高層建筑防火分隔關(guān)鍵技術(shù)研究

摘要：高層建筑因人員密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及火災(zāi)蔓延迅速等特點(diǎn)，對(duì)防火分隔設(shè)計(jì)提出了更高要求。圍繞高層建筑防火分隔的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，分析了防火分隔的基本原則，包括其概念、規(guī)范要求及設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，從水平防火分隔、垂直防火分隔、防火材料與構(gòu)造、機(jī)電系統(tǒng)防火分隔等方面探討了核心技術(shù)要點(diǎn)，以期為高層建筑防火分隔設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；防火分割；關(guān)鍵技術(shù)

高層建筑因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、人員密集、火災(zāi)蔓延迅速等特點(diǎn)，防火分隔成為遏制火勢(shì)擴(kuò)散、保障人員疏散和消防救援的關(guān)鍵措施。然而，傳統(tǒng)防火分隔設(shè)計(jì)在耐火材料適應(yīng)性、豎向火災(zāi)傳播控制、機(jī)電系統(tǒng)防火隔斷等方面仍面臨挑戰(zhàn)。近年來(lái)，BIM技術(shù)、智能化火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及新型防火材料的應(yīng)用，為防火分隔設(shè)計(jì)提供了更高效的解決方案。但如何結(jié)合建筑功能需求優(yōu)化防火分隔策略，仍是當(dāng)前研究的重要方向。本文將探討高層建筑防火分隔的關(guān)鍵技術(shù)，包括水平與垂直防火分隔、防火材料與構(gòu)造、機(jī)電系統(tǒng)防火等，并分析其實(shí)施與管理措施，提出優(yōu)化策略，以提升高層建筑的消防安全水平。

1 高層建筑防火分隔概述

1.1" 防火分隔的概念與作用

防火分隔是指在建筑內(nèi)部通過(guò)耐火構(gòu)件或防火設(shè)施，將建筑內(nèi)部劃分為相對(duì)獨(dú)立的防火單元，以限制火勢(shì)和煙氣的蔓延，保障人員安全疏散，并為消防救援爭(zhēng)取時(shí)間。在高層建筑中，防火分隔主要通過(guò)防火墻、防火隔墻、防火門窗、防火卷簾、樓板及封堵措施實(shí)現(xiàn)。其核心作用在于有效阻止火勢(shì)在建筑水平或豎向方向上的擴(kuò)散，降低火災(zāi)對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)的威脅，同時(shí)確保消防救援的順利開展。

1.2" 現(xiàn)行建筑防火規(guī)范對(duì)防火分隔的要求

現(xiàn)行建筑防火規(guī)范對(duì)高層建筑的防火分隔提出了明確要求，涵蓋防火分區(qū)劃分、構(gòu)件耐火極限、樓梯間及電梯井封閉措施等方面[1]。根據(jù)《建筑防火通用規(guī)范》的要求，高層建筑應(yīng)合理劃分防火分區(qū)，防火墻耐火極限應(yīng)不低于3.00h，樓板不低于1.50h，防火門應(yīng)滿足相應(yīng)的耐火等級(jí)。此外，針對(duì)不同類型的高層建筑，如住宅、商業(yè)綜合體和超高層建筑，還規(guī)定了不同的防火分隔措施，以適應(yīng)建筑功能和使用需求，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和人員安全。

1.3" 高層建筑火災(zāi)特性與防火分隔設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

高層建筑火災(zāi)具有燃燒猛烈、煙氣擴(kuò)散快、豎向蔓延嚴(yán)重、人員疏散困難等特性，這些因素給防火分隔設(shè)計(jì)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。首先，建筑內(nèi)部功能區(qū)復(fù)雜，不同區(qū)域的防火需求差異較大，要求防火分隔設(shè)計(jì)兼顧安全性和實(shí)用性。其次，建筑幕墻、豎向管井、電纜橋架等部位易成為火勢(shì)蔓延通道，需要采取特殊的封堵和防火措施。最后，部分高層建筑采用開放式布局和大空間設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)防火分隔手段難以完全適應(yīng)，如何在保證建筑美觀性和實(shí)用性的同時(shí)提高防火分隔效果，是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

2 高層建筑防火分隔設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

2.1nbsp; 關(guān)鍵部位分隔技術(shù)

樓板是高層建筑水平防火分隔的核心構(gòu)件，其耐火極限直接影響火災(zāi)在不同樓層之間的蔓延速度。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，高層建筑樓板的耐火極限不應(yīng)低于1.50h，如避難層等關(guān)鍵部位應(yīng)達(dá)到2.00h。為提高樓板的耐火性能，通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并在樓板表面增加耐火涂層或鋪設(shè)防火板材。此外，為防止火災(zāi)通過(guò)樓板縫隙、管線孔洞等部位蔓延，需采用防火封堵材料進(jìn)行密封，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)建筑內(nèi)部機(jī)電管線的耐火保護(hù)。

