建筑防火技術在民用建筑設計中的應用

摘要：隨著人們生活質(zhì)量的提高，建筑設計的安全性會直接影響到社會整體的穩(wěn)定性。然而現(xiàn)在的民用建筑防火效果無法得到有效保障，因而民用建筑的防火設計一直是建筑設計的重要環(huán)節(jié)。文章結合民用建筑火災發(fā)生的特點以及建筑防火設計中存在的問題，深入研究防火技術在建筑設計中的應用，并提出了建筑防火技術的應用措施及策略，以期為我國建筑防火帶來一定的參考借鑒。

關鍵詞：防火技術;建筑設計;應用

中圖分類號：TU892

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）06-0100-05

我國城市化的快速發(fā)展推動了建筑行業(yè)及其關聯(lián)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模發(fā)展，為適應人們對居住條件的需求，我國民用建筑逐漸向高層建筑態(tài)勢發(fā)展。建筑的種類越來越多，功能越來越復雜[1]。然而建筑行業(yè)的設計水平發(fā)展還不夠完善，且存在施工單位缺乏規(guī)范操作意識、防火設計理念的情況。因而容易受到火災事故的威脅，進而給人們的生活帶來巨大的安全隱患。建筑防火對人身財產(chǎn)安全起著至關重要的作用[2]。因此在建筑設計中合理運用先進有效的防火技術，對高層建筑的防火設計優(yōu)化具有重要意義?？勺罱K實現(xiàn)將火災安全隱患控制在最小限度內(nèi)，降低民用建筑的防火難度的目標。

防火設計作為建筑安全技術手段的重要保障，隨著我國的發(fā)展進步，建筑防火技術也開始日臻成熟，因而需全面具體地研究建筑設計工藝技術等方面的內(nèi)容。在民用建筑的防火設施建設方面，根據(jù)國家的防火規(guī)范要求，采用先進、切合實際的建筑防火技術對民用建筑進行鞏固建設十分迫切，這一舉措既保證了民用建筑結構的完整性，加大了所住居民的安全性，同時對于提高建筑設施項目的設計和防御水平意義重大。因此，考慮到火災發(fā)生時突發(fā)性、破壞性等，對于集生活、娛樂、休閑于一體的民用建筑而言，應當特別關注其防火設計問題?？梢栽诂F(xiàn)有民用建筑選材、建設標準的基礎上，結合現(xiàn)有各項防火設計規(guī)范、標準，最后考慮到經(jīng)濟適用性上采取合適的措施與策略，以期能夠顯著提高民用建筑的安全保障功能，提升民眾安全感。

1 民用建筑火災特點及危害

在科技大力發(fā)展、各項先進技術爭相涌現(xiàn)的大背景下，現(xiàn)代建筑物朝著密集化的方向發(fā)展，并且其各項基本功能也在不斷完善與提高。但仍需引起警惕的是現(xiàn)代建筑物的占地面積比較大，建筑內(nèi)部有許多設備管線等設施，設計格局較為混亂。而在我們的日常生活中到處潛伏著火災隱患，如用電量大、火災荷載密度大，火險漏洞等疏忽。因而一旦發(fā)生火災，高層民用建筑將具有更大的危害性。因此民眾十分關心建筑物是否防火？其防火水平如何？這都是與民眾日常戚戚相關的事。從已有學者的研究可看出在民用建筑突發(fā)火災后，一般存在如下狀況：

