高層建筑消防安全管理與應(yīng)急疏散策略研究

引言

高層建筑作為現(xiàn)代城市的重要組成部分，其消防安全管理問題一直是城市安全管理的重點(diǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，高層建筑的消防安全面臨著更加復(fù)雜的挑戰(zhàn)。在此背景下，傳統(tǒng)的消防安全管理方法已不能完全滿足現(xiàn)代高層建筑安全管理需求，迫切需要創(chuàng)新方法，提升消防安全管理效率。2020年修訂的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》雖強(qiáng)化了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但在實(shí)際管理中仍存在執(zhí)行偏差與系統(tǒng)協(xié)同不足等問題[1]。本文基于建筑安全工程理論，結(jié)合消防安全管理實(shí)踐，系統(tǒng)分析高層建筑火災(zāi)風(fēng)險特征，提出涵蓋設(shè)計建造、日常運(yùn)維、應(yīng)急響應(yīng)全過程的綜合治理策略。研究重點(diǎn)探討疏散通道動態(tài)優(yōu)化、智能消防系統(tǒng)集成應(yīng)用等創(chuàng)新方法，旨在構(gòu)建科學(xué)、系統(tǒng)的消防安全管理體系。

一、高層建筑消防安全管理概述

（一）高層建筑消防安全現(xiàn)狀

當(dāng)前，高層建筑消防安全管理面臨諸多挑戰(zhàn)。隨著城市化進(jìn)程的加快，高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，給消防安全管理帶來了新的挑戰(zhàn)。在當(dāng)前的高層建筑消防安全管理體系中，普遍采用的是一種綜合性的管理模式，涵蓋了從設(shè)計、建設(shè)到使用各個階段。這種模式強(qiáng)調(diào)建筑物的消防安全設(shè)計，包括消防設(shè)施配備、建筑材料防火性能以及消防逃生路徑規(guī)劃等。建筑功能復(fù)合化趨勢導(dǎo)致火災(zāi)荷載顯著增加，商業(yè)綜合體內(nèi)部餐飲娛樂設(shè)施與辦公區(qū)域的混合布局，形成潛在風(fēng)險耦合。玻璃幕墻構(gòu)造雖滿足采光需求，但高溫狀態(tài)下的爆裂風(fēng)險可能形成垂直火勢蔓延通道。部分老舊高層建筑受制于歷史技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，存在防火分區(qū)劃分不合理、疏散通道被占用等結(jié)構(gòu)性缺陷。物業(yè)管理單位消防專業(yè)能力不足，導(dǎo)致設(shè)施維護(hù)存在盲區(qū)，自動噴淋系統(tǒng)故障、防煙樓梯間正壓送風(fēng)失效等問題時有發(fā)生。城市消防救援裝備的舉升高度與供水能力難以匹配超高層建筑發(fā)展速度，外部救援與內(nèi)部自救的協(xié)同機(jī)制亟待完善。

（二）高層建筑消防安全特點(diǎn)

高層建筑火災(zāi)呈現(xiàn)出區(qū)別于普通建筑的特殊性。豎向管井形成的煙囪效應(yīng)可導(dǎo)致火勢垂直擴(kuò)散速度達(dá)到水平方向的8倍一10倍，200米以上建筑火災(zāi)煙氣可在30秒內(nèi)蔓延至頂層。人員疏散面臨垂直距離長、逃生時間受限的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，百米以上建筑人員完全疏散通常超過1小時。建筑設(shè)備層電纜密集布置，易引發(fā)電氣火災(zāi)，高空強(qiáng)風(fēng)環(huán)境可能改變常規(guī)火勢蔓延規(guī)律[2]。玻璃幕墻單元墜落風(fēng)險與高空墜物形成立體化次生災(zāi)害威脅，智能建筑控制系統(tǒng)與消防設(shè)施的兼容性問題可能造成應(yīng)急響應(yīng)延遲。

