高層建筑消防設(shè)計(jì)存在問(wèn)題及解決辦法

隨著城市現(xiàn)代化的迅速發(fā)展，土地資源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境之間的關(guān)系也發(fā)生了巨大的變化。在我國(guó)大中型城市，人員密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層商用、民用建筑大量涌現(xiàn)，這些高樓大廈構(gòu)成了現(xiàn)代化城市的獨(dú)特面貌，已成為現(xiàn)代城市的標(biāo)志。高層建筑具有中上層部位視線開(kāi)闊，采光通風(fēng)良好，高容積率，節(jié)約土地資源等優(yōu)點(diǎn)。雖然為城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)帶來(lái)了生機(jī)，但是同時(shí)也增加了城市消防安全的困難和負(fù)擔(dān)。高層建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性大，撲救困難，而且火災(zāi)后容易造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。比如沈陽(yáng)皇朝萬(wàn)鑫大廈“2·3”火災(zāi)、“11·15”上海膠州路特大火災(zāi)事故、央視新臺(tái)址園區(qū)文化中心大火等。要解決好防火、滅火等問(wèn)題必須從建筑設(shè)計(jì)與施工的階段、從消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始著手考慮。正確處理建筑設(shè)計(jì)中的消防問(wèn)題，直接關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。一、高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)和常見(jiàn)隱患高層建筑自身的特點(diǎn)決定了火災(zāi)發(fā)生后其性質(zhì)與一般火災(zāi)不同，具有下列特點(diǎn)：1．高層建筑主體建筑高、層數(shù)多，功能復(fù)雜。此外，在建筑內(nèi)部用電設(shè)備多，可燃物集中，火災(zāi)荷載密度大，著火可能性相比其它建筑要大得多，一有不慎，就會(huì)引發(fā)大火。2．高層建筑火災(zāi)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，危害面大。高層建筑內(nèi)設(shè)備及構(gòu)件多，特別是裝修時(shí)使用大量高分子復(fù)合材料，且多數(shù)都為可燃物、易燃物，加大了火災(zāi)負(fù)荷，一旦起火，會(huì)引發(fā)大面積的火災(zāi)，并且著火后會(huì)產(chǎn)生大量的有毒煙氣。3．高層建筑火災(zāi)蔓延速度快且途徑多，危害大。高層建筑的豎向管井很多，如電梯井、管道井、電纜井、排水道等，如果沒(méi)考慮防火分隔措施或防火分隔措施處理不好，發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙氣會(huì)由于“煙囪效應(yīng)”迅速向上蔓延。4．高層建筑火災(zāi)人員疏散困難?，F(xiàn)代高層建筑的層數(shù)多、垂直距離大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)生火災(zāi)時(shí)疏散到地面或其他安全場(chǎng)所的時(shí)間也會(huì)較長(zhǎng)，火災(zāi)時(shí)煙氣使能見(jiàn)度降低，造成被困人員的恐慌心理，逃生時(shí)容易出現(xiàn)擁擠、踩踏等情況，使安全疏散成為一個(gè)較難解決的問(wèn)題。5．高層建筑火災(zāi)對(duì)滅火裝備要求高，滅火救援難度大。高層建筑與普通建筑相比，火災(zāi)撲救難度相對(duì)較大?，F(xiàn)有的很多高層建筑外墻大多采用玻璃幕墻，破碎后極易造成地面人員傷亡，破壞地面的消防車(chē)輛及供水設(shè)備，加上外墻通常采用固定窗，消防人員難以接近起火點(diǎn)，無(wú)法從外部進(jìn)行噴水滅火，影響滅火救援。火災(zāi)時(shí)，建筑物的各主要出口有可能被緊急疏散的人員所占用，迫使消防員另外尋找進(jìn)攻路線；當(dāng)火災(zāi)蔓延成空間立體火災(zāi)時(shí)，難以確定起火點(diǎn)，消防員要在數(shù)個(gè)樓層同時(shí)展開(kāi)滅火戰(zhàn)斗行動(dòng)，牽涉的滅火力量大；而且，煙氣迅速擴(kuò)散并充滿中庭，將嚴(yán)重影響人員疏散和滅火戰(zhàn)斗行動(dòng)。二、高層建筑消防設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題高層建筑的防火分區(qū)劃分的問(wèn)題目前，很多高層建筑在設(shè)計(jì)方案中都有一個(gè)很大的中庭，按照我國(guó)現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定，中庭防火分區(qū)面積不得大于4000m2，需要用防火卷簾門(mén)將各層的開(kāi)口與回廊進(jìn)行分隔，同時(shí)利用防火卷簾或?qū)嶓w墻進(jìn)行防火分區(qū)劃分，這無(wú)疑會(huì)極大地破壞建筑設(shè)計(jì)的效果，但是如果不分隔將導(dǎo)致建筑中庭防火分區(qū)面積過(guò)大，超過(guò)了規(guī)范的要求。