浅析城市高层建筑火灾防控-建筑设计论文

浅析城市高层建筑火灾防控
姜利

摘要：近年来，城市高层建筑火灾频繁，给人民生命和国家财产带来了巨大损失。本文结合当前城市高层建筑消防安全状况，分析了高层建筑火灾成因，探索了高层建筑火灾预防措施。
关键词：建筑 火灾 预防

随着经济建设的快速发展，城市建设的步伐不断加快，城市高层建筑数量日益增多。这些建筑人员密集、结构复杂、疏散困难，一旦发生火灾，将给人民生命和国家财产带来巨大损失。笔者结合当前城市高层建筑消防安全状况，分析了高层建筑火灾成因，探索了高层建筑火灾预防措施，以望对提高城市火灾防御能力有一定参考价值。
一、高层建筑火灾特点
（一）火势蔓延快。由于受气压和风速的影响，高层建筑内空气流动快，空气流动是造成火灾蔓延的重要因素。另外，大多数高层建筑都设有多而长的竖向管井，如楼梯井、电梯井、管道井、电缆井、排风管道等，如果防火分隔或防火处理不好，一旦室内起火，这些竖直通道的烟囱效应就会使烟火很容易由建筑物的下层蔓延到上层。尤其是高级旅馆、综合楼以及重要的图书楼、档案楼、办公楼、科研楼等高层建筑，一般室内可燃物较多，有的高层建筑还有可燃物品库房，发生火灾时，燃烧猛烈，容易蔓延。火灾初期阶段，因空气对流，在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s，在火灾燃烧猛烈阶段，由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.5～3m/s；烟气沿楼梯间或其他竖向管井扩散速度为3-4m/s。如一座高度为100米的高层建筑，在无阻挡的情况下，半分钟左右，烟气就能顺竖向管井扩散到顶层。
（二）救援难度大。 一是楼层较高,攀登困难。从我国目前的消防设备的配备来看,在扑救高层建筑火灾的过程中,能使用的高科技消防设备还比较少。在50米以上的部位发生火灾,如果出现因电力中断导致消防电梯无法使用的情况,消防人员就只能全副武装从室内楼梯间登上楼层进行灭火,而与此同时被困人员则要从楼梯间向下疏散,致使两者发生对撞,影响消防人员登梯速度,贻误灭火救援的时机。若是利用登高消防车，目前一般的登高消防车一般也只能达到数十米，而大量高层建筑高度已超过100米，这显然不能适应当今高层建筑火灾扑救的需要。二是用水量大，供水困难。高层建筑发生火灾时，用以冷却和控制火灾蔓延扩大的用水量相当大，从国内外高层建筑火灾实例来看，高层建筑火灾实际用水量需要每秒上百升，而目前，扑救高层建筑火灾的消火栓系统的供水量约为每秒几十升，火场实际用水量远远超过设计消防用水量，需要多辆消防车和水磊结合器远距离供水。但由于受水带耐压强度和消防车供水高度的影响，常因供水不足而贻误灭火战机。
（三）人员疏散困难。高层建筑平时主要的垂直交通工具是电梯，但一般电梯没有防火、防烟、防水等措施，火灾时必须停止使用，发生火灾时的唯一疏散设施只有楼梯。高层建筑楼层高、居住人员多，垂直疏散距离比较长，要在较短时间内将人员全部从楼梯撤离危险区，难度相当大。且火灾中烟气在竖直方向上的流动速度是人员疏散速度的100多倍。人员疏散又与烟火蔓延方向相反，人们不得不在烟燻和热气流的烘烤中疏散，在慌乱中还难免发生摔死、摔伤、跳楼等惨剧，这就进一步增加了疏散的艰巨性和危险性，被困人群往往因来不及疏散而被烟火燻死或烧死。
　　二、高层建筑火灾成因分析
