彭艳红

(株洲市消防支队，湖南 株洲 412000)

高层建筑防火策略的应用

彭艳红

(株洲市消防支队，湖南 株洲 412000)

目前，高层建筑物防火工作存在诸多问题且开展难度大。以某高层建筑为例，分析其存在的消防安全问题。以功能分区和消防供水为切入点，对高层建筑核心筒的防火防烟设计和消防供水问题进行了探讨，以期为高层建筑的防火工作提供借鉴。

建筑防火；高层建筑；防火策略

1 高层建筑的火灾危害

高层建筑是城市经济发展水平的体现，高耸入云的摩天大楼在为城市缺地问题提供解决方案的同时，也给城市的可持续发展带来了前所未有的压力。高层建筑与普通建筑明显不同，人员与财富相对更加集中，而火灾出现，就会使得建筑内的各项设施受到损坏，同时还会带来严重的社会后果。如中央电视台北配楼电视文化中心(CCTV)及广州珠江新城富力盈泰大厦的火灾，既是城市突发事件的体现，也给安全工作敲响了警钟。

深刻认识包括高层建筑火灾在内的城市重大灾害发生、发展的规律，并及时地了解城市火灾的控制办法，是城市公共安全进行研究的重要课题所在。本文主要结合具体的实例，对高层建筑的消防技术提出相应的未来发展思路和应对策略。

2 高层建筑消防安全存在问题分析

从高层建筑内部功能来看，高层建筑的功能分区，一般可以按层数来划分，但有一些建筑即使在同一层，功能也不同。功能区划分方法使得建筑在投入使用以后，对消防系统也会有不一样的要求，如把应用于高火灾载荷功能区的消防系统设计放进了火灾负荷不大的区域，就会极大地浪费消防资源；而如果采用统一的消防系统来对其进行配置，又不一定能保证某些高火灾载荷功能区的消防安全，从而不能达到防火的目的。

2.1 建筑结构复杂，消防审核和灾害防控难度大

正是由于高层建筑功能区域的复杂性，使得消防建审部门并不能完全按照统一的规范来进行防火设计，而是要具体问题具体分析，并采用不一样的设计方法。以某高层建筑为例，该建筑塔楼高440 m，共99层。建筑业主按照使用的要求，为塔楼配备了以下几大功能区域：底层及平顶层作为办公区域、酒店大堂；2～5层为核心筒；6～78层为办公区，其主要目的就是要建写字楼；81～97层是酒店和休闲区域，拟建一个五星级酒店；15/16、31/32、47/48、63/64、79/80、98/99层为避难层，具体的情况如图1所示。而在大楼的酒店部分，还有用来满足酒店需求的客房、餐厅、厨房、多功能厅、会议室等区域。

笔者对楼内的办公和酒店两大功能分区火灾危险情况开展了相应的调查研究，并在后续的分析中，按照各功能分区，根据火灾发生的可能性，开展了不同的设计工作，并且进行了科学的设计，最后对不同分区的消防安全性得出统一结论。通过利用不同的工具分析火灾风险，极大地增加了设计的精确性和可靠性，从而得到了一个综合性较强的防火策略，所有的消防设施都在其中得到了应用，而不是单独设计，所以能够提供更加经济有效的防火体系。同时，还要注意到性能化设计对设计者、审查者的自身素质以及用以保证设计适当性的质量控制措施等多方面都有较高的要求。另外，性能化设计分析和设计步骤需要花费更多的时间设计、计算和准备一系列资料，这些都使得消防审核和灾害防控的难度大大增加。

图1 某高层建筑功能划分

2.2 防火分区划分问题

该高层建筑结构复杂，而且人员较多，所以电梯数量和电梯井就会较多。除此之外，随着高度的增加，所需要的机电管井、通风管井的数量和面积也会有所增加，这些因素都会使电梯和机电用房的面积相应增加。要达到一定的经济效益，就要提供一定的使用面积，并且满足自然采光的要求。通常来说，高层建筑的单层面积设计以2 000 m2为主，这超过了国家的相关规定，国家对防火分区面积也是有一定的限制的。而划分为两个以上的防火分区，就必须增设疏散楼梯，必将占用更多的建筑面积和空间，会出现不得不将开敞的办公空间隔断等情形，增加建筑成本，建筑设计方往往不愿采纳。

2.3 消防供水可靠性问题

考虑到高层建筑物的高度可能会超过100 m，所以一般很难从外部进行灭火救援，因此对建筑本身的自救能力和消防系统的可靠性等都提出了相应的要求。具体可以调整水枪流量以达到相关规范中所要求的水枪充实水柱长度。按照水枪充实水柱长度，可以先确定消火栓保护半径，但是在设计中不能简单地利用保护半径画圆来布置消火栓。因为高层建筑平面中隔墙、内走道、门的布置会影响消火栓的使用，设计中应该用水龙带长度、充实水柱的水平投影去校核消火栓保护半径最远点。

