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摘要：建筑防火设计是一个非常复杂、非常庞大的工程，随着相关科技技术的发展与完善，防火系统也随之更新。建筑防火设计过程中，要充分认识到火灾的特点与危害性，认识到高层住宅建筑在防火方面存在的问题，要善于从实际情况入手，对高层住宅建筑进行合理有效的防火设计。同时还要加强人们的防火意识，只有在双重作用的不断影响下，才能真正提高建筑的防火作用。
关键词：高层住宅建筑；防火；设计要点
随着经济的发展，高层建筑的增多，防火问题已经逐渐得到社会各界人士的关注，高层住宅建筑一旦发生火灾是非常危险的，损失也是无法预计的。因此在高层建筑设计时，要充分考虑防火的问题。只有防患于未然，才能在发生火灾时将人员伤亡、财产损失降到最低。
1高层住宅发生火灾的特点
1.1高层住宅建筑火灾蔓延快
高层住宅建筑的家装装饰材料大都是易燃物品，一旦发生火灾，很容易点燃，并将火灾引向管道、电器设备、电梯、楼梯等，使火灾向外蔓延。高层建筑中有很多管道，这些管道在火灾发生时变成高大的烟囱，使烟和火的流速加快，加重火灾的严重程度，增加扑救难度，同时对建筑的伤害也更大。高层建筑中都有很多的管道井、排气道、电梯和楼梯，如果没有防火措施，在发生火灾时蔓延速度可想而知。
1.2人员援救困难
高层建筑发生火灾时，人员的疏散非常困难。高层住宅的主要交通工具是电梯，目前的客用电梯都不具备防火、防烟、防水的功能，一旦发生火灾，电梯停止使用，住户必须选择楼梯，而老人、小孩的生命就会受到威胁。虽然住宅建筑每层的住户不会太多，但是楼层高，距离长等因素就会增加疏散时间，时间多一分，危险也会随之增加一分。发生火灾，就必然会有烟雾，烟雾会直接影响人们的疏散视线和身体状况，烟雾越大，人们的恐惧心理就会越大，吸入烟雾亦影响身体状况，影响疏散的时间和人员安全。
1.3扑救的难度较大
相对于高层建筑而言，不仅消防的云梯数量有限，而且在高度上也受到很大的限制，在对高层建筑的火灾扑救时，尤其是一些超高层的建筑，消防的水枪无法发挥最大的救火效果。一般的高层建筑，为了美观都会建造裙房，这样的建筑给消防人员的灭火工作增加了相当大的难度。高层建筑的住宅人群密集，随着汽车数量的不断增加，一些人在消防通道上停车，阻碍了消防车的通行，给救火工作增加了负担。
1住宅建筑消防设计所存在的问题
1.1由于对《建筑设计防火规范》理解不当所导致的问题
《建筑设计防火规范》是设计人员开展防火设计的重要依据，由于设计人员不能够深刻理解该规范而导致的设计问题是较多的。比如说在该规定之中要求敞开楼梯需要根据上下层连通的面积进行叠加计算，对于敞开楼梯，一面为走道围成同时三面为墙的楼梯不可以确定为敞开楼梯，但是也是部分设计人员认为这类楼梯应当属于敞开楼梯，这就造成了差异的发生。
1.2建筑结构以及室内装饰材料存在问题
现在我国城市发展速度正在不断的增快，房地产行业也得到了前所未有的发展，这使得越来越多企业开始进入到房地产行业，这就出现了很多没有设计能力、没有相关资质或者是实力过的建筑、装饰公司，这部分企业为了获得更多的经济效益，可能会出现偷工减料行为，会用质量不符合规定的材料，同时材料的耐火级别也不达标，造成安全隐患出现。
1.3供水管与消防管设计不规范
在高层住宅建筑物中，供水管与消防管是最为关键的组成部分，两者的管径必须相辅相成，才能保证其在建筑物中的合理应用。然而我国自来水公司收取报装费用和水表费用，按照进水管水表口径的标准来实行，所以一旦供水管与消防管管径差异过大，则会迅速提高居民的经济负担。这种情况在我国一些高层建筑中出现的几率相当高。主要因为设计人员对设计技巧的重视程度不够，在一些关键程序上有所疏忽，致使供水管过大，消防管过小，两者管径协调度不一致。不仅影响高层建筑的消防效果，也为居民的安全保障增加了很大的难度。
2高层住宅建筑消防设计
2.1对建筑灭火器的配置设计
高层住宅建筑消防设计中防火设计是重要组成部分，因此，需要完善高层建筑的灭火设施。完善的灭火设施有助于防止火灾的蔓延与人员的伤亡，在一些小火灾发生时，居民能够使用灭火设施，使火势减小，保障居民安全。但是应进行合理配置灭火器，火灾产生的原因不同，燃烧特性也不同。建筑物灭火器配置场所的危险等级还应该根据火灾的危险等级、灭火器的使用性质、火灾的扑救难度以及火灾的蔓延速度等因素确定。在经过详细计算后，在高层住宅建筑消防设计图纸中标明灭火设施的型号、规格、类型、数量以及设置的位置。
