中机国际工程设计研究院珠海分院519000
摘要：随着经济的发展，超高层建筑的增多，防火问题已经逐渐得到社会各界人士的关注，超高层住宅建筑一旦发生火灾是非常危险的，损失也是无法预计的。因此在超高层建筑设计时，要充分考虑防火的问题。只有防患于未然，才能在发生火灾时将人员伤亡、财产损失降到最低。基于此，本文就从超高层住宅建筑的防火设计展开分析。
关键词：超高层住宅建筑；防火设计；要点
引言：超高层建筑是目前建筑发展的主流方向，然而防火问题一直是制约其发展的重要因素之一，尤其是居住人口密集的超高层住宅。由于导致超高层住宅建筑发生火灾的因素较多，扑救难度大，超高层建筑应立足于自防自救，采取可靠的防火措施，达到预防火灾的目的。
1、超高层住宅建筑概述
建筑高度超过100米的住宅即为超高层住宅建筑。随着人口密度的增加，尤其是大城市，为了提高市民的居住水平，超高层住宅如雨后春笋般不断出现，尤其是近年来，超高层住宅建筑已成为明显的趋势。因为他比普通高层住宅更能充分利用空间，更加有效地解决大城市土地紧张和住房条件差的困难。所以在一些大城市超高层住宅发展很快，大有大有方兴未艾之势。但是超高层住宅在发展的同时，其层数多、住户人口密集等特点，导致了在人员疏散和火灾扑救上十分困难，因此，这就给防火设计工作带来了难题，需要相关设计人员重点把握超高层住宅建筑的防火设计。
2、超高层住宅发生火灾的特点
2.1超高层住宅建筑火灾蔓延快
超高层住宅建筑的家装装饰材料大都是易燃物品，一旦发生火灾，很容易点燃，并将火灾引向管道、电器设备、电梯、楼梯等，使火灾向外蔓延。超高层建筑中有很多管道，这些管道在火灾发生时变成高大的烟囱，使烟和火的流速加快，加重火灾的严重程度，增加扑救难度，同时对建筑的伤害也更大。
2.2人员援救困难
超高层建筑发生火灾时，人员的疏散非常困难。超高层住宅的主要交通工具是电梯，目前的客用电梯都不具备防火、防烟、防水的功能，一旦发生火灾，电梯停止使用，住户必须选择楼梯，而老人、小孩的生命就会受到威胁。虽然住宅建筑每层的住户不会太多，但是楼层高，距离长等因素就会增加疏散时间，时间多一分，危险也会随之增加一分。发生火灾，就必然会有烟雾，烟雾会直接影响人们的疏散视线和身体状况，烟雾越大，人们的恐惧心理就会越大，吸入烟雾亦影响身体状况，影响疏散的时间和人员安全。
2.3扑救的难度较大
相对于超高层建筑而言，不仅消防的云梯数量有限，而且在高度上也受到很大的限制，在对超高层建筑的火灾扑救时，尤其是一些超超高层的建筑，消防的水枪无法发挥最大的救火效果。一般的超高层建筑，为了美观、经济都会建造裙房，这样的建筑给消防人员的灭火工作增加了相当大的难度。超高层建筑的住宅人群密集，随着汽车数量的不断增加，一些人在消防通道上停车，阻碍了消防车的通行，给救火工作增加了负担。
3、超高层建筑火灾的危害性分析
3.1火势蔓延快
超高建筑物的排气道、电缆井、楼梯间等竖向井道中，若忽略防火分隔，或方法处理不当，产生火灾时，灾情短时间内会迅速扩大。据测定，火灾刚发生时，因空气对流在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s，火势猛烈后，由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.5～0.8m/s，烟气沿楼梯间或其他竖向管井扩散速度为3～4m/s。如一座高度为100m的高层建筑，如无阻挡，只要半分钟即可将火势引至顶层，造成严重影响。风对高层建筑火灾有较大的影响，测定显示，当建筑物10m高处的风速为5m/s时，在30m高处为8.7m/s，60m高处为12.3m/s，90m高处为15m/s，由于风速增长，导致火势的蔓延，因此更加难以控制和扑灭。
