验和遇到的问题，总结以下几点供同行设计人员设计时加以借鉴。

　　关键词：高层建筑,防火设计,问题

　　近些年来，高层建筑防火设计已成为高层建筑设计的一项重要内容，国家相继订了有关设计规范，严格了管理体制，强化了监督审查技能，但防火设计仍是薄弱环节。本文将结合笔者工作经验，从建筑设计的角度对防火设计中经常遇到的问题进行初步的探讨。

　　1.高层建筑火灾存在的几个特点

　　1.1高层建筑火灾蔓延速度快且途径多

　　高层建筑内一旦发生火灾，建筑内的各种楼梯间、电缆井、排风道、管道井等这些功能必要的内部通道会在火灾时形成若干个竖向火洞，火灾时烟气像高耸的烟囱一样向上升腾，烟囱效应非常强烈。火势沿外墙窗口向上卷曲、升腾，甚至跳跃式向上层建筑蔓延。高层建筑中竖向火的蔓延比横向要快的多。建筑物建的越高，火灾扩散蔓延速度就越快。邻近建筑物也会在外部风力作用下燃烧。

　　1.2高层建筑可燃材料量大

　　高层建筑标准较高、自动化、电气化程度也高，各种电器设备很多，漏电短路极有可能发生，且极易引起火灾。高层建筑火灾发生与蔓延和建筑材料的关系密切，特别是矿棉挤、塑聚苯板等常用隔热保温材料都是燃点较低的。目前的建筑材料保温和防火的功能有一定矛盾，保温性好的材料一般也是可燃性高的材料，这是无法绕开的事实。

　　1.3高层建筑安全疏散困难

　　高层建筑内居住的人员众多并且混杂，楼层高且垂直疏散距离长，发生火灾时因为各种竖井拔气力大，火势和烟雾向上升腾蔓延，疏散的难度就变得非常大，电梯是高层建筑主要的垂直交通方式，但一般电梯没有防火，防水，防烟等措施，火灾发生时就得停止使用，消防电梯又会成为为消防队员扑救火灾的通道，因此，多数高层建筑的安全疏散主要还是依靠楼梯来完成、但如果楼梯间一旦进入烟气，就会使人员疏散受到严重影响。消防梯车数量不多且高度有限，常规云梯车的救火高度为四五十米，不能充分满足高层建筑火灾扑救和安全疏散的要求。所以楼梯成为了高层建筑唯一的安全疏散设施，在较短时间内将人员全部撤离火灾区域就相当困难，在慌乱中还难免出现摔伤、摔死、跳楼等惨剧。烟火蔓延又与人员疏散方向相反，人们不得不在热气流的烘烤和烟熏中疏散，这就进一步加剧了疏散的危险性和艰巨性，危险区的人群往往在来不及疏散的情况下被烟火熏死或烧死。

　　2.高层建筑防火设计的几点思考

　　2.1合理的设计高层建筑的防火分区和防火间距

　　防火分区和防火间距是建筑防火设计中必须考虑的重要问题，在高层建筑防火设计中，合理的防火分区能很好地把火势控制在一定范围内，阻止火势蔓延与减少火灾损失，并为火灾时消防扑救、人员逃生提供时间。防火分区是利用防火分隔措施划分出的，能在一定时间防止火灾向该建筑的其余部分发展的局部区域。防火分区一般由垂直分区和水平分区两部分组成，大多采用防火墙、防火卷帘、甲级防火门以及钢筋混凝士的楼板等措施。垂直防火分区是以一定耐火极限楼板及窗槛墙作耐火分隔，对贯穿区域，如中厅、楼梯、自动扶梯、电梯等，应该有相应耐火极限材料的封闭措施。水平防火分区是用甲级防火门、防火墙和防火卷帘等防火分隔设施将各楼层在水平方向上分隔出防火区域，以此来阻止火灾在楼层水平方向的发展。防火墙上不应开设除安全疏散门以外的其他门、洞口、窗，可燃气体管道不能穿越防火墙，建筑面积超过防火分区面积的较大空间和敞开式自动扶梯及楼梯问应在适宜位置增设防火卷帘，防火卷帘由铝合金或钢板制作，平时不对建筑功能使用产生影响，火灾发生时可以自动使其落下将火势控制在最小范围内。防火间距是指在相邻两栋建筑物之间，保持适应人员安全疏散、火灾扑救和降低火灾时热辐射的必要间距。防火间距应保证建筑物在火灾发生时，其相临建筑在辐射热的作用下，即使不加任何保护又不能被火侵入。比如高层建筑相邻主楼间的防火间距不应小于13m，主楼与其裙楼的防火间距应不小于9m。