2.2 科学设计排气道
通风排气烟道和通风设施是高层建筑消防设计系统中最重要的两个因素，其具有保持空气净化、防止空气污染的功效。设计师要以安全第一的设计理念进行排气道的设计，采取科学的设计手法，使高层建筑内含有的天然气或其它有害气体可以有效的通过排气道向外排出，从而体现排气道的重要作用。另外排气道还可以充分净化容易起火或爆炸的危险气体，为人们提供安全的生活环境，因此这种科学设计的排气道非常适合于高层建筑的应用。
2.3合理布置消防栓
消防栓设计是高层建筑物中最具实际意义的设施，因为其能够实现消防给水目标，为火灾事故提供及时的灭火系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在实际高层建筑物中，消防栓设计十分简易，整体布局也缺乏科学性，消防栓附近并没有设置临时应急防火装备。因此设计师一定要加强对高层建筑消防系统设计的管理力度，在其设计过程中安排相关管理人员实行严格的监督与控制，避免一切不利因素的影响，有效解决容易出现的问题。按照相关设计要求对消防栓进行合理的设计，并借鉴国外先进设计技术，设计出可行性和科学性更强的消防防火系统。
2.4高层住宅建筑自动喷水灭火系统设计
2.4.1走道喷头的布置。
在高层住宅建筑中，为了美观往往设有吊顶，隐藏结构梁及各专业管道。而走道通常是各种管道为集中的地方，特别是设置集中空调的高层建筑，结构梁、空调风管以及分层布置的给排水、电力管线等使设有吊顶的走道净空降低，若其吊顶形式为闷顶，则其闷顶的净空高度极有可能大于800mm.而《自喷规范》规定：“净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置喷头。”这是我们在设计中容易忽视的地方。由于走道内管道众多，设计中往往会出现直接在自喷配水管上、下接喷头的错误做法。首先这种接法不符合配水支管允许设置喷头数量（≤8个）的规定，其次走道内的自喷配水管往往管径较大，它缺少接小管径喷头的管件，在安装上也有弊病。所以，走道内的喷头应该从配水支管上接出为宜，在管线的布置上应与暖通、电力专业密切配合。
2.4.2高层住宅建筑部分层自喷配水管入口应按要求减压
高层住宅建筑火灾危险等级一般为中危险级，自喷水泵是根据高层不利喷头工作压力经过计算而选择。笔者在近几次设计中计算的不利层配水管入口处所需压力均不大于0.3MPa（不利喷头工作压力按0.05MPa计），由于自喷水泵的扬程还需考虑建筑高度、水力损失等因素，故必使高层住宅建筑的底部几层配水管入口处压力大于0.4MPa.因而在设计时，在自喷水泵扬程的确定上不能一味放大了事，应该在自喷平面布置完毕后通过水力计算校核水泵扬程，并在此基础上校核底部几层配水管入口处压力。
2.5对于消防车道消防登高面的设计
根据国家的有关规定，高层住宅建筑的一个长边要设置消防车专用车道，车道的宽度也应不小于4m。另外，高层建筑物的长度如果大于220m或者是临街的长度大于150m，也要修建一条消防车专用车道，宽度同样不能小于4m。高层建筑的消防车登高操作场地的要求也是很严格的，对于建造了裙房的建筑而言，裙房的宽度不能超过4m，高层建筑的一边或者是距离一定的长度连续修建消防登高场地。消防登高操作场地的长度和宽度分别不应小于15m和10m，对于建筑高度大于50m的住宅建筑，场地的长度和宽度分别不应小于20m和10m。应与消防车道连通，场地靠建筑外墙一侧的边缘距离建筑外墙不宜小于5m，且不应大于10m，场地的坡度不宜大于3%。场地和建筑之间不能建造任何的障碍物，如果发现有障碍物存在，也应及时拆除。
2.6安全疏散楼梯设计
火灾发生时，电梯是不可以使用的，因此楼梯就成了疏散的关键。不同的建筑楼梯的情况也是不同的，比如楼层不太高的住宅建筑27～54m，而每一层的建筑面积较大时（650m2以上），每层最少也要设置两个以上的安全出口；如果每一层的建筑面积不超过650m2，每一层可设置一个安全出口，安全疏散楼梯也应该可以直接连通屋面，且单元间的疏散楼梯需要在屋面连通。对于建造了裙房的建筑来说，裙房应该有独立的楼梯，这样的设计就避免了裙房住户要向主建筑楼梯逃生的问题，也增大了建筑的逃生空间。