若是直接套用規(guī)范，又將對(duì)建筑原始的風(fēng)格造成很大影響?，F(xiàn)有規(guī)范中存在著對(duì)中庭建筑定義不明確，且對(duì)形式多樣的中庭要求過(guò)于單一的特點(diǎn)，在日常的建筑防火設(shè)計(jì)審核中不能滿足工程的需要。高層建筑外墻材料存在火災(zāi)隱患高層建筑一般都要求采用節(jié)能設(shè)計(jì)，據(jù)相關(guān)資料，引發(fā)CCTV中心大樓工地火災(zāi)事故的材料是我國(guó)正在普遍推行的外墻薄抹灰外保溫系統(tǒng)，它采用的是有機(jī)高分子材料．如EPS(聚苯乙烯泡沫)、XPS(擠塑聚苯乙烯泡沫)和PU(聚氨酯泡沫)等有機(jī)保溫材料，替代了傳統(tǒng)的隔熱性差的混凝土、砌塊材料。其節(jié)能效果全世界公認(rèn)。但是EPS泡沫、XPS泡沫，耐火性極差，在80℃高層建筑避難層設(shè)置位置合理性問(wèn)題“高規(guī)”規(guī)定，建筑高度超過(guò)100m的公共建筑應(yīng)設(shè)避難層，從高層建筑首層至第一個(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間的距離不宜超過(guò)15層。規(guī)定的目的是，發(fā)生火災(zāi)時(shí)疏散到第一個(gè)避難層的人員不能再經(jīng)樓梯疏散，可由消防登高車(chē)將人員疏散下來(lái)。目前，大部分建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位不管建筑使用功能是什么，層高多少，實(shí)際高度多高，都把規(guī)范要求的15層作為兩個(gè)避難層的分界。在實(shí)際應(yīng)用中，避難層的設(shè)置既要考慮人員安適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)計(jì)臨時(shí)避難的安全區(qū)即避難層。設(shè)置避難層，可以縮短避難人員的垂直疏散距離，他們不用走完樓梯全過(guò)程而只需走幾段樓梯即可到達(dá)安全區(qū)域避難。兩個(gè)避難層之間不宜超過(guò)15層，而且，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)叵姥b備的實(shí)際水平，設(shè)置在消防登高車(chē)能進(jìn)行救援的有效高度內(nèi)。合理的設(shè)計(jì)高層建筑的防排煙系統(tǒng)當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，防煙樓梯間是高層建筑內(nèi)部人員唯一的垂直疏散通道，消防電梯是消防隊(duì)員進(jìn)行撲救的主要垂直運(yùn)輸工具。為了疏散和撲救的需要，必須確保在疏散和撲救過(guò)程中防煙樓梯間和消防電梯井內(nèi)無(wú)煙，首先在建筑布局上按規(guī)范規(guī)定，對(duì)防煙樓梯間及消防電梯設(shè)置獨(dú)立的前室或兩者合用前室。由于設(shè)有前室，把樓梯間、電梯井與走道前室的兩道門(mén)隔開(kāi)，這樣樓梯間及電梯的煙囪效應(yīng)減弱，可以減緩火、煙垂直蔓延的速度；其次是按規(guī)定設(shè)置防、排煙設(shè)施，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙氣水平方向流動(dòng)速度為每秒0.3～0.8m，垂直方向擴(kuò)散速度為每秒3～4m，即當(dāng)煙氣流動(dòng)無(wú)阻擋時(shí)，只需1min左右就可以擴(kuò)散到幾十層高的大樓，煙氣流動(dòng)速度大大超過(guò)了人的疏散速度。樓梯間、電梯井又是高層建筑火災(zāi)時(shí)垂直方向蔓延的重要途徑。因此，防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和兩者合用前室設(shè)置防排煙設(shè)施，是阻止煙氣進(jìn)入該部位或把進(jìn)入該部位的煙氣排出高層建筑外，從而保證人員安全疏散和撲救。在不具備自然排煙條件的樓梯間、前室設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械防煙系統(tǒng)，分別給防煙樓梯間及其前室、消防電梯井及其前室或合用前室加壓送風(fēng)，以造成一個(gè)壓力差，防止煙氣侵入這些通道，以保證火災(zāi)時(shí)這些安全疏散設(shè)施的安全。合理地設(shè)置消防設(shè)施高層建筑物火災(zāi)主要立足于自救。因此，高層建筑物的各層均應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓。消火栓上的水槍?xiě)?yīng)用大口徑的，且應(yīng)有足夠的充實(shí)水柱長(zhǎng)度。由于高層建筑發(fā)生火災(zāi)不僅輻射熱大而且煙霧濃度大，同時(shí)火場(chǎng)能見(jiàn)度低，所以水槍的最小充實(shí)水柱長(zhǎng)度不應(yīng)小于10米，相鄰兩只水槍的充實(shí)水柱應(yīng)同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何部位。