浅谈超高层建筑防火设计

随着社会经济的发展，各地建起了许多高层建筑。由于导致高层建筑火灾的因素很多，所以很难扑灭。因此，高层建筑应以自卫自救为基础，采取可靠的防火措施，达到防火的目的。现行的《高层民用建筑设计防火规范》对高层民用建筑的消防设施做了严格的规定。对于建筑高度超过100M的高层建筑，即所谓的超高层建筑，除了符合一般高层建筑的一般消防规定外，还增加了合理的消防技术要求。建筑高度超过250米的民用建筑的特殊防火要求，应当报国家消防部门组织专题研究论证。超高层建筑灭火难度较大，后果严重。在超高层建筑的防火设计过程中，随时会出现一些新的问题。因此，正确使用规范，采用先进的防火技术，确保超高层建筑的消防安全至关重要。就这些问题提出一些看法供讨论。

1.建筑设施的安全措施

通过对建筑物的分类和表征，可以对其耐火等级、防火间距、防火分区、安全疏散、消防设施等提出不同的要求。，从而保证高层建筑的消防安全，节约资金。根据建筑性质、火灾危险性、疏散和扑救难度，超高层建筑为一类高层建筑，其主体部分和地下室的耐火等级为一级，裙房的耐火等级不应低于二级。

高规定:酒店、写字楼、综合楼等一般超高层公共建筑应设避难层。避难层是高层建筑中的一层，设计用于在发生火灾时人们的临时避难。避难层可以完全打开、半打开和关闭。全开放避难层是指没有围护结构的全开放空房间，一般位于建筑物的顶层或屋顶。半开放式避难层四周设有高度不低于1.2m的防护墙，上部设有可开启的封闭窗户。采用自然排烟，防止烟雾侵入。封闭式避难层为耐火围护结构，室内设有应急照明、独立空协调防排烟系统，门窗为防火门窗。设置避难层应符合下列要求:

1.避难层的数量和两避难层之间的高度应满足疏散时间的要求，并充分考虑建筑面积、功能、人数、流量和火灾蔓延等因素。建筑物首层至第一避难层或两避难层之间，不应超过15层；2.通往避难层的防烟楼梯应在避难层处分开，在同一层错位或与上下两层断开，但人员必须通过避难层上下；3.考虑人体体型特点，在不拥挤的情况下，避难层人均使用面积指标为0.2m；4.避难层也可作为设备层，但设备和管道应集中布置；5.避难层设置消防电梯出口和专用消防电话，其他客货运电梯不得在避难层设置出口。

此外，还可以在一定高度的楼层设置房间，即避难室，供人们在发生火灾时临时避难。

超高层建筑应在屋顶配备直升机停机坪。发生火灾时，用直升机将正在楼顶躲避火灾的人员疏散到安全区域。具体技术要求如下:

1、标准层建筑面积超过1000m；2.停机坪与设备间、电梯间、水箱间、共用天线等突出物的距离不应小于5m；3.出口不少于两个，每个出口宽度不小于0.9m，保证两人同时进出；4.在停机坪周围设置导航空障碍灯。

高层建筑中的各种垂直管井是火灾蔓延的途径。为防止火势蔓延，电缆井、管道井、排烟道、排风道、垃圾道应分开设置，不得混合设置。同时，为防止管井在发生火灾时被烧毁，扩大灾情，所有管道均采用耐火极限不低于1.00h的不燃性材料，井壁检查门为丙类防火门。各种垂直的管井、电缆井都是画烟花的通道。如果防火处理不当，不仅会火上浇油，还会成为火烟蔓延的途径，使火灾难以扑灭，严重危及人身和财产安全。超高层建筑中的电缆井和管道井，在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃体隔开，填实封堵，不留孔洞。道路中经常堆放垃圾、木屑、纸屑等可燃杂物，遇烟头或人为焚烧垃圾容易引起火灾。所以垃圾滑道设在楼梯间是不安全的，应该设在靠近外墙的安全地方。排气口直接对外开放，设置垃圾滑道前室。前室的门应为丙级防火门，垃圾斗采用不燃材料，可自行关闭。建筑中使用的其他竖井的防火要求，类似于垃圾滑道的作用，输送可燃物质的，可按垃圾滑道处理。

