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【摘 要】随着城市化进程的加快，大量的人口涌入城市，对住宅的需求量有所增加，在城市土地资源有限的背景下，大量的高层建筑兴建起来。在高层建筑施工中，要注意消防安全工作，高层建筑的防火对于人们的生命财产安全有重要的影响，所以在设计与施工阶段，要严格重视消防安全，实现建筑施工的科学性，规范性，为人们的居住提供一个安全舒适的环境。本文对高层建筑火灾分析及防火设计进行了探讨。
【关键词】高层建筑；火灾；防火设计；措施
高层建筑防火设计是一门综合性学科，是由建筑、结构、水暖电各专业的设计人员，共同采取防火灭火措施组成的消防系统。在考虑如何预防火灾发生的同时，设置各种消防灭火系统，防止火灾大面积蔓延，保证人员在火灾中的安全，最大限度地降低火灾对生命、财产、环境造成的破坏。
一、高层建筑火灾的特点分析
1、火势蔓延快。烟气在没有阻挡的情况下，火灾造成的烟气在水平向擴散速度为0.5-3 米/秒，而沿楼梯间和竖向管道井扩散速度可达3-5 米/秒，这个速度加之东北的烟囱效应和正负压效应速度更加可怕。
大型综合建筑内，房间用电量大，装修标准高的单位，难免采用可燃易燃材料装修，这样就增加了火灾荷载，必然加速了火灾的蔓延。
2、烟囱效应形成立体火灾。火灾烟囱效应在高层建筑的竖向管道井、玻璃幕墙缝隙、共享空间、阳光大厅等部位产生，在加快烟气的蔓延速度的同时，火灾的蔓延途径还会沿外墙窗口向上升腾、弯曲，更甚者还会跳跃式向上蔓延，尤其是保温板作为外墙的节能建筑。
3、疏散特别困难。由于多数大型商业建筑物高、楼层多，垂直疏散距离较远，需要疏散的时间长。在疏散人员较多时，由于火灾惊慌难免发生挤伤、踩踏等事故，并且有时还需要对重要的物资进行疏散，在占用疏散通道的同时也增加了疏散难度，延长了疏散时间。
4、扑救难度大。由于各地实际情况，消防设施的配套建设不能跟上本地的经济发展的步伐，消防设施已经远远不能满足扑救本地火灾的需求。
二、高层建筑防火设计的措施
1、保障建筑主体结构有足够的耐火稳定性
首先，在耐火等级和材料选择方面，耐火极限和燃烧性能决定着建筑的耐火能力，耐火极限主要是指构建从受火作用开始到被破坏为止的这段时间，燃烧性能有燃烧体、难燃烧体和非燃烧体之分。根据我国的规定，高层建筑所用结构类型的耐火能力必须为一级或者二级；其次，建筑物应该根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。其中承重墙、柱的耐火极限要达到三个小时，梁的耐火极限要达到两个小时，设计时还要保证主体结构的耐火稳定性，内部装修和家具陈设应力求使用不易燃的材料，这样会减少火灾发生的可能性。
2、做好防火分隔与安全通道设计
（1）防火间距
为防止火势通过辐射热等方式蔓延，建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于6m，它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7m和9m。高层建筑因火灾时疏散困难，云梯车需要较大工作半径，所以高层主体同一、二级耐火等级建筑物的防火距离不得小于13m，同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15m和18m。厂房内易燃物较多，防火间距应加大，如一、二级耐火等级厂房之间或它们和民用建筑物之间的防火距离不得小于10m，三、四级耐火等级厂房和其他建筑物的防火距离不得小于12m和14m。生产或贮存易燃易爆物品的厂房或库房，应远离建筑物。
（2）防火分区
建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区，即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150m要设防火墙，分区的最大允许面积为2500m2；三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100m、1200m2和60m、600m2。一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000m2或1500m2内，地下室则控制在500m2内。防火墙应为耐火极限4小时的非燃烧体，上面如有洞口应装设甲级防火门窗，各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘，用水幕保护。
（3）安全疏散通道出口。为减少火灾伤亡，建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个，影剧院、体育馆等观众密集的场所，要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯，开敞的楼梯间易导致烟火蔓延，妨碍疏散，封闭的楼梯间能阻挡烟气，利于疏散。防烟楼梯间因设有前室，更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间，楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
