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高层建筑防火设计措施
导语：超过一定层数或高度的建筑将成为高层建筑。高层建筑的起点高度或层数，各国规定不一，且多无绝对、严格的标准，下面分享高层建筑防火设计措施，欢迎阅读！
高层建筑防火设计措施
一、保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
目前国内外高楼多依赖钢结构，虽然它的整体性和稳定性都很好，但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降，通常在摄氏450～650度就会失去承载能力，发生变形，钢柱、钢梁弯曲，不能继续使用。一般情况下，不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此，建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。
(一)耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能，在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起，到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。
(二)建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱)，梁须为耐火极限2小时的非燃烧体，其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性，以赢得足够的疏散时间，并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能，内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料，如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等，以减少火灾发生和控制火势蔓延。
二、做好防火分隔与安全通道设计
高层建筑中，因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右，烟气是火灾中的隐形杀手。所以，要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s，垂直方向扩散速度为3.4m/s，当烟气无阻拦时，只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径，易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所，消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气，保证人员安全疏散和扑救。因此，超高层建筑在上述部位设置机械加压送风系统，能够达到疏散和扑救通道上无烟的目的，从投资方面又低于机械排烟系统，是可行的。其裙房的楼梯间内可统筹考虑布置。其风压值应为防烟楼梯间50Pa，前室、合用前室、封闭避难层25Pa，既能方便疏散安全门的开启，又能保证安全地带的压力，对烟气起到排斥作用。同时，超高层建筑封闭避难层内设置机械加压送风设施，除满足避难层内一定的正压值，防止烟气入侵，也为躲避在避难层里的人们提供呼吸用的新鲜空气。
(一)防火间距：为防止火势通过辐射热等方式蔓延，建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于6米，它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7米和9米。高层建筑因火灾时疏散困难，云梯车需要较大工作半径，所以高层主体同一、二级耐火等级建筑物的防火距离不得小于13米，同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18米。厂房内易燃物较多，防火间距应加大，如一、二级耐火等级厂房之间或它们和民用建筑物之间的防火距离不得小于10米，三、四级耐火等级厂房和其他建筑物的防火距离不得小于12和14米。生产或贮存易燃易爆物品的厂房或库房，应远离建筑物。
(二)防火分区：建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区，即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙，分区的最大允许面积为2500米2;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、600米2.一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000米2或1500米2内，地下室则控制在500米以内。防火墙应为耐火极限4小时的非燃烧体，上面如有洞口应装设甲级防火门窗，各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘，用水幕保护。
(三)安全疏散通道出口：为减少火灾伤亡，建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个，影剧院、体育馆等观众密集的场所，要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯，开敞的楼梯间易导致烟火蔓延，妨碍疏散，封闭的楼梯间能阻挡烟气，利于疏散。防烟楼梯间因设有前室，更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间，楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层，还可设屋顶直升飞机场，从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
