淺談高層防火設(shè)計(jì)及措施

張明

【摘 要】隨著高層建筑不斷的增加，高層防火的問題也日益受到社會(huì)關(guān)注。高層建筑作為城市現(xiàn)代化水平的標(biāo)志，但由于高層建筑火災(zāi)隱患多，撲救難度大，因此，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)采取防火措施，以防火災(zāi)發(fā)生和減少火災(zāi)對(duì)生命財(cái)產(chǎn)的危害。建筑防火包括火災(zāi)前的預(yù)防和火災(zāi)時(shí)的措施兩個(gè)方面，前者主要為確定耐火等級(jí)和耐火構(gòu)造，控制可燃物數(shù)量及分隔易起火部位等；后者主要為進(jìn)行防火分區(qū)，設(shè)置疏散設(shè)施及排煙、滅火設(shè)備等。本文對(duì)高層建筑防火的措施進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；設(shè)計(jì)；措施

引言

高層建筑投資規(guī)模大，建筑使用功能復(fù)雜，使得對(duì)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，特別是防火安全的設(shè)計(jì)。我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)還不發(fā)達(dá)，因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)當(dāng)中既要考慮到控火及滅火的安全性，又要考慮到投資的合理性。

一、高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)

高層建筑指的是10層及以上的建筑物和超過24m的建筑物。高層建筑由于層數(shù)較多，人員比較密集，因而發(fā)生火災(zāi)后容易導(dǎo)致火災(zāi)大范圍蔓延，高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)如下：

1、火災(zāi)蔓延較快

在一般情況下，高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，火勢(shì)蔓延較快。這主要是因?yàn)楦邔咏ㄖ目諝饬鲃?dòng)較快，在受到風(fēng)速和壓力的情況下，高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，由于火勢(shì)蔓延較快，容易造成大范圍火災(zāi)事故。同時(shí)，由于大多數(shù)的高層建筑都設(shè)置了豎向井管如排風(fēng)管道、電纜井、管道井、樓梯井等，如果室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)通過這些豎向井管從下層蔓延至上層。

2、撲救難度較大

主要有兩方面原因：一是登高的難度較大。在高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)后，消防人員徒步登樓的極限為10層左右，需要借助消防電梯才能完成，但是由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等原因，不少高層建筑沒有設(shè)置專門的消防電梯。二是用水量較大，火災(zāi)撲救時(shí)容易出現(xiàn)供水困難等情況。在高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，控制火勢(shì)蔓延和冷卻需要的水量非常大，而高層建筑消火栓系統(tǒng)供水量明顯不足，只能通過水泵接合器來(lái)供水，但是水泵接合器的供水能力會(huì)受到消防車供水高度的限制，因而經(jīng)常出現(xiàn)供水不足等情況，火災(zāi)撲救的難度較大。

3、人員疏散困難

高層建筑人員密集，樓層很高，垂直疏散的距離很長(zhǎng)，樓梯成為唯一的疏散通道，在火災(zāi)發(fā)生后，人員短時(shí)間疏散的難度很大，且容易發(fā)生跳樓、摔傷、摔死等慘劇。有實(shí)驗(yàn)表明，一棟50層的建筑，至少需要兩個(gè)小時(shí)才能將人員全部疏散，火災(zāi)蔓延的速度為人員疏散速度的90倍。同時(shí)，由于人員疏散的方向與火災(zāi)蔓延方向是相反的，在疏散時(shí)人們?nèi)菀资艿綗釟饬?、煙熏等危害，加大了疏散的危險(xiǎn)性和艱巨性。

4、消防設(shè)施很復(fù)雜，保養(yǎng)維護(hù)難度較大

主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：一是消防設(shè)施損毀嚴(yán)重，故障現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。如排煙系統(tǒng)出現(xiàn)故障、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)失效、消防水泵啟動(dòng)異常，在發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后，消防設(shè)施不能正常使用。二是設(shè)施停止使用。由于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)經(jīng)常存在誤報(bào)情況，業(yè)主的生活受到影響而被關(guān)閉，或者是娛樂場(chǎng)所為了降低照明將指示燈、出口燈等關(guān)閉。三是消防設(shè)施沒有正常安裝。如擅自拆除應(yīng)急燈、防火門，沒有安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，消防系統(tǒng)的整改難度較大。四是消防設(shè)施的質(zhì)量不合格。在高層建筑裝修時(shí)，施工人員為了方便施工，斷開橫梁兩邊的支管，導(dǎo)致在發(fā)生火災(zāi)后每層的一半?yún)^(qū)域不能自動(dòng)噴水。

二、做好防火分隔與安全通道設(shè)計(jì)

