高层住宅建筑防火设计探究

王东琴

甘肃省工程设计研究院有限责任公司

1 引言

近年来，高层建筑明显增多，规模随之扩大，部分设计人员过于关注建筑的布置、空间和功能，并不重视工程的消防安全。高层建筑的安全性与适用性在防火设计中尤为关键。火灾导致的人员伤亡及财产损失惨重，因此，高层建筑消防设计也受到了人们的高度重视。

2 高层住宅建筑的火灾事故特点

2.1 火灾蔓延速度快

高层住宅建筑的大多数装饰材料都具有可燃性，一旦发生火灾，会快速扩散蔓延。同时，火灾产生的烟雾也会顺着管道、电梯井和安全疏散通道扩散到各个内部空间。高层建筑中有大量管道，在发生火灾时，这些管道会为热量传导与浓烟扩散提供通道，加快火势蔓延速度，加重火灾的危害程度，进而增大抢险救援难度（如图1）。如果高层住宅建筑中缺少消防安全工具，也就意味着公众生命财产安全缺乏保障。

图1 火灾蔓延速度快

2.2 抢险难度大

对于高层住宅建筑来说，消防队的云梯数量极有可能无法满足抢险救援需求，而且还会受到建筑高度的限制，尤其是超高层建筑。一旦超高层建筑发生火灾，水枪压力不足，极有可能导致救援水源无法覆盖起火点，阻碍救援工作的开展。大多数高层住宅建筑为美化外观，会建造裙房，而裙房也会在一定程度上加大抢险救援难度。

3 高层住宅建筑火灾的特点

高层住宅建筑火灾蔓延速度快，这是因为高层住宅中的装饰材料多为易燃物，若高层建筑发生火灾，火势可迅速蔓延至管道、电梯和楼梯当中，会加大扑救工作的难度。高层建筑中的管道井和排气道等部位如无法采取科学的防火措施，则无法保障疏散工作的有序开展。再者，高层建筑人员的密度较大，疏散工作难度大。电梯是高层建筑的重要工具，而部分客梯并未设置防火、防烟和防水功能，若发生火灾，人们必须走楼梯，且高层建筑中如有老人和孩子，则救援疏散的时间会延长。

另外，救援过程中容易受到多种因素的限制。救援中，消防水枪无法全面展现自身作用，这也影响了消防救火的效果。部分高层建筑的裙房也对消防工作产生了不利影响。再加上高层建筑小区内的汽车较多，占用了消防车辆的空间，所以也导致消防工作的难度增大。

4 高层住宅建筑防火设计要点

4.1 流程

高层建筑防火设计复杂性较高，为提高防火设计水平，先要对建筑功能和用途进行综合考量，科学规划防火方案，确定各项设施设备及系统所在位置和功能效果。另外，要严格按照国家规定标准要求开展防火设计工作，以提高设计的科学性与合理性。

4.2 方法

（1）明确设计范围。从高层建筑的用途、功能、特征等方面入手，分析防火系统的性能指标，了解重点和难点范围，科学布局和规划，完善防火设计方案内容，确保防火措施的有效落实，降低建筑受火灾危害的影响概率。

（2）防火安全目标的制定。防火安全目标被分为总目标、功能目标、性能指标这三项。总目标的制定要求尽可能降低火灾伤害程度，保证人们生命财产安全，减少火灾中的经济损失。功能目标是总目标的细致划分和落实，要求在火灾发生时，能够做到快速识别、控制和转移，保障人员安全。性能目标是对功能目标的细化处理，可实现对防火设计方案的客观评价，找出其中存在问题，完善方案内容，从小范围加强管控，降低火灾隐患的发生可能性。

4.3 总平面规划防火设计

总平面图规划设计工作中，设计人员应以建筑使用功能和高度为基础，确定建筑间距，建筑间距也要满足最小防火间距的要求，若不能满足上述要求，则可利用防火墙来满足防火要求。部分旧建筑发生火灾后，消防车在前往火灾现场时会受到消防车道净高不足或转弯半径较小，或消防通道不畅的影响，进而阻碍火灾救援工作的有序开展。总平面规划设计中，消防车道也尤为关键，且车道以环形为首选，尽头式的消防车道要设置为回车道或回车场。同时，回车道和回车场的面积也必须满足相关规范要求。消防车道的净宽及净高均不得小于4m，转弯半径要符合消防车道转弯设计的要求。消防车道与建筑的中间不可设置架空管线或种植树木，以防阻碍消防车辆的正常通行。