　（一）火灾隐患突出。综合性的高层建筑，设有供电设备、厨房设备、暖通设备、给排水设置、环保设备和交通输送设备，设置的空调风管、排烟排气管道、电缆电井管道、吊顶等纵横交错，是火灾时烟气火势发展扩大的重要路径。如果这些管道内未设排烟防火阀，或者设置后由于油垢尘埃的影响失效不能动作，一旦发生火灾，大量的烟火从燃烧层窗口喷出，在窗外风力作用下，烤裂上层玻璃窗，并引起上层室内的可燃物燃烧。如此层层蔓延，极易在短时间内形成立体火灾。且在装修中，采用的可燃性有机材料和复合材料，化学品用量极大，火灾时，燃烧猛烈，分解产生大量的有毒气体、烟尘及水蒸气，严重影响了建筑物内的人员安全疏散和消防扑救，为火灾的发展扩大创造了条件。
（二）源头设计把关不严。建筑物的安全性与它的结构设计有很大的关系。很多时候建设单位、设计单位更注重建筑的使用功能，往往忽视其必要的抗灾防火能力，存在先天性火灾隐患。比如：不按国家消防规范要求设计防火分区、自动消防系统、疏散通道等；各管道竖井在连接或穿过各楼层、地面、墙壁时的封堵措施、技术保障不到位，导致“阻燃”结构不阻燃；室内装修大量采用可燃物，特别是塑料、聚合材料等高分子材料，不仅增加火灾荷载，而且在火灾中释放大量有毒气体。这些先天性设计缺陷使得高层建筑在发生火灾时，不但失去了它原本应该具有的防灾能力，还进一步阻碍了人们逃生、救援，以致酿成更大的灾难。
（三）建筑施工质量不高。一些高层建筑的施工单位资质较低，人员流动性大，业务水平低，造成工程施工质量粗劣。有些施工队伍为了赚取利润，暗地更改图纸，在施工中偷工减料，以劣质次品充当合格产品，导致高层建筑在防火分区、分隔措施、隐蔽工程和材料使用上存在先天性火灾隐患。比如，有的电缆井、管道井、空调系统穿过各楼层、地面、墙壁时，没按要求设置防火阀或封堵孔洞，导致“阻然”结构不阻然，发生火灾时火焰和烟雾迅速蔓延；有的帷幕式大楼各楼层地板与帷幕墙间常留有空隙，虽有填充材料，但多数均以易燃的胶质填补，火灾时极易被烧熔，无法起到阻绝火势的效果；有的防火分隔墙不按要求设置，导致在火灾情况下，火、烟及热气流迅速扩散，极易导致立体火灾，并对火灾救援中的火场侦察、判断火情、寻找火点、疏散救人和战术运用带来极大困难。
　　（四）消防安全管理不到位。一些高层建筑使用单位重效益、轻安全，对消防安全重视不够，在思想上认识不足，缺乏现代消防管理意识，消防安全制度不健全，消防安全责任制不落实，消防管理职能部门和专业人员配备不到位，消防设施的维护保养工作不完善，火灾隐患整治不彻底。高层建筑内的部分居民消防安全意识不强，占用消防车道、堵塞疏散通道、违章用火用电等消防违法违章行为仍比较普遍，一些居民缺乏消防安全基本常识，不懂得火场疏散、逃生知识和技能，火灾自防、自救能力较差，火灾发生时易造成群死群伤灾害。
　　三、对策
　（一）严把建筑消防总平面设计关。建筑的消防总平面设计决定了建筑的安全性能，设计中遗留下来的问题在今后的工作中很难补救，所以一定要把握好设计这道“源头”关。在进行建筑总平面设计时，应根据城市规划合理确定高层建筑的位置、防火间距、消防车道和消防水源等内容。高层建筑内的观众厅、会议厅、多功能厅等人员密集场所，应设在首层或二、三层；当设置在其它楼层时，应满足一个厅、室的建筑面积不宜超过400平方米，一个厅、室的安全出口不得少于两个。高层建筑内的歌舞厅、卡拉OK厅(含具有卡拉OK功能的餐厅)、夜总会、录像厅、放映厅、桑拿浴室(除洗浴部分外)、游艺厅(含电子游艺厅)、网吧等歌舞娱乐放映游艺场所，应设在首层或二、三层；宜靠外墙设置，不应布置在袋形走道的两侧和尽端；应采用耐火极限不低于2.00h的隔墙和1.00h的楼板于其它场所隔开，当墙上必须开门时，应设置不低于乙级的防火门。 消防控制室宜设在高层建筑的首层或地下一层，且应采用耐火极限不低于2.00h的隔墙和1.50h的楼板与其它部位隔开，并应设直通室外的安全出口。