1.1 人員疏散難度較大

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的人口越來越多，土地資源也越來越緊缺。人們對建筑技術的追求也開始變高，現(xiàn)在的民用建筑相比以前建設高度較高且層數(shù)較多。因此高層的民用建筑中內(nèi)部人流更復雜、人員的集中率也相對較大，疏散通道非常緊張且狹小。當火災發(fā)生時，大多數(shù)人都會在第一時間涌人安全通道，極易造成安全通道擁擠、混亂的局面，那么建筑內(nèi)的人員將很難進行疏散。民用高層建筑中的電纜井、水暖井及垃圾通道等設施，由于其橫、縱向多層貫通，導致設計難度較大。一方面若不能根據(jù)國家規(guī)范合理規(guī)劃與部署民用建筑內(nèi)部的安全通道等防火場所，一旦火災突發(fā)且迅速蔓延時，極易造成人員擁堵堵塞，影響建筑場所內(nèi)高層人員的迅速逃離。另一方面對民用建筑進行規(guī)劃設計時，內(nèi)部不可避免地存在一些封閉的空間結構，當火災發(fā)生時，一些不耐火材料燃燒形成有毒濃煙，更容易被被困人員吸人體內(nèi)，嚴重者可導致昏厥或窒息，也進一步加大了被困人員疏散以及逃生的難度，進而導致火災發(fā)生時傷亡事故慘重。

1.2 火勢蔓延速度較快

按照建筑建造標準，外墻保溫材料的燃燒性能一般不低于B2級的可燃材料[3]。而該種材料具有很強的助燃性。高層民用建筑中有消防樓梯間、電梯井等豎向空間，因而當民用建筑物設計或施工時未對相應的防火隔層空間進行必要考慮時，一旦不能及時的撲滅火災，保溫層也會被迅速引燃，進而導致火勢的加大，使得內(nèi)外火勢上下串連。

1.3 救援難度大

《建筑設計防火規(guī)范》中對高層建筑的內(nèi)涵進行了規(guī)定，即高于27m的住宅建筑以及高于24m的非單層廠房、倉庫和其他民用建筑[4]。高層建筑有利于對土地資源的利用，也有利于人群的生活、娛樂、休閑活動。但是高層建筑物因其特殊的構造，人員需要較長的時間通過防火樓梯間逃離至地面。消防人員在開展救援行動時也將受到很大影響。建筑物的高度使得在實際消防救援過程中，水炮、水槍、云梯等消防救援設備發(fā)揮的作用將受到很大程度的限制，這些都將導致火災的蔓延速度進一步加快。尤其是高層民用建筑外圍常見的裙房，一般會停放許多車輛，消防員的登高、供水等都是救援活動的難點，這些將嚴重阻礙火災發(fā)生時消防人員的滅火行動。

2 防火設計中出現(xiàn)的問題

建筑施工單位在建造民用建筑時，存在著諸如防火技術不夠規(guī)范、材料選取不合理、建筑布局和結構設計不完善等防火技術設計方面的問題，，因而不能達到火災防范工作的需求。不容忽視的是，這些實際問題不僅顯著影響到居民的居住體驗感和舒適感，而且還會對人們的生命安全造成巨大的威脅。因此，應格外關注現(xiàn)有民用建筑內(nèi)的防火設計是否符合規(guī)范要求，對不符合規(guī)范的應及時找出不符的地方，并根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范予以解決。

2.1 防火技術不規(guī)范

在民用建筑實際建造的過程中，存在施工單位為獲取更多的利益，工程項目的設計、施工要求等不符合國家有關的法律法規(guī)規(guī)定等情況。在設計階段，施工單位未結合相關標準去設計、建造建筑物。在實際施工過程中，沒有嚴格的施工要求。整體從根源上未對建筑設計規(guī)范予以足夠的重視，因而極易埋下建筑安全隱患。

2.2 建筑材料的選取不符合要求

建筑原材料的選取對整個建筑物的防火性能優(yōu)劣影響重大，同時也是火情難以控制的一大因素。因此建筑材料的選擇是建筑防火領域中的重要內(nèi)容。究其原因，一方面是存在施工單位為追求較大的利潤空間而忽略建筑質(zhì)量的行為，選取防火性能較差的建筑材料，因而極易造成火災的發(fā)生。另一方面，劣質(zhì)不合格的原材料在發(fā)生火災時會釋放出有毒有害氣體。這些燃燒后的物質(zhì)不僅會加劇火勢蔓延情況，使消防工作不能有效開展和實施;后期也會損害人的身體健康。因而在民用建筑設計中需選用質(zhì)量好、耐火級別高，對降低火勢蔓延有極大助力的原材料，這樣能夠有效控制火災事故本身的損耗，顯著降低人員的傷亡情況。

