高層民用建筑消防設計研究

劉志紅 李藝 馮俊琪

摘要：城市高層建筑數量不斷增加，其消防安全問題日益突出。本文聚焦于民用高層建筑的消防安全設計，探討建筑材料、消防設施和疏散通道等方面的問題，旨在為研究和實踐提供參考。通過不斷探討、研究和實踐，找到更合理、科學和性能化的消防設計方案，確保高層建筑的安全舒適性。

關鍵詞：高層建筑；消防安全；消防設計

引言

自改革開放以來，我國高層建筑如雨后春筍般涌現，成為城市地標和經濟發展的象征。然而，隨著數量的增加，消防安全問題日益突出。高層建筑的高度、規模和復雜性增加了火災疏散和救援難度。建設成本上升限制了滿足需求的能力，對消防設計提出更高要求。因此，加強消防安全意識、完善設施和制度、提高技術水平至關重要，以確保人民群眾的生命和財產安全。

一、高層民用建筑消防設計內容分析

高層民用建筑消防設計至關重要，需符合國家標準和行業標準。這些標準基于多年實踐和研究，為消防設計提供指導。然而，設計還需考慮建筑功能要求，如用途、高度、結構特點等。^[1]不同類型建筑的消防設計要求各異，如辦公樓與住宅樓有顯著差異。此外，特定行業或用途的建筑需滿足更詳細和嚴格的行業標準，如醫院、學校等公共建筑。為滿足各種標準和要求，設計師需綜合考慮分析，制定合理的消防設計方案。這需要豐富的專業知識和實踐經驗，確保消防系統的可靠性和有效性。

（一）防火間距

防火間距是消防設計中重要環節之一。為確保社區安全，需根據專業意見和總平面附圖設計建筑物位置與其他建筑物的防火間距。目的是滿足或超過規范和安全標準，預防火災風險，忽視防火間距可能導致嚴重的安全隱患。若防火間距不足，火勢可能蔓延到鄰近建筑，造成更大破壞和人員傷亡。為避免此情況，設計階段應充分重視防火間距并確保符合規范要求。^[2]

（二）消防車道

消防車道設計在消防藍圖中至關重要。為確保消防車能快速到達火災現場，在設計中需考慮消防登高作業面和消防車道寬度，確保消防車緊急情況下快速進入著火建筑，提高救援效率。當建筑長度超過150米或總長度超過220米時，需設置穿越建筑的消防道路滿足救援需求。即使火災在建筑內部或深處發生，救援人員也能通過消防道路迅速進入現場，并保證救援工作順利進行。消防車道和消防道路設計都以確保在火災發生時以最快速度、最高效率進行救援，最大程度保護人民生命和財產安全為目標。每個設計細節和規劃決策都體現了對生命的尊重和責任。^[3]

（三）供電電路和電源

高層民用建筑的消防電源和配電設計需符合一級負荷供電標準，雙回路、雙電源設計是關鍵要求。雙回路供電通過不同倉位輸出同電壓兩線路，實現故障切換，保證消防系統正常工作，降低系統失效風險。雙電源供電包括主備電源模式，主電源負責供電，備用電源待命，一旦主電源故障，備用電源立即接管，確保消防系統正常運行。雙電源設計增強了供電可靠性，降低單一電源風險。高層民用建筑的消防電源和配電設計應嚴格遵循一級負荷供電標準，采取雙回路和雙電源設計策略。這既是對建筑安全的基本要求，也是對居民生命和財產安全的保證。采用先進可靠的供電技術，確保消防系統持續穩定運行，為緊急救援提供關鍵支持。

二、民用高層建筑消防設計難點和目標

（一）內部防控設計

在高樓搭建設計過程中，往往容易出現對高樓內部消防安全設施專業設計的忽視。很多高層建筑在這方面都缺乏足夠的專業設計，導致在緊急情況下，居民可能面臨疏散困難的問題。^[4]除此之外，高層建筑由于其獨特的結構設計，也往往容易忽視對防火設施的搭建。據統計，目前仍有部分高層建筑未能實現消防設施自動化，這無疑增加了火災發生時的風險。即使有些建筑已經安裝了自動化消防設施，但由于缺乏對設施的及時維護，這些設備在關鍵時刻可能無法正常工作，從而無法發揮其應有的防火作用。在高層建筑建設過程中，對防火材質的選擇沒有得到足夠重視。一些施工單位在施工過程中可能會選擇阻燃性較低的建材，以降低成本。然而，這種做法無形中給高層建筑的消防安全帶來了巨大隱患，一旦火災發生，這些易燃材料可能迅速燃燒，加劇火勢蔓延，給居民的生命和財產安全帶來嚴重威脅。

