高層建筑防火技術(shù)及安全疏散設(shè)計(jì)

魏瀟

摘 要：一旦高層建筑發(fā)生火災(zāi)，就很容易造成人員的傷亡與財(cái)產(chǎn)的損失，還會(huì)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生不良的影響。文章首先分析了高層建筑火災(zāi)發(fā)生的特點(diǎn)，然后分析了高層建筑防火安全對(duì)策，并針對(duì)安全疏散設(shè)計(jì)的目標(biāo)與方法，制定出高層建筑安全疏散設(shè)計(jì)的具體方法與對(duì)策，希望能夠?qū)窈蟮母邔咏ㄖ阑鹛峁┮欢ǖ膮⒖肌?/p>

關(guān)鍵詞：高層建筑；防火；安全疏散；設(shè)計(jì)

隨著最近幾年高層建筑頻發(fā)火災(zāi)，使得高層建筑消防的安全與火災(zāi)發(fā)生之下的安全疏散受到越來越多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。因此，希望通過本文的闡述，能夠?qū)Ω邔咏ㄖ阑鹌鸬浇梃b作用。

1 高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)

在防火條件基本相同的大背景下，相比單層或者是多層建筑物，高層建筑物本身的火災(zāi)危害性更大，并且其危害性與危險(xiǎn)性在隨著高度增加的同時(shí)，也會(huì)加重火災(zāi)事故的影響。

1.1 火災(zāi)蔓延速度快

在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，沿著通風(fēng)井、電梯井、管道井等，火勢(shì)會(huì)迅速地蔓延，從而形成煙囪效應(yīng)，這樣就會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)蔓延。就試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，火災(zāi)在最初期階段的擴(kuò)散速度為0.3m/s，在燃燒迅猛階段，其水平的煙氣擴(kuò)散速度為0.5-3m/s；沿著豎向管井?dāng)U散速度為3-4m/s，并且，隨著風(fēng)速與氣壓的影響，其內(nèi)部的空氣流動(dòng)速度還會(huì)增快，這樣，也會(huì)加快火災(zāi)的蔓延速度。

1.2 火災(zāi)撲救難度大

在發(fā)生火災(zāi)后，消防車很難達(dá)到高層建筑的撲救高度，這樣也使得從室外進(jìn)行火災(zāi)撲救顯得異常困難，一般情況下，都需要進(jìn)行自救處理，也就是通過室內(nèi)的消防設(shè)施撲救。如果在初期階段無(wú)法控制好火災(zāi)蔓延趨勢(shì)，等待消防人員趕到之后，不僅需要耗費(fèi)大量的體力登上高樓，并且，在高熱、濃煙的環(huán)境下，也會(huì)加大消防隊(duì)員的撲救難度。

1.3 人員疏散困難

考慮到高層建筑本身的垂直高度較大，人員需要耗費(fèi)大量的時(shí)間才能夠撤離出建筑物，再加上火災(zāi)發(fā)生時(shí)容易出現(xiàn)恐慌、混亂局面，也會(huì)增大疏散的困難度。就加拿大研究委員會(huì)提供的數(shù)據(jù)表明，從50層樓開始，每一層擁有240人，通過1.1m寬度的樓梯疏散，需要花費(fèi)2小時(shí)11分鐘才能夠撤離出建筑物。就相關(guān)的資料表明，在集中疏散的時(shí)候，人員的行進(jìn)速度為22m/min。在發(fā)生火災(zāi)的情況下，高層建筑的安全疏散主要是依靠樓梯，如果樓梯內(nèi)部流入煙氣，就很可能對(duì)人員疏散產(chǎn)生影響。

1.4 可燃易燃材料多，火災(zāi)荷載大

在設(shè)計(jì)施工當(dāng)中，高層建筑物為了減輕建筑物本身的自重，增加內(nèi)部裝飾美觀度和擴(kuò)大建筑空間，就會(huì)使用大量易燃的建筑材料，一旦發(fā)生火災(zāi)，就容易產(chǎn)生大量的有毒有害煙氣，很容易讓人員中毒傷亡。

2 高層建筑防火安全對(duì)策分析

2.1 嚴(yán)把高層建筑防火設(shè)汁源頭關(guān)