2.3 民用建筑的布局和結構問題

建筑的空間布局不僅影響建筑物的使用，而且關系到突發(fā)情況發(fā)生時人員的疏散問題。因而在建筑的設計過程中，需合理安排好使用與疏散的關系，根據(jù)所需的建筑用途以及防火功能等設計建筑空間的布局和結構。如根據(jù)居住、辦公、商用等使用功能的不同而進行不同的設計。對于這些建筑而言防火設計工作都是十分重要的。尤其是對于商業(yè)大廈、游樂園等大型場所而言，做好建筑設計中防火設施設備的安裝以及人員的疏散安排十分有必要。同時應根據(jù)實際情況對樓層不同的防火區(qū)域進行隔離設計。然而當前也存在部分高層建筑中防火措施做的不夠到位的情況，有毒煙氣也會隨著火勢的增大迅速擴散，造成巨大的損失。因此對于這些休閑娛樂大型空間場所，高度集中的人員意味著逃生更加困難，因而更需要注重建筑內(nèi)部的布局問題。

2.4 民用建筑中疏散設施設計的問題

為防止火災突發(fā)時被困人員能夠及時撤離火災現(xiàn)場，在建筑設計中需格外注重防火疏散通道的設計，主要包括安全疏散出口以及通道的寬度等。隨著當前社會經(jīng)濟水平的不斷提升，大型商業(yè)建筑越來越多。商場中人員密集且流動性比較大，因此如果商場中的疏散通道在通道出口處以及通道距離之間的規(guī)劃設計不合理，發(fā)生火災時將嚴重影響室內(nèi)人員的安全疏散問題。尤其是在一些不便自然通風的封閉空間內(nèi)，建筑材料燃燒引起的有毒有害氣體將難以排出，造成的危害巨大。因此在諸如地下室等密閉空間內(nèi)，可通過設計必要的排風排煙裝置或砌筑防火墻等措施，減慢有害濃煙的傳播。

2.5 消防報警系統(tǒng)不完善

在居民建筑設計中，防火系統(tǒng)一般屬于獨立的消防控制方式，如在樓道安裝火災報警器或滅煙裝置等?；馂膱缶b置通過網(wǎng)絡與市局消防大隊進行網(wǎng)絡連接，當火災發(fā)生時，一方面火災報警裝置能迅速發(fā)出警報，通知人們進行疏散、逃生;另一方面消防大隊可以根據(jù)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)迅速確定事發(fā)地點，進而減少悲劇的發(fā)生。但該方式的缺陷在于發(fā)生火災時必須得依靠主機和終端檢測器的報警，報警時間相對之后，很難及時采取相應的措施。同時我國的防火設備研究相對比較落后、消防報警系統(tǒng)還不夠完善，也存在管理人員未能及時檢查和維修消防裝置的情況，因此火災發(fā)生時不利于順利救援。

3 建筑防火技術的應用策略

在對民用建筑進行設計時需要充分考慮到防火規(guī)范的應用，將建筑防火技術應用于民用建筑設計之中，彌補現(xiàn)有高層建筑中防火規(guī)范的不足之處，減少火災事故的發(fā)生幾率，提升民用建筑的安全保障能力。

3.1 建筑防火設計方案的優(yōu)化調(diào)整

民用建筑的大肆興建，使得人們對其建設過程中的抗火災風險能力也愈加看重，為了加強民用建筑的防火性能，有關部門應該根據(jù)實際情況改善現(xiàn)有的建筑防火設計規(guī)范，據(jù)此完成新規(guī)范下的防火設計規(guī)劃與空間布置，保證設計方案的安全高效性，且有據(jù)可依。同時在民用建筑設計具體實踐中，應當充分考慮到建筑的設計要求以及防火要求等，不斷提升民用建筑防火性能，方便建筑內(nèi)居民在發(fā)生火災時有更多逃生的方法。