二、高層建筑消防安全管理策略

（一）建筑設(shè)計階段的消防安全管理

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計中的消防考量

建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計需建立多層級防御體系。鋼筋混凝土核心筒應(yīng)設(shè)置雙向防火隔離帶，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須采用膨脹型防火涂料與混凝土包覆相結(jié)合的保護(hù)措施。避難層設(shè)置應(yīng)遵循垂直間隔不超過50米的原則，兼顧設(shè)備層功能整合與結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。電纜豎井每三層設(shè)置防火封堵，幕墻空腔實(shí)施水平防火分隔。防煙樓梯間前室采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)配置冗余風(fēng)機(jī)與備用電源。建筑平面布局應(yīng)確保任意點(diǎn)至最近安全出口距離不超過規(guī)范要求，剪刀樓梯設(shè)計需滿足雙向疏散需求[3]。

2.消防設(shè)施的配置與優(yōu)化

消防設(shè)施配置需形成立體化防控網(wǎng)絡(luò)。超高層建筑應(yīng)設(shè)置高區(qū)、低區(qū)雙路消防供水系統(tǒng)，中間水箱容積需滿足兩小時持續(xù)滅火需求?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)采用環(huán)形總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，探測器類型應(yīng)根據(jù)空間功能差異化配置。機(jī)械排煙系統(tǒng)應(yīng)與防火卷簾聯(lián)動控制，排煙口風(fēng)速需經(jīng)CFD模擬驗(yàn)證。廚房等特殊區(qū)域需設(shè)置專用氣體滅火裝置，數(shù)據(jù)機(jī)房應(yīng)采用惰性氣體滅火系統(tǒng)。消防電梯應(yīng)具備迫降功能與防水保護(hù)，轎廂內(nèi)設(shè)置獨(dú)立通信線路。

（二）日常使用中的消防安全管理

1.定期檢查與維護(hù)消防設(shè)施

消防設(shè)施維護(hù)管理應(yīng)建立全生命周期檔案。濕式報警閥組每月需進(jìn)行末端試水檢測，氣體滅火系統(tǒng)鋼瓶壓力每季度記錄核查。機(jī)械防排煙系統(tǒng)半年期進(jìn)行全負(fù)荷運(yùn)行測試，防火卷簾年度下降試驗(yàn)需覆蓋所有控制模式。消防水泵接合器明顯標(biāo)識并保持接口完好，建筑屋頂試驗(yàn)消火栓定期測試靜壓值。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，故障信息自動推送至管理平臺。維護(hù)記錄電子化存檔并關(guān)聯(lián)建筑信息模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)施狀態(tài)的可視化追蹤[4]

2.建立防火巡查制度

防火巡查體系應(yīng)覆蓋建筑全區(qū)域。中控室值班人員每小時通過視頻監(jiān)控核查重點(diǎn)部位，保安人員每日三次進(jìn)行現(xiàn)場巡查。餐飲場所營業(yè)結(jié)束后檢查燃?xì)忾y門關(guān)閉狀態(tài)，設(shè)備機(jī)房建立溫度異常預(yù)警機(jī)制。裝修施工區(qū)域?qū)嵤﹦踊鹱鳂I(yè)電子審批，臨時消防設(shè)施配置納入驗(yàn)收流程。防火門閉門器功能檢查列入月度計劃，常開式防火門電磁釋放裝置每日測試。巡查發(fā)現(xiàn)隱患通過移動終端實(shí)時上報，整改過程實(shí)行閉環(huán)管理。

（三）人員培訓(xùn)與演練

1.消防安全知識普及與培訓(xùn)

