超高層建筑防火設(shè)計(jì)問題的分析

王效群

摘要：超高層建筑的防火設(shè)計(jì)一直以來都是困擾人們生活的難題，當(dāng)樓層越高時(shí)，其在防火安全方面存在的問題就越難解決。針對(duì)超高層建筑，如何能夠更好地做好防火設(shè)計(jì)，提高安全性，需要從消防、避難、疏散以及應(yīng)急方案等多方面來進(jìn)行探索和研究，只有對(duì)這些問題進(jìn)行具體深入的探索，才能更好地尋求科學(xué)的解決方案。

關(guān)鍵詞：超高層建筑;防火設(shè)計(jì);問題

超高層建筑一般都高于100m，因此普通建筑的防火設(shè)計(jì)是不適用的。當(dāng)超高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，它的消防和救援難度都遠(yuǎn)大于常規(guī)建筑。因此，如何能夠根據(jù)超高層建筑的具體情況進(jìn)行科學(xué)合理的防火設(shè)計(jì)，對(duì)于提升超高層建筑的安全性而言至關(guān)重要。

1? 超高層建筑發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性

1.1? 建筑高大復(fù)雜，用途較為廣泛

通常，超高層建筑都會(huì)有著多種多樣的功能和用途，除了住宅之外還會(huì)伴隨著各種商業(yè)娛樂場(chǎng)所，人群密集。建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，還會(huì)有著數(shù)量眾多的用電設(shè)備，這些因素都使得火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)增大。

1.2? 較多的豎向管徑，容易形成煙囪效應(yīng)

超高層建筑中存在很多的豎向管徑，例如電梯、樓梯間以及各種管道等。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，這些豎向管井很容易形成煙囪效應(yīng)，加劇火勢(shì)蔓延，同時(shí)高樓部分的風(fēng)速一般都比較大，加上建筑內(nèi)部的各種可燃物，多種因素交融在一起，導(dǎo)致火情的迅速蔓延，從而造成嚴(yán)重?fù)p失。

1.3? 人員難以疏散，容易造成傷亡

超高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，高樓層的人員疏散將會(huì)是一個(gè)巨大的難題。由于樓層較高，密集的人員疏散會(huì)進(jìn)行的十分緩慢，需要大量時(shí)間。而火災(zāi)的蔓延速度則是非常快的，尤其是火災(zāi)過程中產(chǎn)生的濃煙，1min可以蔓延至幾十層的高度，這會(huì)加劇火災(zāi)造成的影響和傷亡。

1.4? 對(duì)救火裝備要求較高，滅火救援難度較大

我國當(dāng)前很多超高層建筑的外部都是玻璃墻，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防人員的救援難度將會(huì)巨大。一方面，破壞玻璃墻容易對(duì)地面人員和設(shè)備造成損傷，增加救援難度，同時(shí)很多固定窗的設(shè)計(jì)也會(huì)導(dǎo)致救援人員無法靠近起火點(diǎn)，難以對(duì)火源進(jìn)行有效的撲滅。另一方面，當(dāng)建筑樓層超過一定高度時(shí)，現(xiàn)有消防設(shè)備無法使用，當(dāng)前我國消防車供水的最高有效射程也沒有超過150m，因此當(dāng)高于150m的建筑失火時(shí)，消防員將難以進(jìn)行滅火救援工作，只能更多的依賴建筑本身的消防設(shè)施來進(jìn)行滅火救援[1]。

1.5? 施工周期長，施工期間火災(zāi)隱患大

超高層建筑在修建時(shí)會(huì)有很長的施工周期，在這個(gè)過程中，存在大量用電、用火的情況。同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)還有大量建筑材料，很多都是易燃物品，這無形中就加大了火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)檫€在施工期間，建筑的消防設(shè)施不完善，一旦起火，造成的損失將難以估量，加之樓層較高，消防員攀爬困難，更是加劇了火災(zāi)的危害。