3.2 良好建筑材料的選擇

民用建筑材料的品質(zhì)越優(yōu)越，其防火性能相應越高，而劣質(zhì)的建筑材料極易導致火災蔓延且可能產(chǎn)生有毒有害氣體。因而在具體的設計工作之中，應積極響應有關部門對材料的規(guī)定，重視建筑材料的防火能力和材料毒性，在重視建材成本的基礎上，選取合適的、耐火級別高的建筑物材料，并在使用材料前做好相應的檢查工作，以謀求實用性和最大經(jīng)濟效益。當前業(yè)內(nèi)主要是根據(jù)建筑的結構類型對耐火材料的等別進行區(qū)分，并且規(guī)定高層民用建筑的耐火等級不小于二級[5-6]。選取質(zhì)量好、耐火性能優(yōu)越的建筑材料能夠在火災突發(fā)時增大被困人員的逃生幾率。如，當前民用建筑建造中使用的原材料多為有孔磚或鋼筋混凝等防火材料土，這些能夠有效保障居民的人身安全。因此需綜合考量分析建筑材料的防火性能、材料毒性等性能特征，選用價格適宜且質(zhì)量好的建筑原材料。

3.3 做好建筑功能分區(qū)

在開展建筑防火規(guī)范設計的工作中，通過吸收借鑒已有的先進科技技術和成功防火規(guī)范案例，根據(jù)實際情況對建筑平面進行優(yōu)化布局，能夠有效保障建筑物的安全。當某一建筑內(nèi)規(guī)劃有兩種及以上使用功能的場所時，針對建筑中不同使用功能的區(qū)域之間需采取防火分隔，積極做好結構方面的設計工作，針對不同的建筑功能分區(qū)場所采取差異化的設計，著重提升建筑內(nèi)部功能區(qū)域的防火等級，以保證火災不會相互蔓延。這其中需要充分掌握科學的原則，合理調(diào)控建筑物之間的間距并開展相應的規(guī)劃設計工作，同時還需全面分析和考慮建筑適合周圍群眾居住的情況，這樣才能有效減少火災事故的發(fā)生概率。如對于一些高層民用建筑區(qū)域，在設計消防車道時為了提升發(fā)生時的救援水平，一般在建筑物的周邊或兩邊處將其設計成環(huán)形的形式[7]。

3.4 防火區(qū)及防煙區(qū)

建筑設計防火規(guī)范中規(guī)定，民用建筑的規(guī)劃設計應當從建筑物的整體結構布局出發(fā)，要求建筑的地下部分安全通道按照經(jīng)濟適用性原則需配置兩個以上的防火區(qū)，并且防火區(qū)的設計不能對民用建筑的其它性能產(chǎn)生不良影響。在進行防火區(qū)的具體設計時，考慮到防火區(qū)要求封閉性完好的要求，原則上防火區(qū)內(nèi)的防火墻體不允許設計門窗，若遇特殊情況可考慮增加防火簾的布置。在民用建筑內(nèi)部還應設計防煙分區(qū)，有相關規(guī)定，高度不足6m的房間內(nèi)必須設置防煙區(qū)，且其面積設置不宜過大，多控制在500IT12左右[8-9]。為了保證地下車庫的安全性，防煙區(qū)多設置于民用建筑的地下樓層之中。除此以外如電梯、樓梯等煙氣極易蔓延的區(qū)域，需對防煙區(qū)進行單獨劃分。

