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)立足于自防自救，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)生火災(zāi)時(shí)，要使人員

2、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)消防登高車輛的高度則無(wú)法從室外撲救，只能依靠自救，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。合理的總平面布置，不但有利于火災(zāi)撲救

3、，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)能自動(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）確保建筑物耐火能力高規(guī)規(guī)定，一類高層建筑的耐火等級(jí)為一級(jí)，二類

4、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。為了追求建筑外觀效果，部分高級(jí)公寓和住宅采用了玻璃幕墻，（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)自然排煙設(shè)計(jì)及安全疏散設(shè)施設(shè)置目前，高

5、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)自然排煙設(shè)計(jì)。自然排煙是一種經(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

6、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

7、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，自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，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

8、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)消防專線電話，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)，（2） 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“沖天火柱”，因此居高臨下的偵察顯得尤為重要。直升機(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)。

9、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)與地面泵車聯(lián)合，由地面泵車負(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，直升機(jī)便能降下來(lái)救走被困者；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)100ml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)

10、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、共用天線等突出物的距離，不應(yīng)小于。2 出口不應(yīng)少于兩個(gè)，每個(gè)出口寬度不宜小于。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)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)線電自動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)坪自動(dòng)化，直升機(jī)起降時(shí)無(wú)需專人管理。該公司可免費(fèi)提供高

11、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（3） 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)型材的耐火性能更差，受熱條件下極易發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，250C300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

12、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50，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硐膠、橡膠與鋁合金框膠合，硅硐膠的耐高溫程度也只有200，超過(guò)了200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，高度不低于的不燃燒實(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“防火氈包