2? 建筑工程概況

本次建筑工程高220.5m，屬于超高層建筑，占地2038m2，總建筑面積為180895m2，其中超高層面積達(dá)2000m2。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，分為地下3層和地上49層，地下部分主要功能為車庫、變電所、設(shè)備用房等，地上則分為主樓以及商業(yè)用樓，建筑內(nèi)包括商業(yè)娛樂、銀行、餐飲、辦公等多種場(chǎng)所。16層和32層為避難層，整個(gè)建筑一共7部電梯，其中2部為消防電梯，剩余為客梯，建筑頂部還有一個(gè)直升機(jī)停機(jī)坪。

3? 超高層建筑防火設(shè)計(jì)中的常見問題

3.1? 總平面設(shè)計(jì)無法滿足消防車的實(shí)際操作需要

通過實(shí)際測(cè)量分析發(fā)現(xiàn)，該建筑工程的總平面設(shè)計(jì)存在很多消防救援方面的問題和隱患。首先是建筑四周缺少環(huán)形消防車道，其次車道的具體規(guī)格也沒有滿足消防車的實(shí)際需求。當(dāng)前國內(nèi)消防車都是按照高標(biāo)準(zhǔn)、高要求來制造的。就實(shí)際情況而言，該工程設(shè)計(jì)的消防車道是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足消防登高車的實(shí)際施救條件的，消防車沒有充分的空間來展開施救，就沒有辦法達(dá)到最佳施救效果，會(huì)嚴(yán)重加劇火災(zāi)的損失。因此，還需要根據(jù)實(shí)際情況分析改進(jìn)，做出最適合該工程的消防設(shè)計(jì)。

3.2? 超高層建筑避難層的位置合理性問題

對(duì)于超高層建筑而言，將避難層設(shè)置在科學(xué)合理的位置是非常重要的。設(shè)置避難層的主要目的是，當(dāng)火情發(fā)生時(shí)，為了避免人群恐慌，可以快速將人群聚集在避難層，由消防登高車對(duì)人員進(jìn)行疏散，這樣能夠盡可能減小人員傷亡。因此要根據(jù)實(shí)際情況讓避難層更有利于幫助消防登高車進(jìn)行救援，這樣才能最大化地發(fā)揮其作用。我國《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，超過100m的建筑，避難層應(yīng)當(dāng)設(shè)在15層左右，這是一個(gè)大致適宜的范圍，但是還需要根據(jù)建筑的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造。然而當(dāng)前我國很多建筑設(shè)計(jì)單位，盲目遵守15層的規(guī)定，不顧建筑的實(shí)際情況，將避難層統(tǒng)一設(shè)置在15層，這樣就會(huì)出現(xiàn)很多建筑的避難層過高，消防登高車無法進(jìn)行有效施救的情況，這大大增加了消防救援的難度，加大傷亡。因此必須科學(xué)合理地結(jié)合建筑實(shí)際情況，設(shè)計(jì)建造最合理的避難樓層，才能確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，消防登高車能進(jìn)行快速有效的施救行動(dòng)。在某工程中，避難層設(shè)置的位置為16層，通過測(cè)量分析，這一樓層高度距地面70m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了該地消防登高車最高55m的救援高度，這必然會(huì)加大消防救援的難度，因此還需根據(jù)具體情況改進(jìn)優(yōu)化，提升該建筑工程的消防安全性[2]。

3.3? 在超高層建筑中能否利用電梯對(duì)人員進(jìn)行快速疏散

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，在超高層建筑中，客梯一般都是停止使用的，只有消防人員可以使用消防電梯進(jìn)入樓層進(jìn)行施救。對(duì)于樓內(nèi)人員而言，樓梯才是人員疏散的首選。

