建筑防火技術(shù)在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究

摘要：隨著城市化進(jìn)程的加速，高層建筑成為現(xiàn)代城市發(fā)展的重要標(biāo)志，但其火災(zāi)風(fēng)險也相應(yīng)增加。還能系統(tǒng)性地探討了高層建筑火災(zāi)的特點，包括快速蔓延、疏散困難、人員密集和撲救難度大等方面。針對這些特點，提出了建筑防火技術(shù)在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用流程與方法，包括火災(zāi)風(fēng)險評估、設(shè)計階段的火災(zāi)模擬、防火分區(qū)設(shè)計和配備消防設(shè)施等。最后，系統(tǒng)總結(jié)了強(qiáng)調(diào)了建筑防火技術(shù)在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用要點，包括材料選擇、設(shè)計合理的疏散通道、定期維護(hù)檢查。這些方法的綜合應(yīng)用能夠有效降低高層建筑火災(zāi)風(fēng)險，保障人員生命財產(chǎn)安全，對高層建筑設(shè)計具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：高層建筑火災(zāi)防火建筑防火

中圖分類號：TU976.5

ResearchontheApplicationofFireProtectionTechnologyinHigh-RiseBuildingDesign

ZHENGHao

PanjinBaohuiEngineeringIndustryCo.，Ltd.，Panjin，LiaoningProvince，124010China

Abstract：Withtheaccelerationofurbanization，high-risebuildingshavebecomeimportantsymbolsofmodernurbandevelopment，buttheirfireriskhasalsoincreasedaccordingly.Thispapersystematicallydiscussesthecharacteristicsofhigh-risebuildingfires，includingrapidspread，difficultyofevacuation，highpopulationdensity，anddifficultyoffirefighting.Inresponsetothesecharacteristics，theapplicationprocessandmethodsofbuildingfirepreventiontechnologyinhigh-risebuildingdesignhavebeenproposed，includingfireriskassessment，firesimulationatthedesignstage，firecompartmentdesign，andprovisionoffirefightingfacilities.Finally，thepapersystematicallysummarizesthekeypointsofapplyingbuildingfirepreventiontechnologyinhigh-risebuildingdesign，includingmaterialselection，designingreasonableevacuationroutes，andregularmaintenanceandinspection.Thecomprehensiveapplicationofthesemethodscaneffectivelyreducethefireriskofhigh-risebuildings，safeguardingthesafetyofpersonnelandproperty，andprovidingimportantguidanceforhigh-risebuildingdesign.

KeyWords：High-risebuilding;Fire;Fireprevention;Buildingfireprevention

隨著城市化進(jìn)程的不斷加速和人口密集度的增加，高層建筑已成為現(xiàn)代城市發(fā)展的重要標(biāo)志之一。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，自2010年以來，我國高層建筑總量一直位居世界首位。目前，全國擁有8層以上、超過24m的高層建筑34.7萬幢，百米以上超高層6000多幢，數(shù)量均居世界第一[1]。然而，與高層建筑相伴隨的是其火災(zāi)風(fēng)險的顯著提高。一旦發(fā)生火災(zāi)，尤其是在高層建筑中，可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡、財產(chǎn)損失以及社會不穩(wěn)定。近10年，我國共發(fā)生高層建筑火災(zāi)3.1萬起，死亡474人、直接財產(chǎn)損失15.6億元。根據(jù)國家消防救援局統(tǒng)計，2022年接報高層建筑火災(zāi)1.7萬起，亡260人，傷252人，與2021年相比，起數(shù)上升276%，亡人上升44.4%，傷人上升53.7%[5]。因此，建筑防火技術(shù)在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用至關(guān)重要。

1高層建筑火災(zāi)特點

1.1快速蔓延

據(jù)統(tǒng)計，高層建筑火災(zāi)發(fā)生后，火勢蔓延的速度通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于低層建筑。研究顯示，火災(zāi)在高層建筑中的蔓延速度平均每分鐘可達(dá)到3.2m以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般低層建筑的火勢蔓延速度。這種快速蔓延的原因主要包括高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、通風(fēng)良好、內(nèi)部空間大等因素。在火災(zāi)發(fā)生后，火勢往往會迅速沿著通風(fēng)道路向上蔓延，導(dǎo)致火災(zāi)擴(kuò)散速度加快，防火隔離的難度增加。

