试论超高层建筑防火设计问题

许建民

摘 要：随着经济的不断发展，在我国各大城市相继出现了越来越多的高层建筑，高层建筑不但能够节约土地资源，而且有很好的采光度和视野，是很多居民的主要选择之一，这是时代发展的特征。但是高层建筑一旦遇到火灾就更容易出现逃脱困难，灭火困难的问题。可见，超高层建筑的防火安全设计相对于普通楼房较复杂。本文介绍了超高层建筑的火灾危险性，提出超高层建筑防火设计方法。

关键词：超高层建筑；防火设计；问题探讨

引言

随着经济的不断发展，科学技术也在不断进步，这带动了超高层建筑的崛起。值得一提的就是，150米以上的建筑本身的火灾发生系数比较大，这就对这种建筑的防火系统要求更加严格，设计更加先进。防御火灾目的就是保证人们的人身安全，而对于超高层建筑来讲，它本身就存在一定的危险系数，再加上防火设计的高层要求，那对于超高层建筑的设计就更加严格。

1超高层建筑的火灾危险性

1.1火灾来源多

火灾来源不仅指火源数量多，种类也很多。在超高层建筑中，人员数量肯定是很多的，这就使得火源数量增多。再有，在超高层建筑中，电器设备的使用种类较多，量大，这就使得火灾发生的概率增加，例如电线的漏电现象，车库漏油现象，吸烟引火现象等等，这些火源数量上的增多，也会相应增大火灾发生的概率。

1.2竖向管井较多，易形成烟囱效应

超高层建筑内部的陈设和装修材料大多是可燃、易燃物品，一旦发生火灾，容易沿着楼梯间、电梯井、管道井、电缆井、排气道、垃圾道等各类竖向管井蔓延。而这些竖向管井就像一座座高耸的烟囱，容易形成烟囱效应，烟火流动速度快，加上高楼受气压和风速的影响，“风助火势，火借风威”，使火势更加猛烈，蔓延更加迅速。

1.3人员疏散困难，容易造成重大伤亡

40层以上超高层建筑着火时，要使人员迅速疏散到地面或避难空间十分困难。由于垂直疏散距离长，疏散时间也要长许多。据消防部门测试，一名消防战士从40层150m的位置下到第一层用了十几分钟；如果是建筑内普通人员或是老人、小孩、残障人员，需要的疏散时间就会更长。而烟气的垂直流动速度为2～4 m/s，在垂直方向1min可蔓延几十层。可见，人员疏散速度比烟气流动速度要慢100多倍，而且人的疏散方向与烟火蔓延方向相反，进一步增加了人员疏散的艰难和危险性。

1.4装备要求高，灭火救援难度大

超高层建筑与普通建筑相比，火灾扑救难度相对较大。从国内现有的超高层建筑来看，建筑外墙大多采用玻璃幕墙，破碎后极易造成地面人员伤亡，破坏地面的消防车辆及供水器材，加上外墙采用固定窗，消防人员难以接近起火点，无法从外部进行射水灭火，影响灭火救援。再者，消防装备远远无法满足建筑快速发展的需要，目前消防登高车的最大救援高度约为100m，消防车供水的有效射程也不超过150m，很多城市没有配备消防直升机。因此，超过150m的楼层无法通过消防车实施人员营救，扑灭高层建筑火灾主要依靠建筑内部自身的消防设施来保障。

1.5超高层建筑火灾持续时间长

由于超高层建筑内部材料较多，各种结构也较复杂，所以如果遇到火灾情况，就更会增加火灾时间，甚至会出现二次燃烧。另外，由于楼体结构大都是由钢筋混凝土构成，这样的材料在高温灼烧之下会出现变形，其承受能力减弱，就会出现楼体坍塌，再加之楼体很多材料都是板材和塑料，这样就加剧了燃烧的速度和火势，各种因素加在一起，就导致火灾持续时间更长，救援更困难，人民群众的生命更加危险。所以十分有必要对超高层建筑进行防火保护。

