超高層建筑防火設(shè)計(jì)

1、淺談超高層建筑防火設(shè)計(jì)按規(guī)定，我國(guó)高度超過(guò)100米的建筑為超高層建筑，防火設(shè)計(jì)按高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50045-95執(zhí)行。由于導(dǎo)致高層建 筑發(fā)生火災(zāi)的因素較多，撲救難度大，因此高層建筑應(yīng)立足于白防白 救，采取可靠的防火措施，達(dá)到預(yù)防火災(zāi)的目的。首先，超高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)為：1、火勢(shì)蔓延快高層建筑各專(zhuān)業(yè)豎井林立，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，這些豎井就像高聳的煙 囪，構(gòu)成火勢(shì)迅速蔓延的主要途徑。 試驗(yàn)證明，煙氣豎向擴(kuò)散速度為 34m/s, 100m的高層建筑在2535m/s左右，煙氣即順垂直通道從 底層擴(kuò)散到頂層，與此同時(shí)，火勢(shì)也將蔓延擴(kuò)大。2、人員疏散困難高層建筑層數(shù)多，人員集中，垂直疏散距離遠(yuǎn)，發(fā)生

2、火災(zāi)時(shí)，要 使人員迅速疏散到地面或建筑物內(nèi)避難層及不受火災(zāi)威脅的安全部 位，是十分艱難的。數(shù)千人、甚至數(shù)萬(wàn)人若從整幢大樓疏散到地面， 少則幾十分鐘，多則幾小時(shí)。3、火災(zāi)撲救難度大高層建筑火災(zāi)的撲救由于受到消防設(shè)施條件的限制， 給滅火工作 帶來(lái)很大難度。如果超過(guò)消防登高車(chē)輛的高度則無(wú)法從室外撲救，只 能依靠白救，即依靠室內(nèi)的消防疏散設(shè)施。因此，針對(duì)一上特點(diǎn)，高層建筑防火設(shè)計(jì)必須強(qiáng)調(diào)幾個(gè)問(wèn)題:(1) 合理布置高層建筑總體布局和防火分區(qū)總平面布置中的主，附體關(guān)系，該建筑與四周建筑的間距及車(chē)道 的設(shè)置等等，均屬與防止蔓延和迅速撲救密切相關(guān)的問(wèn)題， 也是進(jìn)行 建筑方面設(shè)計(jì)方案時(shí)須首先考慮的重要因素之一。

3、合理的總平面布 置，不但有利于火災(zāi)撲救，而且對(duì)防止火勢(shì)蔓延有極大幫助。設(shè)計(jì)時(shí) 需不折不扣執(zhí)行。防火分區(qū)是延緩火勢(shì)蔓延的重要措施， 包括水平和豎向兩種。水平防 火分區(qū)是應(yīng)用防火墻，防火門(mén)及防火卷簾等將各樓層在水平方向分隔 為兩個(gè)或幾個(gè)防火分區(qū)，根據(jù)高規(guī) 要求，每一分區(qū)內(nèi)要相應(yīng)裝設(shè) 一些使防火門(mén)能白動(dòng)關(guān)閉的裝置， 并且在建筑施工時(shí)，要做到防火卷 簾安裝時(shí)，卷筒與梁，卷筒與墻壁之間不能留有縫隙，能充分發(fā)揮其 防火、阻煙作用。豎向防火分區(qū)主要指對(duì)建筑內(nèi)部的垃圾井、 水井（水 管井）、電井（強(qiáng)、弱電）及樓、電梯間實(shí)行防火阻隔（水井、電井 要求封堵），最大限度地降低火勢(shì)蔓延速度，控制火災(zāi)燃燒面積。（2）確