（二）人員疏散策略

高層建筑由于其獨特的樓層高度和人員密度，使得火災發生時的疏散問題尤為突出。在這樣的建筑中，大量人員聚集在一起，如果火災發生，如何迅速、有效疏散成為一個關乎生命安全的重大問題。很多人的消防安全意識不強，他們可能并不了解基礎的消防安全知識。^[5]當火災真正發生時，這些人可能會因為恐慌、害怕或其他情緒原因，而無法冷靜配合救援人員進行疏散，這無疑加大了整個疏散工作的難度。為了應對這一問題，高層建筑在設計和建造時，應該充分考慮并設置完整的疏散設備。例如，可以增加疏散梯的數量，確保在火災發生時，人們能夠迅速、有序從多個通道撤離，避免因為人流擁堵而造成危險。同時，在辦公區域等人員密集的地方，也應該設立明確的安全疏散區域，在火災發生時，辦公人員可以迅速撤離到這些安全地帶，最大程度保障他們的人身安全。除此之外，加強人員的消防安全意識培訓非常重要。只有當人們真正了解火災危害，知道如何在火災中自救和互救，才能更好配合救援工作，減少不必要的人員傷亡。因此，高層建筑的管理者和使用者應該定期進行消防安全培訓，提高人們的消防安全意識，確保在火災發生時，能夠冷靜、有序進行疏散。

三、民用高層建筑工程的消防設計重點

（一）總平面的消防設計

高層建筑的總平面消防設計是一個綜合性、復雜性的任務，必須緊密結合當前的消防安全政策以及相關的消防規范進行。這不僅關乎到建筑本身的消防安全，還涉及到與相鄰建筑物之間的防火安全問題。在消防設計中，一個關鍵要素就是相鄰建筑物之間的防火距離。這個距離的設置，需要采用嚴格的計算方法來確保安全。如果建筑外墻有外部凸起物，如陽臺、空調外機等，那么防火距離的計算方式會有所變化。在這種情況下，應該按照凸起部分的最外緣部分進行計算。高層住房作為現代城市中的標志性建筑，其消防安全問題尤為重要。根據我國建筑消防設計規范的相關規定，為了確保建筑物在火災發生時有足夠的安全空間，多層建筑之間的左右間距最少為6米，而多層與高層建筑之間則需要保持9米的間距。對于高層建筑之間的間距，規范更為嚴格，要求至少為13米，以確保在火災發生時，火勢不會迅速蔓延到相鄰建筑。除此之外，為了保障火災發生時救援工作順利進行，高層建筑周圍必須設立環形消防車道。這種設計可以確保消防車輛能夠方便接近建筑，并為消防員提供一個通暢的通道，使他們能夠快速進入現場進行滅火和救援工作。高層建筑物周圍的消防通道在滿足民用建筑物安全通道基本要求的同時，還需滿足更高的標準。^[6]因為消防車輛在滅火作業時，其輪胎對地面有巨大壓力。因此，消防通道的路面和滅火作業場地都必須能夠承受這種消防車帶來的壓力，確保不會因為路面損壞而影響救援工作的進行。

