浅议高层建筑的消防设计

浅议高层建筑的消防设计
摘要：由于高层建筑火灾隐患多,扑救难度大,因此,在建筑设计中应采取防火措施,以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。

本文将从高层建筑消防设计存在的问题和解决措施入手，探讨如何进行高层建筑消防设计。

关键字：高层建筑，消防，问题；措施
Abstract: Due to the high-rise buildings has the potential of fire, fighting difficult, it should take fire precautions in the architectural design to prevent fire occurrence and to reduce fire hazards to life and property. This article explores how to take the design of high-rise building fire starting from the problems and solutions in high-rise building fire safety design.Key words: high-rise buildings, fire, the problem; measures 中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
由于高层建筑火灾隐患多,扑救难度大,因此,在建筑设计中应采取防火措施,以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。

建筑防火包括火灾前的预防和火灾时的措施两个方面,前者主要为确定耐火等级和耐火构造,控制可燃物数量及分隔易起火部位等;后者主要为进行防火分区,设置疏散设施及排烟、灭火设备等。

1、高层建筑消防设计存在的弊端
1.1防烟楼梯间与防烟前室共用正压送风系统的设计有缺漏。

在有的设计图纸中，当防烟楼梯间及其前室（非与消防电梯合用前室）均不具备自然排烟条件时，防烟楼梯间及前室分别设置了正压送风。

实际的工程中，许多设计人员或施工人员，都忘了在楼梯与前室之间设计、安装一个余压阀，导致实际上楼梯间的风压无法进入前室，造成楼梯间的风压太大，影响到疏散，而前室只靠楼梯防火门的缝隙漏风，风压又不足的事实。

1.2对自然排烟方式的限制条件不理解。

由于城市用地的紧张，导致建筑高度很自然地在增长，一类高层公共建筑，超高层住宅楼随处可见。

为了节省投资，一些开发商及设计人员对建筑高度超过52m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑，其防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室的防烟设施设计采用自然排烟方式，而未设置机械防烟设施。

1.3不具备自然排烟条件的封闭楼梯间未采取防烟设计。

而实际工程中，设计者为节省投资，增大使用面积，许多未按规范设正压送风并增设前室。

1.4三层以下（含地下一层）的楼梯及前室不具备自然排烟条件，楼梯间及前室的送风量太大。

1.5长度超过20米内走道未设机械排烟设施。

在很多工程审核，验收中，经常发现内走道长度超过20米，或仅一侧设置可开启外窗的内走道均未设机械排烟设施。

1.6作为自然排烟用途的排烟窗设置的形式、位置及开窗面积不准确。

在有的工程中，设计人员将平时做为通风用的自然排烟窗设置为固定窗或者设置类似玻璃墙的半开窗、斜开窗，其设置的形式和位置均不利于自然排烟。

1.7中庭排烟窗的设置形式不利于平时的操作。

有的工程却忽视了中庭排烟窗设置的形式，即安装高度较高的排烟天窗及高位侧窗缺少便于开启的操作装置，不利于火灾时的自然排烟，应有下部适当设置能手动开启排烟窗的装置。

1.8分段后的疏散楼梯间的下段未设置正压送风系统。

由于设计院的各专业的独立性很强，如建筑与暖通专业未勾通好，则很经常地出现地下部分的疏散楼梯在设计或施工上遗漏了正压送风系统。

1.9剪刀楼梯间的正压送风系统未按规定分别独立设置正压送风系统。

在实际的工程中，设计人员经常将两个系统合为一个系统，施工单位也经常图省事，一个风道一个方向轮流开口。

1.10合用前室因管理不到位而形同虚设。

目前有许多建筑为了提高使用面积，采用消防电梯与客梯合用，消防电梯前室与防烟楼梯前室合用，采用常闭防火门。

这种工程投用后，往往造成前室的门为了行人的方便而常开着，甚至是防火门的闭门器被拆除，防火门被拆除，导致防烟前室不防烟。

2、加强高层建筑防火设计的措施
2.1保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。

钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450～650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。

一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。

因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。

2.1.1耐火等级和材料选择。

中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。

建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。

构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。

构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。

2.1.2建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。

如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。

设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。

隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。

2.2做好防火分隔与安全通道设计
高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。

所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。

2.2.1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6米,它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7米和9米。

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13米。

2.2.2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150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米。

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。

2.2.3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,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。

疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。

2.3强化报警系统和灭火装置
2.3.1室内消火栓的设置范围:
2.3.1.1高层建筑的主体及裙房内;
2.3.1.2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;
2.3.1.3避难层内设置用于人员自救保护;
2.3.1.4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;
2.3.1.5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。

2.4室内消火栓设置的技术要求:
2.4.1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;
2.4.2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;
2.4.3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;
2.4.4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;
2.4.5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。

也就是说,根据现有或将有的消防车供水能力,确定各个分区是否应设水泵接合器;(6)消防管网采取防超压措施。

常用的方法是采用流量—扬程曲线平缓的消防水泵,设置安全阀、泄水阀门等,避免超高压造成给水系统的破坏。

由于消防问题关系到人民群众生命财产安全，所以建筑设计人员在对待消防设计问题时要尤其谨慎负责，并在最大限度保证高层建筑物的消防安全条件下采用最经济节省的消防设计。