2.7应急照明和疏散指示系统
一是选择合理的系统形式，应急照明和疏散指示标志的设计应严格执行国家标准GB17945－2010《消防应急照明和疏散指示系统》。对于系统形式的选择，高层、综合型建筑及人员密集型建筑应选用电源集中控制的类型，或是自带电源集中控制型的系统。而对于交通组织简单，疏散路线相对简单的建筑采用自带电源非集中控制类型或是集中电源非集中控制类型。对于疏散指示标志的选择，应选择智能型消防疏散指示系统。二是合理选择相应的供电方式，消防应急照明和疏散指示系统应选择消防电源，比如可以采用集中蓄电池组作为消防应急照明和疏散指示系统的电源，设置单独的供电回路。三是相关设备的安装要确定合适的地面高度，对于疏散通道的最低水平照度不应少于1lx，对于人员密集型的场所，其地面水平照度不用少于2．0lx，而楼梯间的水平照度应不少于5．0lx，对于避难层其照度要求更高。
2.8阳台和防火隔离带设计
在高层住宅建筑发生火灾时，玻璃幕墙缝隙很容易导致火灾竖向蔓延。采用新型防火幕墙玻璃，在发生火灾爆炸时，其碎玻璃会粘在防火胶片上，尽量维持玻璃原状。若在建筑施工中没有设置玻璃幕墙，可设置1m阳台，与防火隔离带有效搭配，以达到高层住宅建筑消防功能。在进行阳台与防火隔离带设计中，阳台底部钢筋厚度为1cm时，其阳台耐火极限为0.9h；将其钢筋厚度提升至2cm时，耐火极限为1.25h；当阳台底部钢筋厚度达到3cm时，耐火极限为1.5h，而耐火极限1.5h则为耐火等级建筑的耐火极限要求。阳台属于选调结构，其底部钢筋最薄也可以达到6cm左右，因此其耐火极限会比标准值1.5h要高。通过以上分析，在进行高层住宅建筑消防系统设计时，可在窗口外部设置1m阳台板，采用非水平上扬的设计方式，同时在外墙设置隔离带，以实现火势垂直蔓延的阻碍。把防火隔离带与阳台搭配，视作分支子系统合并使用。防火隔离带水平长度需环绕整层；垂直方向设置于建筑每层窗户之间间隔空隙，高度尽量充满窗间距，每层的下窗顶部增设宽度至少70cm的混凝土水平挑檐板。
2.9高位消防水箱设计
在高位消防水箱设计中，水箱管路要保证其独立性，主管和支管外置，以防止楼板间管路孔洞发生蹿火现象，节省不必要的孔洞封堵工序。在高层住宅建筑发生火灾时，由于水箱本身具有极强的吸热性，在火势大到一定程度时，屋顶消防水箱可起到抑制火势的作用。消防水箱附近的温度一般不会太高，在夏季可起到隔热作用。在水箱顶部要设计斜顶，以达到防积雪的作用，同时设置外保温层避免冬季结冰。高位消防水箱的位置要顺风势迎风设置，高位消防水箱周围增设手动消火栓，为避难人员提供避难空间，消火栓可与高位消防水箱连接，为消火栓提供必要水源。在设计高位消防水箱时，动压静压与储水量要符合工程质量标准，静水压力要保证报警阀门开关正常，动水压力促发阀门运作后满足全楼动力供应，其储水量要保持10min拟定喷水强度中水量要求，其静水压力控制在785×103Pa，水柱高为82m，保证消防给水部件的完整度。为降低高位消防水箱内部压力，在低层消防栓中可添设铜制减压孔板，以降低内部压强，进而保证高层住宅建筑屋顶高位消防水箱设计的科学性和合理性。
结束语
建筑是人们生活、工作的主要场所。近年来，人们对建筑提出了更高的要求，消防设计也成为建筑设计中重要的组成部分。国家修订了相关设计规范，建立严格的管理体制，强化了对于高层建筑消防设计的监督审查机能，但是，高层建筑在消防设计方面还不够完善，本文首先介绍了目前高层建筑消防设计方面的不足，并给出了具体建议，希望可以对我国的高层建筑消防设计有所帮。
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论文作者:黄笃熙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/11
标签：建筑论文; 高层建筑论文; 高层住宅论文; 火灾论文; 水箱论文; 楼梯论文; 喷头论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;