［摘要］随着社会经济的高速发展，我国越来越多的高层建筑屹立于城市之中。近年来，我国高层建筑发生的消防事件愈演愈烈，一旦发生火灾，会造成严重的人员财产伤亡，而高层建筑的消防设计一直是建筑方面的一个重点和难点，如何合理、科学、性能化地让消防设计在建筑设计中起主导作用，从而引起社会各界对民用高层建筑消防安全隐患的关注。本文立足当下民用高层建筑的消防安全现状，在如何更好地设计和解决高层建筑消防的问题上做出探讨与研究。
［关键词］高层建筑；消防安全；消防设计
改革开放后，我国各种层出不穷的高层建筑拔地而起，在给社会的发展、繁荣和人民生活的便捷带来有效帮助和改善的同时，也产生了许多安全隐患问题，如现下的高层建筑已满足不了我国人口增长的需求与高层建筑建设造价等问题，其中最主要的还是高层建筑存在的消防安全隐患。各种高层火灾突发新闻屡见不鲜，从一定程度上给人民的生命财产安全带来了威胁。因此，高层建筑的工程消防安全设计就显得尤为重要。
1高层民用建筑发生火灾的原因解析
高层建筑是指建筑高度在27m及以上的住宅建筑、高于24m的非单层厂房及其他民用建筑。高层建筑是现代社会经济、技术和文化的综合体体现，由于高层建筑存在楼层高、体积大、人员多、功能繁杂等特性，一旦发生火灾，扑救困难较大，容易造成损失伤亡惨重的后果。高层建筑火灾具有火势蔓延速度快、疏散困难、扑救难度大等特点。
（1）火势蔓延速度快。高层建筑在建筑时设立有多重井道，如电梯井、通风管道口、楼梯间等，这些设计平日里方便了人员的生活，但当火灾一旦发生时，就是火势最好的蔓延通道和蔓延途径。火势顺风而入，百米左右的高楼在毫无阻挡的情况下，只需半分钟左右，便可纵向吞没整座大楼。尤其建筑物作为宾馆、图书馆等高层办公建筑，室内易燃物品较多，一旦有火灾发生，迅猛的火势将会很难控制。
（2）疏散难度大。高层建筑三个明显的特点决定了火灾疏散的困难：第一，过多的楼层导致垂直距离较长，物资和人员从高楼有序疏散到安全区域需要很长的时间；第二，人员过于密集，火灾发生时不容易进行人员疏散；第三，高层建筑内竖井式空气流动导致烟雾、火势迅速向上蔓延，增大了疏散难度。目前我国大部分地区任未配足够的登高消防车和登高架，无法为抢救工作提供充足的后备力量。
（3）扑救难度大。火灾发生时，高层建筑的建造结构加大了从室外开展扑救工作的难度，所以通常情况下要立于自救，即主要靠室内防火设施装备进行火灾抢救工作。但目前我国经济技术条件受限，以至于高层建筑内部消防设施不是十分完善，导致在对高层建筑进行火灾扑救时遇到的困难较大。
2民用高层建筑消防设计难点和目标
2.1内部防控设计
高楼搭建设计往往容易忽略了高楼内部对消防安全设施的专业设计，例如高层内疏散楼梯的设置，很多高层都欠缺专业的疏散楼梯设计；其次由于高层建筑自身特殊的高层结构设计，缺少对防火设施的搭建，目前仍有一半及以上的建筑未实现消防设施自动化，即使有也缺少对设施的维护；又或是在高层建筑的过程中，忽视了对防火材质的选择，施工过程中采用了阻燃性较低的材质，这无形中给消防安全留下了巨大的隐患。
2.2人员疏散策略
高层建筑由于其楼层高、人员密度大的特点，一旦发生火灾，人员疏散问题成了首要安全问题。大部分人员消防安全意识不高，没有充分了解消防安全常识，在火灾发生时，被困人员容易因为个人情绪的原因，无法正常配合救援人员进行安全疏散工作，进一步加大了疏散难度。应该在楼层内设立完整疏散设备，如多加安装疏散梯，保证火灾发生时人流量的通畅；办公区域设立安全疏散区域，保障办公人员的人身安全。
