高层建筑防火技术研究

刘斌

摘要：高层建筑可以减轻城市土地资源的压力，但如果发生火灾，就会造成不可预估的伤亡与损失。因此，高层建筑防火设计的重要性显而易见。将先进防火技术积极引入高层建筑中，能够为人民的生命财产安全保驾护航，最大限度减少经济损失。基于此，从高层建筑防火设计中存在的问题入手，重点介绍了防火技术的应用，以供参考。

关键词：高层建筑；防火技术；建筑材料

当前，高层建筑已经成为常见的建筑形式，能够为居民的生活和各种商业活动的开展提供广阔的空间。虽然其优势明显，但是防火难度大，对于防火安全的标准和要求更高。因此，要重点关注高层建筑的防火安全，合理运用多样化的防火技术，提高高层建筑的防火能力和安全性。

1 高层建筑火灾的基本特征

1.1  人员比较密集，疏散速度较慢

改革开放以来，我国经济得到了快速发展，用地需求越来越大，城市用地越来越紧张，因此，高层建筑得到了快速普及。这些高层建筑的高度普遍不低于24m，层数也不低于10层。正是由于高层建筑高度高，内部疏散通道相对狭窄，一旦出现火灾等安全事故，难以有效保证内部人员的生命财产安全。另外，如果高层建筑在施工过程中没有按照规定配置消防设施设备，在火灾发生之后，就会造成严重的安全事故，造成巨大损失。

1.2  火灾蔓延迅速，救援难度较大

目前，大部分高层建筑的外墙保温材料都选用的是B2级可燃性材料，出现火灾时，倘若不能及时地展开救援与扑灭，就会引爆建筑保护层，非常容易造成火情上下串联的现象，导致火灾迅速蔓延。再加之高层建筑高度高，在消防救援中，可能无法完全发挥出救援设施的作用，导致火灾无法得到有效控制。此外，在高层建筑外围结构中，裙房是一个必不可少的建筑物，当火灾发生时，裙房也会遭到破坏，此时如果救援人员的沟通不及时，就会直接或间接地影响到消防救援进度，最终影响救援效果。

1.3  建筑结构复杂，扑灭难度较高

民用建筑是高层建筑的主要类型之一，其内部结构具有复杂性，不仅包括电气系统、给排水管道，还包括燃气管道、供暖设备等，而且建筑内部有很多设施容易起火，如沙发、微波炉、电取暖设备等家具或电器，一旦火灾发生，就会具有蔓延途径多、波及范围广的特点。另外，由于不同高层建筑内部装修有所不同，部分高层建筑选用的装修材料不具备良好的防火性能，一旦发生火灾，就难以在短时间内进行有效控制，很大程度威胁着人民群众的生命财产安全。

2 防火设计在高层建筑中的重要意义

2.1  有助于避免人员伤亡

在经济社会快速发展的当下，人口密度也在不断增加，一个区域中的居住和办公人口越来越多，当火灾发生时，由于建筑内部人员较多，一定程度上会影响到人员疏散的速度，如果长时间不能逃出建筑，就会造成更加严重的人员伤亡。而将防火技术合理地应用在高层建筑中，如果发生火灾，能够更好地进行人员疏散、提升相关人员逃生速度，有助于降低火灾的危害和损失，为人民群众的生命安全提供有力保障[1]。

2.2  有助于减少经济损失

火灾是目前最危险的灾害之一，会给人民群众的生命财产安全带来危害，同时，由于高层建筑造价不菲，发生火灾之后还会对高层建筑本身带来严重危害，直接影响高层建筑的使用。而在高层建筑中运用防火技术则能够在发生火灾时为建筑内部中的人员提供安全避难场所，降低人员伤亡，在短时间内有效控制火灾，进而有效保障人们的生命财产安全，减少经济损失。

3 高層建筑防火设计中出现的问题

3.1  民用建筑防火设计不规范

高层建筑火灾防范工作内容较多，涉及范围较广，具有一定的复杂性，在防火设计过程中，只根据以往工作经验来设计，则难以实现预期防火效果。同时，根据目前情况来看，一些高层建筑的施工团队在应用防火技术时，并未按照相关法律法规严格地采取相应的防火措施，致使在火灾发生时，无法为建筑内部人员提供一个安全的火灾隔离空间，容易造成巨大人员伤亡。

3.2  建筑材料的选择与要求不符

在高层建筑施工环节，部分开发商为了节省成本在选择建筑材料时没有按照相关标准和要求，使用了大量易燃可燃材料，甚至个别开发商应用的建筑材料没有达到合格标准。当火灾发生时，在这些不合格、易燃可燃材料的“协助”下，火灾蔓延的速度极快，不仅增加了消防救援难度，还会造成严重的人员伤亡与财产损失。

3.3  高层建筑防火分区设计有待完善

在当前部分高层建筑物当中，防火分区的设置存在着不够完善的问题，而且在建筑内部设置的安全疏散通道的数量无法满足需求，难以充分发挥出防火设计工作的价值与作用。同时，在部分高层建筑中，疏散口的设置缺乏合理性，最短距离、最长距离与实际情况不符，导致高层建筑存在一定的安全隐患。

