曾宪枝
广西华信工程设计股份有限公司 广西 南宁530022
摘要：高层建筑的防火设计是总体设计的重要组成部分，必须要设计出合理的防火方案，从而能够提高高层住宅楼的安全性能，解决高层住宅楼出现火灾之后火势蔓延较快且疏散和扑救都有一定难度的问题，在此基础上对高层住宅楼防火性能化设计，遵照“安全适用、技术先进、经济合理”的原则。基于此，本文针对单元式高层住宅楼防火性能化设计进行简明的探讨，还望能对本项研究的发展提供值得借鉴的信息。
关键词：单元式高层建筑；防火；性能化设计
引言：
随着我国城市化进程的不断深化，城市居民总数呈现爆炸式增长模式，随之而来的就是人地矛盾日益凸显，人均住房面积严重不足。因此高层建筑就应运而生，并且逐渐成为解决这种矛盾的有效方法之一，目前已经成为城市建筑中的主要类型。在设计高层住宅楼的时候其中一项重要内容就是针对防火设施的建设问题，对于保障建筑物质量和使用性能有着十分重要的作用，下文将对该设计工作进行研究和探讨。
一、 防火设计的意义
单元式高层住宅楼是目前城市中的主要住宅类型之一，其主体结构就是由多个住宅单元复合而成，这种建筑的主要特点就是每个单元都有专门的疏散楼梯和消防电梯，可以供本单元居民单独使用，因此属于现代化建筑类型[1]，下图是常见的单元式高层住宅楼的通风防排烟设计图。这种单元式高层住宅楼与塔式高层住宅楼的主要区别如下：首先每栋楼是由多个单元组成，每个单元都有专门的逃生疏散楼梯，并且可以容纳的住户数量更多，楼层较多，因此还会受到各种外部因素的影响。这种建筑一旦出现火灾，那么灾情会迅速蔓延，且控制起来难度较高，不容易在较短时间之内扑灭，因此必须要在设计阶段就要考虑到建筑物的防火安全性能的规划。
图1：某单元式高层住宅楼通风防排烟设计图
二、 目前防火设计存在的问题
（一） 火势蔓延的问题
电梯井是烟火竖向蔓延的主要通道，火灾和高温的烟气借助电梯井道快速蔓延到其他楼层。因此，在电梯门防火构造上的要求设计时往往容易忽略，给救援工作带来较大的困难。应在电梯门的防火构造上和密闭性提高防火防烟性能，从而达到减缓烟火的蔓延时间。单元式住宅楼的结构具有一定的联通性，且其楼道结构具有一定的局限性，另外，单元楼内的住户其阳台结构以及管道结构都是以相连的形式进行设计的，所以，这类住宅楼发生火灾后往往容易出现蔓延现象，且火势增长较快[2]。如果建筑物中的防火分隔设置有误，那么火势会蔓延到不可控制的程度，极易在相对狭窄的楼道内发生烟囱效应，给救火工作带来困难。
（二） 疏散困难的问题
这种高层建筑的楼层较多，并且容纳的住户量较大，因此一旦出现火灾之后，疏散人群会陷入高度的恐慌状态，另外，高层建筑 的出现本身就预示着土地资源的紧张，因此，在建筑设计的过程中，针对与火灾疏散通道的设计往往达不到相应的宽度标准，或者由于住户擅自占用消防通道的问题在火情发生时给逃生带来不便，从而引起人员疏散的困难。
（三） 扑救困难的问题
由于楼层比较多，并且仅从外部消防入手很难完全控制火势，因此还必须要从内部设施入手帮助扑灭火灾。但是就现状而言，我国室内消防设施仍然面临着不够充分的问题，与发达国家之间的差距还比较明显。比如老式的单元楼内一般都涂有防火漆，可以在一定程度上起到防火、保温的作用，但是某些防火漆随着时间的推移已经逐渐失去了最基本的防火性能，并且还有大面积的脱落现象、一旦有火情出现，这类建筑的钢结构体会立刻被破坏。
（四） 火灾隐患问题
这种建筑中主要面临着三种火灾隐患，一是建筑物楼层间耐火性能存在着不均匀的现象，一般9-18层之中容易出现火灾，19层之上耐火性能比较优越[3]。而是建筑内部电气线路的问题，有些线路在设计之初就存在分布不合理的问题，或者随着使用年限的增加出现线路老化问题。第三就是建筑物内部没有完善的防火设施，连抵抗小型火灾的能力都比较欠缺，所以在大型火灾到来的时候无法发挥出应有的消防能力。
三、 防火设计对策
（一） 做好整体消防规划