嚴(yán)把高層建筑防火設(shè)計(jì)源頭關(guān)卡，應(yīng)該實(shí)行消防專篇的名文規(guī)定，帶有自動(dòng)消防系統(tǒng)的高層建筑就需要做好消防專篇的準(zhǔn)備。所以，消防專篇當(dāng)中應(yīng)該包含電氣、結(jié)構(gòu)、建筑、給排水以及暖通等多個(gè)方面的消防設(shè)計(jì)內(nèi)容。并且，專篇需要體現(xiàn)在建筑的初期設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該通過自檢自審，強(qiáng)化“誰(shuí)設(shè)計(jì)、誰(shuí)負(fù)責(zé)”的規(guī)定，同時(shí)，要求對(duì)自己的設(shè)計(jì)工程負(fù)擔(dān)有終身責(zé)任，這樣才能夠避免自查自審工作流于表面的形式。

2.2 嚴(yán)把消防審核關(guān)

2.2.1 提高主管領(lǐng)導(dǎo)的防火專業(yè)技術(shù)水平

建設(shè)審查工作需要由經(jīng)辦人員和分管領(lǐng)導(dǎo)共同努力才能夠完成，油氣是在基層的消防部隊(duì)，分管領(lǐng)導(dǎo)自身所具備的專業(yè)技術(shù)水平應(yīng)該得到相應(yīng)的提高，起到防微杜漸的作用，避免在審核失誤的消防驗(yàn)收當(dāng)中，確保驗(yàn)收不合格就不得投入到使用等情況。進(jìn)行建設(shè)方的整改需要耗費(fèi)大量的資金，因此，部分建設(shè)單位就會(huì)想方設(shè)法找人情、托關(guān)系，希望能夠勉強(qiáng)過關(guān)。這樣就會(huì)找到分管領(lǐng)導(dǎo)頭上，如果領(lǐng)導(dǎo)的專業(yè)技術(shù)水平不高，或者是不具備較強(qiáng)的工作責(zé)任意識(shí)，就很可能在工作當(dāng)中睜一只眼閉一只眼，讓建設(shè)單位蒙混過關(guān)，這樣就很容易給建設(shè)審查工作帶來諸多不利的影響。

2.2.2 落實(shí)防火安全責(zé)任制

消防工作需要將消防安全責(zé)任制加以落實(shí)，而審核工作需要將誰(shuí)審核、誰(shuí)負(fù)責(zé)加以落實(shí)。傳統(tǒng)模式下，一般都是建設(shè)方送來設(shè)計(jì)圖紙，消防部門提出審核意見，在意見書出具之前，需要做好內(nèi)部審批表的填寫，由分管領(lǐng)導(dǎo)和資格經(jīng)辦人員簽字。但是，這樣的傳統(tǒng)模式應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，特別是在施工圖紙送審的時(shí)候，對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)審查來說，施工圖紙的審查是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，就審核的程度而言，這屬于相對(duì)完善的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該建立施工圖紙的審查制度，對(duì)于消防施工圖紙，也需要具備相應(yīng)資質(zhì)的消防工程師簽字方可生效，然后才送達(dá)消防部門進(jìn)行審核。

2.3 嚴(yán)抓后期管理

2.3.1 加強(qiáng)消防監(jiān)督檢查

第一，嚴(yán)格的檢查安全出口以及疏散通道，確保疏散通道不會(huì)對(duì)人員的疏散產(chǎn)生影響；第二，確保高層建筑內(nèi)部的自動(dòng)噴火滅火設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)施以及消防防排煙等系統(tǒng)都能夠正常的運(yùn)行，確保疏散標(biāo)志設(shè)施位置的準(zhǔn)確性、保證滅火器材完好有效；做好高層建筑物消防產(chǎn)品的檢查，確保沒有任何偽劣產(chǎn)品混入到其中。

2.3.2 做好日常維護(hù)管理

等待公安消防機(jī)構(gòu)驗(yàn)收合格之后，建筑工程才能夠投入到后期的使用。而做好建筑消防設(shè)施的日常維護(hù)，才能夠確保消防系統(tǒng)能夠始終處于正常運(yùn)行的狀態(tài)之下，才能夠?qū)⑵涔δ馨l(fā)揮出來，減少和防止建筑物發(fā)生火災(zāi)。在交付建筑工程之后，建筑管理與使用單位也需要做好日常的消防設(shè)施維護(hù)，確保正常運(yùn)行之外，還應(yīng)該針對(duì)性地建立崗位責(zé)任制度，崗位責(zé)任制度的建立健全主要包含了消防設(shè)施的檢查、檢測(cè)以及維修保養(yǎng)等方面的制度，這樣才可以確保高層建筑物的消防設(shè)施能夠處于正常的運(yùn)行狀態(tài)之下，才能夠確保在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，將消防設(shè)施的作用充分地發(fā)揮出來。

3 高層建筑安全疏散設(shè)計(jì)目標(biāo)及方法

3.1 安全疏散設(shè)計(jì)目標(biāo)

