高层民用建筑消防设计研究

刘志红 李艺 冯俊琪

摘要：城市高层建筑数量不断增加，其消防安全问题日益突出。本文聚焦于民用高层建筑的消防安全设计，探讨建筑材料、消防设施和疏散通道等方面的问题，旨在为研究和实践提供参考。通过不断探讨、研究和实践，找到更合理、科学和性能化的消防设计方案，确保高层建筑的安全舒适性。

关键词：高层建筑；消防安全；消防设计

引言

自改革开放以来，我国高层建筑如雨后春笋般涌现，成为城市地标和经济发展的象征。然而，随着数量的增加，消防安全问题日益突出。高层建筑的高度、规模和复杂性增加了火灾疏散和救援难度。建设成本上升限制了满足需求的能力，对消防设计提出更高要求。因此，加强消防安全意识、完善设施和制度、提高技术水平至关重要，以确保人民群众的生命和财产安全。

一、高层民用建筑消防设计内容分析

高层民用建筑消防设计至关重要，需符合国家标准和行业标准。这些标准基于多年实践和研究，为消防设计提供指导。然而，设计还需考虑建筑功能要求，如用途、高度、结构特点等。^[1]不同类型建筑的消防设计要求各异，如办公楼与住宅楼有显著差异。此外，特定行业或用途的建筑需满足更详细和严格的行业标准，如医院、学校等公共建筑。为满足各种标准和要求，设计师需综合考虑分析，制定合理的消防设计方案。这需要丰富的专业知识和实践经验，确保消防系统的可靠性和有效性。

（一）防火間距

防火间距是消防设计中重要环节之一。为确保社区安全，需根据专业意见和总平面附图设计建筑物位置与其他建筑物的防火间距。目的是满足或超过规范和安全标准，预防火灾风险，忽视防火间距可能导致严重的安全隐患。若防火间距不足，火势可能蔓延到邻近建筑，造成更大破坏和人员伤亡。为避免此情况，设计阶段应充分重视防火间距并确保符合规范要求。^[2]

（二）消防车道

消防车道设计在消防蓝图中至关重要。为确保消防车能快速到达火灾现场，在设计中需考虑消防登高作业面和消防车道宽度，确保消防车紧急情况下快速进入着火建筑，提高救援效率。当建筑长度超过150米或总长度超过220米时，需设置穿越建筑的消防道路满足救援需求。即使火灾在建筑内部或深处发生，救援人员也能通过消防道路迅速进入现场，并保证救援工作顺利进行。消防车道和消防道路设计都以确保在火灾发生时以最快速度、最高效率进行救援，最大程度保护人民生命和财产安全为目标。每个设计细节和规划决策都体现了对生命的尊重和责任。^[3]

（三）供电电路和电源

高层民用建筑的消防电源和配电设计需符合一级负荷供电标准，双回路、双电源设计是关键要求。双回路供电通过不同仓位输出同电压两线路，实现故障切换，保证消防系统正常工作，降低系统失效风险。双电源供电包括主备电源模式，主电源负责供电，备用电源待命，一旦主电源故障，备用电源立即接管，确保消防系统正常运行。双电源设计增强了供电可靠性，降低单一电源风险。高层民用建筑的消防电源和配电设计应严格遵循一级负荷供电标准，采取双回路和双电源设计策略。这既是对建筑安全的基本要求，也是对居民生命和财产安全的保证。采用先进可靠的供电技术，确保消防系统持续稳定运行，为紧急救援提供关键支持。

二、民用高层建筑消防设计难点和目标

（一）内部防控设计

在高楼搭建设计过程中，往往容易出现对高楼内部消防安全设施专业设计的忽视。很多高层建筑在这方面都缺乏足够的专业设计，导致在紧急情况下，居民可能面临疏散困难的问题。^[4]除此之外，高层建筑由于其独特的结构设计，也往往容易忽视对防火设施的搭建。据统计，目前仍有部分高层建筑未能实现消防设施自动化，这无疑增加了火灾发生时的风险。即使有些建筑已经安装了自动化消防设施，但由于缺乏对设施的及时维护，这些设备在关键时刻可能无法正常工作，从而无法发挥其应有的防火作用。在高层建筑建设过程中，对防火材质的选择没有得到足够重视。一些施工单位在施工过程中可能会选择阻燃性较低的建材，以降低成本。然而，这种做法无形中给高层建筑的消防安全带来了巨大隐患，一旦火灾发生，这些易燃材料可能迅速燃烧，加剧火势蔓延，给居民的生命和财产安全带来严重威胁。