高層建筑中，因有毒煙氣窒息死亡的人員占死亡人數(shù)的70%左右，煙氣是火災(zāi)中的隱形殺手。所以，要充分考慮在建筑內(nèi)設(shè)置防排煙系統(tǒng)的重要性。煙氣的水平流動(dòng)速度為0.3、0.8m/s，垂直方向擴(kuò)散速度為3.4m/s，當(dāng)煙氣無(wú)阻攔時(shí)，只需1min左右就可以擴(kuò)散到幾十層高的大樓。煙氣的流動(dòng)速度大大超過了人的疏散速度。樓梯間、電梯井及各種豎向管井是高層建筑火災(zāi)垂直方向蔓延的重要途徑，易形成“煙囪效應(yīng)”。而樓梯間及其前室或合用前室是火災(zāi)時(shí)人員臨時(shí)避難、疏散的場(chǎng)所，消防電梯間及其前室是消防隊(duì)員進(jìn)入高層建筑滅火的主要通道。為了阻止煙氣進(jìn)入這些部位或排出這些部位的煙氣，保證人員安全疏散和撲救。因此，超高層建筑在上述部位設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，能夠達(dá)到疏散和撲救通道上無(wú)煙的目的，從投資方面又低于機(jī)械排煙系統(tǒng)，是可行的。其裙房的樓梯間內(nèi)可統(tǒng)籌考慮布置。其風(fēng)壓值應(yīng)為防煙樓梯間50Pa，前室、合用前室、封閉避難層25Pa，既能方便疏散安全門的開啟，又能保證安全地帶的壓力，對(duì)煙氣起到排斥作用。同時(shí)，超高層建筑封閉避難層內(nèi)設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)設(shè)施，除滿足避難層內(nèi)一定的正壓值，防止煙氣入侵，也為躲避在避難層里的人們提供呼吸用的新鮮空氣。

（一）防火間距：為防止火勢(shì)通過輻射熱等方式蔓延，建筑物之間應(yīng)保持一定間距。一、二級(jí)耐火等級(jí)民用建筑物之間的防火間距不得小于6米，它們同三、四級(jí)耐火等級(jí)民用建筑物的防火距離分別為7米和9米。高層建筑因火災(zāi)時(shí)疏散困難，云梯車需要較大工作半徑，所以高層主體同一、二級(jí)耐火等級(jí)建筑物的防火距離不得小于13米，同三、四級(jí)耐火等級(jí)建筑物的防火距離不得小于15和18米。

（二）防火分區(qū)：建筑中為阻止煙火蔓延必須進(jìn)行防火分區(qū)，即采用防火墻等把建筑劃為若干區(qū)域。一、二級(jí)耐火等級(jí)建筑長(zhǎng)度超過150米要設(shè)防火墻，分區(qū)的最大允許面積為2500米2；三、四級(jí)耐火等級(jí)建筑的上述指標(biāo)分別為100米、1200米2和60米、600米2.一、二級(jí)防火等級(jí)的高層建筑防火分區(qū)面積限制在1000米2或1500米2內(nèi)，地下室則控制在500米以內(nèi)。防火墻應(yīng)為耐火極限4小時(shí)的非燃燒體，上面如有洞口應(yīng)裝設(shè)甲級(jí)防火門窗，各種管道均不宜穿過防火墻。不能設(shè)防火墻的可設(shè)防火卷簾，用水幕保護(hù)。

（三）安全疏散通道出口：為減少火災(zāi)傷亡，建筑設(shè)計(jì)要考慮安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于兩個(gè)，影劇院、體育館等觀眾密集的場(chǎng)所，要經(jīng)過計(jì)算設(shè)置更多的出口。樓層的安全出口為樓梯，開敞的樓梯間易導(dǎo)致煙火蔓延，妨礙疏散，封閉的樓梯間能阻擋煙氣，利于疏散。防煙樓梯間因設(shè)有前室，更有利于疏散。高層建筑須設(shè)封閉的或防煙的樓梯間，樓梯間應(yīng)布置成有兩個(gè)疏散方向。超高層建筑應(yīng)增設(shè)暫時(shí)安全區(qū)或避難層，還可設(shè)屋頂直升飛機(jī)場(chǎng)，從空中疏散。疏散通路上應(yīng)設(shè)緊急照明、疏散方向指示燈和安全出口燈。