安全疏散設(shè)計(jì)主要是針對(duì)高層建筑物的實(shí)際特性，從而針對(duì)煙氣與火災(zāi)在高層建筑物內(nèi)部傳播特性以及疏散形式的預(yù)測(cè)，從而采取針對(duì)性的防火措施，并且做好安全疏散設(shè)施的設(shè)計(jì)與設(shè)置，從而提供合理的安全防護(hù)與疏散方法，確保在緊急的狀況下，高層建筑物內(nèi)部的所有人員都能夠迅速疏散，并且還可以使用其余的方法，確保人員的安全性。

3.2 安全疏散設(shè)計(jì)方法

安全疏散設(shè)計(jì)方法包含了處方式設(shè)計(jì)與性能化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。處方式設(shè)計(jì)方法主要是根據(jù)具體的規(guī)范，做好疏散通道尺寸和數(shù)量的設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，只需要參考設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范就行，但是，對(duì)于每一個(gè)建筑物，處方式設(shè)計(jì)無(wú)法提供針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案。所以，由于建筑物本身存在的差異性，也會(huì)使得其安全水平出現(xiàn)不同的結(jié)果；性能化設(shè)計(jì)的基本步驟：第一，將建筑物消防安全目標(biāo)加以確定；通過消防工程的安全評(píng)估以及工程學(xué)原理，量化分析高層建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性；根據(jù)在實(shí)際火災(zāi)發(fā)生當(dāng)中所獲取的經(jīng)驗(yàn)，綜合地分析與計(jì)算建筑物以及其內(nèi)部可燃物燃燒時(shí)候出現(xiàn)了火災(zāi)危險(xiǎn)度，然后再對(duì)各種可能引起火災(zāi)的條件加以預(yù)測(cè)與評(píng)估，從而校對(duì)其條件是否能夠滿足消防安全設(shè)計(jì)的實(shí)際目標(biāo)；第三，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行再一次調(diào)整、優(yōu)化，確保其滿足高層建筑的防火需求。

4 高層建筑火災(zāi)安全疏散設(shè)計(jì)的方法與對(duì)策

4.1 延長(zhǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)來臨時(shí)間

對(duì)于高層建筑內(nèi)部人員而言，煙氣是最主要的影響因素。由于頂棚的限制，在火災(zāi)發(fā)生的房間上部就會(huì)形成熱煙氣層，并且隨著煙氣量的增加，也會(huì)加厚熱煙氣層，當(dāng)煙氣層的某一部分參數(shù)增大到范圍值之外，就會(huì)威脅到人員。所以，想要將火災(zāi)危險(xiǎn)來臨的時(shí)間延長(zhǎng)，就應(yīng)該盡可能地減薄煙氣層的厚度，主要采取的措施如下：

4.1.1 做好防火分區(qū)的設(shè)計(jì)

在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于煙氣與火焰蔓延的速度較快，因此，人員的撤離難以跟上蔓延的速度，所以，對(duì)于水平防火分區(qū)和豎向防火分區(qū)都需要合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能夠?qū)⒒馂?zāi)控制在界定的范圍之內(nèi)。

4.1.2 做好自動(dòng)滅火系統(tǒng)的設(shè)置

自動(dòng)滅火系統(tǒng)一方面能夠在火災(zāi)發(fā)生的初期達(dá)到消滅、降溫以及控制火災(zāi)的擴(kuò)散；另一方面，也可以確保疏散設(shè)施的安全性不受影響，這是最主要的火災(zāi)防護(hù)手段，同時(shí)，也是人員安全疏散的前提條件。根據(jù)滅火劑的種類，滅火系統(tǒng)可以分為自動(dòng)噴水滅火、氣體滅火和水噴滅火三種系統(tǒng)。就高層建筑而言，應(yīng)該根據(jù)《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)中提出的要求，根據(jù)自身高層建筑物的特點(diǎn)，設(shè)置出相對(duì)應(yīng)的自動(dòng)滅火系統(tǒng)。另外，對(duì)于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，還需要注意：

第一，在消防中心，應(yīng)該設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的監(jiān)視信號(hào)，其中主要包含了火力報(bào)警信號(hào)、水箱水位、水泵的供電狀況、報(bào)警閥前控制閥開關(guān)等等；第二，一旦自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)受到影響，無(wú)法正常的運(yùn)行，就會(huì)將這一個(gè)區(qū)域關(guān)閉，并且確保人員的安全。