与低层建筑相比，高层建筑的消防救援工作难度较大，消防扑救面需要登高消防车靠近高层建筑，而消防车登高作业及消防人员进入建筑内部展开救援的过程，则均需工作面的支持。总平面图设计中，务必全方位考量防火扑救面的位置、场地的长度、宽度及建筑物的间距。

4.4 建筑平面防火分区

依据建筑使用功能、耐火等级及是否设有自动灭火设施，确定防火分区的面积（如图2）。如某大厦的地下一层建筑面积3876m2，为一级耐火，其为三类地下车库，空间中设有火灾自动报警系统和自动灭火系统。地下车库的单个防火分区，面积要控制2000m2以内。若在空间中设置火灾自动报警系统和自动灭火系统，可适度扩大防火面积，所以在设计的过程中只需划分一个防火分区便能满足设计要求。

图2 建筑平面防火分区

4.5 防排烟设计

高层建筑防排烟设计中，主要分为两种方式，一种是自然方式，一种是机械方式。自然方式通常利用竖井、阳台和外窗等设施达到排烟目的，但是在设计中，自然排烟容易受到地形、风向和风速的影响，如发生火灾，无法保障灭火和消防的效果。机械排烟主要是应用排烟风机实行强制排烟，为消防救援提供充足的时间（如图3）。尽管机械排烟的效果较为理想，但是该方式应用于高层建筑当中也存在明显不足。所以在高层建筑防火设计中，要结合实际设计排烟方式，设置天井。同时，高层建筑内部的消防电梯前室和防烟楼梯间均应设置开窗，以实现自然排烟。

图3 加强防排烟设计

4.6 电气防火设计

高层建筑电气防火设计中，为保障建筑的安全供电，在安装消防水泵和电梯时，可选择双回路供电，并设置备用电源。高层住宅建筑消防设施供电的过程中，应独立设置供电回路，在设置电源启动和切换点时间时，要依据国家规定。保证火灾事故发生时，消防电梯、排烟系统和照明设施能够发挥自身的作用和功能。

4.7 安全疏散楼梯设计

消防人员控制火源后，要及时疏散室内人员，这里安全疏散距离和消疏散楼梯间必须依据规定要求设置。若通道内设有自动喷淋装置，则安全疏散距离可增加25%。对于户内不利于逃生，与户门距离较大的位置，必须严格控制其距离，上述位置与户门的间距控制在20m以内。

经过安全疏散通道后，应经疏散楼梯顺利逃离火灾现场，高度重视疏散楼梯的设置。如建筑在27m以内，每层单元面积不足650m2，且户门与最近安全出口的间距在15m以上时，需按照规定要求设置疏散楼梯。如建筑在27m~54m之间，单元面积在650m2以内，户门与最近安全出口的间距在10m以上时，则可设置疏散楼梯。此外，如建筑高度在54m以上，疏散楼梯是室内人员最为安全且逃离速度最快的安全疏散通道。为保证疏散质量，楼梯内要做好排烟和排风处理。如疏散楼梯能够达到自然排风设计要求，每五层开启的窗户面积须大于2m2，如设计条件不达标，可设置消防楼梯间或机械加压送风装置。为确保户内人员安全通过消防楼梯，疏散楼梯的宽度控制在1.1m以上，楼梯的疏散平台控制在1.3m以上。

4.8 消防给水设计

发生火灾时，消防给水无法满足要求，容易引起救援不及时的情况，进而产生严重的人员和财产损失。消防给水系统由消防水源、水箱、水泵、控制室、消防管网和消火栓构成。高层住宅建筑室外消防给水管道应设置成环形结构，同时，消防栓的设置也要考虑消防车取水的便捷性。室内给水管道需与生活用水独立设置和使用，给水管道设计成环形结构。消防给水系统中，消防水泵尤为重要，为保证发生火灾后，消防水泵的安全、稳定运行，在选择消防水泵的过程中，必须高度重视水泵的使用性能及水泵的安装数量，且水泵的安装工艺和开启方式也要与相关规定和要求高度吻合。

5 结束语

高层建筑运行的过程中，如发生火灾，会产生严重的安全隐患。所以在高层建筑设计中，需要全面考量防火问题，科学配置消防设备，科学开展消防给水设计和安全疏散楼梯设计，从而在发生火灾时，可以及时进行救援，有效降低财产损失，保障建筑内部人员的生命安全。