對(duì)于大空間的火災(zāi)，要研發(fā)高技術(shù)，除了能及時(shí)探測(cè)大空間火災(zāi)和及時(shí)撲滅遠(yuǎn)距離火災(zāi)外，還要能夠不影響人的疏散以及盡量節(jié)約水資源、節(jié)能減排，現(xiàn)在許多大空間部位采用了最新開(kāi)發(fā)的智能水炮滅火系統(tǒng)進(jìn)行滅火，近年來(lái)，數(shù)控消防炮系統(tǒng)逐漸成熟并得以應(yīng)用，該系統(tǒng)又稱為數(shù)字圖像火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警自動(dòng)滅火炮系統(tǒng)，系統(tǒng)采用圖像火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)與空間定位撲救技術(shù)，解決了大空間火災(zāi)定點(diǎn)撲救的難題，具有控制距離遠(yuǎn)、保護(hù)面積大、響應(yīng)速度快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。高層建筑火災(zāi)危害性雖然很大，但只要廣大群眾能夠提高消防意識(shí)，有關(guān)部門(mén)能夠合理地運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)的消防技術(shù)和管理方法進(jìn)行有效的預(yù)防和搶救措施，就可以減少火災(zāi)并使火災(zāi)所造成的損失降到最低，甚至可以將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)。建筑外墻保溫層防火在高層建筑設(shè)計(jì)中，幕墻保溫系統(tǒng)、外墻保溫材料應(yīng)禁止或限制使用一著即燃的擠塑聚苯乙烯保溫板和模塑聚苯乙烯保溫板。同時(shí)，建筑幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙，應(yīng)按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求采用防火封堵材料進(jìn)行封堵。高層建筑除各層窗戶下方保溫材料表面必須設(shè)置薄抹灰防護(hù)層外，其它區(qū)域外墻保溫材料表面也應(yīng)設(shè)置防護(hù)層，避免出現(xiàn)室內(nèi)火災(zāi)和建筑外墻大面積燃燒的現(xiàn)象。高層建筑設(shè)計(jì)中更為重要的一點(diǎn)是毗鄰的高層建筑之間應(yīng)按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求設(shè)置防火間距，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮建筑外墻是否采用了高厚度的聚苯乙烯保溫材料，以便設(shè)置足夠的防火間距，避免因設(shè)計(jì)疏忽埋下火災(zāi)隱患。7．通過(guò)性能化設(shè)計(jì)解決問(wèn)題很多時(shí)候，高大建筑往往都會(huì)超出現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范規(guī)定的范圍，因此，現(xiàn)在更多的是采用性能化的方法進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，性能化的消防安全設(shè)計(jì)是建立在消防安全工程學(xué)的建筑防火設(shè)計(jì)新方法，它與傳統(tǒng)的“規(guī)格式”設(shè)計(jì)方法相比，具有很多優(yōu)越性。它運(yùn)用消防安全工程學(xué)的原理和方法，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、用途和內(nèi)部可燃物等方面的具體情況，由設(shè)計(jì)者根據(jù)建筑的各個(gè)不同空間條件、功能條件及其它相關(guān)條件，自由選擇為達(dá)到消防安全目的而應(yīng)采取的各種防火措施，并將其有機(jī)地組合起來(lái)，構(gòu)成該建筑的總體防火安全設(shè)計(jì)方案，然后用已開(kāi)發(fā)出的工程學(xué)方法，對(duì)建筑的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性和危害性進(jìn)行定量的預(yù)測(cè)和評(píng)估，從而得出最優(yōu)化的防火設(shè)計(jì)方案，為建筑提供最合理的防火保護(hù)。采用以性能化為基礎(chǔ)的消防工程設(shè)計(jì)所制定的解決方案能更好的滿足特定建筑物的消防要求。采用這種方法能夠節(jié)約投資、提高建筑物使用的靈活性、同時(shí)還能達(dá)到較高的消防水平。高層建筑防火安全對(duì)策我國(guó)消防工作方針是“預(yù)防為主，防消結(jié)合”。堅(jiān)持防患未然、立足自救、從嚴(yán)管理的原則，充分認(rèn)識(shí)到高層建筑防火安全的重要性，采取積極必要的措施，從設(shè)計(jì)、施工、使用管理、維修等方面貫徹消防安全工作，防止火災(zāi)發(fā)生，減少火災(zāi)損失是完全可以做到的。設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)嚴(yán)格按照《高規(guī)》的要求。做好防火分析，結(jié)合建筑的使用性質(zhì)做好各種功能要求，認(rèn)真考慮防火安全，從源頭上杜絕火災(zāi)隱患的發(fā)生。