（二）人员疏散策略

高层建筑由于其独特的楼层高度和人员密度，使得火灾发生时的疏散问题尤为突出。在这样的建筑中，大量人员聚集在一起，如果火灾发生，如何迅速、有效疏散成为一个关乎生命安全的重大问题。很多人的消防安全意识不强，他们可能并不了解基础的消防安全知识。^[5]当火灾真正发生时，这些人可能会因为恐慌、害怕或其他情绪原因，而无法冷静配合救援人员进行疏散，这无疑加大了整个疏散工作的难度。为了应对这一问题，高层建筑在设计和建造时，应该充分考虑并设置完整的疏散设备。例如，可以增加疏散梯的数量，确保在火灾发生时，人们能够迅速、有序从多个通道撤离，避免因为人流拥堵而造成危险。同时，在办公区域等人员密集的地方，也应该设立明确的安全疏散区域，在火灾发生时，办公人员可以迅速撤离到这些安全地带，最大程度保障他们的人身安全。除此之外，加强人员的消防安全意识培训非常重要。只有当人们真正了解火灾危害，知道如何在火灾中自救和互救，才能更好配合救援工作，减少不必要的人员伤亡。因此，高层建筑的管理者和使用者应该定期进行消防安全培训，提高人们的消防安全意识，确保在火灾发生时，能够冷静、有序进行疏散。

三、民用高层建筑工程的消防设计重点

（一）总平面的消防设计

高层建筑的总平面消防设计是一个综合性、复杂性的任务，必须紧密结合当前的消防安全政策以及相关的消防规范进行。这不仅关乎到建筑本身的消防安全，还涉及到与相邻建筑物之间的防火安全问题。在消防设计中，一个关键要素就是相邻建筑物之间的防火距离。这个距离的设置，需要采用严格的计算方法来确保安全。如果建筑外墙有外部凸起物，如阳台、空调外机等，那么防火距离的计算方式会有所变化。在这种情况下，应该按照凸起部分的最外缘部分进行计算。高层住房作为现代城市中的标志性建筑，其消防安全问题尤为重要。根据我国建筑消防设计规范的相关规定，为了确保建筑物在火灾发生时有足够的安全空间，多层建筑之间的左右间距最少为6米，而多层与高层建筑之间则需要保持9米的间距。对于高层建筑之间的间距，规范更为严格，要求至少为13米，以确保在火灾发生时，火势不会迅速蔓延到相邻建筑。除此之外，为了保障火灾发生时救援工作顺利进行，高层建筑周围必须设立环形消防车道。这种设计可以确保消防车辆能够方便接近建筑，并为消防员提供一个通畅的通道，使他们能够快速进入现场进行灭火和救援工作。高层建筑物周围的消防通道在满足民用建筑物安全通道基本要求的同时，还需满足更高的标准。^[6]因为消防车辆在灭火作业时，其轮胎对地面有巨大压力。因此，消防通道的路面和灭火作业场地都必须能够承受这种消防车带来的压力，确保不会因为路面损坏而影响救援工作的进行。