在火災(zāi)發(fā)生后，不將電梯作為人員疏散的通道，主要是出于安全方面的考慮，一方面是電梯本身的安全問題，另一方面就是火災(zāi)中電梯的運(yùn)行環(huán)境問題。在超高層建筑中，電梯的井道結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致其在火災(zāi)中形成煙囪效應(yīng)，這樣一來，人員通過電梯疏散就會(huì)變得更加危險(xiǎn)。在火災(zāi)中，電梯本身的各種電路結(jié)構(gòu)、部件等也會(huì)在受熱情況下出現(xiàn)各種問題，一旦發(fā)生問題，就會(huì)加劇人員的傷亡，造成更加嚴(yán)重的損失。因此電梯一般都不會(huì)在火災(zāi)中作為人員疏散的首選，如果能科學(xué)有效地解決這些問題再結(jié)合實(shí)際情況來進(jìn)行具體的分析，那么電梯疏散也是有可能實(shí)現(xiàn)的。

首先，在火災(zāi)發(fā)生初期，還是可以使用電梯進(jìn)行人員疏散的，這個(gè)時(shí)候火情的程度相對(duì)還沒有那么嚴(yán)重，對(duì)電梯的影響也還相對(duì)較小，可以把握住最佳時(shí)機(jī)，迅速進(jìn)行人員的疏散活動(dòng)。

其次，電梯本身的安全性問題。建筑中的電梯之所以分為客梯和消防電梯，是因?yàn)槎叩慕ㄔ鞓?biāo)準(zhǔn)是不一樣的。一般來說，消防電梯的建造都會(huì)具備更高標(biāo)準(zhǔn)的防火性能，從具體的結(jié)構(gòu)到建筑材料，再到各種相關(guān)電梯設(shè)施都會(huì)嚴(yán)格保障其防火能力，以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠幫助消防人員進(jìn)行有效救援。相對(duì)來講，客梯的防火性能就難以與消防電梯相比較。因此，如果客梯的建造也能和消防電梯一樣高標(biāo)準(zhǔn)的話，其防火性將得到大大增強(qiáng)。

最后，電梯在火災(zāi)中的運(yùn)行環(huán)境問題?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)電梯產(chǎn)生的煙囪效應(yīng)是一個(gè)重要的難題，針對(duì)這一問題可以采用機(jī)械加壓送風(fēng)的方式來阻止?jié)鉄煹穆樱嵘娞莸陌踩?，同時(shí)根據(jù)建筑的具體情況，將電梯進(jìn)行科學(xué)合理的分區(qū)，這樣可以有效提升電梯運(yùn)行的效率，也可以提升特殊情況下的疏散效率[3]。

3.4? 超高層建筑的應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案編制

對(duì)于超高層建筑而言，一旦建筑高度超過150m，現(xiàn)有的各種消防救援手段和設(shè)備都很難從外部對(duì)其進(jìn)行有效救援。因此，建筑內(nèi)部本身的消防設(shè)施和消防手段就成了內(nèi)部人員自救的關(guān)鍵。如何在火災(zāi)發(fā)生的緊急情況下，采用最科學(xué)合理的方法展開自救行動(dòng)顯得至關(guān)重要，這就需要根據(jù)實(shí)際情況制定好合理的應(yīng)急預(yù)案。對(duì)于超高層建筑的各種防火措施和標(biāo)準(zhǔn)，我國有著很多具體的規(guī)定和規(guī)范，相關(guān)建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)建造時(shí)也應(yīng)該嚴(yán)格遵守，根據(jù)自身建筑情況，建造規(guī)范的消防設(shè)施。只有設(shè)施到位了，才能保障特殊情況下，人群能夠更好地進(jìn)行自救行動(dòng)。關(guān)于超高層建筑火災(zāi)緊急情況下的應(yīng)急預(yù)案編制，可以根據(jù)建筑自身情況，科學(xué)合理的分析設(shè)計(jì)，在符合相關(guān)規(guī)定和原則的情況下，編制出最適合的方案，這樣能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，更好地保障內(nèi)部人員有效自救，減少火災(zāi)造成的損失。

一個(gè)科學(xué)完善的應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案應(yīng)包含以下內(nèi)容：建筑的安全特征、一支高效的應(yīng)急響應(yīng)隊(duì)伍、科學(xué)有效的應(yīng)急響應(yīng)程序以及外界的支援。

