高层建筑消防防火排烟设计研究

[关键词]高层建筑；防火；排烟；设计 

　　城市化进程加快促使城市建筑向多功能、综合性、高层方向发展，在高层建筑中一旦发生火灾，会严重损害人生和财产安全，也增加了火灾处理难度，由于高层建筑结构复杂，火灾产生的浓烟聚集会阻挡视线，加之消防车难以快速赶到高层，因此为灭火抢救工作造成了较大不便。从建筑风口布局来看，发生火灾时电梯井、楼梯间、管道井等会产生烟囱效应，导致火势迅猛，加重事故损失，在高层建筑中火灾事故中，多数人是由于烟雾窒息或跳楼致死，因此，进行高层建筑消防防火排烟设计是建筑设计中的重要内容。 

　　一、高层建筑消防设计中出现的问题 

　　由于楼层高度差异较大，高层建筑每个楼层发生火灾时面临的危险程度也不尽相同，低层人员容易逃离建筑，但在复杂的内部结构中一旦迷失方向，可能会陷入更加危险的境地。而且发生火灾时，建筑内人员也需要自救设施，因此，在进行消防设计时，需要对现阶段高层建筑中消防设计的问题进行分析，加以改进和优化，以避免消防事故。目前高层建筑消防设计中出现的主要问题如下： 

　　（一）消防设施配备不足 

　　高层建筑拥有庞大的内部空间，人员分散，会出现火灾，建筑内的所有人不可能第一时间得知，一旦火势发展迅猛，而建筑物人员无法及时获取相关信息，则会浪费大量抢救时间甚至无法逃离。目前，一些高层建筑内的安全报警系统并不完善，由于火灾发生频率低，因此多数报警设施形同虚设，没有得到定时维护和检查，无法在关键时刻充分发挥作用，还有一些报警设施设置位置隐蔽，不易察觉，发生火灾时无法起到应有作用。此外灭火器、锤子、防烟口罩等设备工具的不足也会对人员逃生和自救产生不良影响。 

　　（二）建筑材料使用不当 

　　一些建筑为了造型美观没有考虑到防火功能，或者设计人员对消防知识不了解，选用的建筑材料具有易燃性，为防火排烟带来较大隐患，建筑经长时间使用，其内部线路、装置老化也容易引发火灾，而且电线设置比较隐蔽，若检查不到位，会为建筑消防埋下安全隐患。 

　　（三）内部结构设计不当 

　　高层建筑具备多种功能，因此常设计的内部结构复杂，一旦发生火灾，会导致浓烟聚集，人员疏散不易，建筑物内的空气流向是防火排烟的关键，若空气向内涌动，对外无法形成循环气流通道，火灾发生时的烟雾在内外气压差异下会向内喷涌，为人员逃生带来严重影响；若火势沿着竖向管道和横向走廊蔓延，也会导致烟雾聚集，因此在防火排烟设计中应设置相应解决措施，以关闭通道，隔绝浓烟和火势蔓延，为人员逃生和消防救援提供可靠空间。 

　　二、高层建筑消防防火排烟设计对策 

　　目前，高层建筑的主体结构主要应用钢筋砼，这种构造的稳定性良好、强度高、性能优越，但抗火性能不佳，一旦发生火灾，钢筋的抗拉性和负载能力在高温作用下会大量下降，相关研究表明，火灾现场的温度高达400～700℃，此时钢筋的强度下降迅速，会出现严重变形，建筑物也会因此而塌陷。因此，在高层建筑消防防火排烟设计过程中，必须考虑钢筋砼的抗火性能。 

　　首先，设计人员应严格根据高层建筑设计规范进行建设分级，在要求范畴内选择建筑材料，考虑建筑材料及其配件的在火灾影响下的损坏程度和损坏时间，将建筑材料分为非燃物质、难燃物质和易燃物质。其次，在设计时，应对建筑的内部结构进行科学划分，根据设计规范，承重墙应为一级防火，需选择抗火能力为三小时内不会燃烧的材料；主梁应选择两小时内不会燃烧的材料，而钢筋砼配件需要达到保护钢筋结构的要求厚度，通常应超过30mm，以保证钢筋砼的稳定性，为火灾发生时的人员疏散赢得充分的时间，也有助于避免火势扩散造成人员伤亡。 

　　其次，应做好防火分区和防火间距设计。科学设计防火分区是避免火势扩散的重要措施，发生火灾时防火分区能够将火势控制在一定区域内，避免火势危害加大，有助于减少火灾损失，也能够为人员疏散赢得充足时间。利用防火隔离措施划分建筑物区隔，通常防火分区分为水平和垂直两个部分，一般使用防火卷帘、防火墙、钢筋混凝土楼板。可以使用耐火极限高的窗榄墙面和楼板作为区隔，在电梯、楼梯、自动扶梯、中厅等作贯穿部分，应设置相应封闭措施；使用防火卷帘、防火门、防火墙作为水平防火分区的分隔设施，能够防止火灾发生时火势的纵向蔓延。防火间距设置旨在火灾发生时确保相邻建筑不会受到辐射热的影响，避免其受到火势入侵。通常高层建筑主楼间的防火间隔至少为13m，裙楼和主楼间的间距至少为9m。 

　　最后，应设置合理的疏散楼梯。疏散楼梯作为纵向疏散通道的主要途径，具有扇形楼梯、电梯、自动扶梯所不能替代的作用，通过电能驱动的机械在火灾发生时会发生断电现象，甚至出现机械故障，导致人员被困。通常高层建筑内的常规楼梯作为防火楼梯，可以将每层划分为防火分区，避免烟雾垂直蔓延，同时也可分散布局另外的疏散楼梯，避免人员拥挤不便于疏散。 

　　三、总结 

　　综上所述，在高层建筑设计中，重视消防防火排烟设计，有助于保证建筑的安全性，设计人员应综合考虑建筑物的地理方位、构造样式和运用性能，制定科学的防火设计方案，合理部署防火装置，真正发挥防火排烟设计和消防设施的有效作用，以降低火灾事故对人员和财产的伤害。 

　　参考文献 

　　[1] 豪粤明.论高层建筑的防火与防烟排烟设计[J].科技创新导报，2010，（17）：46. 

　　[2] 杜毅.高层建筑消防防火排烟设计探讨[J].科技创新与应用，2013，（29）： 235-236.