淺談超高層建筑的防火設計

來源:慧聰消防網　作者:陳智泉　日期:2010-3-30
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【中國門窗—配套材料網】隨著社會經濟的發展，各地相繼建設了不少高層建筑，由于導致高層建筑發生火災的因素較多，撲救難度大，因此高層建筑應立足于自防自救，采取可靠的防火措施，達到預防火災的目的。現行《高層民用建筑設計防火規范》對高層民用建筑防火設施作了嚴格規定，對建筑高度超過100

    【中國門窗—配套材料網】隨著社會經濟的發展，各地相繼建設了不少高層建筑，由于導致高層建筑發生火災的因素較多，撲救難度大，因此高層建筑應立足于自防自救，采取可靠的防火措施，達到預防火災的目的。現行《高層民用建筑設計防火規范》對高層民用建筑防火設施作了嚴格規定，對建筑高度超過100M的高層建筑，即所謂超高層建筑，在遵守一般高層建筑的通用防火規定外，增加了合理的防火技術要求。建筑高度超過250M的民用建筑采取的特殊防火要求，要提交國家消防主管部門組織專題研究論證。超高層建筑發生火災，撲救難度更大，成災后果嚴重。在超高層建筑防火設計過程中，隨時會出現一些新的問題。所以正確運用規范，采用先進的防火技術，保證超高層建筑的防火安全至關重要。現就這些問題提出一些看法，以供商榷。

    一、建筑設施方面的安全措施

    通過建筑分類定性，可以對其耐火等級、防火間距、防火分區、安全疏散、消防設施等方面提出不同要求，達到既保障高層建筑的消防安全，又能節約資金的目的。根據建筑使用性質，火災危險性、疏散和撲救難度，超高層建筑屬一類高層建筑，其主體部分、地下室的耐火等級為一級，裙房的耐火等級應不低于二級。

    高規規定：旅館、辦公樓、綜合樓等通用超高層公共建筑，應設避難層。避難層是高層建筑中專供火災時人員臨時避難用的樓層。避難層可以采用全敞開式、半敞開式、封閉式三種類型。全敞開式避難層為不設圍護結構的全敞開空間，一般設在建筑物的頂層或屋頂上。半敞開式避難層四周設有高度不低于1．2m的防護墻，上部設有可開啟的封閉窗，采用自然排煙方式，可防止煙氣的侵害。封閉式避難層為設有耐火的圍護結構，室內具備應急照明、獨立的空調和防排煙系統，門窗為防火門窗。設置的避難層應滿足下列要求：

    1、避難層的設置數量和兩個避難層之間的高度，應滿足人員疏散時間的要求，充分考慮建筑面積、使用功能、人數、人流速度及火災蔓延情況，自建筑首層至第一個避難層或兩個避難層之間，不宜超過15層；2、通向避難層的防煙樓梯應在避難層分隔、同層錯位或上下層斷開，但人員必須經避難層方能上下；3、考慮人體體型特點，在不致過分擁擠的情況下，人均避難層使用面積指標0．2m；4、避難層可兼作設備層，但設備、管道宜集中布置；5、避難層設消防電梯出口和消防專用電話，其它客貨梯不得在避難層處設出口。

    另外，可以在一定高度的樓層上設置供火災時人員臨時避難用的房間即避難間。

    超高層建筑宜設屋頂直升飛機停機坪。發生火災時，將在樓頂部躲避火災的人員用直升飛機疏散到安全地區，具體設置的技術要求有：

    1、標準層建筑面積超過1000m；2、停機坪與設備機房、電梯機房、水箱間、共用天線等突出物的距離不應小于5m；3、出口不少于2個，每個出口寬度不小于0．9m，以保障同時有兩股人流出入；4、停機坪四周圍設置航空障礙燈。

    高層建筑的各種豎向管井都是火災蔓延的途徑。為了防止火災蔓延擴大，要求電纜井、管道井、排煙道、排氣道、垃圾道等單獨設置，不應混設。同時，為了防止火災時管井被燒毀，擴大災情，所有管道都采用耐火極限不低于1．00h的不燃燒材料制作，井壁的檢查門用丙級防火門。

　　各種豎向管道井和電纜井是拔煙火的通道，若防火處理不當，將不僅會助長火勢，而且成為火與煙氣蔓延的途徑，造成撲救困難，嚴重危及人身財產安全。超高層建筑的電纜井、管道井在每層樓板處用相當于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔，填堵密實，不得存有孔洞。垃圾道內經常堆積破布、木質碎料、紙屑等可燃雜物，遇有煙頭或人為焚燒垃圾等極易引起火災。因此，垃圾道設在樓梯間內是不安全的，宜設在靠外墻的安全部位，排氣口直接開向室外，設置垃圾道前室，前室的門應采用丙級防火門，垃圾斗采用不燃材料制作，并能自行關閉。建筑內采用的其它類似于垃圾道的功能且運送存有可燃物品的豎井，其設置的防火要求可按垃圾道的處理方法。

