高层建筑消防安全技术研究

■ 李孟洁 西安市消防救援支队长安区消防救援大队

高层建筑是为解决城市用地紧张问题而产生的新建筑形式，其能在最大化利用城市垂直空间的基础上，为人们的生产生活创造良好环境。现阶段，高层建筑在建设应用中还存在一定的消防安全问题，有必要深化建筑消防技术应用，最大限度地减少火灾事故对高层建筑应用效果的影响。

一、高层建筑火灾特征

（一）火势猛烈、蔓延较快

高层建筑在应用前多进行了精装修，建筑内饰较为豪华。这些内饰中包含了较多的可燃物，如窗帘、地毯等，所以高层建筑一旦发生火灾火势较为猛烈，且蔓延速度较快。火灾时，高层建筑的楼梯井、电梯井、通风井等均可能成为火势蔓延的通路。有研究显示，当火灾刚刚发生时，其烟气扩散的速度保持在0.31m/s，随着火灾的蔓延，火灾猛烈燃烧时，烟气水平扩散速度可达到0.5 ～0.8m/s，竖向扩散速度可达到3 ～4m/s，整体危害性较为严重[1]。

（二）扑救难度大

高层建筑火灾扑救难度较大，一方面，高层建筑发生火灾后，受楼高风大等因素的影响，火势较为迅猛，此时消防员在高温、浓烟下操作的难度较大。另一方面，随着高层建筑高度的不断增加，国内一些登高消防车辆已经难以满足高层建筑安全疏散和火灾扑救需要，而当消防员登上火灾发生地点后，不仅会消耗大量的体力，而且可能存在与消防中心、水泵房联系不便等问题，这大大增加了火灾扑救工作的难度。

（三）人员疏散困难

快速完成人员疏散是火灾事故处理的基本要求。但是相比低层建筑，高层建筑在发生火灾后，人员疏散的难度整体较高。一是建筑本身的层数较多，垂直疏散的距离较长，增加了疏散的难度。二是高层建筑人员较多，在疏散过程中容易因慌张造成秩序混乱等问题。三是当发生火灾后，烟气等有毒有害气体会沿着楼梯等通风井蔓延，这不仅会干扰疏散人员的视线，而且容易引起人员中毒，极大地增加了消防救援工作的难度[2]。

二、高层建筑消防安全技术

（一）消防灭火栓

作为高层建筑中最基本的灭火设备，消防灭火栓广泛存在于每一栋高层建筑当中。在高层建筑消防安全技术应用中，针对消防灭火栓的应用应控制两个基本要素，一是消防栓设备，二是消防人员。在消防灭火过程中，消防人员赶到火灾现场后，可从墙上的消防栓箱内取下水枪和水龙带，随后按照距离火灾10m 的安全范围内使用火枪喷水，这样能快速控制火势，达到扑灭火灾，减少火灾危害的目的。

（二）防火分区系统

高层建筑防火分区的设计应用极为广泛。一般在防火分区设计、施工中，工程建设人员会规范地使用具有耐火性能的建筑构件或隔火分隔物，在这些设施的作用下，能将建筑物划分为不同的局部空间，这在阻断火灾蔓延中发挥着重要作用。一般就防火分区系统本身而言，其不仅包含防火墙、防火板、防火门；而且涉及防火卷帘、挡烟垂壁、防火发的系统使用；此外在新时期，为保证防火分区系统应用效果，人们还设计、使用了一定的火灾探测装置。在该装置的作用下，一旦探测发现火灾，则防火门、防火卷帘会自动关闭，这样火灾会被控制在局部空间之内，这为后期灭火救援工作的开展奠定了良好基础[3]。要注意的是，防火分区系统并不能独立完成灭火，其需要与其他灭火系统进行有效配合，以此来提升灭火救援的实际效果。

（三）自动报警系统

现阶段，越来越多的高层建筑配置了火灾自动报警系统，该系统不仅包含了触发器件、火灾报警装置，而且涉及火灾警报装置和其他辅助功能装置。在高层建筑应用中，通过自动报警系统的应用，能及早地发现并通报火灾，这对于火势的控制和火灾扑灭工作开展具有积极作用。从火灾自动报警系统应用过程来看，其能在烟感、温感、红外线等探测装置的作用下，快速地发现火情，随后火灾信号会被传输到控制中心，通过控制中心联动控制单元的应用，能触发相应的应急照明、广播和消防指令，引导人们快速疏散或灭火。