2.3设计主旨与目标
高层建筑在设计消防通道、安全疏散通道时，应该遵循“预防为主，防消结合”的策略方针，以采取实际可行的防火方法来增强高层建筑自防、自救的能力。在高层建筑的施工中，要注意防火材料和配件的选择，其必须具有高效防火性、难燃性的特性。在装修易燃易爆场所时，要严格注意通风、防燃防爆电器的配置。安装报警系统，做到预警通知。火灾发生时，能够从最快速度通知在场人员并保证其安全有序疏散，尽最大可能把火势控制在初始阶段，安装自动灭火系统，在建筑物平面和竖向划分防火分区和防烟分区，缩小受难面积，便于后期实施二次救援。加强建筑本身对火势的承受能力和建筑结构的高度稳定性，按照耐火极限选择支撑柱、内部钢管混凝土柱、楼板的防火性能涂料，使其在火灾中不致失效造成坍塌，以至于造成二次人员伤亡，阻碍救援行动的开展，要为消防人员提供必要的消防条件，消防控制室要做到与建筑管理运行的一体化，以保障消防活动的高效性。
3民用高层建筑工程的消防设计重点
3.1总平面的消防设计
高层建筑总平面消防设计需要结合当下消防安全政策以及相关的消防规范（见表1）进行，尤其是要控制好相邻建筑物之间的防火距离应按相邻建筑外墙的最近距离计算，如果外墙有外部凸起物，按照凸起部分的最外缘部分算。以高层住房为例，我国的建筑消防设计规范规定多层建筑之间的建筑左右间距最少为6m，多层与高层建筑之间为9m，高层建筑的间距为13m。其次高层建筑周围应设立环形消防车道，并且保障消防通道的正常使用和道路畅通，高层建筑物周围的消防通道不仅需要满足民用建筑物安全通道的基本要求，还需满足消防车道路面、灭火作业场地等所能承受的消防车压力的要求。除此之外，高层建筑区别于普通建筑的消防设计就在于登高面设计要求，包括登高扑救面和消防登高车实际操作场地。实际的设计中，要做到满足消防的登高工作需求。
3.2单体消防设计
3.2.1合理划分防火分区
高层建筑防火分化应按照《建规》5.3.1条规定，各层均设有消火栓、自动灭火系统以及火灾自动报警系统和变电所等设置气体灭火系统。建筑内如果设有自动灭火系统，该建筑防火分区面积可增加1.0倍，如果为局部设置，那么分区的增加面积可按该局部面积的1.0倍进行计算。设立地上防火分区时需要注意两建筑物之间的消防距离，中庭处可以用防火卷帘与所在楼层其他部分隔开。防火分区按照其作用的差异可分为水平横向防火分区、垂直竖向防火分区。水平横向防火分区是指从横向将各楼层划分出防火区域，这样做能够阻止火灾走势向建筑的水平方向蔓延，火灾发生时该设计有效提高了灭火系统和防火水幕系统的及时性和使用率。水平防火分区分隔被广泛应用的有防火墙、防火门和防火卷帘等，建筑物的墙体客观上也发挥着一定的防火分隔作用。竖向防火分区有楼板、避难层（图1）、防火挑檐等，竖向防火分区主要用以防止高层建筑物层与层之间竖向发生的火势蔓延。从防火角度而言，建筑物的防火分区划分得越小，越有利于保障建筑物的防火安全，但如果划分得过小，则会影响建筑物正常的使用布局。所以在设计防火分区面积划分时，划分的大小与否应充分考虑建筑物的使用性质、建筑高度、消防扑救能力等因素。
3.2.2安全疏散及距离设计