消防安全培訓(xùn)需構(gòu)建分層教育體系。新人職員工必須通過VR火災(zāi)模擬考核，租戶負(fù)責(zé)人每季度參加消防法規(guī)培訓(xùn)。微型消防站隊員每月開展專業(yè)技能集訓(xùn)，中控室操作人員持證上崗并定期復(fù)訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋初期火災(zāi)撲救技巧、防煙面罩正確佩戴方法及報警裝置操作流程。重點(diǎn)崗位人員需掌握建筑消防設(shè)施聯(lián)動原理，熟悉消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)手動啟動程序。培訓(xùn)效果通過情景模擬測試評估，將考核結(jié)果納人個人安全績效。

2.定期組織疏散演練

應(yīng)急疏散演練應(yīng)注重實(shí)戰(zhàn)效能。演練方案預(yù)設(shè)不同起火點(diǎn)位，測試人員疏散路徑選擇的合理性。殘疾人員疏散采用專用逃生設(shè)備，志愿者協(xié)助引導(dǎo)確保全員撤離。記錄各樓層疏散時間，分析瓶頸區(qū)域改進(jìn)方案。夜間演練檢驗(yàn)應(yīng)急照明系統(tǒng)的可靠性，消防廣播多語言播報測試信息傳達(dá)效果。演練后，召開總結(jié)會議，根據(jù)評估報告優(yōu)化應(yīng)急預(yù)案。通過年度綜合演練，協(xié)調(diào)外部救援力量，測試建筑消防系統(tǒng)與城市應(yīng)急指揮平臺的數(shù)據(jù)交互。

三、高層建筑應(yīng)急疏散策略

（一）應(yīng)急疏散預(yù)案的制定與實(shí)施

1.疏散預(yù)案的詳細(xì)內(nèi)容與要求

高層建筑應(yīng)急疏散預(yù)案的制定需要建筑管理單位聯(lián)合消防設(shè)計團(tuán)隊建立系統(tǒng)化的編制流程。預(yù)案編制應(yīng)以建筑信息模型為基礎(chǔ)，構(gòu)建包含結(jié)構(gòu)特征、功能分區(qū)、設(shè)備布局的三維數(shù)字化模型，模型中需標(biāo)注防火分區(qū)邊界線、疏散樓梯坐標(biāo)、避難層位置等關(guān)鍵空間要素。預(yù)案內(nèi)容應(yīng)區(qū)分工作日與節(jié)假日不同人員密度場景，針對餐飲區(qū)燃?xì)庑孤?、設(shè)備層電氣短路、幕墻空腔起火等典型火災(zāi)類型，制定差異化處置方案。建筑消防控制中心需明確火災(zāi)確認(rèn)后的標(biāo)準(zhǔn)操作程序，包括非消防電源切斷時序、防煙系統(tǒng)啟動優(yōu)先級、電梯迫降控制邏輯等技術(shù)細(xì)節(jié)[5]。

建立樓層責(zé)任人制度，明確各區(qū)域安全員在火災(zāi)初期的報警職責(zé)與中后期的疏散指揮權(quán)限。特殊群體疏散方案應(yīng)配置輪椅升降平臺操作指南，制定視障人員定向引導(dǎo)規(guī)程。預(yù)案附件需包含消防設(shè)施操作流程圖解，詳細(xì)標(biāo)注手動報警按鈕分布、消火栓箱開啟方法、防火卷簾手動下降裝置位置等實(shí)用信息。應(yīng)急物資管理系統(tǒng)應(yīng)建立電子化臺賬，實(shí)時更新防煙面具有效期、急救藥品庫存量、應(yīng)急照明燈具充電狀態(tài)等動態(tài)數(shù)據(jù)。建筑業(yè)態(tài)發(fā)生調(diào)整時，物業(yè)管理方應(yīng)在三個月內(nèi)完成預(yù)案修訂，需及時將新入駐商戶的火災(zāi)荷載數(shù)據(jù)納人風(fēng)險評估體系。