（二）单体消防设计

1.合理划分防火分区

高层建筑的防火安全至关重要。防火分区设计需按照《建筑规范》的相关规定进行。每楼层应配備消火栓、自动灭火系统、火灾自动报警系统和变电所等气体灭火设备，以迅速遏制火势并报警求助。全面设置自动灭火系统可提升防火能力，防火分区面积可增加1.0倍；局部设置则按其面积1.0倍计算。设立地上防火分区时，需注意两栋建筑物之间的消防距离，确保救援不受阻碍。中庭部分应采取特殊防火措施，如使用防火卷帘隔离以阻止火势蔓延。高层建筑防火设计具有综合性和复杂性，需考虑多个因素和条件。严格按规定进行设计和施工，确保能有效保护人员生命和财产安全。防火分区是高层建筑防火安全的核心环节，包括水平横向和垂直竖向两种方式。水平横向防火分区将楼层划分为独立防火区域，有效阻止火势在水平方向上蔓延，提高灭火系统和防火水幕系统的使用效率。常见水平防火分隔方式有防火墙、防火门和防火卷帘等，建筑墙体本身也具有防火分隔功能。垂直竖向防火分区主要防止火灾在不同楼层之间竖向蔓延，通过楼板、避难层和防火挑檐等结构设计实现。垂直防火分区确保火势不迅速蔓延至其他楼层，为人员疏散和消防救援争取宝贵时间。建筑物的防火分区划分小有利于防火安全，但过于细小可能影响建筑物正常使用和布局。在设计防火分区面积时需找到平衡点，考虑建筑物使用性质、高度、消防扑救能力等因素。高层建筑或人员密集建筑可能需要较小的防火分区，以确保人员安全和疏散效率。工业建筑或存储特殊物品建筑可能需要根据物品性质调整防火分区大小。同时，考虑消防部门的扑救能力，若能力强大，防火分区可适当大一些；若能力有限，防火分区应更小以降低火灾风险。

2.安全疏散及距离设计

高层建筑施工搭建过程中，总体布局的合理性需特别关注。除了美学和功能考虑外，还需注重紧急情况下的人群疏散问题。设计者需与相关部门合作，根据楼层使用性质进行布局设计。例如，在办公楼层增加楼梯口和疏散口数量，确保人们能迅速、有效撤离。避难层的设立也非常重要，其位置和设计需经过深思熟虑，既防止火势蔓延，又保障人员疏散效率和安全性。高层建筑疏散通常采用双向或多向方法，以提高疏散效率。我国制定了安全疏散距离要求，医院等高人流量场所有更严格规定。病房部分房间最远点到疏散口不得超过24米，其他部分限制为30米。需特别注意，房间最远点到房门距离不能超出袋形走道最大疏散距离。在设计高层建筑时，必须严格遵守规定，确保符合规范且满足实际需要。

3.计算合理的疏散宽度

基于严谨的数据和方法计算，关键是确定使用人数和疏散距离，通常每人需要约0.6平方米的疏散面积。场地面积需准确估算，否则影响疏散宽度确定。高层建筑疏散设计需评估使用人数和场地面积，确保符合安全标准且满足实际需求。通过科学计算和合理设计，提供安全高效的疏散解决方案，确保人员迅速、有序撤离。

结语

高层建筑与其他建筑有着本质区别，其楼层之高、功能的多样性、入驻人员的复杂性以及布局结构的复杂性，都为其带来了独特的安全挑战。尤其是火灾发生时，这些特点往往导致大型事故和重大财产损失，甚至可能造成无法挽回的后果。由此可见，高层建筑消防设计的重要性不言而喻。这不仅关系到建筑本身的安全，更直接关系到每一位使用者的生命安全。因此，不能将消防设计视为一个次要或可忽略的环节，而是应将其视为高层建筑设计和建设的核心要素。只要我们始终坚持以人为本的设计理念，充分利用现代科技和管理手段，就有可能使高层建筑的消防系统变得更加完善、全面，为城市居民提供更加安全、舒适的生活环境。

参考文献

[1]曾建波.高层民用建筑消防给排水设计常见问题分析[J].住宅与房地产，2017（05）：79.

[2]王丽丽.高层民用建筑工程消防设计中常见问题及探讨[J].消防界（电子版），2017（03）：62.

[3]陈友宝.高层民用建筑消防给排水设计常见问题探讨[J].信息记录材料，2017，18（12）：49-50.

[4]李秋均.探究建筑消防给排水设计中存在的问题及对策[J].低碳世界，2016（21）：125-126.

[5]刘海龙.民用建筑消防给排水高层设计应用[J].建筑技术开发，2018，45（11）：24-25.

[6]梁卓伦.高层民用建筑消防给排水设计研究[J].建材与装饰，2018（14）：81-82.

作者简介：刘志红（1994- ），女，汉族，河南开封人，硕士研究生，助教，研究方向：建筑与土木工程。

基金项目：新工科背景下工程造价专业产教融合人才培养模式研究与实践（项目编号：2023J019）。