　　2.2合理的设计高层建筑的防排烟系统

　　在火灾发生，火焰伤人是一方面，另一方面火灾产生的大量烟气也是造成人员死亡的重要原因。为了较好的控制火灾烟气的流动蔓延，减少火灾扑救工作难度，须合理设计高层建筑的防排烟系统设计时应划分出防烟分区，防烟分区不能跨越防火分区，每个防烟分区的面积不应超过500m2，当用挡烟垂壁或隔墙划分防烟分区时，每个防烟分区须分别设置排烟口，排烟口以设在防烟分区的中心位置为宜，至该防烟分区最远点的水平距离应控制在30m的范围内，同一分区内安置数个排烟口时，要保障所有排烟口能同时开启，排烟量是各排烟口烟量的总和。防排烟系统的另一方面是须设计排烟风道，排烟风道也不能跨越防火分区，而且要用耐火材料制做，要有良好的气密性，且安装牢固，厚度根据排烟风道不同风速设定，竖直穿越各层的竖风道宜采用混凝土风道或设在管道井内。防排烟方式常用的有自然排烟、机械排烟和加压送风排烟，在不能自然排烟条件的楼梯间、前室须安排独立的机械防烟系统，分别给消防电梯及其前室、防烟楼梯间及其前室或合用前室加压送风，产生一个压力差，防止烟气进入这些通道，以保证火灾发生时这些安全疏散通道的安全。

　　2.3合理的设计安全疏散楼梯

　　楼梯是垂直疏散通道的主要方式，电梯、自动扶梯、扇形楼梯不能作为疏散楼梯使用。高层建筑的楼梯间形式应该设计成室外楼梯、、封闭楼梯、防烟楼梯，这样不仅能保证火灾发生时人员疏散到楼梯间在一定的时间内是安全的，又能缓解火势蔓延。在每个防火区，须设置不少于两个疏散楼梯，且疏散楼梯应分散布置，火灾发生时人员可以朝多个方向疏散，避免产生人流拥挤的现象，也可以避免两个疏散楼梯同时被烟火封堵的现象发生。疏散楼梯间，要上下直通，不应变动位置。因为楼梯间位置变更，遇有紧急情况时人员不易找到楼梯，耽误疏散时间。还有发生火灾时，为使人员尽快疏散到室外，楼梯间设有直通首层室外的安全出口。室外楼梯具有防烟楼梯间等同的防烟、防火功能。由于设置在建筑的外墙面，发生火灾时不易受到楼内烟火威胁，可供人员应急疏散或消防队员从室外进入楼层进行火灾扑救。为了防止火灾时火焰从门、窗内窜出而烧坏楼梯，《高层民用建筑设计防火规范》规定室外楼梯和每层出口处平台，应使用不燃材料制作，平台的耐火极限应在1.00h以上。除疏散门外，楼梯周围2m内的墙面上不应设置门窗洞口，且疏散门不应正对楼梯段。

　　2.4合理的设计消防电梯

　　当火灾发生时为保障消防人员安全，要求切断电源，平时使用的工作电梯完全停止运转，只有靠消防电梯才能及时进行扑救任务。此时消防电梯则成为运送消防器材、消防人员尽快抵达火灾现场，抢救伤员撤离的重要交通工具，同时为扑救火灾争取时间。应单独设置消防电梯井，还要分别设置在不同的防火区域;消防电梯数量也应根据高层建筑的面积合理设置。消防电梯还应在井底安装排水设施，避免火灾时大量水流进入电梯，影响消防电梯使用。

　　2.5合理的设计避难层

　　高层建筑楼层多且人员密集，火灾时在较短时间使人员撤出现场是相当困难的。加之火灾现场有可能产生各种意外堵塞情况，高层建筑防火设计时应考虑往适当的位置设计临时避难的防火避难层。避难层的设置可以使避难人员的垂直疏散距离缩短，火灾发生时不用完全撤离火场，经过几段楼梯即可到达安全区避难。两个避难层之间应控制在15层内，疏散楼梯要求设计在避难层转换，且经转换后的疏散楼梯间不应改变方向，而要直达室外地面。避难层净面积应能安置足够的避难人员，一般按每平方米容纳5人设计。避难层应设消防专线电话、消防电梯出口、并应设有消防卷盘和消火栓。避难层的建筑装修材料应使用非燃烧体，防止可燃气体管道穿过避难层。

　　结束语

　　总之，高层民用建筑防火设计中要妥善处理好“使用功能”和“防火疏散”之间的矛盾，通过认真分析调整，做出科学可行的方案，以避免在工程设计中走进误区，留下防火疏散隐患。保障居民的生命安全和财产损失。

　　参考文献：

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　　[2]杨琦.高层建筑结构特点及其体系[J].沿海企业与科技，2007(1).

　　[3]谢旭阳.高层建筑火灾最佳疏散路线的确定[J].自然灾害学报，2009，20(11)：77～78.

　　[4]陈再秀，文锁民.建筑防火分区常见问题成因及对策[J].武警学院学报，2007，

《现代高层建筑防火设计若干问题的探讨》

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