1.2疏散困難

與低層建筑相比，高層建筑內(nèi)部的疏散距離更長，通常只有有限數(shù)量的疏散通道[3]。研究數(shù)據(jù)顯示，高層建筑內(nèi)部的疏散距離通常超過低層建筑的2倍以上，且疏散通道數(shù)量有限，甚至存在單點故障的風(fēng)險。在火災(zāi)發(fā)生時，疏散通道可能會受到煙霧、火勢和人員擁堵等因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致疏散困難。研究表明，高層建筑火災(zāi)中，疏散時間往往較長，平均每層疏散時間可能超過5min以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了疏散的標(biāo)準(zhǔn)時間。

1.3人員密集

由于高層建筑的建筑密度通常較大，且容納著大量的居住者、辦公人員或者商業(yè)顧客，一旦火災(zāi)發(fā)生，可能導(dǎo)致大量人員集中在有限的空間內(nèi)，增加了火災(zāi)撲救和疏散的難度。據(jù)統(tǒng)計，高層建筑火災(zāi)中的人員密度通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低層建筑。研究顯示，高層建筑火災(zāi)中，每平方米的人員密度可能超過10人以上，甚至有時更高。這種高密度的人員聚集使得疏散通道更易堵塞，煙霧和火勢也更容易造成人員傷亡。

1.4撲救難度大

由于高層建筑通常具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和大規(guī)模的空間，火災(zāi)撲救面積較大，火勢蔓延速度快，因此撲救難度較低層建筑更大。研究數(shù)據(jù)顯示，高層建筑火災(zāi)中，消防隊員通常需要花費更長的時間才能到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，平均響應(yīng)時間可能超過15min以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了火災(zāi)發(fā)生后的最佳撲救時間。此外，由于高層建筑的結(jié)構(gòu)和高度限制了消防車輛和水源的接近，增加了火災(zāi)撲救的難度。同時，高層建筑火災(zāi)中常常存在著火災(zāi)現(xiàn)場可視性差、煙霧擴(kuò)散快、空氣稀薄等特殊環(huán)境條件，給火災(zāi)撲救帶來了額外的困難。

2建筑防火技術(shù)的應(yīng)用流程與方法

2.1火災(zāi)風(fēng)險評估

火災(zāi)風(fēng)險評估是通過系統(tǒng)地分析建筑的結(jié)構(gòu)、材料、使用性質(zhì)以及周圍環(huán)境等因素，評估火災(zāi)發(fā)生的可能性和對建筑造成的影響程度。這一過程通常包括以下4個步驟：（1）評估建筑的結(jié)構(gòu)類型、承載能力、火災(zāi)抗性等參數(shù)，以及建筑材料的防火性能，如耐火等級、燃燒性能等，可以初步確定建筑在火災(zāi)發(fā)生時的抵抗能力和蔓延速度，為后續(xù)防火措施的制定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；（2）根據(jù)建筑的功能和使用情況，評估建筑內(nèi)部的人員密度、疏散需求、火災(zāi)風(fēng)險等級等參數(shù)，確定火災(zāi)發(fā)生時可能受影響的人員數(shù)量和疏散路徑，可以有針對性地制訂火災(zāi)疏散計劃和人員疏散指引，提高火災(zāi)疏散的效率和安全性；（3）評估建筑周圍的環(huán)境條件，包括周邊建筑、交通道路、消防水源等情況，以及消防部門的響應(yīng)能力和撲救資源，確定火災(zāi)發(fā)生后的救援和撲救能力，為建筑防火設(shè)計和緊急應(yīng)對提供支持；（4）綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)、使用性質(zhì)、周圍環(huán)境和消防資源等因素，對火災(zāi)發(fā)生的可能性和影響程度進(jìn)行綜合評估，確定建筑的火災(zāi)風(fēng)險等級和防控重點，以此來明確建筑防火的優(yōu)先級和緊急程度，指導(dǎo)后續(xù)防火措施的制定和實施。