高层建筑在施工搭建的过程中就应注意总体布局的合理性，以方便日后人群疏散的问题。结合楼层实用性质进行设计，例如办公楼层由于人口基数大，人流量广等特点，在设计时就应多修建楼梯口和疏散口；设立避难层，且避难层距离不应过远或过近，一方面防止火势蔓延的影响，另一方面保障人员疏散的时效性。高层建筑疏散时应采用双向或多向疏散的方法，根据我国安全疏散距离要求进行疏散。以医院为例双向分散时医院病房部分要求房间最远点距房间疏散口24m，其余部分为30m；任何情况下，房间最远点到房门的距离都不应超出袋形走道所规定的最大疏散距离。
3.2.3计算合理的疏散宽度分散宽度
即疏散宽度，疏散宽度的计算中最主要的就是确定使用人数。如按照每人需要0.6m2的疏散距离进行计算，再根据当时需要疏散的场地面积进行计算，在高层建筑物内即根据建筑物内本身水平面积进行疏散计算。
3.2.4疏散楼梯设计
仅仅采取防烟防火分隔的楼梯间无法满足高层建筑的消防安全要求，因此高层建筑楼梯间疏散楼梯的设计既要防火又要防烟，还要按照建筑要求设置避难前室。避难前室不仅能够在横向、竖向疏散时起到缓冲作用，而且还能在发生火灾时加强楼梯排烟的能力。疏散楼梯根据建设方式可以分为三种，根据具体平面功能合理选用。
（1）前室开敞的疏散楼梯
前室开敞设置，可以利用凹廊、开放式阳台等对室内排烟。当选择阳台作为开敞式前室时，设计图纸要让疏散电梯正对着阳台，这样进入楼梯间必须经过阳台、防火门，从而能够实现在排烟雾的同时不被风向影响。假如可以结合设置电梯厅和疏散楼梯间，那么不仅能够保证更好的排烟效果，还能够通过这种更合理的分配布局形成更安全的区域。当选择凹廊作为开敞式前室时，如果设计时与电梯厅相结合，那么会导致日常线路和火灾疏散线路混在一起，当火灾发生时会出现人员疏散路线与消防队扑救流线相互干扰的麻烦现象，增加火灾救援难度。
（2）前室封闭的疏散楼梯
与前室开敞相比，前室封闭设置的主要优势在于设计形式灵活丰富，不足则是排烟设计比较复杂，如果设计位置在楼梯间，就需要借助排烟管道或者设备来排烟，但是最终得不到良好的排烟效果。
（3）全开敞式疏散楼梯
全开敞式疏散楼梯通常位于建筑顶层，其优势主要是装修相对简单，而且不占用室内面积，此外，还能迅速排走楼梯间的烟雾。
3.2.5消防电梯设计
消防电梯在发生火灾时，起着输送消防人员和器材、救治伤员的重要作用。《建规》明确规定，高于33m的一类高层公共建筑、高于32m的二类高层公共建筑，高于32m且设置电梯的高层厂房（仓库），消防电梯设计要求如下：（1）靠外墙壁，并首层建设在室外或建设于长度最大不超过30m的通道向外。（2）单独使用的前室使用面积最小不应小于6m2且最短边不小于2.4m；如果与防烟楼梯间合用前室，其合用前室的使用面积不应小于10m2；与楼梯间的共用前室合用时，其合用前室的使用面积不应小于12m2且短边不小于2.3m。（3）前室或合用前室的门必须采用乙级防火门。（4）消防电梯在首层设计时，应设有专供消队员专用的控制按钮。（5）消防电梯内应设专用消防电话。（6）消防电梯从首层到顶层的运行时间不应超过60s。（7）消防电梯前室门口宜设挡水设施，且符合设计要求。（8）消防电梯的井底应设有排水系统，且排水井的容量不小于1.5~2m3，排水泵排水的水量不小于10L/s。
4结语
不同于其他建筑，高层建筑楼层高、功能多种多样、入驻人员繁杂、布局结构复杂以致高层建筑发生火灾时，经常可见发生大型事故和重大财产损失。建筑的消防设计关系着使用者的生命安全，理应重视高层建筑中对消防设计的运用，结合现实情况对现有的消防设施加以调整，让高层消防更加完善、全面。
作者：贺健 高超 单位：陕西省建筑设计研究院（集团）有限公司