三、强化报警系统和灭火装置设置
自动报警装置和自动灭火装置。前者的探测器有感温、感烟和感光等多种类型;后者主要为自动喷水设备，不宜用水灭火的部位可采用二氧化碳、干粉或卤化烷等自动灭火设备。设有自动报警装置和自动灭火装置的建筑应设消防控制中心，对报警、疏散、灭火、排烟及防火门窗、消防电梯、紧急照明等进行控制和指挥。考虑到高层建筑以自防自救为主，室内消防用水量比室外的要大些，室内消火栓用水量为40l/s(住宅楼为30l/s)，即消火栓用水量70l/s(住宅楼为50l/s)，是规范规定的建筑物消防用水的上限值。一般情况下，超高层建筑具备两种及两种以上使用功能。因此，其火灾延续时间为3.00h(住宅楼为2.00h)，考虑到市政给水状况，由此可确定是否设置室外消防水池及其容量。
(一)室内消火栓的设置范围：(1)高层建筑的主体及裙房内;(2)消防电梯前室或与防烟楼梯间的合用前室内，方便消防队员尽快利用消火栓向火灾发起进攻和开辟通道;(3)避难层内设置用于人员自救保护;(4)屋顶或直升飞机停机坪处，用于检查消火栓压力和防止火灾蔓延至顶层及保护人员的作用;(5)室内消火栓箱内应设消防卷盘，用于非消防专业人员扑救初起火灾。
(二)室内消火栓设置的技术要求：(1)消火栓充实水柱需经水力计算，且不小于13m，以避免浓烟高热对灭火工作的影响，又能保证消防队员正常使用;(2)消火栓间距在高层内不大于30m，在裙房内不大于50m，保证两股充实水柱同时到达同层内任何部位;(3)采用分区给水系统，有串联供水和并联供水两种方式，当消火栓栓口处的出水压力大于0.5Mpa时，应设减压装置;(4)屋顶水箱。为了保证初起火灾时消防用水量和消防水压的要求，超高层建筑屋顶水箱设置高度应满足最不利点消火栓静水压力0.15Mpa.不能满足时，应设气压水罐或稳压泵等增压设施。如是并联给水方式，其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用水应进入高位水箱，而串联给水方式中是允许的;(5)水泵接合器。在消防车供水压力范围内的各个分区均需分别设置水泵接合器。也就是说，根据现有或将有的消防车供水能力，确定各个分区是否应设水泵接合器;(6)消防管网采取防超压措施。常用的方法是采用流量—扬程曲线平缓的消防水泵，设置安全阀、泄水阀门等，避免超高压造成给水系统的破坏。
高层建筑安全疏散设计需要注意的问题
1.安全疏散路线
高层建筑疏散路线的合理设计显得尤为重要，这是缩短疏散时间的关键因素。一般来说，高层建筑发生火灾时，安全疏散路线是人员从着火房间或部位疏散到公共走道，再到疏散楼梯，然后再到达安全地带，在疏散的过程中，一步比一步安全。安全疏散路线的设置要做到简洁，尽可能避免出现弯道或者门槛之类的障碍物，因为这都会延长疏散的时间。
2.合理布置走道
在高层建筑设计中，应根据建筑物不同使用性质、采用结构类不同等因素，尽量布置环形走道、双向走道或无尽端房间的走道、“人”字型走道。
合理布置走道既方便平时使用，又能在火灾事故发生时使人们快速进行安全疏散，例如高层住宅建筑，一般采用无尽端房间的外廊式或内廊式走道；塔式住宅的特点是以电梯、楼梯和公共走道组成一个平面核心，所有的住户都分布在核心的四周。
3.安全疏散楼梯
对高层建筑来说，发生火灾时最重要的疏散通道就是楼梯，因此，要结合建筑物特点合理设计安全疏散楼梯。对办公建筑、旅馆、科研建筑、广播电视建筑、住宅等高层建筑，都要设置两个不同方向的安全疏散楼梯。设置两个不同方向的安全疏散方向就是生命的绿色通道。从安全疏散角度来看，设置两个方向的疏散楼梯，发生火灾时能避免可能出现的人群拥挤情况，也能减少两个楼梯都被烟火封锁的可能性，从而尽可能的减少不应有的损失。为了防止火灾时烧毁楼梯，疏散用的楼梯及平台应采用非燃烧材料制作，并与其他建筑物的部分隔开;并且楼梯休息平台处要有一定的宽度，至少要等同于楼梯的宽度。
4.安全疏散出口
高层建筑中为了确保发生紧急事故时人员能迅速撤离，高层建筑中最好设置两个方向的疏散出口，特别要注意疏散出口不能设置成袋形，因为这样的设计只有一个出口，如果火灾时出口被堵，很可能造成极大的损失。对一些综合性的高层建筑来说，大都是地下层为停车库，地上几层做商业用途，以上做公寓或者旅馆。在设置安全疏散出口时，要结合建筑物的使用特点，分开车流、人流等疏散出口。不管高层建筑何种用途，其安全出口设置都有一般的要求:首先，安全出口标志要醒目，确保建筑物内的人员不管在任何位置都能迅速找到疏散方向，其他容易与安全出口相混淆的出口，一定要标志清楚，缩短疏散时间，避免人员在火灾时误入死角。其次，安全出口相近区域不得设置镜子，以免给造成人们视觉上的误解。再次，建筑出入口处应张贴建筑平面图，标志出该建筑的主要通道、主要设施及消防控制中心等，如果发生火灾便于消防人员迅速展开行动。
5.安全疏散门
对高层建筑来说，合理设置安全疏散门是非常重要的。各种高层建筑物如高层医院、商业楼、综合楼、科研楼等，其底层的公共疏散门，有的出口与楼梯宽度一样，这对于安全疏散来说是非常重要的。具体到房间的安全疏散门来说，除了要考虑门的总宽度外，还与安全出口数有关，如果平时人员较为密集，只设置一个出口的话，火灾时会发生应急通道不畅的问题，容易造成人员伤亡。所以，设置安全疏散门时，对平时人员较为集中的房间，既要考虑同时的疏散便利，又要考虑紧急情况下的功能发挥。
6.安全疏散避难层
高层建筑设置安全疏散避难层是非常必要的，这是保障高层建筑内人员安全疏散的有效措施之一。一般来说，高层建筑内人员密集，紧急情况下迅速疏散是一个大问题。尤其是高于二十五层的建筑物，且用于办公、旅馆的，都应该设置避难层，这样既能用于安全疏散，又能节省投资。
通常情况下，一些用作饭店、旅馆、办公等，且高度超过一百米的高层建筑，都要设置避难层，以满足紧急状况下的需要。总之，高层建筑安全疏散设计问题涉及到多个方面，并且是相互联系的。近年来，随着高层建筑的逐渐增加，为了满足人们多样化的要求，其功能变得越来越复杂，很容易产生一些新的问题，因此，高层建筑设计人员应与时俱进，作持续的研究与探讨。
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