三、強(qiáng)化報(bào)警系統(tǒng)和滅火裝置設(shè)置

自動(dòng)報(bào)警裝置和自動(dòng)滅火裝置。前者的探測(cè)器有感溫、感煙和感光等多種類型；后者主要為自動(dòng)噴水設(shè)備，不宜用水滅火的部位可采用二氧化碳、干粉或鹵化烷等自動(dòng)滅火設(shè)備。設(shè)有自動(dòng)報(bào)警裝置和自動(dòng)滅火裝置的建筑應(yīng)設(shè)消防控制中心，對(duì)報(bào)警、疏散、滅火、排煙及防火門窗、消防電梯、緊急照明等進(jìn)行控制和指揮?？紤]到高層建筑以自防自救為主，室內(nèi)消防用水量比室外的要大些，室內(nèi)消火栓用水量為40l/s（住宅樓為30l/s），即消火栓用水量70l/s（住宅樓為50l/s），是規(guī)范規(guī)定的建筑物消防用水的上限值。一般情況下，超高層建筑具備兩種及兩種以上使用功能。因此，其火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3.00h（住宅樓為2.00h），考慮到市政給水狀況，由此可確定是否設(shè)置室外消防水池及其容量。

四、高層建筑的防火措施

隨著人們對(duì)高層建筑的質(zhì)量安全性能的關(guān)注力度逐年加大，高層建筑防火工作已成為目前我國(guó)建筑領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)重要研究課題。從近年來(lái)對(duì)我國(guó)高層建筑的火災(zāi)事故的發(fā)生原因和特征的研究中發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)化高層建筑的防火工作就必須將安全管理工作作為一項(xiàng)重點(diǎn)工作嚴(yán)格控制，綜合防火措施的整體性、預(yù)見性與完善性，來(lái)制定科學(xué)的防火措施：

1、加強(qiáng)單體防火項(xiàng)目在高層建筑物中的設(shè)計(jì)

單體防火設(shè)計(jì)在高層建筑工程應(yīng)注重加強(qiáng)應(yīng)用必要的防火技術(shù)，特別是對(duì)于安全疏散口、防火隔離等技術(shù)的合理分配與設(shè)置。

（1）平面布置形式

（2）細(xì)化對(duì)耐火的等級(jí)選擇

（3）安全通道與防火分隔的設(shè)計(jì)

2、強(qiáng)化對(duì)高層建筑消防審核的控制力度

消防安全責(zé)任制，是現(xiàn)階段我國(guó)國(guó)內(nèi)針對(duì)高層建筑所采取的消防安全控制工作的主要形式，一旦發(fā)生火災(zāi)事故與防火安全相關(guān)的職能部門和責(zé)任人員都要承擔(dān)其相對(duì)應(yīng)的責(zé)任。通常情況下，當(dāng)高層建筑防火設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)將相關(guān)的防火設(shè)計(jì)資料上報(bào)至工程建設(shè)單位，經(jīng)工程建設(shè)單位向當(dāng)?shù)叵啦块T提交審核，審核通過后才可進(jìn)行實(shí)際的施工建設(shè)。由此可見高層建筑的防火設(shè)計(jì)和審核環(huán)節(jié)至關(guān)重要。對(duì)與高層建筑的設(shè)計(jì)必須選擇有相關(guān)資質(zhì)的單位承擔(dān)，設(shè)計(jì)相關(guān)材料必須由設(shè)計(jì)單位蓋章和設(shè)計(jì)者簽字確認(rèn)后提交消防部門審核，審核材料通過后備份材料還需密封存檔，便于在發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)通過資料查閱縮短火災(zāi)撲救時(shí)間，降低火災(zāi)事故損失并確定事故責(zé)任人。

3、強(qiáng)化對(duì)事故照明、疏散標(biāo)志的維護(hù)和管理

通常情況下，當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，為防止火災(zāi)事故的蔓延，除消防應(yīng)急電源外其他電源都將會(huì)被切斷，此時(shí)消防事故照明與疏散標(biāo)志裝置在濃煙或夜間時(shí)對(duì)人們的及時(shí)疏散將起到十分重要的作用，因此在日常的消防維護(hù)與管理工作中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)事故照明、疏散標(biāo)志的維護(hù)和管理。

4、注重對(duì)消防設(shè)施的日常維護(hù)管理與保養(yǎng)

當(dāng)建筑工程驗(yàn)收合格后，整體建筑將由施工單位交付于物業(yè)管理單位，消防安全工作也將在此進(jìn)行交接，因此物業(yè)管理單位便成為了消防安全的主體責(zé)任單位，強(qiáng)化對(duì)建筑消防設(shè)施的巡檢、維護(hù)與保養(yǎng)工作便成為其一項(xiàng)重要工作。物業(yè)單位應(yīng)依照消防單位提出的消防安全要求，尤其是對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、防排煙設(shè)備、防火門等要定期進(jìn)行維護(hù)管理和保養(yǎng)。

五、結(jié)束語(yǔ)

加強(qiáng)高層建筑的消防管理工作是重中之重，采用必要的防火措施，能夠更好的促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展，推進(jìn)社會(huì)城市化進(jìn)程的步伐。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50045-1995.高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 2005

[2]王賢奕，葉生輝.中小城市高層建筑消防安全探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè).2009（18）.

[3]謝源.在高層建筑中的給排水設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2011（23）.