樓梯間和電梯井是高層建筑內(nèi)部的主要垂直通道，一旦發(fā)生火災(zāi)，煙氣極易沿這些通道迅速擴(kuò)散，影響人員疏散和消防救援。因此，高層建筑必須設(shè)置封閉樓梯間或防煙樓梯間，并配備耐火極限不低于1.00h的防火門，以阻隔煙火蔓延。同時(shí)，電梯井需采取防火封閉措施，如在井道內(nèi)安裝防火擋煙垂壁，并在電梯前室設(shè)置正壓送風(fēng)系統(tǒng)，以形成安全的避難空間。此外，消防電梯需采用獨(dú)立井道，并與其他電梯井分隔，以確?；馂?zāi)時(shí)仍能正常運(yùn)行，服務(wù)于救援工作。

建筑幕墻和外墻是高層建筑火災(zāi)傳播的重要路徑，尤其是當(dāng)火勢(shì)突破窗戶或幕墻縫隙后，極易沿外立面快速蔓延[2]。因此，高層建筑幕墻應(yīng)設(shè)置水平和豎向防火分隔措施，如在樓層之間安裝防火隔板，確保幕墻與樓板之間的縫隙封堵嚴(yán)密，同時(shí)采用具有耐火性能的密封材料。此外，為減少外墻火災(zāi)的擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)選用不燃或難燃材料作為外墻裝飾和保溫層，并嚴(yán)格控制建筑外立面可燃物的使用。對(duì)于開窗比例較大的建筑，應(yīng)在窗口上方設(shè)置防火挑檐或安裝防火窗，以阻止火焰直接傳播至上層，提高整體防火安全性。

2.2" 垂直防火分隔技術(shù)

垂直防火分隔是高層建筑防火設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，主要通過(guò)設(shè)置防火隔墻、安裝防火門窗、管道井封堵及防火卷簾等措施，防止火勢(shì)沿建筑豎向蔓延。防火隔墻通常采用耐火極限不低于2.00h的防火材料，如鋼筋混凝土墻、輕質(zhì)防火隔板等，以有效分隔不同防火分區(qū)。防火門窗的應(yīng)用同樣關(guān)鍵，例如，疏散通道和重要設(shè)備間需安裝防火門，其耐火極限一般不低于1.00h，同時(shí)配備閉門器和密封條，以阻止煙氣擴(kuò)散。

豎向管道井、設(shè)備井等豎向通道是火災(zāi)擴(kuò)散的主要隱患區(qū)域，必須進(jìn)行有效的防火封堵。通常采用防火封堵材料，如防火泥、防火板、防火涂料等，對(duì)穿越樓層的電纜、風(fēng)管、給排水管等進(jìn)行密封，以防止火焰和煙氣沿縫隙傳播。此外，建筑內(nèi)部需合理設(shè)置防火分區(qū)，并在相應(yīng)位置安裝防火卷簾系統(tǒng)，以滿足防火分隔和人員疏散的需求。例如，在大型商業(yè)綜合體、地下空間等場(chǎng)所，可通過(guò)自動(dòng)防火卷簾實(shí)現(xiàn)可變防火分區(qū)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速形成封閉隔離，提高建筑整體防火安全性。

2.3" 防火材料選擇

防火材料的合理選擇是提升結(jié)構(gòu)耐火性能的關(guān)鍵前提。例如，鋼筋混凝土因其良好的耐火性，廣泛應(yīng)用于承重結(jié)構(gòu)和防火分隔構(gòu)件，而耐火磚、加氣混凝土、防火玻璃等材料則適用于防火墻、防火門窗及樓板。對(duì)于建筑飾面和保溫層，建議選用不燃或難燃材料，如巖棉、玻璃棉等無(wú)機(jī)材料，能有效減少火災(zāi)發(fā)生和蔓延的風(fēng)險(xiǎn)。此外，隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，新型復(fù)合防火材料不斷涌現(xiàn)，如硅酸鹽防火板、高強(qiáng)度耐火涂層混凝土等，也在現(xiàn)代建筑防火分隔中得到了廣泛應(yīng)用，提高了整體防火安全性。

3 高層建筑防火分隔的施工與管理

3.1" 防火分隔施工

施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和相關(guān)防火規(guī)范進(jìn)行施工，確保防火隔墻、防火門窗以及防火封堵材料的安裝符合標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的防火涂層施工，需要嚴(yán)格控制涂層的厚度和均勻性，避免出現(xiàn)漏涂、流墜等現(xiàn)象，確保其耐火性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。施工期間應(yīng)定期檢查施工現(xiàn)場(chǎng)的防火設(shè)施，確保所有防火分隔構(gòu)件的施工質(zhì)量與設(shè)計(jì)一致，避免因施工不當(dāng)導(dǎo)致防火隔離失效。