從本質(zhì)來看，防火區(qū)和防煙區(qū)多設置在地下空間，設計兩者的目的是為了減輕火災帶來的負面影響。建筑防火規(guī)范有相關規(guī)定：防煙區(qū)不得與防火區(qū)直接接觸。因此在實際設計中需做好兩者的界定工作，有效確保各自的合理性。隨著高層建筑及超高層建筑的數(shù)量不斷增加，防火防煙區(qū)在火災發(fā)生時的實際應用價值也日益凸顯。在進行民用建筑設計時，需全面考慮保證防火防煙區(qū)的質(zhì)量及效果。同時為了降低火災對于財產(chǎn)和人員安全的影響，提高人們的警惕意識，可在建筑內(nèi)部的醒目位置對樓層安全指引圖、消防疏散通道、疏散路線等重要場所進行標示。為了避免影響疏散通道的流暢性，規(guī)定消防通道內(nèi)不得堆放雜物。同時還應考慮到為無法及時撤離的特殊群體設置專供逃生的應急通道[10]，為各類人員提供安全保障。

3.5 居民建筑的安全疏散問題

現(xiàn)在社會發(fā)展越來越快，民用建筑也越來越多，而且這些建筑的樓層多，高度一般都在24m以上，多采用大空間辦公、居家等形式，且人流量大。在開展現(xiàn)代建筑防火規(guī)范設計時，考慮到大空間區(qū)域的進深大、疏散距離增加而導致的人員疏散安全性更易受到火災的威脅等情況，因此需格外注意大空間區(qū)域的安全疏散問題，采用切實有效的預防手段，確保被困人員在火災中能安全撤離。在當前建筑防火設計中，應對以下問題進行考慮：①疏散通道距離問題。在設計樓層數(shù)多的建筑時，需合理設計把控疏散通道到用戶門口距離。每個設計者需明確公共活動地方離最近的疏散口在30m內(nèi)。建筑設計工作需充分立足于工程的實際情況，從總體結構設計工作情況出發(fā)，科學設定距離參數(shù)，進而把控合適的施工距離;②房間內(nèi)部各部位的距離問題。一般規(guī)定房間和房門的距離不得超過外邊走廊兩邊的最大值。當某些區(qū)域根據(jù)具體情況需安裝自動噴水滅火系統(tǒng)時，可適當放寬條件，其實際空間距離最大可增至原來的1.25倍;③安全出口問題。安全出口至關重要，其數(shù)量越多，越有利于人群的疏散。但是當前大多數(shù)的建筑設計中，缺乏對安全出口的重視。因而在現(xiàn)有的建筑設計防火規(guī)范的基礎上，為了更好的滿足安全性經(jīng)濟適宜性需求，可適當增加安全出口的數(shù)量，同時可考慮在安全出口前保留一定面積的緩沖空間。通過合理控制建筑各空間的疏散距離，保障每個安全區(qū)距離的有效性和科學性，能夠有效提升建筑的防火性能。

4 結語

綜上所述，建筑防火是關系國計民生的大問題，關系人民的安全和利益。當火災發(fā)生時會危及百姓的生命財產(chǎn)安全。隨著科學信息技術的飛躍，防火設計作為民用建筑設計的主要技術難點和重要內(nèi)容也在不斷創(chuàng)新發(fā)展。先進防火技術進一步增強了高層建筑的防火性能，因而其應用不斷增多，在控制火勢蔓延及減少人員傷亡方面助力頗多。因此需將防火技術充分的運用到民用建筑設計中，將防火預防工作落實到實處。此外國家有關部門應積極響應，對規(guī)定不夠明確或者有規(guī)定但已不再適用的防火設計方案，可考慮在現(xiàn)有規(guī)定技術方案的基礎上結合實際提出更嚴格的防火措施，以期優(yōu)化和提升現(xiàn)有的建筑防火設計方案，由上至下將防火意識和規(guī)范落實到方方面面，以此來保障人民群眾生命財產(chǎn)的安全。

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作者簡介：汪烈（1968-），男，漢族，北京人，大學本科，高級建筑師，主要研究方向：建筑技術。