（四）自动喷水灭火系统

作为高层建筑中较为常用的一种固定式灭火系统，自动喷水灭火系统本身具有安全可靠的特征，同时其经济实用优势明显，能有效地提升灭火的成功率。现阶段，自动喷水灭火系统已经成为高层建筑消防安全技术应用中不可获取的组成部分。

（五）防火墙及防火门窗

防火墙和防火门窗本身可划归为防火分区范畴，在高层建筑应用中，防火墙和防火门窗在火灾控制中起到至关重要的作用[4]。就防火墙而言，其主要是由阻燃材料制成的，当发生火灾确火灾出于初期阶段是，通过防火墙的作用，能有效地阻断火势、烟气向其他区域的蔓延，这为人员疏散和消防人员带来争取了时间。

高层建筑防火门窗大致可分为两种类型，一是常闭式防火门窗，二是应急联动关闭的常开式防火门窗。在高层建筑正常应用中，防火门窗具有通风、采光的作用，但是当发生火灾后，通过关闭防火门窗，能实现烟气、火势的有效隔绝。扑灭火灾后，经自动关闭的防火门窗还应手动自动重启。

（六）消防排烟

高层建筑发生火灾后，烟气对于建筑内部的人员具有较大伤害，即当人员疏散距离较长时，较多的烟气容易使得人们出现中毒问题。对此在新时期，几乎所有的高层建筑都设计了一定的消防排烟系统。现阶段，与中央空调系统相结合已经成为消防排烟系统应用的重要趋势，发生火灾后，一旦排烟系统的传感器感应到烟气产生，则会将相应的探测信号传输到控制中心，然后控制中央空调开始作业，完成烟气的吸收排除，这样能有效地降低空气中有害气体的浓度，减少了火灾逃生人员因为吸入过度有毒烟气造成窒息的可能。但要注意的是，在这种应用模式下，需要在中央空调上安装防火阀，这样当火势较大，火灾温度超过70℃后，中央空调会自主关闭，这样能避免有毒烟气通过空调管道蔓延到建筑各处。

（七）消防供电

要进一步提升消防安全技术应用效果，还应重视消防供电系统的有效控制。在消防供电系统应用中，供电电源的选择应用对于建筑火灾控制效果和人员疏散效率具有较大影响。一般在消防供电系统设计应用中，要求设置双回路电源，并且应配置一定的备用电源，这样当主电源短路时，备用电源就会马上启动，这为高层建筑照明、排风等单元的用电提供更有效支撑。另外在高层建筑消防供电中，还应注重专用消防电缆的设计应用。为有效保证后再情况下高层建筑供电的稳定性，在电缆使用中应选择耐火的低碳无卤型电缆，同时在电缆铺设过程中，要求电缆与墙壁的间隙保持在0.5m 以上[5]。

三、高层建筑消防安全问题

（一）消防安全设计问题

规范开展消防安全设计，能为高层建筑消防救援工作开展提供有效指导。现阶段，高层建筑在消防安全设计中存在一定的缺陷。一方面，在设计初期阶段，有部分设计人员未能严格按照GB 50016-2014 规范的要求开展防火设计，这使得高层建筑防火设计不够标准。另一方面，在传统设计中，一些设计师还将高层建筑设计的重点放在了建筑功能与美观性层面，对于高层建筑消防安全防火设计考虑不足，这使得在发生火灾后，建筑整体的消防能力不足，影响了火灾控制效果。此外高层建筑消防安全设计中还存在一定的细节设计问题，如在的疏散口或疏散通道设计中，经常会出现疏散口过小导致火灾疏散时人挤人问题等。为将火灾的危害控制在最低限度，还应注重消防安全设施细节部位的有效设计。

（二）消防安全施工问题

高层建筑消防设施应用问题很大程度上来自项目施工阶段。现阶段，在工程项目建设中，经常会出现项目分包等问题，一些单位虽然承包了消防施工项目，但是其具体的施工资质与能力有限，这使得项目消防施工存在一定的安全问题，给后期的火灾防控造成不利影响。同时在项目施工中，容易出现施工单位未按照设计规范施工的问题，甚至一些施工单位出于自身利益考虑，会更改一些隐蔽项目的施工内容，这给项目消防设施应用留下隐患。此外，消防安全设施施工中还存在一定的偷工减料问题，加之部分监理单位未能严格地进行项目施工质量检查，这使得高层建筑消防安全设施本身存在一定的质量缺陷。有必要从项目施工阶段消除这些问题，提升项目消防安全设施的应用效果。