2超高层建筑防火设计方法

2.1合理设计高层建筑的防火间距

为了更好的防止超高层火灾的发生，需要在各个方面都做足功课。比如，在超高楼层设计规划之初，就需要将防火通道设计入内，并通过模拟火灾逃生状况对设计内容进行反馈和修改，以保证之后超高层建筑的安全使用。为了防止火势蔓延，超高层建筑间的距离一定要符合国际标准，不能因为利益诱惑而违背规定。比如，应该在面积较大的公共空间安装防火卷帘，以供给火灾发生时群众进行躲避，对防火卷帘门的材料也需要选用非常高级的防火材料，必须有符合国家标准的耐火系数，另外在楼体防火墙内不建议增设门窗，因为一旦火势来临，烟雾就会随着防火墙进入保护区，这就又给公众的逃生带来了很多阻碍。

2.2疏散安全保障

首先，是设计消防电梯，在发生火灾时消防电梯用来运送消防人员、消防器材和抢救伤员。因为发生火灾时为保障消防人员安全，必须切断电源，平时使用的工作电梯全部停止运转，只有靠消防电梯才能及时进行扑救活动。同时在设计时还可置安全辅助设施如疏散阳台，高空救生缓降器等。其次，是避难层的设置，超高层建筑必须设置避难层，每 15 层就得有一个避难层，当火灾发生时，低层避难层的人如果不能及时疏散，可以依靠消防车疏散，避难层的设置除了要考虑到设置规范，还要充分考虑到超高层建筑的现有状况，以及消防设备的限制，根据环境特点，设置相应的避难层，如果发生火灾，消防车完全可以第一时间到达避难层实施营救。最后，超高层建筑的“烟筒效应”是很难克服的，但在建筑设计上，要尽可能将这种风险降到最低。超高层建筑的疏散问题必须提高重视，这样可以大大降低人员伤亡，在建立疏散层之外，还应设置足够宽度的楼梯，目前，很多学者已将目光转移到如何利用已有设备进行火灾人员疏散问题上了，电梯的作用也是很大的，可以大大提高疏散效率，但电梯的性能必须充分保证。

2.3划分防火分区

防火分区是指建筑内部通过各种防火设备将空间分隔开来，每一个空间都是由防火材料包围而成，这样在火灾发生时，可以有效的防止火势的蔓延。防火分区是有防火、耐火的分隔材料分隔而成，防火墙在其中也充当了重要的角色，而且防火分区的设置与划分也要根据建筑的类型、特点设定。不同建筑功能的防火分区均有具体要求，要根据建筑本身的特性而定。防火区域的划分不但能有效防止火灾的发生，更重要的是，在火灾发生时，能有效控制火势，有利于更好的进行火灾营救。

2.4设备设置齐全

火灾设置系统的全面设置，一定不能离开设备方面的支撑。一个完善的防火系统一定要包含自动报警系统和自动喷淋系统两大部分，其中自动报警系统主要是指探测器、区域报警器和集中报警器三部分，在此之外还可以设置其他功能的报警系统，这样有利于当火灾发生时，能及时与外界联系，及时借助外界的力量将火灾消除。自动喷淋是指超高层建筑自救的一种方法，是自防自救的一种手段，例如在很多地区，大部分超高层建筑都是用了玻璃分隔材料，这不仅仅是防火系统建设的需要，在外观上来看，也是非常美观的，在分隔空间的两侧，大都有自动喷头，避免火灾发生时，不能自营自救。

结语

综上所述，超高层建筑的火灾危险性不容乐观，从分析超高层建筑的火灾特点入手，注重源头设计，杜绝先天性火灾隐患。超高层建筑防火设计在满足规范要求的前提下，更应该根据建筑的实际情况和当地消防装备的实际水平，在防火分区、安全疏散等方面进行合理的个性化设计。

参考文献

[1]胡成.超高层建筑火灾人员疏散动态诱导系统[J].安全.2014（02）.

[2]张梅红，赵建平.超高层建筑防火设计问题探讨[J].建筑防火设计，2010，29（3）.

[3]赵富国.浅谈高层建筑防火系統[J].中国新技术新产品，2012，29（13）.

[4]岳明辉.高层建筑逃生装置[J].现代职业安全.2011（03）.

[5]宋文华，伍东，张玉福.高层建筑火灾初期利用电梯进行人员疏散的可行性探讨[J].中国安全科学学报，2008，18（9）：67-72.