2.2設(shè)計階段的火災(zāi)模擬

火災(zāi)模擬通常采用計算機(jī)仿真軟件進(jìn)行，通過建立建筑的三維模型和火災(zāi)模型，模擬火災(zāi)發(fā)生后的火勢蔓延和煙氣擴(kuò)散情況[4]。在模擬過程中，可以考慮建筑結(jié)構(gòu)、材料、通風(fēng)情況、人員分布等因素，模擬火災(zāi)發(fā)生后的火勢蔓延路徑和煙氣擴(kuò)散路徑，并對可能存在的疏散障礙進(jìn)行分析和評估。通過設(shè)計階段的火災(zāi)模擬，可以得到建筑在不同火災(zāi)場景下的疏散時間、疏散通道的負(fù)載能力、煙氣濃度分布等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為設(shè)計階段的防火措施提供參考。例如：可以根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)化疏散通道的設(shè)置和布局，提高疏散通道的負(fù)載能力和疏散效率；也可以根據(jù)煙氣擴(kuò)散路徑確定合適的排煙系統(tǒng)設(shè)計，減少煙氣對人員逃生的影響。同時，設(shè)計階段的火災(zāi)模擬還可以用于評估不同防火措施的效果和優(yōu)劣。通過比較不同設(shè)計方案下的火災(zāi)模擬結(jié)果，可以選擇最優(yōu)方案并對其進(jìn)行優(yōu)化，以確保建筑在火災(zāi)發(fā)生時能夠最大程度地保護(hù)人員安全和財產(chǎn)安全。

2.3防火分區(qū)設(shè)計

防火分區(qū)設(shè)計旨在將建筑劃分為不同的區(qū)域或分區(qū)，在火災(zāi)發(fā)生時可以有效地控制火勢蔓延[5]。防火分區(qū)設(shè)計通常包括以下4個步驟。（1）根據(jù)建筑的功能和使用性質(zhì)，將其劃分為不同的區(qū)域，如住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、辦公區(qū)等，也可以根據(jù)火災(zāi)風(fēng)險劃分為不同的分區(qū)，如高風(fēng)險區(qū)、中風(fēng)險區(qū)、低風(fēng)險區(qū)等。（2）根據(jù)防火要求和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，確定各個分區(qū)的防火要求和限制條件，包括防火隔離墻的設(shè)置、防火門的配置、防火材料的選擇等。根據(jù)建筑的實際情況和火災(zāi)風(fēng)險分析，確定各個分區(qū)的防火等級和防火要求，確保防火分區(qū)設(shè)計符合法規(guī)要求和實際需要。（3）根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)和布局，結(jié)合防火要求和限制條件，制訂合理的防火分區(qū)設(shè)計方案?？紤]疏散通道的設(shè)置、防火隔離墻的布置、防火門的位置等因素，優(yōu)化防火分區(qū)設(shè)計，提高建筑的防火安全性和疏散效率。（4）通過火災(zāi)模擬和風(fēng)險評估等手段，對防火分區(qū)設(shè)計方案進(jìn)行全面評估，分析其在火災(zāi)發(fā)生時的實際效果和應(yīng)對能力。同時，對防火分區(qū)設(shè)計方案進(jìn)行專業(yè)審查，確保其符合法規(guī)要求和防火標(biāo)準(zhǔn)，提高建筑的整體防火安全水平。

2.4配備消防設(shè)施

消防設(shè)施的合理配置可以有效地提高建筑的火災(zāi)防護(hù)能力，加速火災(zāi)控制和撲救的速度[2]。配備消防設(shè)施的流程與方法主要包括以下4個方面。