这种单元式高层建筑火灾多发的重要原因就是施工人员在施工的时候没有明确出防火抗火的规划，尤其是在关键时刻就会出现防火抗火能力不强的现象。因此承包商在施工之前必须要对这种建筑的特征做出全面的了解，尤其是容纳的住户量较大且安全隐患较多等问题，然后设置出合理的安全间距，并且严格按照国家规定设置楼距，严禁出现楼体密度过大的现象，设置出专门的防火区域[4]。其次就是在进行整体设计的时候必须要规划出专门的安全通道、消防通道和扑救水源等等，以便于在事故发生之后各方能进行及时的配合，使得火势能被扑灭。
设计公司可以参考此前火灾发生的先例，做好平面布置工作，使其变得更加科学化、合理化。例如首先就必须要保证地下室内严禁存储易燃易爆的物品，防止自火灾出现之后，地下结构受到破坏。
此外，还必须要根据建筑物中的安全区域设置出充分的灭火设备、喷水设施以及泡沫灭火等设备，注意还要配有照明设备，火灾出现之后楼层电线必然会被切断，必须要及时开启应急照明设施。
（二） 用最优的参数设置耐火目标
必须要加强对建筑物耐火性能的设计，首先钢结构性质发生变化的时间延长之后，相对也会延长人们对火情的反应时间，使得人们能够及时逃离火灾现场。还有就是可以将火灾带来的损失降至最低，日后进行修复的时候也会耗费较少的资金。因此，设计单位在对建筑物的防火性能进行设计的时候可以建立一个耐火模型，在此基础上进行后续的钢结构施工，假设钢结构的受热状态下发生的变化为变形，内部构建的刚性实则已经发生变化，形状上也有较大改变，尤其是结构的应力状况变化较多。根据国家相关规定，钢结构的主梁极限为l/400，次梁极限为l/250，柱的极限是h/300，l是跨度，h是高度，那么单元式高层建筑的火灾损失计算模型是：
G=min（P+R+L）
P是指对钢结构进行防火保障的成本投入，R是火灾后修复钢结构需要的成本，L是火灾后出现的经济损失。国家规定这种建筑类型的耐火标准最低是2级，因此可以在国家规定的基础上并且结合上述模型设置出最优的耐火参数。
（三） 控制机电工程施工
机电施工的质量也会直接影响到建筑物本身的防火性能，尤其是布局、材料和施工方式的选取都会对防火能力造成一定的影响，因此设计单位必须要设计出合理的机电分布走向，合理规划出机电施工方案，并且施工单位也要严格执行，提高施工材料的质量。
（四） 信息警报系统
随着各种新兴科技的出现，现代高层建筑中通常都会设置出安全监控管理系统，单元式高层住宅楼也不例外，可以将该系统与计算机集成管理和防火监控结合起来，共同建立起专门的信息警报管理系统。
过去在建筑物中设立的警报系统是为了当火灾出现之后能够及时发出警报，提醒人们引起注意，但是这种系统欠缺预警的功能，因此实用性较差。新型电气火灾事故报警系统可以在火灾出现之前就对电力系统中的漏电现象进行预警，物业能够在第一时间接到火警预警信号，对建筑物中的安全隐患进行尽快铲除。
四、 结束语
综上所述，我国目前城市中单元式高层住宅楼的数量还在不断增加，并且将朝着多功能和综合性的方向发展，因此必须要重视对建筑物防火抗灾能力的设计，使其能够在火灾到来之时，尽快做出反应，控制火情的蔓延。本文在对这种高层建筑特征进行讨论的基础上，提出了优化建筑物防火性能的措施，可以在设计工作中尝试使用。
参考文献：
[1]支建议, 晁婧. 高层住宅楼防火性能化设计实例研究(一)——火灾模拟研究[J]. 消防技术与产品信息, 2009(4):0006-0009.
[2]卢文清, 李振华. 单元式高层住宅楼防火设计研究[J]. 山西建筑, 2015(22):224-225.
[3]李鹏, 于芳芳. 高层单元式住宅消防设计合理性的探讨[J]. 建筑节能, 2006, 34(1):59-60.
[4]晁婧, 张树平. 高层住宅楼防火性能化设计实例研究(二)——人员疏散计算研究[J]. 消防技术与产品信息, 2009(5):0005-0007.
论文作者:曾宪枝
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年3月上
论文发表时间:2018/11/16
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