（三）消防材料应用问题

高层建筑消防安全技术应用水平受消防材料的直接影响。现阶段，在高层建筑内部装修中，很多家庭都使用了前卫、潮流的材料和装饰品，如地毯、木墙壁等，这些材料本身具有较强的易燃性，增加了高层建筑使用的危险性。在这些材料应用的同时，工程建设单位应注重易燃材料的防火处理。现阶段，高层建筑内部装饰材料消防处理不够规范，同时对于消防材料的应用不够合理，如在日常消防安全检查中，经常会出现一些高层建筑消防器材缺少、消防器材与防火需求不匹配等问题，极大地增加了高层消防的隐患[6]。

四、提升高层建筑消防安全技术应用水平的措施

（一）加强全面监管

为提升高层建筑消防安全技术应用水平，在高层建筑应用初期阶段，就必须注重建筑使用情况的有效监管。一方面，在建筑建设阶段，应实施全过程的监督管理，在此过程中，应从建筑主体结构、装饰施工项目、消防安全设施施工等环节出发，进行具体施工内容的有效监控。而当出现消防安全设施施工质量不达标问题时，应及时地予以整改，从源头上减少高层建筑火灾问题发生。另一方面，在高层使用过程中，还应做好建筑消防设施的配置和日常检查，如在日常检查中，应确保火灾监控装置运转正常，同时应对消防栓、消防喷头等设施的完好程度进行检查，确保这些设施能在火灾发生后充分发挥灭火救援职能。此外在建筑使用中，还应做好火灾的易发区域的定点监控，同时加强居民用火、用电管理，减少火灾发生概率，确保高层应用的安全性。

（二）规范技术应用

合理使用消防安全技术是减少火灾危害、提升高层建筑应用安全水平的重要举措。新时期，建筑消防安全技术类型多样，除消防灭火栓、防火分区系统设置外，自动报警系统、自动喷水灭火系统在高层建筑消防安全控制中得到了广泛应用，此外防火墙及防火门窗、消防排烟、消防供电等也能起到高层建筑防火及灭火救援的作用。在这些技术应用中，应注重消防安全技术应用要点的系统把控。譬如在高层建筑消防灭火栓设置应用中，应尽可能地将其设置在高层建筑走廊或厅堂等公共的共享空间中；当消防灭火栓带有压力表时，要求其压力值保持在0.15MPa ～0.2MPa，若使用干式消火栓系统，则其充水的时间不超过5min 等。此外，若高层建筑消防栓设置在室外是，则消火栓距消防水泵接合器的距离应控制在15 ～40m 左右等。通过这些细节要素的控制，能有效提升高层建筑消防安全技术应用水平，保证高层建筑火灾防护效果，优化建筑的整体使用效果。

（三）强化设施管理

高层建筑在施工竣工后，必须对建筑的消防设施及消防功能进行严格、全面的检验，只有达到检验要求，才能使高层建筑投入使用。其一，在高层建筑竣工验收时，要求住建部门也需结合相关的消防设计标准和要求，逐项核对、检验高层建筑的消防设施、器材进行检查，确保其功能完整性，能有效满足火灾救援需要。其二，在高层建筑消防设施监督检查和安全管理时，应对项目设计图、施工图和竣工图进行复查核对，并且对大厦的各种消防设施进行逐一检查，找出可能存 在的功能性、结构性问题。当检查出消防设施存在隐患和问题时，应及时地进行纠正处理，避免影响消防设施的使用效果[7]。

（四）提升人员素质

为进一步提升高层建筑消防安全技术应用水平，不论是在消防安全设施建设还是在建筑使用中，均有通过多种手段，提升人们的安全意识，最大限度地降低火灾发生概率。在高层建筑施工中，应积极开展建筑消防实施宣传教育工作，并对项目参建人员进行有效培训，确保设计人员和施工人员能明白高层建筑消防安全的重要性。在项目参见人员具体教育方式层面，除专家定期上课、讲解，通过视频、图片及现场模拟进行讲解等方式外，还应注重参见人员的集中培训，并鼓励项目建设人员参与相应的考试，提升所有人的防火理念和消防安全施工质量控制意识。另外，在建筑使用中，应做好建筑用户人员的安全管理，要求用户具有较高的火灾防范意识，同时具备一定的自救能力。

五、结语

规范地使用消防安全技术能有效减少火灾对高层建筑本身及住户的影响。新时期，人们只有充分认识到高层建筑火灾特征，强化消防安全技术应用，并在实际应用中控制相关技术的应用问题，这样才能有效提升消防安全技术应用水平，降低火灾危害性，继而提升高层建筑应用的安全性，促进社会的和谐、稳定发展。