建筑的安全特征，其實(shí)就是要保障建筑在設(shè)計(jì)建造過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)消防規(guī)范和規(guī)定同時(shí)結(jié)合自身的實(shí)際情況，做出最適合的防火設(shè)計(jì)。這樣可以有效降低火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，也可以及時(shí)進(jìn)行救援行動(dòng)，應(yīng)急預(yù)案也能更加順利地實(shí)施，將火災(zāi)損失降到最小。

在超高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如何快速有效地疏散樓內(nèi)人員，是應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案的核心任務(wù)。這就需要擁有一支高效的應(yīng)急響應(yīng)隊(duì)伍，這支隊(duì)伍平時(shí)需要做好培訓(xùn)工作，使之具備完善的消防應(yīng)急意識(shí)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)可以高效地做出響應(yīng)，及時(shí)對(duì)具體火情作出正確的判斷，做好指揮疏散工作，使得緊急情況下，可以有序順利地進(jìn)行疏散工作。

應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案應(yīng)當(dāng)具有科學(xué)有效的應(yīng)急響應(yīng)程序，同時(shí)要明確緊急情況下可以使用的外援力量，這樣當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)才能及時(shí)運(yùn)用有效的外援力量，將災(zāi)害控制在最小范圍內(nèi)。

4? 針對(duì)超高層建筑防火設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案

4.1? 科學(xué)合理地劃分防火分區(qū)

在建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，要有效阻隔火災(zāi)的快速蔓延，避免火勢(shì)快速擴(kuò)大，盡可能減少損失。防火分區(qū)需要根據(jù)建筑的實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造，根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)、類型、建造材料以及火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)等進(jìn)行具體的分析和探索，使用合適的防火材料、防火設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)建造出最符合當(dāng)前建筑的防火分區(qū)。使用防火墻等方式將不同區(qū)域進(jìn)行有效阻隔，這樣當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)可以有效將火情控制在某一具體區(qū)域，從而開展有效的救援活動(dòng)，可以大大減小火災(zāi)造成的損害。

同時(shí)，一套完善有效的防火系統(tǒng)也是必不可少的。一套完善的防火系統(tǒng)包含自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)噴淋以及相關(guān)的配套防火設(shè)備。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可以在火災(zāi)發(fā)生的第一時(shí)間做出反應(yīng)預(yù)警，讓人們能夠第一時(shí)間做出反應(yīng)，及時(shí)使用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行滅火行動(dòng)。自動(dòng)淋噴系統(tǒng)則可以對(duì)火情及時(shí)噴淋滅火，還能根據(jù)具體的火情進(jìn)行調(diào)整，把火災(zāi)控制在最低程度。因此，根據(jù)超高層建筑的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)建造完善的防火系統(tǒng)，對(duì)于建筑的消防安全是非常必要的。

4.2? 進(jìn)行科學(xué)合理的防火設(shè)計(jì)

4.2.1? 建筑材料

使用合適的建筑材料對(duì)于提升建筑的防火性至關(guān)重要。由于超高層建筑的消防救援比較困難，所以在設(shè)計(jì)建造時(shí)要采用科學(xué)合理的防火材料，加強(qiáng)建筑的防火性能。當(dāng)前很多建筑會(huì)使用全鋼結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的建筑在面對(duì)火災(zāi)時(shí)，鋼材容易受熱變形，造成建筑的倒塌，是非常不利于消防安全的，因此在超高層建筑中，更適合采用混合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以更有效地提升建筑的防火性，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，更能有效降低損失。

4.2.2? 避難層的設(shè)計(jì)