（二）單體消防設計

1.合理劃分防火分區

高層建筑的防火安全至關重要。防火分區設計需按照《建筑規范》的相關規定進行。每樓層應配備消火栓、自動滅火系統、火災自動報警系統和變電所等氣體滅火設備，以迅速遏制火勢并報警求助。全面設置自動滅火系統可提升防火能力，防火分區面積可增加1.0倍；局部設置則按其面積1.0倍計算。設立地上防火分區時，需注意兩棟建筑物之間的消防距離，確保救援不受阻礙。中庭部分應采取特殊防火措施，如使用防火卷簾隔離以阻止火勢蔓延。高層建筑防火設計具有綜合性和復雜性，需考慮多個因素和條件。嚴格按規定進行設計和施工，確保能有效保護人員生命和財產安全。防火分區是高層建筑防火安全的核心環節，包括水平橫向和垂直豎向兩種方式。水平橫向防火分區將樓層劃分為獨立防火區域，有效阻止火勢在水平方向上蔓延，提高滅火系統和防火水幕系統的使用效率。常見水平防火分隔方式有防火墻、防火門和防火卷簾等，建筑墻體本身也具有防火分隔功能。垂直豎向防火分區主要防止火災在不同樓層之間豎向蔓延，通過樓板、避難層和防火挑檐等結構設計實現。垂直防火分區確?；饎莶谎杆俾又疗渌麡菍?，為人員疏散和消防救援爭取寶貴時間。建筑物的防火分區劃分小有利于防火安全，但過于細小可能影響建筑物正常使用和布局。在設計防火分區面積時需找到平衡點，考慮建筑物使用性質、高度、消防撲救能力等因素。高層建筑或人員密集建筑可能需要較小的防火分區，以確保人員安全和疏散效率。工業建筑或存儲特殊物品建筑可能需要根據物品性質調整防火分區大小。同時，考慮消防部門的撲救能力，若能力強大，防火分區可適當大一些；若能力有限，防火分區應更小以降低火災風險。

2.安全疏散及距離設計

高層建筑施工搭建過程中，總體布局的合理性需特別關注。除了美學和功能考慮外，還需注重緊急情況下的人群疏散問題。設計者需與相關部門合作，根據樓層使用性質進行布局設計。例如，在辦公樓層增加樓梯口和疏散口數量，確保人們能迅速、有效撤離。避難層的設立也非常重要，其位置和設計需經過深思熟慮，既防止火勢蔓延，又保障人員疏散效率和安全性。高層建筑疏散通常采用雙向或多向方法，以提高疏散效率。我國制定了安全疏散距離要求，醫院等高人流量場所有更嚴格規定。病房部分房間最遠點到疏散口不得超過24米，其他部分限制為30米。需特別注意，房間最遠點到房門距離不能超出袋形走道最大疏散距離。在設計高層建筑時，必須嚴格遵守規定，確保符合規范且滿足實際需要。

3.計算合理的疏散寬度

基于嚴謹的數據和方法計算，關鍵是確定使用人數和疏散距離，通常每人需要約0.6平方米的疏散面積。場地面積需準確估算，否則影響疏散寬度確定。高層建筑疏散設計需評估使用人數和場地面積，確保符合安全標準且滿足實際需求。通過科學計算和合理設計，提供安全高效的疏散解決方案，確保人員迅速、有序撤離。

結語

高層建筑與其他建筑有著本質區別，其樓層之高、功能的多樣性、入駐人員的復雜性以及布局結構的復雜性，都為其帶來了獨特的安全挑戰。尤其是火災發生時，這些特點往往導致大型事故和重大財產損失，甚至可能造成無法挽回的后果。由此可見，高層建筑消防設計的重要性不言而喻。這不僅關系到建筑本身的安全，更直接關系到每一位使用者的生命安全。因此，不能將消防設計視為一個次要或可忽略的環節，而是應將其視為高層建筑設計和建設的核心要素。只要我們始終堅持以人為本的設計理念，充分利用現代科技和管理手段，就有可能使高層建筑的消防系統變得更加完善、全面，為城市居民提供更加安全、舒適的生活環境。

參考文獻

[1]曾建波.高層民用建筑消防給排水設計常見問題分析[J].住宅與房地產，2017（05）：79.

[2]王麗麗.高層民用建筑工程消防設計中常見問題及探討[J].消防界（電子版），2017（03）：62.

[3]陳友寶.高層民用建筑消防給排水設計常見問題探討[J].信息記錄材料，2017，18（12）：49-50.

[4]李秋均.探究建筑消防給排水設計中存在的問題及對策[J].低碳世界，2016（21）：125-126.

[5]劉海龍.民用建筑消防給排水高層設計應用[J].建筑技術開發，2018，45（11）：24-25.

[6]梁卓倫.高層民用建筑消防給排水設計研究[J].建材與裝飾，2018（14）：81-82.

作者簡介：劉志紅（1994- ），女，漢族，河南開封人，碩士研究生，助教，研究方向：建筑與土木工程。

基金項目：新工科背景下工程造價專業產教融合人才培養模式研究與實踐（項目編號：2023J019）。