4、保建筑物耐火能力高規(guī)規(guī)定，一類(lèi)高層建筑的耐火等級(jí)為一級(jí)，二類(lèi)高層建筑 耐火等級(jí)不低于二級(jí)，在高層建筑防火設(shè)計(jì)中應(yīng)保證建筑物的耐火等 級(jí)，使火災(zāi)發(fā)生時(shí)建筑物結(jié)構(gòu)在較短時(shí)間內(nèi)不會(huì)損壞，為人員疏散贏(yíng)得時(shí)間，同時(shí)也減少火災(zāi)損失。可靠的耐火構(gòu)造能減少起火，蔓延及 保護(hù)人和建筑的安全。設(shè)計(jì)中除了應(yīng)首先保證主體結(jié)構(gòu)的耐火能力之 外，還須對(duì)天棚，墻面等裝修部位的耐火性能給予充分的考慮。為了追求建筑外觀(guān)效果，部分高級(jí)公寓和住宅采用了玻璃幕墻， 國(guó)內(nèi)外建筑界對(duì)此頗有爭(zhēng)議（日本、德國(guó)等國(guó)家明文規(guī)定禁止使用） 其中部分原因在于玻璃幕墻不但因抽風(fēng)作用而成為火勢(shì)蔓延的途徑， 而且在火災(zāi)發(fā)生后，常常等不到人員疏散完畢，幕墻

5、就已達(dá)到耐火極 限而向下掉落，嚴(yán)重影響人群的疏散。（3）加強(qiáng)白然排煙設(shè)計(jì)及安全疏散設(shè)施設(shè)置目前，高層建筑中玻璃幕墻和豎向管道常常成為火勢(shì)蔓延的途 徑，造成火勢(shì)跳躍防火分區(qū)，擴(kuò)大火災(zāi)損失；其次，大量高層建筑火 災(zāi)證明了煙是高層建筑火災(zāi)中最大的殺手。因此，防排煙設(shè)計(jì)與安全疏散設(shè)施的設(shè)置是高層建筑防火設(shè)計(jì)中十分重要的環(huán)節(jié)。國(guó)家明確規(guī)定電梯前室及相關(guān)地方增設(shè)防排煙系統(tǒng)， 疏散樓梯增 設(shè)正壓送風(fēng)系統(tǒng)。此外，還要加強(qiáng)白然排煙設(shè)計(jì)。 白然排煙是一種經(jīng) 濟(jì)、簡(jiǎn)單、易操作的排煙方式，宜優(yōu)先采用；但由于樓梯間存在熱壓 差（即煙囪效應(yīng)），煙氣往往充滿(mǎn)樓梯間，使人們無(wú)法疏散，因此， 要求樓梯間有一定的開(kāi)窗面積， 且排

6、煙窗應(yīng)設(shè)在墻面上方，同時(shí)要求 能方便開(kāi)啟。除了按規(guī)定設(shè)置不同形式的、數(shù)量足夠且分布合理的疏散樓梯 外，必須在防火門(mén)及疏散通道前上方及其附近設(shè)置明顯的指示標(biāo)志， 以使人員能順利疏散。此外，超高層建筑在遵循以上原則基礎(chǔ)上還要著重注意以下幾個(gè)方面：（一）避難層：有資料顯示，城市安全部門(mén)曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)試驗(yàn)， 讓一名身強(qiáng)力壯 的消防員從第33層跑到第1層，用了 35分鐘。如果是一名身體素質(zhì)一般的人員或老人、小孩，所需時(shí)間肯定會(huì)更高， 并且人在緊張慌亂 的情形下，要在樓梯間內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間行走，絕大多數(shù)的人會(huì)體力不支。而 火借風(fēng)勢(shì)，30秒內(nèi)就可以從第1層到達(dá)第33層。這樣算來(lái)，在超高 層建筑中人們跑到樓外逃生的可能

7、性幾乎為零。因此，在高層建筑中設(shè)置避難區(qū)域是解決這一問(wèn)題的最有效辦法， 為疏散中的人群提供休 息的場(chǎng)所，為殘疾和受傷人員提供保護(hù)，直到得到消防人員的救助。 這些避難層也可以用作救援隊(duì)的疏散指揮點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)的有序疏 散。因此，我國(guó)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范規(guī)定 ：建筑高度超 過(guò)100米的公共建筑，應(yīng)設(shè)置避難層（間），并應(yīng)符合下列規(guī)定：1. 避難層的設(shè)置，白高層建筑首層至第一個(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間，不宜超過(guò)15層；這是因?yàn)榈歉摺⑴e高消防車(chē)，最大作業(yè)高度 在3045m;根據(jù)對(duì)消防隊(duì)員的實(shí)測(cè)，登高超過(guò) 10層時(shí)，心跳和 呼吸明顯加快，不適應(yīng)撲就的需要，會(huì)給滅火工作帶來(lái)不利影響； 因此結(jié)合上述原因，并