超高層建筑的避難層作為建筑中的一個(gè)重要消防組成，需要做好科學(xué)合理、嚴(yán)格規(guī)范的設(shè)計(jì)，保障其在火災(zāi)中能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑的實(shí)際情況，在符合相關(guān)消防規(guī)范的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理地對(duì)避難層進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。第一，要保障第一個(gè)避難層與地面的距離小于50m，避難層之間的相互間隔距離也要小于50m，這樣才能保障火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防人員可以有效進(jìn)行救援行動(dòng)，還要做好通往避難層的疏散樓梯的設(shè)計(jì)，保障緊急情況下的疏散效率。第二，開窗自然排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也要根據(jù)建筑的實(shí)際情況來進(jìn)行分析，選擇最佳方案。首先要方便消防人員的救援，設(shè)計(jì)規(guī)格要與當(dāng)前救援設(shè)備相符合，其次對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理的優(yōu)化，在有效排煙的同時(shí)，也要避免波及周圍的建筑物，減少火災(zāi)進(jìn)一步擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)。第三，當(dāng)避難層兼做設(shè)備層時(shí)，要嚴(yán)格做好機(jī)械設(shè)備的管道處理，保障其耐火等級(jí)，做好防火層設(shè)計(jì)，避免增大火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

4.2.3? 疏散通道的設(shè)計(jì)

在消防疏散通道中做好安全指示標(biāo)志的設(shè)計(jì)是非常必要的。當(dāng)前在部分超高層建筑中會(huì)存在安全指示標(biāo)識(shí)缺失或者不明顯等問題，這是非常危險(xiǎn)的。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，安全指示標(biāo)識(shí)可以幫助人們快速找到逃生通道，從而提升疏散速度，一旦缺少安全指示標(biāo)志，人群就會(huì)陷入慌亂從而加劇火災(zāi)危害，因此在疏散通道中放置合理且明顯的指示標(biāo)志對(duì)于提升消防安全至關(guān)重要。

4.2.4? 消防電梯的設(shè)計(jì)

消防電梯是消防救援工作的重要保障，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須要嚴(yán)格符合相關(guān)規(guī)范，從建造材料、結(jié)構(gòu)到具體設(shè)計(jì)都應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)，保障其消防功能。以便于在火災(zāi)中可以有效幫助人員逃生以及提升救援人員的救援效率。

4.3? 相關(guān)設(shè)計(jì)要符合消防車的救援需求

在對(duì)超高層建筑進(jìn)行防火設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從建筑本身以及周邊環(huán)境的實(shí)際情況出發(fā)，做好相關(guān)消防通道以及消防設(shè)施的設(shè)計(jì)建造。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐南儡囈约跋嚓P(guān)消防人員的消防設(shè)備有一個(gè)清晰了解，以便在建筑的設(shè)計(jì)建造過程中可以根據(jù)具體的消防車配置以及相關(guān)救援設(shè)備的規(guī)格，建造出符合并且滿足消防車使用的消防通道，這樣才能保障火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防救援人員可以充分利用消防車以及消防設(shè)備，及時(shí)有效地進(jìn)行救援，將火災(zāi)危害盡可能降低。

5? 結(jié)語

超高層建筑的消防設(shè)計(jì)還存在許多問題，而且超高層建筑的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)也依舊很高。相關(guān)設(shè)計(jì)人員唯有結(jié)合實(shí)際情況，從源頭出發(fā)，在遵守相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，不斷探索研究，對(duì)現(xiàn)有問題進(jìn)行積極的優(yōu)化改進(jìn)，才能更好地促進(jìn)超高層建筑消防設(shè)計(jì)的不斷進(jìn)步，進(jìn)而降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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Analysis on fire design

problems of super high-rise buildings

Wang Xiaoqun

（Jinhua Municipal Fire and Rescue Brigade，Zhejiang? Jinhua? 321000）

Abstract：The fire design of super high-rise buildings has always been a problem that plagues people's lives. The higher the floor， the more difficult it is to solve the problem of fire safety. For super high-rise buildings， how to do better fire protection design and improve safety requires exploration and research from various aspects such as fire protection， refuge， evacuation， and emergency plans. Only by conducting specific and in-depth exploration of these problems can we better seek scientific solutions.

Keywords：super high-rise buildings; fire design; problem