高層民用建筑防火設計問題及優化淺議

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摘要：高層民用建筑具備人員容納數量巨大、逃生難度大、火災救援難等特點，因此為了保證建筑用戶及建筑物的安全性，必須保證防火設計的科學合理性，但是當前部分高層民用建筑的防火設計仍存在問題。對此，文章在論述高層民用建筑火災特征的基礎上，分析了高層民用建筑防火設計存在的問題，并提出防火設計優化對策，以供參考。

關鍵詞：高層民用建筑；防火設計；防火結構

如今，各地民眾住房需求不斷增加，但是在各種建設項目不斷開展的情況下，城市可用土地資源相對緊缺，為了充分滿足人們的居住需求，建筑工程不斷向高層和超高層發展。對于民用建筑工程來說，保證建筑內用戶生命財產安全始終是最關鍵的。在高層民用建筑中，建筑用戶生命財產安全的最大威脅就是火災，因此開展高層民用建筑工程設計作業時，設計人員應充分重視防火設計，不斷加強對高層民用建筑防火設計優化措施的分析研究，以便促進高層民用建筑設計水平的提升。

1高層民用建筑火災特征

1.1火勢擴散速度快

高層建筑結構比較復雜，電梯井、排氣管等管道井比較多，它們在高層建筑內的位置是相對固定的，一旦有火災險情，這些構造就會立即導致煙囪效應[1]，使火災快速蔓延。同時，高層建筑中保溫層、室內裝修等所用的材料可燃性較強，也會助長火勢。大火順著管道井迅速擴散，產生的有毒煙霧也會隨之快速蔓延，造成極其嚴重的后果。

1.2人員密集，疏散救援難度較大

高層民用建筑的使用性質多為住宅樓或辦公樓，最大的特點就是人員密度較大。通常此類建筑的層間多以豎井連通，當發生火災時，火勢會迅速擴散，留給救援人員的時間余地非常小。就高層建筑火災救援常用的登高消防車來說，在遇到重大險情時其作用的發揮嚴重受限。比如，出現火災險情的高層建筑比登高消防車的極限高度還高，甚至建筑物超過百米高度，超出外部火災救援力所能及的高度范圍，這時救援難度就非常大，需要建筑物自身配置的消防系統基礎設施發揮救援作用。但是有些高層建筑施工質量不高，配套的消防設施不齊全，定期的消防檢測也不嚴謹，一旦發生嚴重火災，救援就會非常困難。還有些高層建筑的圍護結構采用了玻璃幕墻，當發生火災時，玻璃幕墻容易碎裂，阻礙救援工作的開展[2]。

2高層民用建筑防火設計存在的問題

2.1消防設施和安全疏散通道設計不滿足要求

目前，國內多數高層民用建筑的方案設計完全以開發商的需要為依據和出發點，而開發商基于自身利益設置的設計標準常欠缺科學合理性。具體到建筑物的防火設計，存在各個防火分區配置的消防設施簡陋的問題[3]，火災發生時形同虛設，往往延誤火災救援，導致重大安全事故。同時，對于安全疏散通道的設計，不是狹窄就是距離太遠，與國家相關技術標準相去甚遠，安全風險等級極高。

2.2電氣防火設計難度大

在高層民用建筑火災事故中，由電力設備引發的情況較多。隨著人們生活水平的提高，各種電氣設備銷售旺盛，新型設備層出不窮，在給人們的生活帶來便利的同時，也給高層民用建筑造成了很大的運行負荷壓力，線路短路、超負荷運轉，以及接觸不良等導致的火災事故屢見不鮮。同時，高層民用建筑內部種類繁多、數量龐大的電氣設備給準確計算用電功率帶來了很大難度，如果業主裝修作業再違規操作，會極大程度上提高火災事故的發生概率。

2.3建筑材料選擇不當

建筑材料的質量直接影響建筑物的防火性能，建筑材料的選擇需綜合考慮建筑的重要等級、施工技術水平及建筑物的造價等多種因素，從而進行合理選擇，選擇防火性能好的材料。但在實際工程中，施工企業為了追求利益最大化，經常出現選用達不到國家規范要求的劣質材料的情況，給建筑物埋下了嚴重的安全隱患。

2.4總平面設計無法滿足消防設計需要

消防登高車只有在滿足登高操作條件的情況下才能發揮作用，保證在救援工作中能夠接近高層建筑的主體，確保消防員能夠進行建筑立面的滅火工作。登高車需要有足夠的沿建筑登高面實施登高作業的立面空間，國家相關消防技術規范中，針對登高操作，要求“高層建筑的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小于一個長邊長度，不應布置高度大于5m、進深大于4m的裙房，且在此范圍內必須設有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口”。但是在要求中并沒有提出對登高操作場地的要求，因而設計人員往往不會考慮登高車的操作需要，導致設計中并沒有給登高車留下足夠的操作場地，從而對救援工作造成嚴重影響。

3高層民用建筑防火設計的優化對策

3.1優化建筑防火設計實施方案

設計人員進行高層民用建筑防火設計時，需與承建單位保持密切溝通協調，尊重他們的實際需要，明確建筑物的類別等級，保障與周邊建筑的合理安全間距，在實地考察的基礎上，對消防設施和救援需要進行合理設置，全部設計技術標準均需達到國家相關技術標準要求。另外，還要針對建筑物實際用途和耐火等級，核算建筑物內部人員密度，對疏散樓梯的數量分布及凈寬度數據進行合理設計，確保發生火災事故時建筑物內部人員能迅速疏散逃生，為火災救援提供充足的便利條件。