4 建筑防火技术在高层建筑中的应用措施

4.1  建筑装修材料的选择

相关调查研究结果显示，在全社会范围内，每年发生的火灾事故中有很大一部分事故的原因与装修材料息息相关。通常来说，市面上常见的装修材料燃点都不高，无法达到防火性能的标准，存在着一定的安全隐患[2]。在火灾发生后，一些装修材料不仅会助长火势的蔓延，还会产生大量的有毒物质，大大增加了灭火救援工作难度。由此可见，在高层建筑设计过程中需要做好高层建筑装修材料的选择工作，可以从以下两方面入手：一方面，全面考虑成本与应用问题。在建筑防火设计过程中，设计人员应该立足于装修材料设计这一角度，不仅要考虑建筑的经济性、实用性，还需要充分考虑建筑材料的安全性，进一步明确防火性能相关指标，切不可过度看重经济效益，这样才能够最大限度降低火灾隐患，为高层建筑的安全提供保障。另一方面，综合评估装修材料。在评估装修材料的过程中，不只是从防火性能、燃点角度进行评估，还需要考虑在火灾突发的情况下，建筑材料燃烧后所形成烟雾的毒性指标，以免影响到消防救援、逃生疏散工作的顺利推进。

4.2  加强对建筑结构防火的重视

4.2.1  管道井的设计

设置管道井的主要目的在于安置横向设备管线，通过对其进行科学合理的设置，能够切实提升高层建筑的综合防火性能。通常情况下，在高层建筑的每一层空间当中，所设置的管道井的数量是2～3个，为了降低火灾蔓延的速度，需要选用不可燃的材料，并将其安装到管道井板楼的位置，以此来充当良好的防火分隔物。同时，在设置的过程中，应当根据高层建筑的高度合理安排，如果总高度高于100m，就需要为每个楼层做好防火分隔设计。

4.2.2  防火墙的设计

防火墙设置是否科学，对高层建筑整体的防火性能产生着直接的影响。通常情况下，结合高层建筑的建筑特点，防火墙的设计模式往往有U型、L型两种。同时，在结合房屋构造和防火墙构型的基础上，一般会将防火墙设置在拐角的位置。当防火墙设置在拐角时，要能够保证墙两边的门和窗口之间的水平距离大于等于4m。当采取设置乙级防火窗等防止火灾水平蔓延的措施时，距离可不限[3]。

4.2.3  钢筋保护层的设计

当前阶段，在我国建筑设计标准当中，对于钢筋保护层的功能，更多地体现在防止钢筋腐蚀方面，所以钢筋厚度相对比较薄。但是，在发生火灾的情况下，较薄的钢筋厚度则难以满足防火需求，不仅混凝土的粘结能力会遭到破坏，钢筋的承载能力也会有所下降。在大火的持續燃烧下，钢筋的内部结构会因高温的影响而受到损坏，建筑结构也会发生严重变形，混凝土黏性与之前相比也会出现一定程度的降低。因此，在设计高层建筑时，设计人员要重视和关注钢筋保护层发挥的重要功能，要适当地增加钢筋保护层的厚度，提升高层建筑的耐火极限，使建筑结构在火灾的情况下强度也不会降低，从而更好地保护建筑内部人员的生命安全。同时，还需要注意的是，从耐火性能上来看，相比于普通构件的钢筋保护层，在预制钢筋混凝土构件中，钢筋保护层性能较低，在分配物料以及设计结构时，需要额外关注。

4.2.4  建筑消防给排水系统的设计

高层建筑发生火灾之后，消防救援是必不可少的，在消防救援的过程中需要用大量的水来灭火，在救援结束之后这些水若不能及时排出，一方面会危害人民群众的生命财产安全，另一方面也会给建筑物造成不必要的损伤。因此，在设计消防给排水系统的过程中，为了有效应对火灾并及时排出废水，设计人员应当科学评估消防给水极限，从而配合相应的给排水系统。同时，在设计给排水系统的过程中，还需要科学选择供水方式，强化排水系统的建设效果，这样一方面能够有效降低消防系统的投入成本，另一方面还能够有效提升消防给排水的综合性能，提高其安全性和稳定性。另外，在设计给排水系统的过程中，还应当充分利用现有的高层建筑雨水排水管道，降低排水管的造价成本。

4.2.5  防烟楼梯间的设计

当高层建筑发生火灾时，会形成一定的烟雾与热气，为了避免其蔓延至楼梯间，可以将防烟前室等设施设置于楼梯间入口处的位置，并合理安装防烟楼梯间、防护门，这样一来，就能为火灾扑灭争取更多宝贵的时间，有助于建筑内部人员疏散。在设置防烟楼梯间时，有两个位置的内墙不能够开设门窗，分别是封闭楼梯间、防烟楼梯间前室。对于安装有消防电梯的高层建筑来说，为了降低救援的难度，应该让消防电梯停靠在每个楼层，而且其前室的位置应该安排在与室外连接的出口。