3.2疏散困难
高层建筑的特点：一是层数多，疏散到地面时间长；二是人员较多，不易疏散；三是高层建筑火势蔓延极快，增加了疏散困难，甚至威胁到生命安全，火灾案例分析表明，在火灾中有一半人数以上是被烟熏死的。
3.3扑救难度大
超高层住宅建筑起火时，受到多种因素的影响，扑救十分困难。例如：热辐射强、烟雾浓、火势向上蔓延的速度快，消防队员难以堵截；消防队使用的灭火及救护设施高度有限，因此室内消防给水设施是扑救高层建筑火灾的主要设施。当火势扩大，形成大面积火宅时，室内消防水量不足，需要利用消防车向高楼供水，但消防水带耐压能力常常不能适应需要，此外，建筑物如果没有安装消防电梯，消防队员因攀登高楼体力不够，不能及时达到火层进行扑救，消防器材也不能随时补充，均会影响扑救。
3.4火险隐患多
超高层建筑通常功能多元化，易燃物多，若管理不当，发生火灾可能性很大。尤其是超高层住宅，建筑中通常设有供电设备、厨房设备、给排水设备、环保设备、交通输送设备等，配电线路多，用电量大且复杂，一旦发生火宅，后果不堪设想。
4、超高层住宅建筑消防设计的要点
4.1对建筑灭火器的配置设计
完善的灭火设施有助于防止火灾的蔓延与人员的伤亡，在一些小火灾发生时，居民能够使用灭火设施，使火势减小，保障居民安全。但是应进行合理配置灭火器，火灾产生的原因不同，燃烧特性也不同。建筑物灭火器配置场所的危险等级还应该根据火灾的危险等级、灭火器的使用性质、火灾的扑救难度以及火灾的蔓延速度等因素确定。在经过详细计算后，在超高层住宅建筑消防设计图纸中标明灭火设施的型号、规格、类型、数量以及设置的位置。
4.2科学设计排气道
通风排气烟道和通风设施是超高层建筑消防设计系统中最重要的两个因素，其具有保持空气净化、防止空气污染的功效。设计师要以安全第一的设计理念进行排气道的设计，采取科学的设计手法，使超高层建筑内含有的天然气或其它有害气体可以有效的通过排气道向外排出，从而体现排气道的重要作用。另外排气道还可以充分净化容易起火或爆炸的危险气体，为人们提供安全的生活环境，因此这种科学设计的排气道非常适合于超高层建筑的应用。
4.3合理布置消防栓
消防栓设计是超高层建筑物中最具实际意义的设施，因为其能够实现消防给水目标，为火灾事故提供及时的灭火系统。而在实际超高层建筑物中，消防栓设计十分简易，整体布局也缺乏科学性，消防栓附近并没有设置临时应急防火装备。因此设计师一定要加强对超高层建筑消防系统设计的管理力度，在其设计过程中安排相关管理人员实行严格的监督与控制，避免一切不利因素的影响，有效解决容易出现的问题。按照相关设计要求对消防栓进行合理的设计，并借鉴国外先进设计技术，设计出可行性和科学性更强的消防防火系统。
4.4超高层住宅建筑自动喷水灭火系统设计
4.4.1走道喷头的布置
在超高层住宅建筑中，为了美观往往设有吊顶，隐藏结构梁及各专业管道。而走道通常是各种管道为集中的地方，特别是设置集中空调的超高层建筑，结构梁、空调风管以及分层布置的给排水、电力管线等使设有吊顶的走道净空降低，若其吊顶形式为闷顶，则其闷顶的净空高度极有可能大于800㎜，而《自喷规范》规定：“净空高度大于800㎜的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置喷头。”这是我们在设计中容易忽视的地方。由于走道内管道众多，设计中往往会出现直接在自喷配水管上、下接喷头的错误做法。首先这种接法不符合配水支管允许设置喷头数量（≤8个）的规定，其次走道内的自喷配水管往往管径较大，它缺少接小管径喷头的管件，在安装上也有弊病。所以，走道内的喷头应该从配水支管上接出为宜，在管线的布置上应与暖通、电力专业密切配合。
