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摘要：近年来，随着我国商业建筑逐步快速发展，功能也更加复杂，传统的防火设计越来越不能满足结构形式的脚步。加上建筑技术的发展和不断创新，高层建筑如雨后春笋般在我国各个城市涌现。而高层建筑的消防安全问题此时就凸现得更加明显，如何在建筑设计中做好高层建筑的防火设计，也成了摆在建筑设计者面前的一个值得深思的问题。现代高层建筑火灾的特点主要是建筑物层数多，垂直距离大，而内部人员又密集，疏散难；高层建筑内井道多，火势蔓延快，而且火灾持续时间长，消防扑救难度大，一旦发生火灾，将造成严重经济损失和人员伤亡。因此，针对高层建筑自身的火灾隐患特点，在进行高层建筑设计时必须对其进行合理的防火设计，以免发生火灾时造成更大的经济损失和人员伤亡。现结合超高层办公楼的结构特点，以及其对于防火设计得特殊要求，本文通过分析现代高层建筑火灾的特点以及对某高层办公楼施工图的设计实践，探讨了高层建筑在防火设计过程中必须考虑的几个方面。
关键词：高层建筑；防火分区；安全疏散
1、工程概况
该工程位于某市，现已竣工并投入使用，用作写字楼出租。该建筑占地面积2406.8m2，总建筑面积36976.8m2，层数为15层，其中地下4层，为自用车库及设备用房，地上11层，均为办公楼，建筑总高度为43.700m，属于二类高层建筑，地下四层车库耐火等级为一级，地上11层为二级。建筑物四周设环形消防车道。
2、平面布置
该办公楼均布置了消防控制室，高压电容室，变压器室，发电机房等对防火及疏散要求都比较高的房间。特别是电容器室、变压器室、发电机房这些房间，假如机器发生故障很容易引起火灾，因此在《高层民用建筑设计防火规范》里特别对高压电容室、变压器室、发电机房等房间进行了详细的规定。根据《高层民用建筑设计防火规范》的有关规定，这些房间如需布置在高层建筑内，必须布置在高层建筑首层或地下一层靠外墙部位，因此该工程在防火设计时都把这一类的房间布置在地下一层左下角的地方，并且每个房间都设置了能直通室外的安全出口，在出口处均设置了宽度不少于1米的防火挑檐或者1.2米的窗槛墙。每个房间均用耐火极限符合规定的楼板或者间墙与其他房间分隔开。
消防控制室是建筑物内防火、灭火设施的显示控制中心，是火灾的扑救指挥中心，是保障建筑物安全的要害部位之一，因此应设在交通方便和发生火灾时不易延烧的部位，即使一旦发生火灾，消防控制室必须能维持一段时间。我国目前已建成的高层建筑中，不少建筑都没有消防控制室，但也有的把消防控制室设于地下层交通极不方便的部位，这样一旦发生大的火灾，在消防控制室坚持工作的人员就很难撤出大楼。因此在《高层民用建筑设计防火规范》里对消防控制室位置、防火分离和安全出口都作出了规定。本工程把消防控制室布置在首层北面靠外墙部位，出口正对车库入口，一旦发生紧急情况，消防控制室内人员可立刻撤离至室外。
其余设备用房（如风机房，水泵房，空调机房等）《高层民用建筑设计防火规范》对这些房间的位置布置及安全出口没有明确的规定，本工程设计时考虑地面空间的利用效率，将这些设备用房都布置在地下二层或以下的地下室，这些房间都按照防火规范设置了相应耐火等级的防火门。
3、防火分区
在高层建筑设计时，防火分区的划分是极其重要的。有的高层建筑规模大、空间大，尤其是商业楼、展览楼、综合大楼，用途广，可燃物量大，一旦起火，火势蔓延迅速、温度高，烟气也会迅速扩散，必然造成重大的经济损失和人身伤亡。因此，除应减少建筑物内部可燃物数量，对装修陈设尽量采用不燃或难燃材料以及设置自动灭火系统之外，最有效的办法是划分防火分区。防火分区的划分，既要从限制火势蔓延、减少损失方面考虑，又要顾及到便于平时使用管理，以节省投资。
本工程平面呈四边形，只有北面与东面墙体互相垂直，其余均为非直角，由二层夹层开始，平面中间位置开始布置中庭，讲整栋建筑平面大致分割成“工”字形。全楼共分27个防火分区。
其中地下车库适用《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》，该工程四层车库共设置296个车位，属二类汽车库，耐火等级为一级，根据防火规范规定每个防火分区面积最大为2000m2，该工程地下室每层的面积均在2000m2以上，由于该工程全部楼层均设置自动喷淋灭火系统，按照防火规定防火分区面积可增加一倍，因此地下四层车库每层只需设置一个防火分区即可满足要求。
