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摘要：超高层建筑经常会遇到一些防火设计方面的问题，比如说违背安全使用建筑的原则、阻碍救援等。本文主要针对超高层建筑，主要从超高层建筑的特点、超高层建筑的火灾危害性以及超高层建筑防火设计方法等三方面来探讨超高层建筑在防火设计方面的一些措施。
关键词：超高层；火灾；防火设计
引言
信息时代的到来拉动了全球经济的发展，各种高科技技术应运而生，在建筑行业，人们除了追求建筑的美观和实用之外，对于建筑物的高度也是建筑技术上技术进步的展现值得一提的就是，150 米以上的建筑本身的火灾发生系数比较大，这就对这种建筑的防火系统要求更加严格，设计更加先进。防御火灾目的就是保证人们的人身安全，而对于超高层建筑来讲，它本身就存在一定的危险系数，再加上防火设计的高层要求，那对于超高层建筑的设计就更加严格。
1 超高层建筑的概述
多高的建筑才能称之为“超高层建筑物”，我国的《高层民用建筑设计防火规范》中虽无明确的界定，但对于超过１００米或３２层及以上建筑物的停机坪、消防灭火设施、消防水压以及排烟和火灾报警系统都有特殊的要求。美国对于超高层建筑的定义是，100米以上或40层以上的为超高层建筑。在本文后续的研究分析中，超高层建筑指超过100米或40层以上的建筑物。
2 超高层建筑的火灾特点
超高层建筑火灾主要通过火焰蔓延、热传导、热辐射和热对流等四种方式进行，与其他类型的火灾蔓延方式区别不大，但在火灾蔓延途径上有其独有的特性。超高层建筑火灾蔓延的途径有这样几种：
2.1存在点火源多
超高层建筑的电器设备种类多，用量大，超载、短路、发生小火花的现象增多；车库停车多、储油量大；流动人员多，吸烟人多；雷击现象、周围环境飞火等也是超高层建筑可能发生火灾的点火源。
2.2 安全疏散困难
（l）疏散手段有限：火灾时客用电梯必须停止使用，消防电梯主要为消防队员专用，消防云梯车的高度也有极限，所以楼梯间（一般仅设两部）是室内人员垂直疏散的唯一手段；（2）疏散时间长：一般的超高层建筑，由于疏散通道有限，距离长，人员疏散，少则几十分钟，多则几个小时。
2.3 烟囱效应
超高层建筑中垂直的楼梯间、电梯井、衣物滑槽以及封堵不严密的管道井，犹如烟囱，火灾时，其拔风抽力效应，会助长烟气火势的蔓延。建筑高度越高，烟囱效应越强烈。
2.4 扑救难度大
（1）进攻困难：一方面缺乏地面消防行动展开的场地；另一方面，外部灭火进攻受到限制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现在配置的消防云梯车最高仅能达到53米，超高层建筑上部楼层发生火灾，消防队员无法进行外攻；（2）登高困难：50米以下楼层发生火灾，消防队员尚可利用消防云梯车登高，在50米以上部位发生火灾，登高困难；（3）供水困难：超高层建筑发生火灾，灭火用水量比较大。（4）排烟困难：火灾发生时，因受登高设备和玻璃幕墙限制，以及风向风力的影响，难以实施破拆玻璃窗进行自然排烟，采用机械排烟系统，也会因受风力、气压等气候条件的影响而难以实现设计理想的排烟效果。
3 超高层建筑火灾的危害性
超高层建筑高度超过100米，一般是商务办公场所，楼内人员众多，设备及结构复杂，一定程度上不仅火灾隐患排查困难，并且给疏散救援带来了很大难度。
3.1人员疏散困难，极易造成人员大量伤亡。30层以上的高层建筑着火时，要使人员迅速疏散到地面或者避难空间十分的困难。根据消防部门的测试数据，一名技能全面的消防队员，从30层的高度安全下落到地面最快需要10分钟左右的时间。如果是一名普通的人员从30层安全到达地面，不可能比消防队员的速度更快。而烟气的垂直蔓延速度为每秒钟大约3米左右，在烟囱或垂直管道的抽风吸力效应下就会更快，甚至是每秒钟10多米的速度。可见，火势在不到两分钟时间之内就能迅速从地面烧到30层。并且，人员疏散与火势蔓延的反方向，更是增加了疏散难度；