4.4.2超高层住宅建筑部分层自喷配水管入口应按要求减压
超高层住宅建筑火灾危险等级一般为中危险级，自喷水泵是根据超高层不利喷头工作压力经过计算而选择。通常设计中计算的不利层配水管入口处所需压力均不大于0.3MPa（不利喷头工作压力按0.05MPa计），由于自喷水泵的扬程还需考虑建筑高度、水力损失等因素，故必使超高层住宅建筑的底部几层配水管入口处压力大于0.4MPa，因而在设计时，在自喷水泵扬程的确定上不能一味放大了事，应该在自喷平面布置完毕后通过水力计算校核水泵扬程，并在此基础上校核底部几层配水管入口处压力。
4.5安全疏散楼梯设计
火灾发生时，电梯是不可以使用的，因此楼梯就成了疏散的关键。对于超高层住宅，基本的两个以上的安全出口是必须的。但是，楼梯的数量不能解决疏散时间长的问题，应按照《建筑设计防火规范》GB50016-2014的规定设置避难层。由于住宅建筑中，避难人数较少，超高层中避难层一般不需将整个楼层用作避难层，可结合设备用房布置，但要做防火分隔。对于避难层局部防火墙分割后做复式住宅的做法，笔者是反对的，这样可能造成后期管理的难度。
4.6消防救援设计
超高层住宅应设置环形消防车道。但具体设计中，消防车道设计往往与绿化设计、裙房设计等发生冲突。笔者认为必须满足一个长边设置消防车道，并满足消防登高操作面的要求。对于不规则平面的住宅，应考虑实际救援需要，考虑消防登高操作面的覆盖范围。
4.7应急照明和疏散指示系统
一是选择合理的系统形式，应急照明和疏散指示标志的设计应严格执行国家标准GB17945－2010《消防应急照明和疏散指示系统》。对于系统形式的选择，超高层、综合型建筑及人员密集型建筑应选用电源集中控制的类型，或是自带电源集中控制型的系统。而对于交通组织简单，疏散路线相对简单的建筑采用自带电源非集中控制类型或是集中电源非集中控制类型。对于疏散指示标志的选择，应选择智能型消防疏散指示系统。二是合理选择相应的供电方式，消防应急照明和疏散指示系统应选择消防电源，比如可以采用集中蓄电池组作为消防应急照明和疏散指示系统的电源，设置单独的供电回路。三是相关设备的安装要确定合适的地面高度，对于疏散通道的最低水平照度不应少于1lx，对于避难层，其地面水平照度不用少于3.0lx，而楼梯间的水平照度应不少于5.0lx。
结束语
建筑是人们生活、工作的主要场所。近年来，人们对建筑提出了更高的要求，消防设计也成为建筑设计中重要的组成部分。国家修订了相关设计规范，建立严格的管理体制，强化了对于超高层建筑消防设计的监督审查机能，但是，超高层建筑在消防设计方面还不够完善，本文首先介绍了目前超高层建筑消防设计方面的不足，并给出了具体建议，希望可以对我国的超高层建筑消防设计有所帮助。
参考文献
[1]段国斌.超高层建筑防火设计要点分析[J].山西建筑，2016.
[2]侯汉成.关于超高层建筑防火设计的几点思考[J].消防界，2016.
[3]荆可歆.超高层建筑防火设计问题及解决措施[J].建筑设计管理，2016.
[4]高文婧.超高层住宅建筑防火及消防系统设计分析研究[J].建筑工程技术与设计，2016.