高層建筑防火策略的應用

彭艷紅

(株洲市消防支隊，湖南 株洲 412000)

高層建筑防火策略的應用

彭艷紅

(株洲市消防支隊，湖南 株洲 412000)

目前，高層建筑物防火工作存在諸多問題且開展難度大。以某高層建筑為例，分析其存在的消防安全問題。以功能分區(qū)和消防供水為切入點，對高層建筑核心筒的防火防煙設計和消防供水問題進行了探討，以期為高層建筑的防火工作提供借鑒。

建筑防火；高層建筑；防火策略

1 高層建筑的火災危害

高層建筑是城市經(jīng)濟發(fā)展水平的體現(xiàn)，高聳入云的摩天大樓在為城市缺地問題提供解決方案的同時，也給城市的可持續(xù)發(fā)展帶來了前所未有的壓力。高層建筑與普通建筑明顯不同，人員與財富相對更加集中，而火災出現(xiàn)，就會使得建筑內的各項設施受到損壞，同時還會帶來嚴重的社會后果。如中央電視臺北配樓電視文化中心(CCTV)及廣州珠江新城富力盈泰大廈的火災，既是城市突發(fā)事件的體現(xiàn)，也給安全工作敲響了警鐘。

深刻認識包括高層建筑火災在內的城市重大災害發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律，并及時地了解城市火災的控制辦法，是城市公共安全進行研究的重要課題所在。本文主要結合具體的實例，對高層建筑的消防技術提出相應的未來發(fā)展思路和應對策略。

2 高層建筑消防安全存在問題分析

從高層建筑內部功能來看，高層建筑的功能分區(qū)，一般可以按層數(shù)來劃分，但有一些建筑即使在同一層，功能也不同。功能區(qū)劃分方法使得建筑在投入使用以后，對消防系統(tǒng)也會有不一樣的要求，如把應用于高火災載荷功能區(qū)的消防系統(tǒng)設計放進了火災負荷不大的區(qū)域，就會極大地浪費消防資源；而如果采用統(tǒng)一的消防系統(tǒng)來對其進行配置，又不一定能保證某些高火災載荷功能區(qū)的消防安全，從而不能達到防火的目的。

2.1 建筑結構復雜，消防審核和災害防控難度大

正是由于高層建筑功能區(qū)域的復雜性，使得消防建審部門并不能完全按照統(tǒng)一的規(guī)范來進行防火設計，而是要具體問題具體分析，并采用不一樣的設計方法。以某高層建筑為例，該建筑塔樓高440 m，共99層。建筑業(yè)主按照使用的要求，為塔樓配備了以下幾大功能區(qū)域：底層及平頂層作為辦公區(qū)域、酒店大堂；2～5層為核心筒；6～78層為辦公區(qū)，其主要目的就是要建寫字樓；81～97層是酒店和休閑區(qū)域，擬建一個五星級酒店；15/16、31/32、47/48、63/64、79/80、98/99層為避難層，具體的情況如圖1所示。而在大樓的酒店部分，還有用來滿足酒店需求的客房、餐廳、廚房、多功能廳、會議室等區(qū)域。

筆者對樓內的辦公和酒店兩大功能分區(qū)火災危險情況開展了相應的調查研究，并在后續(xù)的分析中，按照各功能分區(qū)，根據(jù)火災發(fā)生的可能性，開展了不同的設計工作，并且進行了科學的設計，最后對不同分區(qū)的消防安全性得出統(tǒng)一結論。通過利用不同的工具分析火災風險，極大地增加了設計的精確性和可靠性，從而得到了一個綜合性較強的防火策略，所有的消防設施都在其中得到了應用，而不是單獨設計，所以能夠提供更加經(jīng)濟有效的防火體系。同時，還要注意到性能化設計對設計者、審查者的自身素質以及用以保證設計適當性的質量控制措施等多方面都有較高的要求。另外，性能化設計分析和設計步驟需要花費更多的時間設計、計算和準備一系列資料，這些都使得消防審核和災害防控的難度大大增加。

圖1 某高層建筑功能劃分

2.2 防火分區(qū)劃分問題

該高層建筑結構復雜，而且人員較多，所以電梯數(shù)量和電梯井就會較多。除此之外，隨著高度的增加，所需要的機電管井、通風管井的數(shù)量和面積也會有所增加，這些因素都會使電梯和機電用房的面積相應增加。要達到一定的經(jīng)濟效益，就要提供一定的使用面積，并且滿足自然采光的要求。通常來說，高層建筑的單層面積設計以2 000 m2為主，這超過了國家的相關規(guī)定，國家對防火分區(qū)面積也是有一定的限制的。而劃分為兩個以上的防火分區(qū)，就必須增設疏散樓梯，必將占用更多的建筑面積和空間，會出現(xiàn)不得不將開敞的辦公空間隔斷等情形，增加建筑成本，建筑設計方往往不愿采納。

2.3 消防供水可靠性問題

考慮到高層建筑物的高度可能會超過100 m，所以一般很難從外部進行滅火救援，因此對建筑本身的自救能力和消防系統(tǒng)的可靠性等都提出了相應的要求。具體可以調整水槍流量以達到相關規(guī)范中所要求的水槍充實水柱長度。按照水槍充實水柱長度，可以先確定消火栓保護半徑，但是在設計中不能簡單地利用保護半徑畫圓來布置消火栓。因為高層建筑平面中隔墻、內走道、門的布置會影響消火栓的使用，設計中應該用水龍帶長度、充實水柱的水平投影去校核消火栓保護半徑最遠點。