3.2 装备要求高，灭火救援难度大。相对于普通建筑，超高层建筑的灭火难度发生了质的提升。建筑外墙和窗户的烧毁脱落，形成更大的势能，极易造成消防队员伤害和消防设备的破坏，使得消防人员无法接近着火点进行外部射水灭火。再者，现有的消防设施无法满足需求，一般的消防登高车高度为５５米左右，有效射程为８０米左右。在我国很多城市，消防直升机的配备较为少见。因此，综合考虑，对于超高层的建筑消防上，应当主要从预防和内部消防设施的有效合理配备来保障
4 超高层建筑防火设计方法
超高层建筑的火灾有一定特殊性，针对这些特点，并结合我国现有消防设备的条件限制，从以下几个方面探讨超高层建筑防火设计方法：
4.1 耐火的设计
在超高层建筑中，无论是材料的运用还是结构的设计，都要符合耐火的设计要求。在超高层建筑中大范围的应用防火材料，能有效的防范火灾的发生。在我国技术发展的基础上，充分发挥防灾技术的特性。例如防火包裹材料、耐火钢结构设计、耐火混凝土设计等等，在建筑中应用的一切材料，最好都要用耐火设计，这样将会大大降低火灾发生率。
4.2 疏散安全保障
首先，安全疏散路线要设计完整。路线优化结合，将常用路线与急用路线结合起来，建立备用电梯，这些电梯在平时是不使用的，或者是不经常使用的。当火灾发生时，可以通过这些电梯疏散人群，虽然这种为火灾而准备的资源是不提倡的，是资源的一种浪费，但是以防万一，为了火灾应急的使用。其次，是避难层的设置，超高层建筑必须设置避难层，每15 层就得有一个避难层，当火灾发生时，低层避难层的人如果不能及时疏散，可以依靠消防车疏散，避难层的设置除了要考虑到设置规范，还要充分考虑到超高层建筑的现有状况，以及消防设备的限制，根据环境特点，设置相应的避难层，如果发生火灾，消防车完全可以第一时间到达避难层实施营救。最后，超高层建筑的“烟筒效应”是很难克服的，但在建筑设计上，要尽可能将这种风险降到最低。超高层建筑的疏散问题必须提高重视，这样可以大大降低人员伤亡，在建立疏散层之外，还应设置足够宽度的楼梯，目前，很多学者已将目光转移到如何利用已有设备进行火灾人员疏散问题上了，电梯的作用也是很大的，可以大大提高疏散效率，但电梯的性能必须充分保证[3]。
4.3 划分防火分区
防火分区是指建筑内部通过各种防火设备将空间分隔开来，每一个空间都是由防火材料包围而成，这样在火灾发生时，可以有效的防止火势的蔓延。防火分区是有防火、耐火的分隔材料分隔而成，防火墙在其中也充当了重要的角色，而且防火分区的设置与划分也要根据建筑的类型、特点设定。不同建筑功能的防火分区均有具体要求，要根据建筑本身的特性而定。防火区域的划分不但能有效防止火灾的发生，更重要的是，在火灾发生时，能有效控制火势，有利于更好的进行火灾营救[4]。
4.4 设备设置齐全
火灾设置系统的全面设置，一定不能离开设备方面的支撑。一个完善的防火系统一定要包含自动报警系统和自动喷淋系统两大部分，其中自动报警系统主要是指探测器、区域报警器和集中报警器三部分，在此之外还可以设置其他功能的报警系统，这样有利于当火灾发生时，能及时与外界联系，及时借助外界的力量将火灾消除。自动喷淋是指超高层建筑自救的一种方法，是自防自救的一种手段，例如在很多地区，大部分超高层建筑都是用了玻璃分隔材料，这不仅仅是防火系统建设的需要，在外观上来看，也是非常美观的，在分隔空间的两侧，大都有自动喷头，避免火灾发生时，不能自营自救。
5 结束语
超高层建筑的防火疏散设计是一个复杂的系统工程，是经济、科技、技术的集中体现，同时，它也将随着科技的发展而不断完善，作为建筑设计者，必须清醒的认识到超高层建筑防火设计首先要做到自防自救，根据现状消防设备的实际水平和建筑的实际情况，对防火分区、安全疏散和避难层设置等方面进行合理的个性化设计。
参考文献：
[1]张涛.超高层建筑防火设计浅析[J].黑龙江科技信息，2012，（21）：222.
[2]邓欢.超高层建筑防火设计问题探讨[J].四川水泥，2015，（07）：340.
[3]刘文革，陈绍炳，范家海，倪惠飞，童宏伟，金关峰，陈玉燕.外墙干挂石材幕墙.浙江环宇建设集团有限公司，2011-07-20.
论文作者:蔡军华
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/6
标签：高层建筑论文; 火灾论文; 建筑论文; 消防队员论文; 发生论文; 人员论文; 困难论文; 《基层建设》2016年7期论文;