地上部分首层平面分3个功能区，西面为餐厅和厨房；中部及西南部分为车库，东北面为办公楼住入口，这三个功能区分别自成一个防火分区；二层夹层设置了中庭，中庭与二层连通，二层与二层夹层两层总面积为2812m2，二类高层建筑防火分区最大为1500m2，设置自动喷水灭火系统面积可增加一倍，因此二层与二层夹层可并设为一个防火分区；三层在中部电梯厅左侧设有中庭，但中庭四周均设置防火卷帘，因此三层自成一个防火分区；由四层开始，每层由中庭分为两个防火分区，中庭四周均设置防火卷帘或防火玻璃。
4、安全疏散出口和消防电梯
4.1 安全疏散出口
由于高层建筑的高度高、层数多，人员集中。发生火灾时，烟和火通过垂直通道或各种管井向上蔓延速度快。由于垂直疏散距离长、人流密集使疏散困难。因此，《高层民用建筑设计防火规范》要求每个防火分区的安全出口不少于两个，能使起火层的人员尽快脱离火灾现场。处于两个楼梯之间或是外部出口之间的人员，当其中一个出口被烟火堵住时，可利用另一处楼梯间或出口达到疏散的目的。另外高度超过32m的二类建筑，垂直疏散距离较大。为了保障人员的安全疏散，应设置防烟楼梯间。本工程属高度超过32m的二类高层建筑，因此需设置防烟楼梯间。本工程的安全疏散和消防电梯布置见下图1：
图1 安全疏散和消防电梯布置
本工程在平面布局时在中部设置普通电梯厅，为办公楼主要交通核心。在平面的4个转角位分别布置4个安全疏散出口，均为靠外墙设置的防烟楼梯，每个防烟楼梯都能自然采光和自然通风，并且楼梯的宽度按照疏散的人数计算确定，这样既满足安全疏散距离又保证每个防火分区有两个安全出口。除东南角的疏散楼梯外，其余疏散楼梯均由最底层直通顶层。地下一层至地下四层汽车库，每层为一个独立防火分区，每层设有两个单车道的汽车疏散出入口，地下二层至地下四层，设三个人员安全疏散楼梯，这均已满足汽车库关于安全疏散出口和疏散距离的规定。
4.2 消防电梯
当发生火宅时为保障消防人员安全，必须切断电源，平时使用的工作电梯全部停止运转，只有靠消防电梯才能及时进行扑救活动。此时，消防电梯则成为运送消防员，消防器材尽快抵达火灾现场，抢救伤员撤离的一种交通工具，同时为扑救火灾赢得时间。因此《高层民用建筑设计防火规范》里对消防电梯设置的位置、数量等都有明确的规定。
根据《高层民用建筑设计防火规范》有关规定，本工程共设2台消防电梯，分别位于西北角和东南角，当楼层划分有两个或两个以上防火分区时，这两台消防电梯分别设置在不同的防火分区上。为使平面布置紧凑，方便日常使用和管理，消防电梯和防烟楼梯合用一个前室，前室靠外墙部位的都设有可开启窗户，利用外墙上的窗户可进行自然排烟。前室的面积都在10m2以上，均满足规范规定的要求。
5、幕墙防火
本工程立面使用了大量的玻璃幕墙，在划分防火分区时，部分L形转角处两侧的玻璃幕墙分属于不用的防火分区，这一部分的幕墙必须做防火处理。本工程采用防火玻璃做法，在转角处一侧两米范围内的玻璃幕墙全部采用防火玻璃。部分无窗槛墙的玻璃幕墙在楼板外延设置了不少于0.8米的防火玻璃墙裙。
6、防火封堵
除划分防火分区外，建筑中各种井道、孔洞和缝隙的防火封堵对阻止火势的蔓延都起到举足轻重的作用。一旦发生火宅，火势很容易通过这些井道和缝隙向上或向隔壁迅速蔓延。本工程所有井道每隔一层在楼板处都使用了相当于楼板耐火极限的防火材料严密封堵，各种管道穿过在防火墙、隔墙或者楼板处的贯穿孔口都采用不燃烧材料封堵或设置阻火圈。玻璃幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙均采用不燃烧材料封堵。
7、结束语
综上所述，通过对某市某高层办公楼的建筑施工设计，我深深感受到高层民用建筑在防火设计环节尤其重要，它关系到人们的财产和生命安全。因此，作为一名建筑设计者，在设计过程中一定要严格执行国家有关建筑防火设计的技术规范。高层建筑火灾危害虽然很大，但只要大家都能提高消防意识，加上相关部门的科学管理和建筑消防设计的研究发展，相信一定可以更好的减少火灾的发生，并将火灾发生所造成的损失降到最低。
参考文献
[1]《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 （GB50067-97）（2001年版）.
[2]张梅红，赵建平.超高层建筑防火设计问题探讨[J].消防科学与技术，2010，（3）.
[3]郑少青.浅析新世纪建筑防火领域面临的新课题[J].科技创新导报，2013，（17）.
[4]张涛.超高层建筑防火设计浅析[J].黑龙江科技信息，2012，（21）.
论文作者:王震
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/29
标签：高层建筑论文; 分区论文; 火灾论文; 控制室论文; 工程论文; 电梯论文; 建筑论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;