    二、消火栓系統和自動噴水滅火系統的設置

    消火栓系統作為高層民用建筑最基本的滅火設備，由于經濟、技術條件的原因，從節省投資的角度看，其功能無可替代。超高層建筑采用室外消火栓用水量30l／s（住宅樓為20l／s）。考慮到高層建筑以自防自救為主，室內消防用水量比室外的要大些，室內消火栓用水量為40l／s（住宅樓為30l／s），即消火栓用水量70l／s（住宅樓為50l／s），是規范規定的建筑物消防用水的上限值。一般情況下，超高層建筑具備兩種及兩種以上使用功能。因此，其火災延續時間為3．00h（住宅樓為2．00h），考慮到市政給水狀況，由此可確定是否設置室外消防水池及其容量。

    室內消火栓的設置范圍：1、高層建筑的主體及裙房內；2、消防電梯前室或與防煙樓梯間的合用前室內，方便消防隊員盡快利用消火栓向火災發起進攻和開辟通道；3、避難層內設置用于人員自救保護；4、屋頂或直升飛機停機坪處，用于檢查消火栓壓力和防止火災蔓延至頂層及保護人員的作用。5、室內消火栓箱內應設消防卷盤，用于非消防專業人員撲救初起火災。

    室內消火栓設置的技術要求：1、消火栓充實水柱需經水力計算，且不小于13m，以避免濃煙高熱對滅火工作的影響，又能保證消防隊員正常使用；2、消火栓間距在高層內不大于30m，在裙房內不大于50m，保證兩股充實水柱同時到達同層內任何部位；3、采用分區給水系統，有串聯供水和并聯供水兩種方式，當消火栓栓口處的出水壓力大于0．5Mpa時，應設減壓裝置。如超高層建筑消防供水系統不分工，則部分消火栓栓口處靜水壓力過大，當超過0．8MPa，在撲救火災過程中開啟水槍會產生水錘作用，容易使給水系統的設備遭到破壞，而栓口出水壓力超過0．5Mpa，使水槍產生的反作用力，一個人很難穩定地操作水槍滅火。為此，采取減壓措施，具體可設置減壓孔板或減壓閥等措施；4、屋頂水箱。為了保證初起火災時消防用水量和消防水壓的要求，超高層建筑屋頂水箱設置高度應滿足最不利點消火栓靜水壓力0．15Mpa。不能滿足時，應設氣壓水罐或穩壓泵等增壓設施。如是并聯給水方式，其分區消防水箱的容量應與高位消防水箱的容量相同，發生火災時，消防水泵供給的消防用水應進入高位水箱，而串聯給水方式中是允許的；5、水泵接合器。在消防車供水壓力范圍內的各個分區均需分別設置水泵接合器。也就是說，根據現有或將有的消防車供水能力，確定各個分區是否應設水泵接合器。例如，某地主要以解放牌消防車為主要滅火車輛，由于其供水能力在50m左右，則50m以上部分可以不設水泵接合器；6、消防管網采取防超壓措施。常用的方法是采用流量一揚程曲線平緩的消防水泵，設置安全閥、泄水閥門等，避免超高壓造成給水系統的破壞。

   自動噴水滅火系統的設置，除了面積小于5m＾2的衛生間、廁所和不宜用水撲救的部位外，其他部位均需設置（與火災自動報警系統的要求相同）。針對超高層建筑的火災危險性、疏散和撲救等綜合因素。這樣設置是必要的。

    三、防排煙、電氣方面的特殊要求

    高層建筑中，因有毒煙氣窒息死亡的人員占死亡人數的70％左右，煙氣是火災中的隱形殺手。所以，要充分考慮在建筑內設置防排煙系統的重要性。煙氣的水平流動速度為0．3、0．8m／s，垂直方向擴散速度為3．4m／s，當煙氣無阻攔時，只需1min左右就可以擴散到幾十層高的大樓。煙氣的流動速度大大超過了人的疏散速度。樓梯間、電梯井及各種豎向管井是高層建筑火災垂直方向蔓延的重要途徑，易形成“煙囪效應”。而樓梯間及其前室或合用前室是火災時人員臨時避難、疏散的場所，消防電梯間及其前室是消防隊員進入高層建筑滅火的主要通道。為了阻止煙氣進入這些部位或排出這些部位的煙氣，保證人員安全疏散和撲救。因此，超高層建筑在上述部位設置機械加壓送風系統，能夠達到疏散和撲救通道上無煙的目的，從投資方面又低于機械排煙系統，是可行的。其裙房的樓梯間內可統籌考慮布置。其風壓值應為防煙樓梯間50Pa，前室、合用前室、封閉避難層25Pa，既能方便疏散安全門的開啟，又能保證安全地帶的壓力，對煙氣起到排斥作用。同時，超高層建筑封閉避難層內設置機械加壓送風設施，除滿足避難層內一定的正壓值，防止煙氣入侵，也為躲避在避難層里的人們提供呼吸用的新鮮空氣。

    超高層建筑按一級負荷供電，應急照明燈和疏散指示標志采用專用供電回路或采用蓄電池作備用電源，連續供電時間不少于30min，其照度為0．5LX，除正常設置的部位外，屋頂停機坪四周應設應急照明。避難層應設應急照明，其供電時間不應小于1．00h，照度不應低于1．00LX，以消除人們在避難時的恐懼心理，為營救提供室內照明條件。【完】

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