3、高层建筑的防排烟系统
众所周知，火灾中最大的隐形杀手是烟气，据统计火灾中因毒烟气导致窒息死亡的人数约占死亡总人数的70%，因此，在建筑内设置合理有效的防排烟系统就显得极其重要。火灾在高层建筑竖直方向蔓延的途径通常有三种：楼梯间、电梯井、水暖电的竖向管井。发生火灾时，人员从楼梯间的前室或合用前室进行暂时性疏散、避难，消防队员则从消防电梯间及前室进入建筑物内进行扑救灭火工作。为了保证人员的生命安全，应防止烟气进入上述部位或将其中的烟气快速排出。因此，上述部位应设置机械加压送风系统，与此同时，机械加压送风设施也应设置在封闭避难层内，保证空气的正压力阻止烟气进入，并为躲避的人员提供足够的新鲜空气。
4、强化报警系统和灭火装置，设置自动报警装置和自动灭火装置
（1）室内消火栓的设置范围
①高层建筑的主体及裙房内；②消防电梯前室或与防烟楼梯间的合用前室内，方便消防队员尽快利用消火栓向火灾发起进攻和开辟通道；③避难层内设置用于人员自救保护；④屋顶或直升飞机停机坪处，用于检查消火栓压力和防止火灾蔓延至顶层及保护人员的作用；⑤室内消火栓箱内应设消防卷盘，用于非消防专业人员扑救初起火灾。
（2）室内消火栓设置的技术要求
①消火栓充实水柱需经水力计算，且不小于13m，以避免浓烟高热对灭火工作的影响，又能保证消防队员正常使用；
②消火栓间距在高层内不大于30m，在裙房内不大于50m，保证两股充实水柱同时到达同层内任何部位；
③采用分区给水系统，有串联供水和并联供水两种方式，当消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa时，应设减压装置；
④屋顶水箱。为了保证初起火灾时消防用水量和消防水压的要求，超高层建筑屋顶水箱设置高度应满足最不利点消火栓静水压力0.15MPa。不能满足时，应设气压水罐或稳压泵等增压设施。如是并联给水方式，其分区消防水箱的容量应与高位消防水箱的容量相同，发生火灾时，消防水泵供给的消防用水应进入高位水箱，而串联给水方式中是允许的；
⑤水泵接合器。在消防车供水压力范围内的各个分区均需分别设置水泵接合器。
总之，高层建筑作为新兴的城市建筑代表，它的复杂性和特殊性，给设计和消防人员在工作方面带来极大的困难，其危害虽大，但给社会带来的利益是有目共睹的。因此，防火一定要从设计、维护方面双管齐下，从设计源头做好防火要求，从维护方面时刻做到科学的预防和管理。
参考文献：
[1]柴铸.超高层建筑火灾防控与设计研究[J].四川建筑科学研究.2014（05）
[2]郭峰.浅析某高层商住楼安全疏散消防设计[J].科技风.2014（19）
[3]尚新峰.高层建筑防火设计措施探讨[J].山东工业技术.2014（08）
[4]孟钊汀，姜青鹏，王滢滢.保证建筑设计中防火与疏散要求的方法与措施[J].山东工业技术.2014（15）
[5]刘朝贤.对《建筑设计防火规范》流速法计算模型的理解与分析[J].制冷与空调（四川）.2014（05）
【关键词】高层建筑；火灾；防火设计；措施
高层建筑防火设计是一门综合性学科，是由建筑、结构、水暖电各专业的设计人员，共同采取防火灭火措施组成的消防系统。在考虑如何预防火灾发生的同时，设置各种消防灭火系统，防止火灾大面积蔓延，保证人员在火灾中的安全，最大限度地降低火灾对生命、财产、环境造成的破坏。
一、高层建筑火灾的特点分析
1、火势蔓延快。烟气在没有阻挡的情况下，火灾造成的烟气在水平向擴散速度为0.5-3 米/秒，而沿楼梯间和竖向管道井扩散速度可达3-5 米/秒，这个速度加之东北的烟囱效应和正负压效应速度更加可怕。
大型综合建筑内，房间用电量大，装修标准高的单位，难免采用可燃易燃材料装修，这样就增加了火灾荷载，必然加速了火灾的蔓延。
2、烟囱效应形成立体火灾。火灾烟囱效应在高层建筑的竖向管道井、玻璃幕墙缝隙、共享空间、阳光大厅等部位产生，在加快烟气的蔓延速度的同时，火灾的蔓延途径还会沿外墙窗口向上升腾、弯曲，更甚者还会跳跃式向上蔓延，尤其是保温板作为外墙的节能建筑。
3、疏散特别困难。由于多数大型商业建筑物高、楼层多，垂直疏散距离较远，需要疏散的时间长。在疏散人员较多时，由于火灾惊慌难免发生挤伤、踩踏等事故，并且有时还需要对重要的物资进行疏散，在占用疏散通道的同时也增加了疏散难度，延长了疏散时间。
4、扑救难度大。由于各地实际情况，消防设施的配套建设不能跟上本地的经济发展的步伐，消防设施已经远远不能满足扑救本地火灾的需求。
二、高层建筑防火设计的措施
1、保障建筑主体结构有足够的耐火稳定性
首先，在耐火等级和材料选择方面，耐火极限和燃烧性能决定着建筑的耐火能力，耐火极限主要是指构建从受火作用开始到被破坏为止的这段时间，燃烧性能有燃烧体、难燃烧体和非燃烧体之分。根据我国的规定，高层建筑所用结构类型的耐火能力必须为一级或者二级；其次，建筑物应该根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。其中承重墙、柱的耐火极限要达到三个小时，梁的耐火极限要达到两个小时，设计时还要保证主体结构的耐火稳定性，内部装修和家具陈设应力求使用不易燃的材料，这样会减少火灾发生的可能性。
2、做好防火分隔与安全通道设计
（1）防火间距