4.1.3 做好自動(dòng)排煙設(shè)施的設(shè)置

第一，做好自動(dòng)排煙設(shè)施的設(shè)置。其目的在于對(duì)期貨地點(diǎn)的延期擴(kuò)散加以限制，對(duì)疏散通道的安全性加以保護(hù)，提供疏散人員安全的疏散通道。自動(dòng)攀巖設(shè)置的設(shè)置屬于救火的疏散逃生以及輔助的手段；第二，根據(jù)《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)中提出的規(guī)定，還需要結(jié)合高層建筑物本身的實(shí)際特點(diǎn)，設(shè)置出具體的自動(dòng)排煙設(shè)施。

4.1.4 做好消防控制系統(tǒng)的設(shè)置

在高層建筑的消防控制中心應(yīng)該具有以下幾個(gè)方面的緊急控制功能：第一，防火門或者是其余的開口保護(hù)設(shè)施，能夠讓其關(guān)閉；第二，樓梯間和前室能夠加壓送風(fēng)；第三，做好排煙系統(tǒng)的控制；第四，控制好緊急事故照明；第五，控制好廣播誘導(dǎo)系統(tǒng)。

4.2 進(jìn)行安全出口的合理布置

所謂的安全出口，指的是提供給人員疏散使用的直通室內(nèi)外安全區(qū)域的樓梯、走道和門等等。高層建筑物內(nèi)部的房間或者是高層建筑物本身，都應(yīng)該根據(jù)防火規(guī)范的具體規(guī)定，根據(jù)人員的集中度和數(shù)量，對(duì)安全出口的數(shù)量、距離和分布情況進(jìn)行綜合考慮。在人員相對(duì)集中的房間安全疏散，除包含了疏散總寬度之外，還應(yīng)該考慮到安全出口的數(shù)量，比如：如果一個(gè)房間內(nèi)部的人員較多，有的時(shí)候只需要布置一兩個(gè)寬大的出口就可以滿足設(shè)計(jì)要求，但是在平時(shí)的通行中，會(huì)存在不便之處，一旦發(fā)生火災(zāi)，就很容易造成人員方面的傷亡。因此，在安全出口的設(shè)計(jì)上，在高層建筑物內(nèi)部的任何一個(gè)位置，都應(yīng)該保證兩個(gè)或者是兩個(gè)以上的疏散方向提供人員的安全疏散。在布置安全出口，也應(yīng)該保持均勻性，在不同的疏散方向的兩個(gè)出口之間至少應(yīng)該保持間距在5m之上。疏散樓梯如果具備條件，還應(yīng)該通至屋頂。

4.3 進(jìn)行疏散走道的合理布置

為了確保高層建筑物發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，人員能夠暢通的疏散，避免出現(xiàn)混亂或者是阻塞現(xiàn)象，在疏散走道的設(shè)計(jì)上，就應(yīng)該保持走道的簡(jiǎn)潔平緩，盡可能避免出現(xiàn)較多的曲折迂回，在轉(zhuǎn)角的盡頭之處，還應(yīng)該安排出垂直的疏散口。在地面上不得存在磕絆物或者是地面打滑，在疏散走道中，不能夠設(shè)計(jì)門欄、臺(tái)階等突出物。如果存在突出物，其最窄的地方也不能夠低于疏散走道寬度的整體要求。疏散走道的建筑結(jié)構(gòu)以及室內(nèi)的裝修還應(yīng)該具備較高的耐火性能，無(wú)論是其地面裝修、墻面，還是天棚的設(shè)計(jì)，都應(yīng)該滿足規(guī)范要求。疏散走道兩側(cè)的隔墻還需要設(shè)置窗口，應(yīng)可能減小窗口面積。

4.4 進(jìn)行疏散樓梯的合理布置

在高層建筑物當(dāng)中，樓梯間和疏散樓梯是最主要的通道。高層建筑物內(nèi)部的疏散樓梯一般都采取的是封閉的樓梯間、室外樓梯以及防煙樓體驗(yàn)，就具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來看，還應(yīng)該考慮到實(shí)際的防火要求，注意到疏散樓梯布置的幾點(diǎn)要求：

4.4.1 做好疏散樓梯問題的確定

一般來說，最恰當(dāng)?shù)厥枭翘莸脑O(shè)置，應(yīng)該是靠近客用電梯，平時(shí)，人們出行經(jīng)常使用電梯，因此，靠近電梯的疏散樓梯是人們最容易發(fā)現(xiàn)，也是最熟悉的。一旦發(fā)生火災(zāi)，人們就會(huì)選擇常使用的路線，這樣，也容易快速地疏導(dǎo)人員。如果條件允許，疏散樓梯間以及前室的設(shè)置還應(yīng)該盡可能地靠近外墻，這樣可以通過外墻，將窗戶開啟，從而滿足自然的排煙，這樣，才可以為消防撲救以及安全疏散創(chuàng)造有利的條件；如果條件不允許，就應(yīng)該在建筑中心部位設(shè)置疏散樓梯，并且還需要設(shè)置機(jī)械正壓送風(fēng)設(shè)施，這樣也方便安全的疏散。