2.4 人員疏散問題

從消防角度考慮，建筑高度的增加會大大增加內部人員數(shù)量，同時還會使疏散到首層的垂直距離和難度加大。根據(jù)相關資料，高層建筑物內的正常年輕男性在樓梯內人數(shù)不多、方便通行的情況下，從地面上20層疏散到首層大約需要3 min，從30層疏散到首層要5 min。如果再把多層同時疏散和樓梯擁擠的情況考慮進去，經(jīng)計算機模擬測試，人員連續(xù)疏散也要1 h，而且大部分人的體力也未必能一下從頂層跑到底層，而是會在避難層休息一下，所以要花更長的時間。因此高層建筑必須合理地設置避難層，并采取一定的方法進行疏散。

3 功能分區(qū)和消防供水

3.1 核心筒的防火防煙設計

高層建筑核心筒內的電梯井、機電管井和樓梯間往往要在建筑中占有很大一部分面積。一般高層建筑核心筒的電梯等候廳是開放的，直接和圍繞核心筒的公共走廊相連，其間不會有防火分隔，走廊和等候廳進行機械排煙。某高層建筑使用了封閉式加壓核心筒，使該建筑變得更加安全，圖2是其辦公區(qū)的基本布置。

圖2 某高層建筑辦公平面

如圖2所示，整個核心筒和辦公區(qū)之間都通過防火墻和防火門分開了。所以，除了樓梯間和前室機械加壓排煙以外，核心筒內的走廊、等候廳和辦公區(qū)域也采用了機械排煙。從樓梯間往辦公區(qū)形成三級加壓，防煙效果比一般樓梯間和前室加壓，辦公區(qū)域、走廊和電梯等候廳排煙的防煙效果好，且比較安全可靠。所以，以此為基礎，盡管某個單層建筑面積超出一個防火分區(qū)的面積，但核心筒采用了相應的獨立防火裝置，而且增加了疏散樓梯，所以可扣除核心筒面積，仍按一個防火分區(qū)進行劃分。

3.2 消防供水

消防給水系統(tǒng)根據(jù)壓力的差異，可劃分為常高壓和臨時高壓系統(tǒng)；按給水方式的差異，有串聯(lián)和并聯(lián)供水；按供水設備來看，主要有重力式水箱供水和水泵壓力式供水。把這一系列系統(tǒng)組合在一起，就會出現(xiàn)各種各樣的形式。

以某高層建筑為例，整個塔樓高432 m，總共100多層，其中建筑室內消防水源主要是源自于塔樓的高位消防水池，有效容積600 m3，貯存室內各消防系統(tǒng)在火災持續(xù)發(fā)生的時間里，可以同時使用的消防用水量。地下四層有四個低位消防水池，共有150 m3的有效容積，其主要作用就是用來對水泵接合器供水及轉輸水泵抽水。在該樓的30層和66層都配備了消防轉輸水箱和分區(qū)減壓水箱，共有60 m3的有效容積。高位消防水池和各區(qū)的消防減壓水箱都配有兩根DN 200出水管與各區(qū)的消防給水管網(wǎng)連接，具體的結構如圖3所示。

該設計按照性能化的設計原則，選取了常高壓與臨時高壓相結合、串聯(lián)式重力供水的新消防系統(tǒng)，將火災延續(xù)時間內的全部消防用水放在屋頂。對于其中大多數(shù)樓層來說，等同于常高壓給水系統(tǒng)，不需要再給系統(tǒng)配備水泵，這使消防加壓設備的數(shù)量和泵房的占地面積得到了極大地縮減。除此之外，系統(tǒng)也不會受到供電的影響，平時水量和水壓都可以達到消防的要求，從而達到了消防用水的安全可靠的目的。

1.地下消防水池；2.轉輸水箱；3.減壓水箱；4.高位消防水池(一次室內消防用水量)；5.轉輸水泵

圖3 室內消防給水系統(tǒng)工作流程圖

4 結語

本文通過對高層建筑物的火災情況分析，并以功能分區(qū)和消防給水為切入點，對高層建筑核心筒的防火防煙設計和消防供水問題進行了探討，提出了切實可行的設計方案。本研究以改進高層建筑防火工作為根本目的,同時也為高層建筑的設計和應急預案制定等提供借鑒。

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(責任編輯 李 蕾)

The Application of Fire-prevention Strategies in a High-building

PENG Yanhong

(ZhuzhouMunicipalFireBrigade,Hu’nanProvince412000,China)

At present, the high-rise building fire prevention work has many problems, and it’s difficult to carry out. Taking a high-rise building as an example, the paper analyzes its fire safety problems. This paper discusses the fire prevention design of core tube of high-rise building and fire water supply problems, with the functional partition and fire water supply as the breakthrough point. The conclusion is to provide reference for the high-rise building fire prevention work.

building fire prevention; high building; fire-prevention strategies

2014-12-06

彭艷紅(1979— )，女，湖南長沙人，工程師，碩士。

TU972.4

A

1008-2077(2015)06-0065-04