民用建筑设计中防火技术的运用思考

付叶飞

摘要：民用建筑防火一直都是社会各界广泛关注的一个话题，其关乎广大人民群众的人身安全、财产安全。为从根本上提高我国民用建筑的防火水平，我国针对建筑防火设计提出了明确的标准，故建筑防火技术的应用也就成为了民用建筑设计环节的一大重点。随着我国综合实力的不断提升，建筑防火技术与以往相比发生了根本上的改变，文章结合民用建筑防火设计现状，简要分析了民用建筑火灾的基本特点，并针对建筑防火技术的运用进行了深入的探究。

关键词：民用建筑;建筑设计;建筑防火技术;技术运用

目前，我国居民防火意识不断提高，建筑防火技术持续进步，但民用建筑火灾依然时有发生，威胁着人民群众的人身安全和财产安全。同时，在快速城市化发展的背景下，高层建筑及超高层建筑已经成为了城市建筑的主流形式，且在建筑功能日趋丰富的基础上，民用建筑具有火灾隐患多、风险程度高、扑救难度大的特点。因此，民用建筑防火设计需要始终坚持“预防为主”的基本原则，通过科学、合理化的设计，切实提高建筑整体的防火能力，为人民群众提供基本保障。

1  民用建筑火灾特征

1.1  火灾疏散难度大

高层建筑的设计高度一般在24m以上，其楼层数量较多，人口密度较高。尽管建筑内部会设置多个安全疏散通道，但出现火灾之后，安全疏散通道内部往往会被烟雾所笼罩，进而导致整个火灾现场陷入一种较为混乱的局面。根据以往的火灾案例可以发现，火情发生后，建筑内部的火灾警报响起，建筑内部居民会迅速进入消防通道，消防通道内部的人口数量高度集中，整体疏散速度相对较慢，且在有幼儿、老人的情况下，自身的移动速度较慢，一旦安全疏散通道设计的较窄，则很容易造成拥堵现象。需要注意的是，在浓烟环境下，人的精神高度紧张，渴望迅速脱离危险，这也极易引发踩踏和摔伤等情况。尽管我国居民普遍具有良好的消防意识，了解火灾发生之后的逃生方法，但在火场这一特殊环境的影响和干扰下，部分居民难免会遗忘正确的火场逃生措施，进而使自身陷入危险的境地。此外，现代民用建筑为了满足居民的生活需求，往往会设置多种功能，故多数民用建筑中会设置有暖水井、垃圾通道以及电缆井等设施，若此类设施存在设计弊端，很容易成为火灾蔓延、发展的关键原因，火势容易沿着此类设施迅速从底层向着高层蔓延，直接威胁到高层居民的人身和财产安全。

1.2  火势蔓延速度快

现阶段，我国针对高层建筑的防火标准提出了明确的要求，其必须设置防火隔离层，以保证在火灾发生之后控制火势蔓延。而在部分老旧的高层民用建筑当中，由于其自身的建设年限较长，初期阶段并未明确指出要设置防火隔离层，其发生火灾之后火势容易迅速扩大。一般而言，高层建筑外墙所使用的保温材料属于B2级别，这一级别的保温材料容易加速火势蔓延，一旦扑救不及时，或者出现大风天气时，火情将会在短时间内迅速蔓延[1]。

1.3  扑救难度高

从某种角度来看，建筑物自身的高度越高，其扑救难度也就越高。对于高层及超高层民用建筑而言，云梯的数量和高度相对有限，无法通过外部途径及时开展救援活动，且常规的水炮、水枪等灭火设施的扑救能力有限，难以达到迅速控制火情的效果。此外，高层建筑周围一般设有裙房，裙房的存在会影响外部救援活动的开展，加大救援难度。最后，由于高层建筑人口高度集中，建筑周围难免会停放大量的私家车辆，而这一问题也在一定程度上影响了灭火救援工作的顺利开展。

