超高层建筑防火设计问题探讨

张晓亮

【摘要】随着城市化进程的加快，超高层建筑如雨后春笋越来越多，在节约土地资源、美好城市的同时，也面临一定的安全问题。超高层建筑的防火安全一直受到密切关注，一旦发生火灾会造成极其严重的损失，如何做好防火设计，针对超高层建筑的特点确保防火安全，成为超高层建筑设计的重要内容。

【关键词】超高层建筑;防火设计;防火材料

超高层建筑高度超过100米，如果按照常规建筑防火设计方式，无法保证建筑防火的安全性和可靠性，难以确保救援工作效果。因此，需要针对超高层建筑的特点和防火设计不利因素，在防火设计上下功夫，提升防火设计水平。

1、超高层建筑防火的不利因素

第一，超高层建筑楼层多，电梯运输距离长，载人数量多，当发生火灾时，很难快速疏散人群到安全区域，而且火势和烟雾蔓延会进一步降低疏散效率。因此，如何快速疏散建筑内人群，提供有效的逃生和自救途径，是防火设计必须考虑的重要问题。

第二，超高层建筑设计中需要考虑多方面的问题，比如防震、抗强风、防火等问题，这要求建筑结构拥有很好的防火防压性能。虽然建筑内配备必要的灭火设备，但可能出现设备无法发挥作用，或居民不会使用消防设备，而且由于楼层过高、结构复杂，不利于登高车等救援设施发挥作用，扑火救援工作难度很大。

第三，超高层建筑的火灾蔓延方式和其他类型建筑存在很大差异，火灾蔓延速度很快。如果建筑内部没有设置有效防火分区，会使火灾在水平方向蔓延。而由于电梯、垃圾竖井、楼梯等的存在，火灾会通过以上途径实现竖井蔓延，快速蔓延到整个建筑的全部楼层。此外，空调系统管道也会成为火灾蔓延的路径，导致起火点更多、火势更大。

2、超高层建筑防火设计的对策

正由于超高层建筑自身的特殊性，在防火设计方面需要特别加以强调和针对，并结合消防资源不足的情况，在防火设计上花心思，采取切实可行的措施，保障防火安全。

2.1 做好整体布局

在超高层建筑规划设计阶段，需要做好整体布局，加强与城市规划方面的沟通交流，建设高防火性能的建筑群。如果缺乏整体规划，导致超高层建筑之间距离过近，可能在发生火灾时影响到其他建筑物。整体布局工作不仅要合理规划建筑群，还要按标准设置消防车通道和消防设施设备，确保消防通道畅通无阻。要考虑消防车扑火的工作条件，为扑火救援工作提供适合的场地、设施和设备等条件。

2.2 做好耐火设计

在超高层建筑的建材选用上，要优先选用耐火性能好的材料。由于发生火灾时建筑材料受到持续高温作用，可能发生严重变形，例如500摄氏度下钢结构性能下降一半，当温度达到1000摄氏度时钢结构性能几乎完全丧失，因此混合结构比全钢结构的耐火性能更好。混合结构不仅比钢结构耐火性能强，抗倒塌的表现也不错，建议选用混合结构和高耐火性能的建筑材料。

2.3 疏散线路设计

由于超高层建筑扑火救援难度大，疏散效率低，在防火设计阶段要重点考虑疏散线路的设计问题。疏散线路设计要结合建筑实际情况，结合常用路线和备急路线，并要做好备用电梯的设计。备用电梯虽然能有效提高疏散效率，但火灾过程中电梯可能第一时间损坏，一旦出现问题将造成不可挽回的巨大损失，因此备用电梯设计必要确保安全，不能因电梯故障问题导致人员伤亡事故的发生。

此外，超高层建筑必须设有避难层，通常每十五层需要一个避难层，为人们提供暂时避难之所。避难层的设计需要在考虑规范标准的基础上，结合建筑实际情况，充分利用现有的消防资源，要便于消防车及时疏散避难层被困的人群。最后，超高层的竖井蔓延导致烟囱效应，虽然设计中很难完全克服这一问题，但要努力将影响降到最低，为疏散和营救工作提供更多的时间。

2.4 做好防火分区划分

超高层建筑需要借助防火分区分割空间，使用防火材料和设备，将整个建筑空间分割成若干空间，以阻滞火势的蔓延。防火分区一般使用防火墙，采用防火、耐火材料防止火势快速扩张。在防火分区的划分上，需要考虑建筑的实际情况，做到科学合理。

2.5 保障消防资源配置

超高层建筑的消防设备配置必不可少，包括自动报警系统、自动喷淋系統等。自动报警系统由探测器、区域报警器、集中报警器等部分组成，需要根据建筑情况在必要位置进行设置，当火灾发生时能够第一时间发出警报，并联系外界消防力量。自动喷淋系统是有效的自救方法，可以及时消除或延缓火灾的蔓延，为扑火救援工作提供更多时间。

3、新技术、新材料在防火设计中的应用

随着科技的发展，越来越多的先进技术和材料不断被研发出来，在建筑物防火方面发挥了重要的作用，在防火设计中要尽可能使用先进的技术手段和优质新材料，以提高超高层建筑的防火能力。

3.1 新技术的应用

在超高层建筑防火设计中，可以使用分布式感温光纤系统实时监控电缆线温度，一旦出现火情可以立即发出警报信号，还能够精准定位火灾发生位置。在超高层建筑中，电缆线分布十分紧密，一旦热量过高会使电缆线变形甚至融化短路，利用该技术可以有效解决电缆线短路引起的险情，提高电缆系统防火安全系数。

消防炮是一种新型灭火设备，可以通过高压气体远程扑火，具有很强的机动性。消防炮由气源、发射装置、火控系统等组成，内有操控显示系统和火控计算机系统。除此之外，还可以在直升机上安装灭火系统，利用直升机的机动性和灵活性实现快速灭火，运输救援物资，抢救被困人员。

3.2 新材料的应用

在超高层建筑防火设计中，防火材料的选用是重中之重，需要以防火性能为依据，构建可靠的消防安全体系。防火材料包括阻燃电缆、酚醛泡沫等耐火材料，选用的材料要有较好的防火、耐火性能，发烟量较少。

结语：

超高层建筑在为人们带来诸多便利的同时，也客观存在着消防安全问题，这要求防火设计中严格按照规范标准，使用耐火材料和先进技术手段，做好建筑结构、防火分区划分等设计工作，保障建筑防火性能。

参考文献：

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