高层建筑防火防烟建筑物和设施布局设计

【摘 要】设计人员应该根据合理的计算设置防排烟楼梯间及其前室、消防电梯前室等的布局,并考虑防火分区和消防设施的布置.

【关 键 词】高层建筑；防火；排烟

随着改革开放的不断深入,我国建筑业得到了广泛的发展,高层建筑如雨后春笋般的涌现,特别是高层建筑的综合性增强,建筑设计达到了人居和环境的结合的效果,但是在建筑发挥其正常作用的同时,需要关注其防火安全,根据国内外高层建筑火灾事故统计数据表明,火灾伤亡人数有90%以上是被烟气窒息死亡的,因此在高层民用建筑防排烟设计中,需要做好防火排烟设计,当建筑物发生火灾后能够顺利的向室外进行疏散.笔者根据近几年的设计经验对高层建筑防火排烟设计进行简单的探讨.

1.建筑防火中存在的不足

不同于低层建筑,高层建筑具有楼层多、总高度大,建筑结构复杂、防火防排烟设计内容多等特点,设计人员必须在严格综合各种因素全面考虑,才能避免建筑物投入使用后出现各类安全隐患.笔者对当前防火防排烟设计中常见的问题进行总结,帮助设计人员提高防火防排烟设计水平.

（1）消防设施不足.高层建筑楼层较高,出现火灾扑救困难,因此需要做好高层建筑的火灾报警设计,建设单位未对消防安全引起足够的重视,并考虑到造价因素,可能忽视这方面的设计,导致消防设施不足.一旦出现火灾,不能及时起到预警作用,导致高层建筑在火灾中受到较重的经济损失和人员伤亡.

（2）装修材料不当.设计人员对建筑防火防排烟设计观念不强,设计中只注重居住的舒适性,往往选择一些美观的材料,而这些材料往往是易燃材料,给建筑防火提出了巨大的挑战,当建筑建筑使用一段时间,可能会出现因电路老化出现短路,引起可燃材料的燃烧,最终酿成火灾.

（3）内部结构不妥.高层建筑的建筑面积大,为了减少火灾烟气的蔓延,应该对内部结构做好分区设置,但是设计人员未考虑到防火分区的要求,或在设计中分区不严格,往往会留下巨大的火灾隐患,火灾容易顺着横向走廊或竖向管道井而迅速蔓延,导致火灾防范形式严峻.

2.建筑主体结构的耐火稳定性

高层建筑的主体结构往往采用钢筋混凝土,因为钢筋混凝土结构具有强度高、整体性好、稳定性好等优点,但是其耐火性较差,一旦出现火灾,钢材的抗拉和承载力会因为高温影响而迅速衰减,根据试验研究发现,当火灾温度达到400～700℃,钢筋就会迅速失去承载力,导致结构出现严重变形,建筑物由于失去承载力而倒塌.

2.1选择良好的耐火等级.在高层建筑设计过程中,应该做好这方面的设计,必须考虑钢筋混凝土的耐火极限,因为耐火极限是建筑是否出现倒塌的关键因素.设计人员必须在耐火极限的基础上,严格按照设计标准做好分级设置,保证在合理的范围内选择钢筋材料,通过合理的设计和材料选择将构件从受到火灾作用到构件破坏的时间控制住在一定范围内.在材料的选择中,根据构件的材料能否燃烧可以分为燃烧体、难燃烧体、非燃烧体等形式.

2.2制定科学的构造方式.在防火防排烟设计中,应该对高层建筑内部结构、面积做合理的分区和优化.根据设计要求,一级耐火等级的承重墙、承重柱应选择耐火极限为3h的非燃烧体,主梁必须选择耐火极限为2h的非燃烧体；对与钢筋混凝土构件,一定要控制钢筋保护层的厚度,一般应≥30mm,这样才能有效保证钢筋混凝土结构的耐火稳定性,保证在出现火灾后,有足够的时间进行人员疏散,避免火势蔓延造成的人员伤亡.

2.3做好防火间距和防火分区设计.

（1）对于高层建筑防火设计中,定要合理的设计防火分区和防火建筑,因为这些是避免火势蔓延的主要方法,也是有效的,因为在发生火灾后,防火分区可以将火势控制在一定的范围内,防止火势发生蔓延,减小火灾的影响,同时为人员撤离、逃生预留出时间,具有良好的适用性.

（2）防火分区时采用防火分隔措施将建筑物划分成能在一定时间内,防止火灾向建筑的其余部分蔓延的局部区域.防火分区一般分为垂直分区和水平分区两个部分,大多数采用的是防火墙、防火卷帘以及钢筋混凝土楼板来得以实现.垂直防火分区应以具有一定耐火极限楼板及窗槛墙作分隔,对贯穿部分,如中厅、自动扶梯、楼梯、电梯等,而且须有相应耐火封闭措施.水平防火分区是指用防火墙、防火门和防火卷帘等防火分隔设施将各楼层在水平方向上分隔出防火区域,以此来阻止火灾在楼层水平方向的蔓延.

（3）防火间距应保证建筑物在发生火灾时,其相临建筑在辐射热的作用下,不加任何保护而又不被火侵入.高层建筑的主楼与主楼之间的防火间距应≥13m,主楼与裙楼之间的防火间距应≥9m.

2.4合理的设计安全疏散楼梯.

（1）疏散楼梯是垂直疏散通道的重要途径,但是不能利用自动扶梯、电梯、扇形楼梯作为疏散楼梯使用,因为这些都是利用电能作为驱动的代步机械,一旦发生火灾,建筑中可能出现断电的情况,最终导致这些垂直运输机械出现故障,不利于人员的疏散.一般将高层建筑的楼梯设置成为防火楼梯,这样可以将楼梯的每一层设置成为一个防火分区,防止烟气从这些垂直通道发生蔓延；也可以设置两个疏散楼梯,这些楼梯应该分散布.