2  高层建筑的防火技术要点

2.1  总平面布局

高层建筑的选址需要充分考虑交通便捷程度，优先在交通资源丰富的区域建设。高层建筑需要接近城市干道，以便于在发生火灾之后满足建筑居民的疏散需求，同时也能够满足消防队伍的灭火救援需求。在开展建筑总平面设计时，设计方需要在城市整体规划的基础上，明确建筑位置，控制建筑防火间距，并依据建筑规模设置消防车道和消防水源。

2.2  建筑材料及結构设计

为从根本上提高民用建筑的防火安全性，前期设计阶段需要合理应用多种防火设计，以提高建筑物整体的耐火性，确保发生火灾之后能够阻止火势迅速蔓延，以减少火灾所造成的各项损失。我国建筑领域对民用建筑的耐火等级提出了明确的要求，耐火等级越高则意味着建筑物的耐火性越好。需要注意的是，不同燃烧性能的材料和结构即便是在耐火极限相同的情况下，其实际耐火性也会存在明显差异。

建筑物的耐火等级并不取决于单一建筑结构或者材料的耐火性能，而是要综合考虑建筑物所有组成部分的耐火性能，包括墙体、柱、房梁、楼板等主要建筑结构的燃烧性能和耐火极限。燃烧性能和耐火极限是决定建筑结构耐火性的关键，而不同等级标准也针对二者提出了相应的条件要求。从二者关系的角度来看，材料自身的燃烧性能越高，则意味着构件的耐火极限也就相对越低;而构件保护层厚度和截面尺寸越高，其自身的耐火极限也相对较高。根据相关标准显示，我国建筑物的耐火等级共分为一级和二级两个标准，高层建筑一般将建筑物的楼板结构视为确定耐火等级的基准。这主要是因为楼板结构自身的应用数量较多，且具有代表性。在实际开展建筑设计的过程中，设计人员需要在标准耐火等级的基础上，合理选择建筑材料和结构形式。耐火等级偏高或者偏低会造成不同的负面影响，耐火等级偏高则意味着材料单价较高，不利于建筑项目的成本控制;耐火等级偏低则意味着其自身安全性无法满足使用标准，存在一定的火灾安全隐患[2]。

构件材料和构造方式的选择需要依据耐火等级决定。一级耐火等级的承重墙、承重柱，需要3h耐火极限的非燃烧体，梁体结构则需要2h耐火极限的非燃烧体，结构内部的钢筋需要包裹在30mm以上厚度的保护层内部。此外，在开展建筑设计时，需要在保证结构稳定性的基础上，尽量扩宽建筑内部空间，以保证在火灾发生后预留充足的逃生空间，同时也要满足灾后修复和重建的基本需求。建筑隔墙、吊顶以及内部陈设需要优先选择不燃材质，部分具有燃烧特性的物体，包括地毯、窗帘等均需要经过耐火处理，以达到全面提高耐火性能的目的。

通过对既往民用建筑火灾案例分析可以发现，多数民用建筑火灾的主要起火点集中在装修材料方面，即装修材料的起火点过低。从这一角度可以发现，建筑内部所用各项材料的防火性能至关重要，而控制装修材料的耐火性也成为了一大关键。从某种角度来看，导致装修材料起火点过低的原因包括以下两个方面：一是过于强调经济利益，忽视了装修材料的质量和性能把控，忽视了装修材料的防火性能。当装修材料起火点过低时，无论是前期的施工环节还是后续的使用阶段，均存在较大的火灾隐患。二是建筑材料燃烧容易产生大量有毒气体。众所周知，火灾本身对于建筑居民的危害性要低于烟雾的危害性，尤其是在建筑内部装修材料燃烧之后容易形成大量有毒气体的情况下，烟雾的大量存在会直接影响到建筑内部人员的安全撤离，这也会对后续的灭火救援工作造成一定的阻碍。由此可见，建筑内部材料种类的选择应当在保证其耐火性的基础上，尽量选择低燃烧烟雾、低毒害的装修材料，以保证建筑物的防火性能[3]。

