高层民用建筑防火设计问题及优化浅议

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摘要：高层民用建筑具备人员容纳数量巨大、逃生难度大、火灾救援难等特点，因此为了保证建筑用户及建筑物的安全性，必须保证防火设计的科学合理性，但是当前部分高层民用建筑的防火设计仍存在问题。对此，文章在论述高层民用建筑火灾特征的基础上，分析了高层民用建筑防火设计存在的问题，并提出防火设计优化对策，以供参考。

关键词：高层民用建筑；防火设计；防火结构

如今，各地民众住房需求不断增加，但是在各种建设项目不断开展的情况下，城市可用土地资源相对紧缺，为了充分满足人们的居住需求，建筑工程不断向高层和超高层发展。对于民用建筑工程来说，保证建筑内用户生命财产安全始终是最关键的。在高层民用建筑中，建筑用户生命财产安全的最大威胁就是火灾，因此开展高层民用建筑工程设计作业时，设计人员应充分重视防火设计，不断加强对高层民用建筑防火设计优化措施的分析研究，以便促进高层民用建筑设计水平的提升。

1高层民用建筑火灾特征

1.1火势扩散速度快

高层建筑结构比较复杂，电梯井、排气管等管道井比较多，它们在高层建筑内的位置是相对固定的，一旦有火灾险情，这些构造就会立即导致烟囱效应[1]，使火灾快速蔓延。同时，高层建筑中保温层、室内装修等所用的材料可燃性较强，也会助长火势。大火顺着管道井迅速扩散，产生的有毒烟雾也会随之快速蔓延，造成极其严重的后果。

1.2人员密集，疏散救援难度较大

高层民用建筑的使用性质多为住宅楼或办公楼，最大的特点就是人员密度较大。通常此类建筑的层间多以竖井连通，当发生火灾时，火势会迅速扩散，留给救援人员的时间余地非常小。就高层建筑火灾救援常用的登高消防车来说，在遇到重大险情时其作用的发挥严重受限。比如，出现火灾险情的高层建筑比登高消防车的极限高度还高，甚至建筑物超过百米高度，超出外部火灾救援力所能及的高度范围，这时救援难度就非常大，需要建筑物自身配置的消防系统基础设施发挥救援作用。但是有些高层建筑施工质量不高，配套的消防设施不齐全，定期的消防检测也不严谨，一旦发生严重火灾，救援就会非常困难。还有些高层建筑的围护结构采用了玻璃幕墙，当发生火灾时，玻璃幕墙容易碎裂，阻碍救援工作的开展[2]。

2高层民用建筑防火设计存在的问题

2.1消防设施和安全疏散通道设计不满足要求

目前，国内多数高层民用建筑的方案设计完全以开发商的需要为依据和出发点，而开发商基于自身利益设置的设计标准常欠缺科学合理性。具体到建筑物的防火设计，存在各个防火分区配置的消防设施简陋的问题[3]，火灾发生时形同虚设，往往延误火灾救援，导致重大安全事故。同时，对于安全疏散通道的设计，不是狭窄就是距离太远，与国家相关技术标准相去甚远，安全风险等级极高。

2.2电气防火设计难度大

在高层民用建筑火灾事故中，由电力设备引发的情况较多。随着人们生活水平的提高，各种电气设备销售旺盛，新型设备层出不穷，在给人们的生活带来便利的同时，也给高层民用建筑造成了很大的运行负荷压力，线路短路、超负荷运转，以及接触不良等导致的火灾事故屡见不鲜。同时，高层民用建筑内部种类繁多、数量庞大的电气设备给准确计算用电功率带来了很大难度，如果业主装修作业再违规操作，会极大程度上提高火灾事故的发生概率。

2.3建筑材料选择不当

建筑材料的质量直接影响建筑物的防火性能，建筑材料的选择需综合考虑建筑的重要等级、施工技术水平及建筑物的造价等多种因素，从而进行合理选择，选择防火性能好的材料。但在实际工程中，施工企业为了追求利益最大化，经常出现选用达不到国家规范要求的劣质材料的情况，给建筑物埋下了严重的安全隐患。

2.4总平面设计无法满足消防设计需要

消防登高车只有在满足登高操作条件的情况下才能发挥作用，保证在救援工作中能够接近高层建筑的主体，确保消防员能够进行建筑立面的灭火工作。登高车需要有足够的沿建筑登高面实施登高作业的立面空间，国家相关消防技术规范中，针对登高操作，要求“高层建筑的底边至少有一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度，不应布置高度大于5m、进深大于4m的裙房，且在此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口”。但是在要求中并没有提出对登高操作场地的要求，因而设计人员往往不会考虑登高车的操作需要，导致设计中并没有给登高车留下足够的操作场地，从而对救援工作造成严重影响。

3高层民用建筑防火设计的优化对策

3.1优化建筑防火设计实施方案

设计人员进行高层民用建筑防火设计时，需与承建单位保持密切沟通协调，尊重他们的实际需要，明确建筑物的类别等级，保障与周边建筑的合理安全间距，在实地考察的基础上，对消防设施和救援需要进行合理设置，全部设计技术标准均需达到国家相关技术标准要求。另外，还要针对建筑物实际用途和耐火等级，核算建筑物内部人员密度，对疏散楼梯的数量分布及净宽度数据进行合理设计，确保发生火灾事故时建筑物内部人员能迅速疏散逃生，为火灾救援提供充足的便利条件。