2.4 人员疏散问题

从消防角度考虑，建筑高度的增加会大大增加内部人员数量，同时还会使疏散到首层的垂直距离和难度加大。根据相关资料，高层建筑物内的正常年轻男性在楼梯内人数不多、方便通行的情况下，从地面上20层疏散到首层大约需要3 min，从30层疏散到首层要5 min。如果再把多层同时疏散和楼梯拥挤的情况考虑进去，经计算机模拟测试，人员连续疏散也要1 h，而且大部分人的体力也未必能一下从顶层跑到底层，而是会在避难层休息一下，所以要花更长的时间。因此高层建筑必须合理地设置避难层，并采取一定的方法进行疏散。

3 功能分区和消防供水

3.1 核心筒的防火防烟设计

高层建筑核心筒内的电梯井、机电管井和楼梯间往往要在建筑中占有很大一部分面积。一般高层建筑核心筒的电梯等候厅是开放的，直接和围绕核心筒的公共走廊相连，其间不会有防火分隔，走廊和等候厅进行机械排烟。某高层建筑使用了封闭式加压核心筒，使该建筑变得更加安全，图2是其办公区的基本布置。

图2 某高层建筑办公平面

如图2所示，整个核心筒和办公区之间都通过防火墙和防火门分开了。所以，除了楼梯间和前室机械加压排烟以外，核心筒内的走廊、等候厅和办公区域也采用了机械排烟。从楼梯间往办公区形成三级加压，防烟效果比一般楼梯间和前室加压，办公区域、走廊和电梯等候厅排烟的防烟效果好，且比较安全可靠。所以，以此为基础，尽管某个单层建筑面积超出一个防火分区的面积，但核心筒采用了相应的独立防火装置，而且增加了疏散楼梯，所以可扣除核心筒面积，仍按一个防火分区进行划分。

3.2 消防供水

消防给水系统根据压力的差异，可划分为常高压和临时高压系统；按给水方式的差异，有串联和并联供水；按供水设备来看，主要有重力式水箱供水和水泵压力式供水。把这一系列系统组合在一起，就会出现各种各样的形式。

以某高层建筑为例，整个塔楼高432 m，总共100多层，其中建筑室内消防水源主要是源自于塔楼的高位消防水池，有效容积600 m3，贮存室内各消防系统在火灾持续发生的时间里，可以同时使用的消防用水量。地下四层有四个低位消防水池，共有150 m3的有效容积，其主要作用就是用来对水泵接合器供水及转输水泵抽水。在该楼的30层和66层都配备了消防转输水箱和分区减压水箱，共有60 m3的有效容积。高位消防水池和各区的消防减压水箱都配有两根DN 200出水管与各区的消防给水管网连接，具体的结构如图3所示。

该设计按照性能化的设计原则，选取了常高压与临时高压相结合、串联式重力供水的新消防系统，将火灾延续时间内的全部消防用水放在屋顶。对于其中大多数楼层来说，等同于常高压给水系统，不需要再给系统配备水泵，这使消防加压设备的数量和泵房的占地面积得到了极大地缩减。除此之外，系统也不会受到供电的影响，平时水量和水压都可以达到消防的要求，从而达到了消防用水的安全可靠的目的。

1.地下消防水池；2.转输水箱；3.减压水箱；4.高位消防水池(一次室内消防用水量)；5.转输水泵

图3 室内消防给水系统工作流程图

4 结语

本文通过对高层建筑物的火灾情况分析，并以功能分区和消防给水为切入点，对高层建筑核心筒的防火防烟设计和消防供水问题进行了探讨，提出了切实可行的设计方案。本研究以改进高层建筑防火工作为根本目的,同时也为高层建筑的设计和应急预案制定等提供借鉴。

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(责任编辑 李 蕾)

The Application of Fire-prevention Strategies in a High-building

PENG Yanhong

(ZhuzhouMunicipalFireBrigade,Hu’nanProvince412000,China)

At present, the high-rise building fire prevention work has many problems, and it’s difficult to carry out. Taking a high-rise building as an example, the paper analyzes its fire safety problems. This paper discusses the fire prevention design of core tube of high-rise building and fire water supply problems, with the functional partition and fire water supply as the breakthrough point. The conclusion is to provide reference for the high-rise building fire prevention work.

building fire prevention; high building; fire-prevention strategies

2014-12-06

彭艳红(1979— )，女，湖南长沙人，工程师，硕士。

TU972.4

A

1008-2077(2015)06-0065-04