2.3  防火分隔与安全通道

当某一民用建筑发生火灾之后，其可能会因为辐射现象、对流现象而影响到周围建筑物，故民用建筑对于建筑物之间的间隔提出了明确的要求，这不仅可以避免出现火灾向其他建筑物蔓延的情况，也有利于灭火救援工作的开展，而建筑物与建筑物之间的距离则被称为防火间距。根据相关标准显示，一级、二级耐火等级高层建筑物主体的防火间距需要超过13m，三级、四级的防火间距需要分别满足15m和18m的标准。此外，为了避免在发生火灾之后，火势在建筑内部迅速蔓延扩大，建筑内部结构也需要进行防火分隔措施，以形成防火分区，在最大程度上控制火势在建筑内部的蔓延。当民用建筑的高度低于100m的情况下，电缆井、管道井需要以2～3层为距离，设置防火间隔，防火間隔所用材料为高耐火极限的不燃烧体。当民用建筑的建筑高度超过100m时，则需要在每层楼板位置设置防火间隔。民用建筑还需要根据建筑等级、高度和规模设置若干个防火墙，防火墙为耐火极限超过4h的不燃烧体。若防火墙设置有洞口时，还需要额外设置甲级防火门窗，且任何建筑内部的管线均不得直接穿过防火墙。若受困于建筑内部结构影响，不便于设置防火墙的情况下，可以在建筑内部特定区域设置防火卷帘，并搭配水幕用于保护。

防烟分区也是建筑防火设计的一大重点，指的是具有挡烟垂壁、隔墙以及顶棚下凸梁而构成的防烟空间。防烟分区的功能较为单一，其能够保证在发生火灾后的一段时间内，其内部的烟雾不会向外扩散，具有控制火势发展、减少火灾损失的效果。防烟分区内部一般通过竖井进行排烟，而具有排烟功能的走廊，需要保证其净高在6m以上，且防烟区域的最大面积需要控制在500m2之内。

为了在火灾发生之后减少伤亡情况，建筑设计需要充分考虑每层每户的安全疏散需求，并设置安全疏散通道。依据建筑消防设计标准显示，不同规格、高度、规模的建筑物需要保证安全疏散通道、出口的充足性，并具体到形式、长宽等细节内容。高层建筑的楼梯间需要自带封闭、排烟的功能，以确保在发生火灾后能够形成自封闭的空间，疏散通道内部需要明确表明两个以上的疏散方向，并要具有紧急照明、疏散指示以及安全出口灯等基础功能。民用建筑内部的安全疏散通道为公共整体使用，任何个体、单位不得占用、堵塞、封闭消防通道。

安全疏散通道的设计需要充分考虑火灾情况下的人口疏散问题，关注疏散距离，以便于能在发生火灾时迅速撤离，避免出现踩踏、推搡等情况。高层民用建筑各个安全疏散口的距离需要保持在30m以内，各个方面距离最近疏散口的距离需要保持在15m以内。此外，安全疏散通道的房门和内部距离需要遵循《建筑设计防火规范》的基本要求和标准，尽量将两侧走道扩展至最大距离，若建筑内部走道设置有自动灭火装置的情况下，则可以适当增加房门与房间之间的距离。当建筑内部出现丁字形走道的情况时，则需要充分考虑两个出口之间的距离，这种情况下的设计难点主要集中在中段道路的距离上，故需要通过加倍计算长度的方式。在实际设计过程中，相邻防火区的疏散口设置一直都是一大问题，一旦发生火灾，居民在撤离过程中难免会产生疑问。这种情况下一般将上通的防火门视为第二安全门，即在单独分区内存在两个及两个以上的安全出口时，防火墙需要对区域与区域之间进行联系，面积比差需要控制在1.4倍以内，且必须具有独立的安全出口。考虑到安全出口是向外打通楼梯和外门的基本性出口，故在特殊情况下，也可以将分区的防火门视为安全出口使用。