　　（二） 规范设置自动喷水灭火系统。高层建筑一旦发生火灾，火灾扑救难度大，所以在高层建筑中，要严格按规范要求配置自动喷水灭火系统，以在火灾发生时能迅速控制初期火灾，防止火势扩大。建筑高度超过100米的高层建筑，除面积小于5.00平方米的卫生间、厕所和不宜用水扑救的的部位外，均应设自动喷水灭火系统；建筑高度不超过100米的一类高层建筑及其裙房的公共活动用房、走道、办公室、旅馆的客房、可燃物品库房、高级住宅的居住用房、自动扶梯底部和垃圾道顶部，除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外，应设自动喷水灭火系统。其中，二类高层建筑中的商业营业厅、展览厅等公共活动用房和建筑面积超过200平方米的可燃物品库房，应设自动喷水灭火系统；高层建筑中经常有人停留或可燃物较多的地下室房间、歌舞娱乐放映游艺场所等，应设自动喷水灭火系统。
　　（三）正确安装火灾应急照明和疏散指示标志。高层建筑火灾扑救难度大，高层建筑火灾一旦失控，就会酿成冲天大火，而且热烟和毒气严重威胁着人员生命安全。因此，在高层建筑火灾中受灾群众能否在第一时间及时疏散逃生至关重要。为帮助受灾群众在火灾发生时能沿着正确方向疏散、逃生，高层建筑必须设置必要的应急照明和疏散指示标志。高层建筑的楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难层(间)、发生火灾时仍需坚持工作的房间和人员密集场所以及公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20米的内走道，应设置火灾应急照明和疏散指示标志。疏散应急照明灯宜设在墙面上或顶棚上，安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及其转角处距地面1.00米以下的墙面上；走道疏散标志灯的间距不应大于20米；应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池做备用电源，且连续供电时间不应少于20分钟，高度超过100米的高层建筑连续供电时间不应少于30分钟。
（四）加强高层建筑消防安全管理。 一是高层建筑的使用单位应成立消防安全组织，确立消防安责任人和消防安全管理人，健全消防安全机构，落实防火安全责任制，制定各项消防安全管理制度，做好每日防火巡查，制作完善的消防档案，确定消防安全重点部位，定期组织开展消防宣传、培训，加强用火、用电管理和建筑防火管理。有条件的单位，还应成立群众性志愿消防组织，定期进行学习、演练和考核，达到能防火、报警、会灭初起火灾及组织楼内人员安全疏散的目的。二是在高层建筑的日常管理工作中要制定相应的疏散预案并实施演练，高层建筑发生火灾时，有组织、有计划、有步骤地疏散人员对减少伤亡是至关重要的，所以要使工作人员熟悉疏散路线、了解疏散计划和各自的行动要求、掌握防烟防毒的基本知识。三是把电焊作业作为重点防范对象严格管理。电焊作业应严格执行《中华人民共和国消防法》的规定，落实各项安全防范措施。施工人员电焊作业时，必须使用隔火挡板，在有竖井、缝隙、孔洞处作业时，还应使用接火斗，防止电焊火花溅落到作业面下层。
参考文献：
[1]高层民用建筑设计防火规范（GB50045－95）
[2]《中华人民共和国消防法》
[3]《消防监督教程》（2008版）

作者简介：姜利，女，重庆市公安消防总队防火监督部工程师，主要从消防监督工作。