2.預(yù)案的演練與評估

實(shí)施高層建筑應(yīng)急演練，需建立多主體協(xié)同機(jī)制，整合物業(yè)管理部門、承租單位、消防救援機(jī)構(gòu)等多方資源。演練方案設(shè)計應(yīng)采用情景構(gòu)建技術(shù)，設(shè)置煙霧擴(kuò)散模擬、局部電力中斷、信號干擾等復(fù)雜條件，測試系統(tǒng)的可靠性。疏散效率評估需在主要疏散路徑安裝激光計數(shù)裝置，精確記錄各時段的人員通過量，計算樓梯間單位寬度通行效率。建筑設(shè)備系統(tǒng)測試需監(jiān)測排煙風(fēng)機(jī)啟動響應(yīng)時間，驗(yàn)證防火閥熔斷關(guān)閉動作與報警信號聯(lián)動的準(zhǔn)確性。人員行為觀察組應(yīng)配備移動記錄設(shè)備，重點(diǎn)采集驚慌性折返、錯誤工具使用、群體盲從等非理性行為數(shù)據(jù)。

聲學(xué)環(huán)境檢測需使用專業(yè)分貝儀，測定消防廣播語音清晰度指數(shù)，評估背景噪聲干擾下信息傳達(dá)的有效性。演練數(shù)據(jù)分析平臺應(yīng)整合建筑自動化系統(tǒng)日志、視頻監(jiān)控影像、人員定位軌跡等多源數(shù)據(jù)，運(yùn)用離散事件仿真技術(shù)重構(gòu)疏散過程。評估報告編制需包含設(shè)施故障統(tǒng)計表、疏散時間分布圖、行為模式分類矩陣等可視化分析工具，針對疏散瓶頸區(qū)域提出通道寬度調(diào)整、導(dǎo)向標(biāo)識增設(shè)、照明照度提升等具體改造建議。重大演練評估結(jié)果應(yīng)形成改進(jìn)任務(wù)清單，明確責(zé)任部門與整改時限，并作為下年度消防預(yù)算編制的依據(jù)。

（二）應(yīng)急疏散設(shè)施的優(yōu)化與布局

1.疏散樓梯與消防電梯的設(shè)置

高層建筑疏散樓梯系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循分級保障原則，核心筒疏散樓梯需滿足超高層建筑耐火極限要求，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并配置防火涂層保護(hù)。樓梯間前室加壓送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置風(fēng)速監(jiān)測裝置，確保門洞處風(fēng)速值持續(xù)高于臨界煙氣擴(kuò)散速度。踏步尺寸設(shè)計需符合人體運(yùn)動力學(xué)特征，臺階高度控制在15厘米一17厘米范圍，踏面寬度不小于28厘米，以保障下行的穩(wěn)定性。消防電梯動力系統(tǒng)需配置雙回路供電，井道圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用3小時耐火極限的混凝土墻體，層門縫隙安裝膨脹密封條防止煙氣滲透。電梯轎廂內(nèi)部應(yīng)設(shè)置獨(dú)立應(yīng)急照明與空氣呼吸裝置，控制面板增設(shè)消防員優(yōu)先操作按鍵。超高層建筑群組電梯需實(shí)施分區(qū)調(diào)度管理，火災(zāi)時自動鎖定非消防電梯并形成特定服務(wù)梯組。樓梯導(dǎo)向系統(tǒng)需在距地面85厘米處設(shè)置連續(xù)熒光條帶，轉(zhuǎn)角平臺安裝語音提示裝置，應(yīng)急物資箱內(nèi)置破拆工具與逃生緩降器。疏散通道轉(zhuǎn)折處需設(shè)置反光鏡面，擴(kuò)大視野范圍，樓梯間通風(fēng)百葉應(yīng)具備熔斷自閉功能。