2.4  火灾警报系统和灭火装置

火灾警报系统的主要功能在于自动发现建筑内部的火灾现象，其主要具有探测器、数据接收装置和警报装置三部分构成。探测器可以用于自动探测火灾，其能够在烟雾、光和温度进行自动感应，一旦各项指标达到了火灾标准，则可自动触发警报装置。数据接收装置则是用于分析探测器所采集的各项数据，对比火灾数据标准，来决定是否触发警报装置。而火灾警报装置则用于向建筑居民发出预警，同时也具有自动报警功能，通过地方消防网络系统自动向消防队伍发出警报。结合以往的民用建筑火灾案例可以发现，火情发生的初期并不会直接开始向周围蔓延，这一时间一般会持续10～15min左右，具体时间则要取决于起火点周围物体的燃烧特性。火情发生的初期阶段，警报系统会优先向周围居民及物业发出警报，进而使用建筑内部设置的灭火装置控制火灾。而当建筑内部设置有自动灭火装置时，则能够在烟雾、温度强度达到特定标准后自动触发。不同类型的火灾探测器适用于不同的场景和条件，条件允许的情况下，可以将烟感探测器设置在厨房、客厅等易发生火灾的区域。从某种角度来看，民用建筑的火灾警报系统设计需要坚持“早发现，早处理”的基本原则，尽量在火情发生的初期阶段及时发现，以确保将影响和损失降到最低。而自动灭火装置一般为喷水设备，不宜使用水灭火的部位可以使用由二氧化碳、干粉等物质构成的灭火装置。一般情况下，除了平面面积低于5m2的卫生间之外，其他位置均需要设置自动灭火装置。

消火栓一般设置在消防电梯间的前室，消火栓需要距离地面110cm。消火栓外侧结构使用玻璃材料构成，周围放置有破碎锤。发生火灾之后，灭火人员需要使用破碎锤打破外侧玻璃结构，当玻璃结构破损之后将自动发出报警信号，同时自动启动消火栓泵，起泵信号灯亮起后说明已经成功连接消火栓泵，消火栓可以使用。起泵信号灯亮起后即可连接水枪，并打开阀门喷射火源。室内消火栓一般会设置在楼梯间、走廊等常规位置，消防水枪所使用的水带长度需要满足整个楼层的灭火需求。

3  结语

综合来看，随着民用建筑的高度持续增高，民用建筑火灾隐患也会随之增加，灭火救援难度也会相应提升。民用建筑在前期设计阶段需要充分考虑到建筑物自身的使用性质，综合分析火灾危险性，严格遵循民用建筑防火设计规范，合理布局，减少建筑物之间的火灾威胁，切实提高民用建筑的防火等级。

参考文献：

[1]巩磊，康龙.浅析民用建筑设计中建筑防火技术的运用[J].山西建筑，2017，43（33）：30-31.

[2]宋鹏.浅议民用建筑设计中建筑防火技术的运用[J].中华民居（下旬刊），2013（07）：142-143.

[3]王軍营.民用建筑设计中建筑防火技术的运用分析[J].建材与装饰，2018（17）：104.

[4]张晓祥.浅析民用建筑设计中建筑防火技术的运用[J].名城绘，2019（11）：1.

[5]何孝亮，高强.浅议民用建筑设计中建筑防火技术的运用[J].建筑工程技术与设计，2018（13）：901.

Application of fire protection

technologies in civil buildings

Fu Yefei

Fire Rescue Section of Changqing District， Jinan Municipal

Abstract：Fire protection design in civil buildings， as a focus of attention of all sectors of society， is important to secure human life and property safety. In order to improve the fire-resistance capabilities of civil buildings， definite standards and codes on fire protection design have been issued by authorities， and the application of these items became the key points in building designing. Thanks to the improving overall national strength of China， fundamental changes have been made in applying fire protection design of buildings. This paper， based on the current situation of fire-prevention design， gives an analysis on the features of civil building fires， and takes deep researches on the application of fire protection design in buildings.

Keywords：civil buildings; building design; technologies for fire protection; technology application