二、消火栓系统和自动喷水灭火系统的设置

消火栓系统作为高层民用建筑最基本的灭火设备，由于经济和技术条件的限制，从节约投资的角度来看，具有不可替代的作用。超高层建筑室外消火栓用水量为30l/s(居住建筑为20l/s)。考虑到高层建筑以自卫自救为主，室内消防用水量大于室外用水量，室内消火栓用水量为40L/s(居住建筑为30L/s)，即消火栓用水量为70L/s(居住建筑为50L/s)，这是规范规定的建筑消防用水量上限。一般来说，超高层建筑具有两种或两种以上的功能。因此，火灾持续时间为3.00小时(住宅为2.00小时)。考虑市政供水情况，可确定是否设置室外消防水池及其容量。

室内消火栓设置范围:1。高层建筑主体和裙房内；2.消防电梯前室或与防烟楼梯间共用前室，便于消防人员利用消火栓尽快扑火，开辟通道；3.避难层设有人员自救保护；4.在屋顶或直升机停机坪，用于检查消防栓的压力，防止火势蔓延到顶楼，保护人员。5.室内消火栓箱应配备消防卷盘，供非消防专业人员扑灭初期火灾。

室内消火栓安装技术要求:1。消火栓的满水柱应进行水力计算，且不小于13m，以避免浓烟高热对灭火的影响，保证消防人员的正常使用；2、高层建筑内消火栓间距不大于30m，裙楼内消火栓间距不大于50m，以保证两个满水柱同时到达同一楼层的任何部位；3.采用区域供水系统。有串联供水和并联供水两种方式。当消火栓口的出水压力大于0.5Mpa时，应设置泄压装置。如果超高层建筑的消防给水系统不分区，部分消火栓处的静水压力过高。超过0.8MPa时，灭火过程中开启水枪会产生水锤，容易损坏供水系统的设备。但龙头出口压力超过0.5Mpa，一个人很难稳定操作水枪灭火。因此采取减压措施，如减压孔板或泄压阀。4.车顶水箱。为满足初期火灾的消防用水量和水压要求，超高层建筑屋顶水箱高度应满足最不利点消火栓的静水压力0.15Mpa，如不能满足要求，应设置气压水箱或稳压泵等加压设施。并联供水时，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水应进入高位水箱，但允许串联供水。5.水泵适配器。消防车供水压力范围内的每个分区应配备一个水泵接合器。也就是说，根据消防车现有或未来的供水能力，来决定每个分区是否要配备水泵接合器。比如某地，解放牌消防车作为主要灭火车辆。由于其供水能力约为50m，50m以上部分无需设置水泵接合器。6.消防管网应采取防止超压的措施。常用的方法是使用流量-扬程曲线平缓的消防泵，并设置安全阀、排水阀等。避免超高压对供水系统的损坏。

自动喷水灭火系统应安装在除面积小于5m^2的卫生间和不适合水灭火的部位以外的所有部位(要求与火灾自动报警系统相同)。针对超高层建筑的火灾危险性、疏散和扑救等综合因素。这个设置是必要的。

三、防排烟、电气特殊要求

在高层建筑中，约70%的死亡是由有毒烟雾窒息而死，有毒烟雾是火灾中的隐形杀手。因此，有必要充分考虑在建筑中安装防排烟系统的重要性。烟气水平流速为0.3和0.8 m/s，垂直扩散速度为3.4 m/s，当烟气通畅时，扩散到几十栋高层建筑只需1min左右。烟的流动速度大大超过人的疏散速度。楼梯、电梯井和各种垂直管井是高层建筑火灾垂直蔓延的重要途径，容易形成“烟囱效应”。楼梯间及其前室或共用前室是发生火灾时人员的临时避难和疏散场所，消防电梯室及其前室是消防人员进入高层建筑灭火的主要通道。为了防止烟气进入这些部位或从这些部位排出烟气，保证人员的安全疏散和扑救。因此，在超高层建筑的上述部位设置机械加压送风系统，可以达到无烟疏散和消防通道的目的，且投资低于机械排烟系统，是可行的。裙楼的楼梯间可以整体布置。防烟楼梯间的风压值宜为50Pa，前室、共用前室、封闭避难层的风压值宜为25Pa，既能方便疏散安全门的开启，又能保证安全区内的压力，击退烟气。同时，在超高层建筑封闭的避难层内安装机械加压送风设施，既满足了避难层内一定的正压值，防止烟气侵入，也为在避难层内避难的人员提供了新鲜空空气。

超高层建筑采用一级负荷供电，应急照明和疏散指示标志采用专用供电电路或电池作为备用电源。连续供电时间不小于30分钟，其照度为0.5LX。除正常设置的部分外，应在屋顶板周围设置应急照明。在避难楼层设置应急照明，其供电时间不小于1.00小时，照度不小于1.00LX，以消除人们在避难时的恐惧心理，为救援提供室内照明条件。