高層建筑業(yè)主、消防設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理單位的負(fù)責(zé)人應(yīng)各負(fù)其責(zé)，確保安全。公安消防、建設(shè)等行政主管部門(mén)對(duì)違反高規(guī)、不符合防火規(guī)范要求的高層建筑不得審批驗(yàn)收并交付使用。高層建筑不僅要在前期設(shè)計(jì)、中期施工、后期消防設(shè)施配備上下足功夫，這些只是高層建筑防火要求的基礎(chǔ)條件，而且要在完善管理、健全制度、增強(qiáng)意識(shí)。“防患于未然”做足工作。在建成后的使用過(guò)程中，安全管理者應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：(1)完善管理、健全制度高層建筑落成后、在“高規(guī)”的要求下應(yīng)配備相應(yīng)的消防設(shè)施，設(shè)備長(zhǎng)期使用會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，這是很正常的，因此，這些設(shè)施的日常維護(hù)需要專(zhuān)人負(fù)責(zé)，專(zhuān)人(或?qū)I(yè)維保單位)管理，按要求每年定期檢查，定期檢測(cè)，相關(guān)單位應(yīng)按照規(guī)定形成日、月、季、年檢查制度，安全管理人應(yīng)將消防安全工作真正落實(shí)到具體人頭上，讓每一個(gè)責(zé)任人有危機(jī)意識(shí)，責(zé)任意識(shí)，盡早發(fā)現(xiàn)消除各種火災(zāi)隱患。(2)做好消防培訓(xùn)，加強(qiáng)人員的消防意識(shí)。任何先進(jìn)的消防設(shè)施、設(shè)備都是由人來(lái)操作的，按照《中華人民共和國(guó)消防法》的規(guī)定，消防控制室的操作人員：①要固定：②要經(jīng)過(guò)消防專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，并取得合格證后才能上崗；上崗人員要正確熟練地掌握消防設(shè)施設(shè)備的性能、使用方法、一般故障的排除等專(zhuān)業(yè)技能，并堅(jiān)持做好日常維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、排除影響設(shè)施設(shè)備運(yùn)行的不安全因素。(3)增強(qiáng)意識(shí)，加強(qiáng)消防宣傳，提高高層建筑內(nèi)人員應(yīng)急防滅火能力。任何好的設(shè)施都是只能是處理現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)，卻無(wú)法救援困在火場(chǎng)的人員，這時(shí)就需要建筑物內(nèi)的人員自行逃生，而逃生需要日常生活中不斷地灌輸樹(shù)立牢固的消防安全意識(shí)，不斷增強(qiáng)內(nèi)部人員自救逃生的能力，加大逃生知識(shí)普及力度，從而減少火災(zāi)發(fā)生時(shí)的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。(4)加強(qiáng)行政部門(mén)的監(jiān)管力度，消防、建設(shè)等行政部門(mén)應(yīng)切實(shí)加大監(jiān)督管理力度，嚴(yán)管重罰，督導(dǎo)單位及時(shí)消除火災(zāi)隱患，避免高層建筑火災(zāi)事故的發(fā)生。消防管理部門(mén)應(yīng)該制定合理的應(yīng)急救援方案，在發(fā)生火災(zāi)后有效地疏散全部人員，并且對(duì)被困人員進(jìn)行有效地施救，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有足夠地了解以及對(duì)火災(zāi)后人員的行為有一定的研究，這樣才能合理進(jìn)行滅火和救援策略的制定。參考文獻(xiàn)[1]《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，GB50045-95（2005年版）；[2]《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，GB50016-2006；[3]倪興林。淺談現(xiàn)代高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)及預(yù)防撲救措施[J].江蘇消防。[4]楊占寶，譚恩濤。影響高層建筑防火分區(qū)劃分的幾個(gè)因素及對(duì)策[J].山東消防，1996，(10)。[3]孟慶國(guó)高層建筑防火設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題[J].山東消防，1996，(12)。[4]王軍，趙成泉。現(xiàn)代城市高層建筑防火設(shè)計(jì)的思考[J].2001，(3)。[5]高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[M].2005。[6]李書(shū)俊?！敖ㄖ?jié)能”與“防火安全”如何協(xié)調(diào)發(fā)展[J].工業(yè)建筑，2011，（41）。[7]宋文華，伍東，張玉福．高層建筑火災(zāi)初期利用電梯進(jìn)行人員疏散的可行性探討[J]．中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)。2008。18(9)：67—72．[8]