高层建筑工程安全设计分析

李睿 尹飞飞

摘要：为了满足城市居民居住的需要，高层建筑的数量逐渐增多，其地位也逐渐提高，在进行高层建筑设计之时最为重要的是应该考虑到安全，保证居民的生命健康安全。本文主要探讨了高层建筑之中安全设计。

关键词：高层建筑；安全设计；措施

中图分类号： TU972+.4 文献标识码： A

引言：

在经济迅猛发展的今天，为节约用地、满足城市规划要求，建筑工程中高层建筑所占的比例逐渐增大，但是高层建筑有其自身的特殊性，结构复杂、耗能大、人员多、内部装修可燃物多等，这就要求设计师在高层建筑的安全设计上要格外谨慎，将所有细微环节都考虑周全。高层建筑中安全设计上需注意的环节有很多，但是最为重要的就是消防安全，因此本文针对高层建筑的消防安全设计做分析。

1、高层建筑消防安全的现状和特点分析

结合高层建筑的特点，消防安全主要存在着以下几个方面不利因素。第一，因为高层建筑整体有大型化的特点，加之裙房的体积比较大，数量比较多给消防带来安全带来很多隐患。第二，高层建筑内往往人员的密度比较高且流动性比较大，这在消防疏散的时候很容易出现拥挤甚至踩踏的事件发生。另外高层建筑由于竖井和管道比较多，这不利于消防人员对于火势的控制，火势的蔓延速度将会特别快。第三，高层扑救时候供水和排烟都非常的困难，这不利于地面展开消防行动，其扑救的难度相比较底层家主困难也会非常多。

2、高层建筑的设计原理

2.1、高层建筑在设计时，要考虑到五种主要尺度，一是高层建筑的城市尺度，高层建筑的体量巨大，对高度的要求也很高，因而高层建筑成为城市的重要景点，从对城市整体影响的角度来看，高层建筑尺度的确定应与整个城市的尺度相一致，高层建筑尺度不能脱离城市，应与城市相互协调，建筑与城市融为一体，形成良好的天际线，有利于城市景观的布局，高层建筑也直接影响到市内居民的生活与视觉观赏，另外高层建筑的位置、高度的确定，也应充分的考虑该城市尺度，不当的尺度会对城市产生不良的影响；二是高层建筑的整体尺度包括裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系，整体尺度要给人以舒服的感觉，整体尺度讲求的是均衡理论，强调整体尺度均衡的重要性，各部分尺度比例要相互协调，各部分细部尺度应有层次性；三是街道尺度要保持街道空间及视觉的连续性；四是近人尺度，就是指高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉；五是细部尺度，也就是材料的质感，质感给人以视觉和触摸的感觉，在设计过程中，要充分运用不同材料的质感，给人以视觉上优美的感觉。

2.2、高层建筑外部尺度的设计原则。一是高层建筑与城市环境的尺度要统一的原则；二是同一高层建筑形象中，尺度要有序。在进行高层建筑设计时，要考虑建筑的五种尺度，在设计中要遵守尺度的统一性；三是高层建筑形象在尺度上要有可识别性。

3、高层建筑安全疏散的现状分析

高层建筑的疏散问题是确保高层建筑内人员安全的重要问题，在实践中主要有以下几个问题值得关注。首先，由于人员素质的差异，在面对火灾发生的时候，很容易出现拥挤以及混乱的情况发生，加大了因为疏散而导致的意外伤亡。另外很多高层建筑的开发商，为了获取利益的最大化，往往在疏散口额数量以及距离方面都难以达到要求，走到以及楼梯口的面积也不符合设计的要求。最后对于高层建筑的消防设施以及管理的力度往往不够，安全门经常会被上锁，控制中心的使用也往往不被重视，现代化的消防设施系统很难发挥应有的作用。

4、高层建筑的消防隐患

诸多高层火灾案例给了我们这样一条警训，高层建筑一旦失火，必将造成严重的人员伤亡和经济损失，可见高层建筑的火宅危险性有多大，高层建筑的消防安全设计有多么的重要。  4.1、高层建筑的管道、排风道、楼梯间、仓储间等地存放大量的可燃物，如果防火设计和消防设计的不科学、不到位，一旦有火灾发生，这些可燃物就成了助燃物质，而高层建筑由于具有较高的高度，其所处位置风速也较大，仅这两点就可导致火势迅速蔓延开来，增加了扑救的难度。据资料显示，建筑物越高，风速越大。风速增大，火势的蔓延扩大速度也相应增加；