8、兼顧節(jié)約投資，首層至第一個(gè)避難層及以 上兩個(gè)避難層之間，不宜超過(guò) 15層；2 .通向避難層的防煙樓梯間應(yīng)在避難層分隔、同層錯(cuò)位或上下斷開(kāi)，但人員必須經(jīng)避難層方能上下；3. 避難層的凈面積宜按每平方米 5人計(jì)算；4. 避難層可兼作設(shè)備層，但設(shè)備管道宜集中布置，設(shè)備管井及垂直 交通設(shè)施應(yīng)用耐火極限不低于1h的墻圍護(hù)起來(lái)；3.避難層應(yīng)設(shè)消防電梯出口、設(shè)消防專(zhuān)線(xiàn)電話(huà)，并應(yīng)設(shè)有消火栓和消防卷盤(pán)；4. 封閉式避難層還應(yīng)設(shè)獨(dú)立的防煙設(shè)施，并有應(yīng)急廣播和應(yīng)急照明等；另外，避難層四周應(yīng)采用防火材料并加固結(jié)構(gòu)，（二）屋頂停機(jī)坪：據(jù)了解，高層建筑火災(zāi)發(fā)展速度快，極易形成神天火柱”，因此居高臨下的偵察顯得尤為重要。直

9、升機(jī)可以在很短時(shí)間飛抵火場(chǎng)， 利用空中優(yōu)勢(shì)正確尋找起火部位、 判斷出燃燒物的性質(zhì)，觀(guān)察人員逃 生情況，并把信息及時(shí)反饋到火場(chǎng)總指揮部。 這些都能為火場(chǎng)指揮員 做出正確部署滅火力量提供科學(xué)依據(jù)。而在形勢(shì)危急的情況下，直升機(jī)便將直接充當(dāng)空中消防車(chē)的作用。據(jù)介紹，目前用于滅火的直升機(jī)都帶有一個(gè)噴射炮的裝置，其可以將攜帶的滅火材料噴向火海。 除此以外，還可以利用直升機(jī)與地面 泵車(chē)聯(lián)合，由地面泵車(chē)負(fù)責(zé)供水。這樣便可以克服高度限制，將水源 源不斷地送往空中。直升機(jī)的另一重要用途是用于救生。 高層大火時(shí)向下的通道很容 易被火勢(shì)切斷，人員只能選擇逃往樓頂。如果樓頂?shù)匦芜m合降落的話(huà)， 直升機(jī)便能降下來(lái)救走被困者

10、； 如其地形難以著陸，直升機(jī)還能通過(guò) 拋下軟梯，實(shí)施救援。因此，高規(guī)規(guī)定：建筑高度超過(guò)100m,且標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積超 過(guò)1000m2的公共建筑，宜設(shè)置屋頂直升機(jī)停機(jī)坪或供直升機(jī)救助的 設(shè)施，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1.設(shè)在屋頂平臺(tái)上的停機(jī)坪，距設(shè)備機(jī)房、電梯機(jī)房、水箱間、 共用天線(xiàn)等突出物的距離，不應(yīng)小于 5.00m。2. 出口不應(yīng)少于兩個(gè)，每個(gè)出口寬度不宜小于 0.90m。3. 在停機(jī)坪的適當(dāng)位置應(yīng)設(shè)置消火栓。4. 停機(jī)坪四周應(yīng)設(shè)置航空障礙燈，并應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明。供一架直升機(jī)使用的屋頂停機(jī)坪的面積為500多平方米，平面尺寸為26X20米；不包括航空管理局指定的指示燈、飛機(jī)信號(hào)接收器 等設(shè)備的投入，每個(gè)