（1）根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)、功能和使用性質(zhì)，確定消防設(shè)施的類型和數(shù)量。常見的消防設(shè)施包括火災(zāi)報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、疏散通道、防火門等。根據(jù)建筑的具體情況和法規(guī)要求，確定各個區(qū)域所需的消防設(shè)施類型和配置標(biāo)準(zhǔn)。（2）根據(jù)消防設(shè)施的功能和效果，合理布置消防設(shè)施，覆蓋建筑的各個重要區(qū)域和關(guān)鍵部位。例如：設(shè)置火災(zāi)報警器的位置應(yīng)覆蓋建筑的各個樓層和房間，確?；馂?zāi)發(fā)生時可以及時發(fā)現(xiàn)并報警。（3）根據(jù)設(shè)計方案和規(guī)范要求，進(jìn)行消防設(shè)施的安裝和調(diào)試工作，確保其正常運(yùn)行和有效使用。對于自動噴水滅火系統(tǒng)等涉及到水源和管道的設(shè)施，還需要進(jìn)行水壓測試和泄漏檢查，確保其在火災(zāi)發(fā)生時能夠及時投入使用。（4）建立健全的消防設(shè)施維護(hù)管理制度，定期對消防設(shè)施進(jìn)行檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，保證其長期穩(wěn)定運(yùn)行。同時，加強(qiáng)對消防設(shè)施的使用培訓(xùn)，提高建筑內(nèi)部人員對消防設(shè)施的認(rèn)識和操作技能，增強(qiáng)應(yīng)對火災(zāi)緊急情況的能力。

3建筑防火技術(shù)在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用要點

3.1材料選擇

合理選擇防火性能良好的建筑材料，可以有效降低火災(zāi)發(fā)生的概率和減緩火勢蔓延的速度，保障建筑的整體防火安全性。具體而言，應(yīng)優(yōu)先選擇符合防火標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料，如具有一定耐火等級的墻體材料、地板材料和裝飾材料等。例如：墻體材料應(yīng)選擇具有一定防火等級的防火板材或防火磚等，地板材料應(yīng)選擇防火性能良好的防火地板或防火涂料等。此外，對于高層建筑外墻材料的選擇也尤為重要，應(yīng)考慮其抗火性能、隔熱性能和裝飾性能等綜合因素，確保外墻材料具有較高的防火等級和良好的裝飾效果[6]。

3.2設(shè)計合理的疏散通道

疏散通道的設(shè)計應(yīng)考慮人員疏散的效率和安全性，以及火災(zāi)發(fā)生時的應(yīng)急情況。首先，疏散通道應(yīng)設(shè)置合理，覆蓋建筑的各個區(qū)域，并保證通道寬度和數(shù)量與建筑使用人數(shù)相匹配。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，通常要求每層建筑至少設(shè)置兩個疏散通道，通道寬度不應(yīng)小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，以確保在火災(zāi)發(fā)生時能夠迅速疏散人員。其次，疏散通道的設(shè)計應(yīng)考慮火災(zāi)時可能出現(xiàn)的煙霧和高溫情況，采取措施確保通道內(nèi)部的通風(fēng)和照明，提高人員疏散的舒適度和安全性。此外，還應(yīng)設(shè)置緊急照明和標(biāo)識，指示人員正確地疏散方向和逃生路徑[3]。

3.3定期維護(hù)檢查

根據(jù)相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，建筑的消防設(shè)施和防火系統(tǒng)通常需要進(jìn)行每年、每季度或每月的定期維護(hù)檢查，包括消防水源、自動噴水系統(tǒng)、火災(zāi)報警器、滅火器等設(shè)施的檢查和測試。定期維護(hù)檢查的內(nèi)容主要包括設(shè)備功能的檢測、系統(tǒng)性能的測試、設(shè)備狀態(tài)的記錄和維護(hù)保養(yǎng)的實施。通過定期維護(hù)檢查，可以及時發(fā)現(xiàn)和處理消防設(shè)施和防火系統(tǒng)中的問題和隱患，確保其能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行，保障建筑的整體防火安全性。此外，定期維護(hù)檢查還可以提高建筑管理人員和使用者的消防意識和應(yīng)急反應(yīng)能力，加強(qiáng)對火災(zāi)防范和應(yīng)對的重視程度，最大程度地減少火災(zāi)發(fā)生的可能性和火災(zāi)造成的損失。

4結(jié)語

建筑防火技術(shù)在高層建筑設(shè)計中起著至關(guān)重要的作用。通過火災(zāi)風(fēng)險評估、火災(zāi)模擬、防火分區(qū)設(shè)計等方法，可以有效降低高層建筑火災(zāi)風(fēng)險，保障人員生命財產(chǎn)安全。因此，在高層建筑設(shè)計過程中，應(yīng)充分重視建筑防火技術(shù)的應(yīng)用，確保建筑的安全性和可持續(xù)發(fā)展。

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