3.2加強電氣技術應用

設計人員對高層民用建筑進行防火設計時，需高度重視電氣設備使用情況，要準確統計建筑物用電具體狀況，結合民用建筑電氣設備使用特點，對具體的防火設計需要和技術標準進行科學規劃，所有高層民用建筑的電氣設備和線路線纜材料均需保證符合國家技術標準[4]。日常運維期間也要對電氣設備進行定期檢測，有老化或其他缺陷情況需立即維修，如果發現存在嚴重安全隱患，需馬上調換，確保電氣設備用電安全。

3.3選擇適用的防火材料

倘若高層民用建筑使用了燃點較低的建筑材料，一旦遭遇高溫條件或遇到明火，就極易使火災大面積蔓延。因此，工程設計人員不應盲目追求經濟效益，不能貿然使用低價的施工材料，要加強對施工材料燃點和安全性能方面的綜合考量，從材料選購到具體使用都要選擇適配的耐火材料，確保高層民用建筑防火安全[5]。

3.4優化建筑平面設計

高層民用建筑的平面設計需嚴格執行國家相關技術標準。以某綜合商業體高層建筑設計為例，在建筑物的第一、二層及中間層等都要設置多個可供單獨出入的門口，確保重大火災險情發生時能迅速疏散人員，防止群眾因恐慌而引起混亂，妨礙人員逃生[6]。最好在高層民用建筑周邊以放射線形式設計出入車道，實在無法進行環形設計的，可于建筑物兩側設計消防車道，需保證不小于4m的消防車道寬度[7]。

3.5科學設計建筑防火結構

（1）科學設置防火墻。高層民用建筑防火性能是否達標取決于防火墻設置是否合理。從高層民用建筑工程特點來看，其防火墻設置形式以U型和L型為主，位置以建筑物內部構造的拐角處居多。如果需要在防火墻內側加設乙級固定防火墻，則沒有這種對安全距離的硬性要求[8]。（2）科學設置管道井。高層民用建筑的各個樓層管道井設置數量通常是2～3個，管道井與樓板相交部位處需設置防火分隔，分隔材料需保證為阻燃材料，耐火等級需與樓板最高限額相同。若該建筑物高度達到100m以上，各個樓層的防火分隔需保證為獨立存在式設置，管道井檢修作業預留門需保證防火門設置等級。（3）科學設計電梯井及防煙和封閉樓梯間的鋼筋保護層。高層民用建筑防煙樓梯間的防火設計，對建筑前室和封閉式樓梯內墻有嚴格規定，需在同樓層朝向公共走廊方向設置疏散門，房間的其他門窗結構嚴禁在此方位設置，需保證消防電梯前室設計在與建筑物最靠近外墻的位置，樓道一層需設置消防電梯對外出口。在進行高層民用建筑施工前，要做好火災引起鋼筋高溫變形的風險分析，避免由大火高溫灼燒引發鋼筋變形或破壞混凝土結構黏結力[9]。（4）科學設計消防給排水系統。高層民用建筑的防火設計需保證火災發生時能及時供水，當發生火災時，若消防系統供水不力，將會加速火災蔓延，引發重大人員傷亡。這就要求設計人員在對高層民用建筑進行設計時，要充分評估消防系統的給水極限，在此基礎上為建筑物配置相應的給水設施[10]?？茖W合理的給排水系統設置可有效提高建筑物的火災防控能力，也可把消防設施成本投入壓縮到最低限度，確保防火設計的安全穩定性。要在保證樓層高度、使用功能等具體需求的前提下進行給排水設計，建筑物的消防給排水管道必須專用，以保障排水管道運行順暢為原則優化設計方案。

3.6完善安全疏散設施設計

（1）完善疏散通道設計。確保當高層民用建筑出現火災險情時，疏散通道可為樓內人員提供逃生通道。疏散通道的防火設計宗旨是簡單易懂，確保各類疏散人群一看就懂，疏散通道路線最好為直線，盡量避免多彎路設計，需保證通道暢通無阻，不得有任何突出構造物影響疏散和逃生速度[11]。（2）完善疏散樓梯間設計。高層民用建筑的電梯和疏散樓梯不得混合設計，原因是普通電梯沒有防煙防火和排煙等功能，火災狀態下這種電梯極易發生二次火災，電梯內人員在封閉空間下逃跑不及，會導致傷亡更加慘重。在火災發生時，樓梯的疏散作用非常重要，樓梯的防火設計需突出以下兩點：保證疏散人群的安全距離；需以超過百人同時疏散的標準設計樓梯凈寬[12]。（3）完善安全出口設計。高層民用建筑安全出口的設計要求有以下三點：安全出口需保證不少于2個；安全出口位置需分散；保證所有安全出口有≥500m的安全間距。

4結束語

人民安全重于泰山，對于人員容納數量巨大且火災救援難度較大的高層民用建筑來說，其防火設計必須成為建筑工程設計的重點內容。因此，設計人員應全面客觀地了解和梳理高層民用建筑防火設計中容易出現的問題，探索防火設計優化策略，提高設計水平，確保高層民用建筑各個環節設計的科學性與可行性。

作者:王誠 金栩成 單位:臺州市城鄉規劃設計研究院有限公司