建筑各項(xiàng)機(jī)電系統(tǒng)的安裝也應(yīng)同步進(jìn)行防火控制。例如，電纜穿越防火墻時(shí)，需按要求設(shè)置防火封堵材料，能有效阻止火焰和煙氣的蔓延。施工單位應(yīng)定期組織專項(xiàng)檢查，確保所有管道、設(shè)備及電氣設(shè)施的防火分隔措施得以落實(shí)，對(duì)于不符合要求的部位，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整改。

3.2" 防火分隔設(shè)施的管理

高層建筑投入使用后，防火分隔設(shè)施的定期維護(hù)和檢測(cè)是保障建筑防火安全的基礎(chǔ)[3]。防火分隔設(shè)施，如防火門、防火窗、防火墻等，應(yīng)制定詳細(xì)的檢查計(jì)劃，定期對(duì)這些設(shè)施進(jìn)行全面檢查。對(duì)于防火門，要重點(diǎn)檢查其開啟狀況，確保門體無(wú)變形、關(guān)閉嚴(yán)密。此外，建筑內(nèi)的防火隔斷和封堵系統(tǒng)應(yīng)仔細(xì)檢查，確保無(wú)松動(dòng)或破損，封堵材料沒有老化或脫落。

隨著建筑使用年限的增加，防火分隔設(shè)施的性能會(huì)逐漸下降，因此定期的檢測(cè)非常重要。檢測(cè)可以采用紅外成像、氣密性測(cè)試等手段，確保防火系統(tǒng)各項(xiàng)性能符合要求。對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)和更換，確保防火分隔設(shè)施始終處于最佳狀態(tài)，防止因設(shè)備故障或老化導(dǎo)致防火安全隱患。

在高層建筑的防火分隔管理過(guò)程中，常見問(wèn)題包括防火分隔設(shè)施的老化、損壞以及維護(hù)不及時(shí)等，導(dǎo)致防火系統(tǒng)未能在火災(zāi)中發(fā)揮應(yīng)有作用。部分建筑在竣工后，防火門和隔墻可能會(huì)因裝修或其他原因被擅自拆除或改動(dòng)，造成防火隔離失效。此外，由于部分建筑管理方忽視了防火分隔設(shè)施的定期檢查和維護(hù)，致使隱患未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響了建筑的整體防火安全。

4 高層建筑防火分隔技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1" 智能化防火分隔技術(shù)

智能化防火分隔技術(shù)的應(yīng)用是高層建筑防火領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的進(jìn)步，智能感知系統(tǒng)已經(jīng)開始在防火分隔技術(shù)中發(fā)揮重要作用。這些系統(tǒng)通過(guò)安裝傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)部的溫度、煙霧濃度和火災(zāi)發(fā)生的初期跡象，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能夠自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)并啟動(dòng)相關(guān)防火設(shè)備，如自動(dòng)關(guān)閉防火門、防火卷簾等，從而在初期階段有效遏制火災(zāi)蔓延。智能化防火系統(tǒng)還可以與建筑的消防控制系統(tǒng)相連，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和火災(zāi)情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)建筑物防火管理的全方位監(jiān)控與控制。

4.2" 綠色防火建材的應(yīng)用與推廣

隨著環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念的日益普及，綠色防火建材的應(yīng)用成為高層建筑防火分隔技術(shù)的重要發(fā)展方向。綠色防火材料不僅具備良好的防火性能，而且在生產(chǎn)和使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響較小。例如，采用無(wú)機(jī)材料如硅酸鈣板、玻璃纖維防火板等，不僅能夠有效阻止火災(zāi)蔓延，還能夠減少有害氣體的排放，符合綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

高層建筑防火分隔設(shè)計(jì)技術(shù)在保障建筑安全中起著至關(guān)重要的作用。隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，高層建筑數(shù)量不斷增加，火災(zāi)防控面臨的挑戰(zhàn)也日益復(fù)雜。本文探討了防火分隔的基本原則、關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)施管理和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，指出了當(dāng)前技術(shù)的突破與未來(lái)的發(fā)展方向。智能化、綠色建材、BIM技術(shù)的結(jié)合以及新型防火分隔體系的創(chuàng)新，顯著提升了防火分隔的效率與安全性。盡管如此，防火分隔設(shè)計(jì)仍面臨設(shè)施維護(hù)、機(jī)電系統(tǒng)安全等問(wèn)題，未來(lái)需要進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)和提升管理水平。

參考文獻(xiàn)

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[3]馬益.探究建筑消防工程中防火分隔施工技術(shù)[J].消防界（電子版），2024，10（9）：48-50.