4.2、高层建筑的特点是高度较高，平面结构较复杂。高度较高就使得发生火宅时，疏散存在很大的困难，原因是疏散距离太长、疏散时人员又容易出现拥挤，这些直接导致的后果就是增加了将人员疏散到地面安全地带的时间，延误有效抢救时间。另外，发生火灾时，由于火势、烟和人们固有思想的作用，人们都习惯奔向楼梯间逃生，而高层建筑的平面结构都比较复杂，在这种混乱的場面下，更是难以找到楼梯间所在，使得楼道中人员拥挤，更加重了疏散的难度。

4.3、受消防灭火设施的限制，当高层建筑发生火灾时，消防队使用的灭火设施很难够到建筑的起火高度，高层建筑的火灾扑救主要是依靠建筑物内消防给水设施，当火势快速蔓延，形成大面积火灾时，由于受到各种条件的限制，室内消防已力不从心，而消防员又难以利用消防设施从外部对建筑物的火势加以控制，只能是使用消防车向室内消防给水设施补水，这就延误了扑救时间，是火势进一步的蔓延，造成火灾扑救工作更加困难； 4.4、高层建筑的很多功能都是依靠复杂的电子设备来完成的，这些电子设备由于用电的特点，使其存在很多起火源，如若管理不当，大大增加了发生火灾的概率，并且发生火宅后，极易引发关联灾难，后果不堪设想。

5、高层建筑安全疏散设计解决方法探析

5.1、缩短疏散时间

高层建筑应该设置必要的火灾的探测系统和相关的报警系统以及及时通讯系统等。应该保证在每个楼层都有扬声器，以确保在广播的声音能被没个人听到。同时也要加强对消防管理人员的培训，提升消防人员的责任感，定时的对消防设施进行保养。同时也要健全相应的消防管理的制度，并且要对制度的执行进行必要的检查。

5.2、合理进行建筑布局

在进行高层建筑进行设计的时候要合理的进行建筑的布局，建筑的布局要尽力的简洁，疏散的线路要尽可能的做好科学合适。对于高层建筑内所安排的各种设施则应该符合《高层民用建筑防火设计规范》的一些规定，对于楼梯以及安全出口和疏散通道的设计都需要符合安全设计的相关规定，这样才能有效的缩短人员疏散的时间，以确保人员的安全。

5.3、延长危险到来的时间

为了最大限度的延长危险所到来的时间。就应该设计合理的防火的分区，以此来限制火灾可能蔓延的一些区域。在高层建筑内应该设置必要的自动灭火系统，这是应对火灾发生初期非常必要的手段。另外还需要设置相应的制动排烟的设施，以此来限制烟气的扩散，以确保逃生疏散的通道可以顺畅的使用。另外应该加大在高层建筑中使用现代化的手段来进行安全的控制，将多种消防装置进行集中控制，从而确保可以及时的发现和控制火情。

5.4、设置诱导系统

一般对于听觉的诱导系统为广播诱导和口头诱导。对于视觉的诱导则是疏散诱导标志和事故照明等。在高层建筑中应该设置想象的诱导系统，同时要制定好不同的应急预案。并且需要定期或不定期的进行消防的演练，同时也要进行必要的防火防灾的宣传，让高层建筑的居民了解到基本的加强安全以及危险逃生的基本常识，以防出现危险而不知如何应对，出现更大的伤亡。

5.5、结构上避免单一结构

应该尽量采用混合结构；从防火性能的角度出发，高层建筑的结构采用混合结构优于全钢结构，因为在高温下，全钢结构受热后，很快会出现塑性变形，从而降低结构的承载能力。有数据显示当温度超过一千摄氏度时，全钢结构的强度呈几何级数骤降，建筑的强度降低，将加快建筑物坍塌的速度，美国被炸的世贸大厦就是采用的全钢结构，这是直接导致其被撞后不到一小时就轰然倒塌的重要原因； 5.6、选址多方面考虑