超高層建筑防火設(shè)計(jì)問題探討

卓越

摘要：本文研究了目前超高層建筑防火設(shè)計(jì)中存在的問題，通過總結(jié)超高層建筑的防火特點(diǎn)和指明在設(shè)計(jì)中的常見不足，分析防火設(shè)計(jì)的方法，更好地進(jìn)行超高層建筑的防火設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：超高層建筑;防火;設(shè)計(jì);問題

超高層建筑如果發(fā)生火災(zāi)，很容易大范圍蔓延，所以需要做好對(duì)超高層建筑的防火設(shè)計(jì)，保證滅火救援工作的順利進(jìn)行和降低失火可能，有效解決當(dāng)前超高層建筑在防火上的主要問題。

一、超高層建筑的防火特點(diǎn)

超高層建筑和其他建筑相比結(jié)構(gòu)比較特殊，而且內(nèi)部的功能也比較復(fù)雜，所以導(dǎo)致實(shí)施營救和外部滅火十分困難，對(duì)超高層建筑火災(zāi)進(jìn)行撲救時(shí)，往往會(huì)遇到其他建筑不曾遇到的問題。

（一）火災(zāi)荷載大

很多超高層建筑都有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槌邔咏ㄖ猛緩V泛，而且體型巨大，其中包括辦公區(qū)、住宅、旅館、商場，甚至在同一個(gè)樓層內(nèi)，會(huì)同時(shí)有辦公廳、旅館、宴會(huì)廳、會(huì)議室、娛樂場所、商場等等。這就導(dǎo)致超高層建筑的內(nèi)部裝修比較豪華，設(shè)施非常齊全，電路、網(wǎng)絡(luò)都比較密集，有大量的易燃物。一旦發(fā)生火災(zāi)，就會(huì)有很大的火災(zāi)荷載。很多高層建筑在發(fā)生火災(zāi)之后，會(huì)在短時(shí)間之內(nèi)就覆蓋整個(gè)大樓，而且很多易燃物在點(diǎn)燃之后會(huì)產(chǎn)生毒氣，容易造成營救的消防員犧牲。

（二）有明顯的煙囪效應(yīng)

由于超高層建筑的特殊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，內(nèi)部會(huì)形成各種橫縱交錯(cuò)的連接空間，橫向包括吊頂、空調(diào)風(fēng)管、排煙管道，縱向的包括中庭、電梯井、各種電纜井、通風(fēng)管道等等。發(fā)生火災(zāi)后，高層建筑內(nèi)的管道就會(huì)成為火勢蔓延的途徑。有些高層建筑缺少豎井防火分隔時(shí)，這些豎井就會(huì)在高層建筑中變成煙囪，所產(chǎn)生的煙囪效應(yīng)會(huì)讓火勢迅速蔓延，往往在一分鐘之內(nèi)就能夠達(dá)到200米的高度，導(dǎo)致整個(gè)高層建筑被點(diǎn)燃。這種情況下，消防人員沒有足夠的時(shí)間實(shí)施營救。

（三）疏散困難

超高層建筑屬于人員密集的場所，所以疏散工作會(huì)比較困難。一般情況下都會(huì)借助樓梯疏散，但是這種方式很容易造成擁堵，并且由于超高層建筑的火勢蔓延比較快，導(dǎo)致疏散時(shí)間更加窘迫。雖然很多超高層建筑能夠容納數(shù)萬人，但是其中能夠抽調(diào)出的疏散人員也比較有限，所以對(duì)現(xiàn)場的組織工作也比較困難。同時(shí)，由于人的求生本能，在意識(shí)到超高層疏散工作的困難時(shí)會(huì)更容易恐懼和慌張，必然造成大量的人流匯集，因此在疏散的過程中還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的踩踏、摔傷等事故，嚴(yán)重影響疏散的安全，并且在發(fā)生火災(zāi)之后，低層火災(zāi)向高層的蔓延傳播速度也比較快，但是高層疏散人員需要的時(shí)間最長，同樣影響了疏散工作的安全性。結(jié)合目前消防工作的經(jīng)驗(yàn)，從40層左右高的位置，專業(yè)的消防人員也需要用十幾分鐘才能到達(dá)地面，因此對(duì)于高層疏散工作會(huì)增加困難。

（四）超高層救火比較困難

很多超高層占地面積相對(duì)不大，而且周圍建筑也沒有裙房，所以在撲救工作中，從外部滅火會(huì)比較困難，很容易受到嚴(yán)重限制。同時(shí)，消防設(shè)備也有登高困難的問題，消防員在登高的過程中，可能會(huì)和人流相撞，會(huì)影響消防人員抵達(dá)著火點(diǎn)的速度，不利于滅火工作。而且，在超高層建筑的特殊結(jié)構(gòu)之下，有排煙困難的問題，很多超高層建筑都使用玻璃幕墻，也會(huì)對(duì)消防人員的登高造成嚴(yán)重的限制。進(jìn)入高空之后，風(fēng)力會(huì)比較大，需要考慮風(fēng)向和風(fēng)力的影響，導(dǎo)致難以進(jìn)行玻璃窗的拆除，所以不能有效進(jìn)行自然排煙。在著火之后，可能會(huì)導(dǎo)致無法供電，從而造成樓內(nèi)消防設(shè)施的失效，并且造成向上供水工作的困難。