4.4.2 消防電梯與疏散樓梯要盡可能地面前室的合用

雖然在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中允許消防電梯與疏散樓梯能夠公用前室，但是為了避免在發(fā)生高層建筑火災(zāi)的時(shí)候，消防撲救人員與疏散人員之間產(chǎn)生了相互的干擾，對(duì)于消防撲救和安全疏散產(chǎn)生阻礙，因此，在設(shè)計(jì)的時(shí)候還是應(yīng)該盡可能避免前室的共同使用。

4.5 為防火、防煙、防熱創(chuàng)造良好的安全環(huán)境

在安全通道當(dāng)中，應(yīng)該創(chuàng)造出防火、防煙、防熱的優(yōu)良安全環(huán)境，這是重要的安全疏散條件，在疏散通道的不同區(qū)段或者是不同的部位上，都應(yīng)該由防排煙設(shè)施的設(shè)置，才能夠保證其安全性。比如：防煙樓梯間前室、防煙樓梯間、消防電梯間前室，在無(wú)自然通風(fēng)的走到或者是房間，還需要做好機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)施。此外，在防護(hù)方面，還應(yīng)該添加部分呼吸使用的防護(hù)用品。

4.6 妥善制定防火安全疏散預(yù)案

由于高層建筑本身的特點(diǎn)，也就決定了在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，人員無(wú)法及時(shí)地撤離出去。這樣就要求了管理人員能夠?qū)馂?zāi)潛在的風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)有預(yù)見力，并且可以根據(jù)建筑物本身的情況，制定出合理的防火安全疏散預(yù)案。

第一，做好安全疏散的組織與管理工作。強(qiáng)化人員疏散誘導(dǎo)知識(shí)的培訓(xùn)工作。一旦人們意識(shí)到需要逃生的時(shí)候，首先就應(yīng)該去尋找進(jìn)入的出口，但是如果無(wú)法抵達(dá)（進(jìn)入口充滿了煙與火的時(shí)候），人們就會(huì)本能地返回，離開危險(xiǎn)，去尋找另外的安全地點(diǎn)與出口。人們有可能會(huì)低估危險(xiǎn)帶來的傷害，不情愿使用自己不夠熟悉的通道。這時(shí)的疏散誘導(dǎo)，尤其是日常經(jīng)歷過了訓(xùn)練的誘導(dǎo)，就會(huì)發(fā)揮出奇重要的作用。疏散人員的誘導(dǎo)還應(yīng)該確定出“帶頭人”。這主要是因?yàn)椤半S大流”的傾向，有的時(shí)候還可能將危害擴(kuò)大；第二，針對(duì)建筑物的不同部位，還需要針對(duì)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的具體疏散規(guī)則和實(shí)施過程制定預(yù)案；第三，確保老弱病殘的疏散；第四，對(duì)于疏散過程中存在的不良行為需要及時(shí)糾正，必要的時(shí)候，還可以采取強(qiáng)制性的措施；第五，疏散誘導(dǎo)計(jì)劃應(yīng)該合理地制定，可以定期或者是不定期開展火災(zāi)演習(xí)。應(yīng)該經(jīng)常進(jìn)行消防逃生訓(xùn)練，并且要根據(jù)一定的程序來進(jìn)行。負(fù)責(zé)指導(dǎo)訓(xùn)練以及計(jì)劃的人員，還應(yīng)當(dāng)具備一定的領(lǐng)導(dǎo)才能。在指導(dǎo)訓(xùn)練過程中，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)有序的疏散，并非是速度上的訓(xùn)練。并且，訓(xùn)練還應(yīng)該在不同的時(shí)間段進(jìn)行，能夠模擬火災(zāi)的發(fā)生情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文主要是針對(duì)高層建筑防火技術(shù)以及安全疏散設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體的討論。作為一門持續(xù)性的課程，高層建筑的防火還有很長(zhǎng)的一段路要走。并且，隨著超大型公共建筑的出現(xiàn)，新問題與功能復(fù)雜化，也需要建筑設(shè)計(jì)人員和消防專業(yè)人士能夠針對(duì)防火進(jìn)行更深層次地研究。

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