2.避難層與逃生通道的規(guī)劃

避難層空間規(guī)劃需滿足人員安全待援的基本需求，結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載值應(yīng)按照每平方米6千牛標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算。通風(fēng)系統(tǒng)需配置兩級過濾裝置，初級過濾網(wǎng)攔截大顆粒污染物，高效微粒過濾器處理煙氣懸浮顆粒。應(yīng)急衛(wèi)生設(shè)施應(yīng)設(shè)置真空節(jié)水型廁所，配備免沖消毒設(shè)備與密閉式污物收集系統(tǒng)。逃生通道幾何設(shè)計需保持連續(xù)直線特征，通道寬度根據(jù)建筑人員容量計算確定，最小凈寬不低于1.4米。防火門啟閉裝置應(yīng)安裝電磁釋放器與順序閉門器，確?；馂?zāi)時按預(yù)設(shè)時序自動關(guān)閉形成防煙分區(qū)。導(dǎo)向標(biāo)識系統(tǒng)采用光電復(fù)合顯示技術(shù)，常規(guī)狀態(tài)下顯示綠色指引標(biāo)志，應(yīng)急狀態(tài)切換為紅色閃爍模式。

地面導(dǎo)流帶使用蓄光型陶瓷顆粒材料，光照停止后可持續(xù)發(fā)光30分鐘以上。智能監(jiān)控系統(tǒng)在通道關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置雙目客流統(tǒng)計相機(jī)，當(dāng)單位時間通過人數(shù)超過設(shè)計值時觸發(fā)分級預(yù)警。避難層物資儲備庫需建立溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，醫(yī)療急救箱內(nèi)置自動體外除顫器與止血包扎套裝，應(yīng)急通信設(shè)備配置衛(wèi)星電話與Mesh自組網(wǎng)對講機(jī)。建筑平面示意圖應(yīng)采用立體浮雕工藝制作，盲文標(biāo)注重要設(shè)施位置，滿足特殊群體信息獲取需求。

（三）應(yīng)急疏散中的科技應(yīng)用

1.智能化疏散指示系統(tǒng)的應(yīng)用

智能疏散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動態(tài)路徑規(guī)劃。物聯(lián)網(wǎng)終端實(shí)時采集火災(zāi)位置與蔓延方向，中央處理器計算最優(yōu)逃生路線。方向指示牌采用LED可變標(biāo)識，根據(jù)煙氣擴(kuò)散調(diào)整引導(dǎo)方向。人員密度傳感器監(jiān)測通道擁堵狀態(tài)，自動分流至備用路線。移動終端推送個性化逃生指南，AR導(dǎo)航輔助復(fù)雜環(huán)境定位。系統(tǒng)自檢功能每日測試線路連通性，蓄電池組滿足72小時續(xù)航需求。

2.消防廣播與通信系統(tǒng)的優(yōu)化

應(yīng)急通信系統(tǒng)構(gòu)建多重傳輸通道。數(shù)字廣播具備分層分區(qū)控制能力，優(yōu)先覆蓋火源相鄰區(qū)域。無線對講系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立頻段，中繼設(shè)備確保信號全覆蓋。電梯轎廂與避難層安裝可視對講裝置，支持多方視頻會商。消防控制室配置衛(wèi)星電話鏈路，保障極端情況下的指揮通信。系統(tǒng)每月進(jìn)行抗干擾測試，確保電磁兼容性符合標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語

高層建筑消防安全管理需要構(gòu)建全流程防控體系。從設(shè)計階段的防火分區(qū)規(guī)劃到運(yùn)維期的設(shè)施精細(xì)管理，從人員常態(tài)化培訓(xùn)到智能疏散系統(tǒng)應(yīng)用，每個環(huán)節(jié)都直接影響災(zāi)害防控效能。應(yīng)急疏散策略應(yīng)立足建筑空間特征，融合工程技術(shù)與管理手段，通過預(yù)案動態(tài)優(yōu)化與科技賦能提升逃生成功率。未來研究需關(guān)注超高層建筑消防救援無人機(jī)應(yīng)用、人員行為大數(shù)據(jù)分析等，持續(xù)完善城市建筑安全防護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

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