二、超高層建筑的防火設(shè)計(jì)問題

（一）總平面設(shè)計(jì)不能滿足消防設(shè)計(jì)需要

消防登高車只有在滿足登高操作條件的情況下才能發(fā)揮出效果，保證在救援工作中能夠接近超高層建筑的主體，確保消防員能夠進(jìn)行建筑立面的滅火工作。登高車需要有足夠的沿建筑登高面實(shí)施登高作業(yè)的立面空間，因此目前國家消防技術(shù)規(guī)范中對(duì)登高操作中，要求高層建筑底邊至少有周長1/4長度，不小長邊長度，高度在5米以上的裙房，而且在范圍之內(nèi)需要設(shè)置直通室外的樓梯。但是在要求中，并沒有提出對(duì)于登高操作場地的要求，所以設(shè)計(jì)人員往往不會(huì)考慮登高車的操作需要，導(dǎo)致設(shè)計(jì)中并沒有給登高車留下足夠的操作場地，從而對(duì)救援工作會(huì)造成嚴(yán)重的影響。

（二）建筑避難層設(shè)置問題

對(duì)于超過100米的公共建筑，必須要設(shè)置避難層，而且要求首層到第一個(gè)避難層或者兩個(gè)避難層之間的距離需要在15層以內(nèi)，從而保證在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，如果第一個(gè)避難層的人員不能經(jīng)過樓梯進(jìn)行疏散，就可以利用消防登高車將人員疏散下來。但是很多建設(shè)單位，都習(xí)慣性地將15層作為兩個(gè)避難層的間隔，這可能會(huì)導(dǎo)致一些人員比較密集的超高層建筑避難層不能滿足需要，不利于人員的疏散。

三、完善超高層建筑防火設(shè)計(jì)的方法

（一）消防登高車操作場地的設(shè)計(jì)

不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，因此購買的消防登高車也會(huì)有很大的區(qū)別，無論是規(guī)格、型號(hào)、對(duì)地面承重要求都會(huì)有明顯的不同，登高車自身也會(huì)有不同的操作半徑。所以，各地需要針對(duì)所購買的消防登高車情況來作出規(guī)定，保證超高層建筑物能夠按需滿足。在進(jìn)行建筑工程的審核工作當(dāng)中，需要滿足消防登高車的寬度和重量需要，保證操作場地能夠和建筑有一定的距離，一般規(guī)定50米的高層建筑，其消防登高車的操作寬度為8米，操作場地距離建筑物外墻需要在5米以上。

（二）避難層設(shè)計(jì)

針對(duì)避難層的設(shè)計(jì)需要考慮人員的疏散時(shí)間，同時(shí)也需要考慮消防登高車進(jìn)行救援的有效高度，所以對(duì)于第一個(gè)避難層，設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮消防登高車實(shí)施救援的有效高度和水平，保證設(shè)置在消防登高車能夠?qū)嵤┚仍母叨戎畠?nèi)。

（三）超高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限

為了降低火災(zāi)發(fā)生的概率、確保人員可以安全離開火場以及在必要時(shí)間內(nèi)減少人員傷亡，并且爭取高層建筑主體在火災(zāi)之后能夠保持完整，就要確保高層建筑具有足夠的耐火能力。目前國家對(duì)高層建筑各個(gè)位置的耐火極限都進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，包括墻柱的耐火極限為3小時(shí)等等。同時(shí)，對(duì)耐火結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也需要按照材料的選擇和施工方法，確保在構(gòu)造上建立起較厚的保護(hù)層。例如高層建筑一般以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，鋼筋的耐火強(qiáng)度比較差，所以就需要通過使用耐火材料進(jìn)行包覆，讓墻柱、梁板都能夠具有加強(qiáng)的耐火能力，避免在高溫的影響下出現(xiàn)變形問題。

（四）結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)定制救援方案

做好高層建筑的布局，能夠確保人員的快速疏散，因此可以設(shè)置自動(dòng)化的緊急救援程序，保證人員在火災(zāi)中能夠得到指引，提升逃離現(xiàn)場的速度。其次，還要做好對(duì)疏散隊(duì)伍的建設(shè)，通過結(jié)合建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和環(huán)境來建立應(yīng)急管理小組，以便能夠應(yīng)對(duì)危機(jī)，做好在火災(zāi)過程中的指揮工作。最后，在高層建筑中應(yīng)該設(shè)置專業(yè)的防火門和消防卷簾門，并且要做好電梯井和機(jī)房之間的間隔，控制煙囪效應(yīng)。

四、結(jié)語

超高層建筑一旦出現(xiàn)火災(zāi)，疏散和營救工作都比較困難，而且火勢蔓延速度也較快。因此，需要做好對(duì)超高層建筑的設(shè)計(jì)工作，從根本上杜絕超高層建筑的火災(zāi)隱患。在設(shè)計(jì)中，不僅要滿足相關(guān)規(guī)范的要求，同時(shí)也要做好對(duì)各方面實(shí)際情況的分析，以保證火災(zāi)救援工作的順利進(jìn)行。

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