为防止火势通过辐射热等方式蔓延，建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于6m，它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7m和9m。高层建筑因火灾时疏散困难，云梯车需要较大工作半径，所以高层主体同一、二级耐火等级建筑物的防火距离不得小于13m，同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15m和18m。厂房内易燃物较多，防火间距应加大，如一、二级耐火等级厂房之间或它们和民用建筑物之间的防火距离不得小于10m，三、四级耐火等级厂房和其他建筑物的防火距离不得小于12m和14m。生产或贮存易燃易爆物品的厂房或库房，应远离建筑物。
（2）防火分区
建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区，即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150m要设防火墙，分区的最大允许面积为2500m2；三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100m、1200m2和60m、600m2。一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000m2或1500m2内，地下室则控制在500m2内。防火墙应为耐火极限4小时的非燃烧体，上面如有洞口应装设甲级防火门窗，各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘，用水幕保护。
（3）安全疏散通道出口。为减少火灾伤亡，建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个，影剧院、体育馆等观众密集的场所，要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯，开敞的楼梯间易导致烟火蔓延，妨碍疏散，封闭的楼梯间能阻挡烟气，利于疏散。防烟楼梯间因设有前室，更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间，楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
3、高层建筑的防排烟系统
众所周知，火灾中最大的隐形杀手是烟气，据统计火灾中因毒烟气导致窒息死亡的人数约占死亡总人数的70%，因此，在建筑内设置合理有效的防排烟系统就显得极其重要。火灾在高层建筑竖直方向蔓延的途径通常有三种：楼梯间、电梯井、水暖电的竖向管井。发生火灾时，人员从楼梯间的前室或合用前室进行暂时性疏散、避难，消防队员则从消防电梯间及前室进入建筑物内进行扑救灭火工作。为了保证人员的生命安全，应防止烟气进入上述部位或将其中的烟气快速排出。因此，上述部位应设置机械加压送风系统，与此同时，机械加压送风设施也应设置在封闭避难层内，保证空气的正压力阻止烟气进入，并为躲避的人员提供足够的新鲜空气。
4、强化报警系统和灭火装置，设置自动报警装置和自动灭火装置
（1）室内消火栓的设置范围
①高层建筑的主体及裙房内；②消防电梯前室或与防烟楼梯间的合用前室内，方便消防队员尽快利用消火栓向火灾发起进攻和开辟通道；③避难层内设置用于人员自救保护；④屋顶或直升飞机停机坪处，用于检查消火栓压力和防止火灾蔓延至顶层及保护人员的作用；⑤室内消火栓箱内应设消防卷盘，用于非消防专业人员扑救初起火灾。
（2）室内消火栓设置的技术要求
①消火栓充实水柱需经水力计算，且不小于13m，以避免浓烟高热对灭火工作的影响，又能保证消防队员正常使用；
②消火栓间距在高层内不大于30m，在裙房内不大于50m，保证两股充实水柱同时到达同层内任何部位；
③采用分区给水系统，有串联供水和并联供水两种方式，当消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa时，应设减压装置；
④屋顶水箱。为了保证初起火灾时消防用水量和消防水压的要求，超高层建筑屋顶水箱设置高度应满足最不利点消火栓静水压力0.15MPa。不能满足时，应设气压水罐或稳压泵等增压设施。如是并联给水方式，其分区消防水箱的容量应与高位消防水箱的容量相同，发生火灾时，消防水泵供给的消防用水应进入高位水箱，而串联给水方式中是允许的；
⑤水泵接合器。在消防车供水压力范围内的各个分区均需分别设置水泵接合器。
总之，高层建筑作为新兴的城市建筑代表，它的复杂性和特殊性，给设计和消防人员在工作方面带来极大的困难，其危害虽大，但给社会带来的利益是有目共睹的。因此，防火一定要从设计、维护方面双管齐下，从设计源头做好防火要求，从维护方面时刻做到科学的预防和管理。
参考文献：
[1]柴铸.超高层建筑火灾防控与设计研究[J].四川建筑科学研究.2014（05）
[2]郭峰.浅析某高层商住楼安全疏散消防设计[J].科技风.2014（19）
[3]尚新峰.高层建筑防火设计措施探讨[J].山东工业技术.2014（08）
[4]孟钊汀，姜青鹏，王滢滢.保证建筑设计中防火与疏散要求的方法与措施[J].山东工业技术.2014（15）
[5]刘朝贤.对《建筑设计防火规范》流速法计算模型的理解与分析[J].制冷与空调（四川）.2014（05）