3.2加强电气技术应用

设计人员对高层民用建筑进行防火设计时，需高度重视电气设备使用情况，要准确统计建筑物用电具体状况，结合民用建筑电气设备使用特点，对具体的防火设计需要和技术标准进行科学规划，所有高层民用建筑的电气设备和线路线缆材料均需保证符合国家技术标准[4]。日常运维期间也要对电气设备进行定期检测，有老化或其他缺陷情况需立即维修，如果发现存在严重安全隐患，需马上调换，确保电气设备用电安全。

3.3选择适用的防火材料

倘若高层民用建筑使用了燃点较低的建筑材料，一旦遭遇高温条件或遇到明火，就极易使火灾大面积蔓延。因此，工程设计人员不应盲目追求经济效益，不能贸然使用低价的施工材料，要加强对施工材料燃点和安全性能方面的综合考量，从材料选购到具体使用都要选择适配的耐火材料，确保高层民用建筑防火安全[5]。

3.4优化建筑平面设计

高层民用建筑的平面设计需严格执行国家相关技术标准。以某综合商业体高层建筑设计为例，在建筑物的第一、二层及中间层等都要设置多个可供单独出入的门口，确保重大火灾险情发生时能迅速疏散人员，防止群众因恐慌而引起混乱，妨碍人员逃生[6]。最好在高层民用建筑周边以放射线形式设计出入车道，实在无法进行环形设计的，可于建筑物两侧设计消防车道，需保证不小于4m的消防车道宽度[7]。

3.5科学设计建筑防火结构

（1）科学设置防火墙。高层民用建筑防火性能是否达标取决于防火墙设置是否合理。从高层民用建筑工程特点来看，其防火墙设置形式以U型和L型为主，位置以建筑物内部构造的拐角处居多。如果需要在防火墙内侧加设乙级固定防火墙，则没有这种对安全距离的硬性要求[8]。（2）科学设置管道井。高层民用建筑的各个楼层管道井设置数量通常是2～3个，管道井与楼板相交部位处需设置防火分隔，分隔材料需保证为阻燃材料，耐火等级需与楼板最高限额相同。若该建筑物高度达到100m以上，各个楼层的防火分隔需保证为独立存在式设置，管道井检修作业预留门需保证防火门设置等级。（3）科学设计电梯井及防烟和封闭楼梯间的钢筋保护层。高层民用建筑防烟楼梯间的防火设计，对建筑前室和封闭式楼梯内墙有严格规定，需在同楼层朝向公共走廊方向设置疏散门，房间的其他门窗结构严禁在此方位设置，需保证消防电梯前室设计在与建筑物最靠近外墙的位置，楼道一层需设置消防电梯对外出口。在进行高层民用建筑施工前，要做好火灾引起钢筋高温变形的风险分析，避免由大火高温灼烧引发钢筋变形或破坏混凝土结构黏结力[9]。（4）科学设计消防给排水系统。高层民用建筑的防火设计需保证火灾发生时能及时供水，当发生火灾时，若消防系统供水不力，将会加速火灾蔓延，引发重大人员伤亡。这就要求设计人员在对高层民用建筑进行设计时，要充分评估消防系统的给水极限，在此基础上为建筑物配置相应的给水设施[10]。科学合理的给排水系统设置可有效提高建筑物的火灾防控能力，也可把消防设施成本投入压缩到最低限度，确保防火设计的安全稳定性。要在保证楼层高度、使用功能等具体需求的前提下进行给排水设计，建筑物的消防给排水管道必须专用，以保障排水管道运行顺畅为原则优化设计方案。

3.6完善安全疏散设施设计

（1）完善疏散通道设计。确保当高层民用建筑出现火灾险情时，疏散通道可为楼内人员提供逃生通道。疏散通道的防火设计宗旨是简单易懂，确保各类疏散人群一看就懂，疏散通道路线最好为直线，尽量避免多弯路设计，需保证通道畅通无阻，不得有任何突出构造物影响疏散和逃生速度[11]。（2）完善疏散楼梯间设计。高层民用建筑的电梯和疏散楼梯不得混合设计，原因是普通电梯没有防烟防火和排烟等功能，火灾状态下这种电梯极易发生二次火灾，电梯内人员在封闭空间下逃跑不及，会导致伤亡更加惨重。在火灾发生时，楼梯的疏散作用非常重要，楼梯的防火设计需突出以下两点：保证疏散人群的安全距离；需以超过百人同时疏散的标准设计楼梯净宽[12]。（3）完善安全出口设计。高层民用建筑安全出口的设计要求有以下三点：安全出口需保证不少于2个；安全出口位置需分散；保证所有安全出口有≥500m的安全间距。

4结束语

人民安全重于泰山，对于人员容纳数量巨大且火灾救援难度较大的高层民用建筑来说，其防火设计必须成为建筑工程设计的重点内容。因此，设计人员应全面客观地了解和梳理高层民用建筑防火设计中容易出现的问题，探索防火设计优化策略，提高设计水平，确保高层民用建筑各个环节设计的科学性与可行性。

作者:王诚 金栩成 单位:台州市城乡规划设计研究院有限公司