11、停機(jī)坪的建造成本約 400萬(wàn)元人民幣。臺(tái)瑞機(jī) 場(chǎng)設(shè)備技術(shù)（上海）有限公司為專(zhuān)業(yè)直升機(jī)停機(jī)坪設(shè)計(jì)， 規(guī)劃，安裝。 所建造的直升機(jī)停機(jī)坪全部采用意大利進(jìn)口鋁合金防震甲板及機(jī)坪 導(dǎo)航燈光與無(wú)線(xiàn)電白動(dòng)控制系統(tǒng)， 機(jī)坪白動(dòng)化，直升機(jī)起降時(shí)無(wú)需專(zhuān) 人管理。該公司可免費(fèi)提供高樓屋頂停機(jī)坪載重和沖擊系數(shù)，符合ICAO國(guó)際民航組織直升機(jī)停機(jī)坪規(guī)范（三）玻璃幕墻防火：玻璃幕墻在外墻裝飾上外表華貴而又不失莊重，并且可以減輕 建筑物的結(jié)構(gòu)荷載，因此應(yīng)用廣泛。但其在火災(zāi)情況下的安全性設(shè)計(jì) 更需高度重視，鋼材和鋁合金型材的耐火性能都比較差，鋼型材在 300C400C高溫下強(qiáng)度下降，600C時(shí)失去承載能力，而鋁合金結(jié) 構(gòu)型

12、材的耐火性能更差，受熱條件下極易發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，250 C300C左右既失去承載能力。目前的玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中雖然考慮了 玻璃和鋁合金在溫度驟變情況下因變形伸縮不一致而發(fā)生的冷橋”現(xiàn)象，玻璃和鋁框中間采用橡膠、聚乙烯泡沫材料相隔，但是能承受 的溫度變化范圍僅在40C+50C之間。建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，輻射熱、高溫?zé)煔舛际菇Y(jié)構(gòu)溫度變化范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于+50C,結(jié)構(gòu)受熱膨脹變形過(guò)大，造成玻璃破碎、脫落。另外隱框玻璃幕墻的玻璃用硅酮膠、 橡膠與鋁合金框膠合，硅桐膠的耐高溫程度也只有200 C ,超過(guò)了200C膠的作用即會(huì)發(fā)生變化，粘合力降低也會(huì)使玻璃脫落?；馂?zāi)過(guò) 程中，高溫?zé)煔狻⑤椛錈崾鼓粔Y(jié)構(gòu)升溫非?？?，常

13、常等不到人員在建筑物內(nèi)疏散完畢，就已達(dá)到結(jié)構(gòu)極限，發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，向下掉落各種結(jié)構(gòu)碎片。因此疏散出口上方作玻璃幕墻的公共高層建筑，一定要在安全出口上方設(shè)置防護(hù)挑檐。高規(guī)規(guī)定：玻璃幕墻的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：1.窗間墻、窗檻墻的填充材料應(yīng)采用不燃燒材料。當(dāng)其外墻面采用 耐火極限不低于1.00h的不燃燒體時(shí)，其墻內(nèi)填充材料可采用難 燃燒材料；2 .無(wú)窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻，應(yīng)在每層樓板外冊(cè)設(shè)置耐火極限不低于1.00h,高度不低于0.80m的不燃燒實(shí)體裙墻；3 .玻璃幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙，應(yīng)采用不燃燒材料嚴(yán)密填實(shí)。經(jīng)檢查許多樓宇，玻璃幕墻與其它結(jié)構(gòu)部分的空隙沒(méi)有進(jìn)行 封堵。目前已經(jīng)封堵的建筑也多是為了防水和隔音進(jìn)行的封堵， 所用材料多為橡膠，泡沫塑料，木夾板等，與規(guī)范要求相差甚遠(yuǎn)。另外多板建筑實(shí)際使用中，為了使空間盡可能寬敞，家具等辦公 用品等多緊靠幕墻布置，這樣一旦發(fā)生火災(zāi)，這些空隙即成為火 災(zāi)蔓延的途徑，造成不應(yīng)有的損失。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可使用