4.3  建筑平面布局的设计

由于高层建筑的用途广泛、功能较多，在设计的过程中，应该根据建筑的具体用途与功能合理设计，在此基础上从平面布局角度入手进行防火设计。保证平面布局设计的合理性，这样可以让高层建筑的防火功能更加完善，不仅有助于火灾时的人员疏散，还能提高救援工作的效率，确保人们的生命财产安全，有效降低火灾危害。因此，在高层建筑平面设计中，应该认真学习与解读相关国家标准以及不同类型建筑的防火要求，充分结合已有的设计经验，在保证建筑功能的同时，完善防火方案，从而充分保障建筑的整体安全。

4.4  建筑安全疏散的设计

在高层建筑防火设计过程中，人员疏散是一个关键的环节。在疏散通道的设计过程中，需要考虑两点内容：第一，对于地面与墙体材料的选择，必须要保证具有良好的防火性能，以及较高的结构强度。第二，对于疏散通道，在建筑内部应该专门设有相关指示信息，同时通道内不能设置凸出物体。由于电梯属于封闭空间，在发生火灾的情况下，非常容易对电梯的供能系统造成影响，所以，一般情况下，疏散通道会选择楼梯，疏散楼梯间的设计，需要根据建筑的实际人数，结合具体的安全疏散距离要求，确定楼梯的逃生宽度。安全出口的数量应该不少于2处，2个出口之间的距离应该不小于500m，以便人群聚散分流，防止出现拥挤踩踏事故[4]。

4.5  防火分区与防烟分区的设计

为了有效控制火势蔓延的速度，有必要以相关标准为依据，为高层建筑设计防火分区以及防烟分区，并以此为基础适当调整建筑结构与功能。防火分区的设计需要根据防烟分区的分隔，灵活地利用防火门、防火墙、楼板以及防火卷帘等，以此来确定区域面积的最大限定值。根据相关标准可知，对于安装有排烟设施的地下车库，同时需要安装挡烟垂壁，并且保证每个防烟分区都没有横跨防火分区，而且面积不超过2000m2；对于设有排烟设施的走道，高度应小于6m，这样便可以将挡烟垂壁安装进来，进行防烟分区的设置，同时，还要保证每个分区面积能够保持在500m2，以便有效控制烟气的流动，通过降低烟气的扩散，能够为救援、疏散工作的开展创造有利条件[5]。

4.6  专用灭火救援设备的设计

由于高层建筑的高度不同，增加了火灾救援的难度，所以有必要合理配置先进的灭火救援设备。通常来说，设备类型主要分为两种：第一种是大型设备，主要包括举高类车辆等；第二种是便携式设备。最近几年，科学技术飞速发展，出现了越来越多的小型举高车辆，而且其功能也趋于多样化，是消防救援工作顺利开展的多功能辅助设备。与此同时，在实际工作中，需要根据高层建筑的室内空间、楼道、附近道路等实际情况，选择并配置适合的灭火救援设备，更好地满足高层建筑的需求。除此之外，防火技术应用于高层建筑的过程中，还需要积极引进先进技术设备，包括机器人、无人机等，切实提升火灾救援工作的智能化水平。

5 结语

综上所述，将建筑防火技术合理地应用于高层建筑中，一方面可以从整体上提高建筑的防火能力，另一方面可以大大减少火灾造成的不利影响。为此，相关设计人员应该严格按照高层建筑的防火要求，从建筑装修材料、建筑结构、建筑平面布局、建筑安全疏散、防火分区与防烟分区、灭火救援设备等方面入手，开展好防火设计工作，加强对防火技术的有效应用，切实提升房屋建筑的安全性能，有效延长高层建筑的使用寿命。

参考文献：

[1]房艳.高层建筑防火技术探究[J].科技创新与应用，2020（9）：154-155.

[2]宋作俊.建筑防火技术在高层建筑设计中的应用[J].中国新技術新产品，2021（12）：136-139.

[3]王富强.试论超高层民用建筑防火措施与灭火救援技术[J].建筑安全，2021，36（4）：30-32.

[4]栗欣.高层建筑防火技术措施[J].消防界（电子版），2020，6（6）：55.

[5]赵昕.建筑防火技术在高层建筑设计中的应用探讨[J].决策探索（中），2020（3）：32.

Research on fire protection

technology of high-rise buildings

Liu Bin

（Lingang Fire and Rescue Section of Pudong New Area， Shanghai 201306）

Abstract：High-rise buildings can reduce the pressure on urban land resources， but if a fire occurs， it will cause unpredictable casualties and losses. Therefore， the importance of fire protection design in high-rise buildings is obvious. Actively introducing advanced fire protection technology into high-rise buildings can protect people's lives and property safety and minimize economic losses. Based on this， starting from the problems existing in the fire protection design of high-rise buildings， the application of fire protection technology is mainly introduced for reference.

Keywords：high-rise building; fire protection technology; building material