趙雪飛

：近年來，隨著我國人口數(shù)量的不斷增加，城市化建設(shè)進(jìn)程腳步的加快，為節(jié)約建筑占地面積的使用，我國高層建筑越來越多。由于高層建筑自身建筑特點(diǎn)及在建筑施工中使用了大量的可燃性材料，并且內(nèi)部存在大量的線路，使得高層建筑中存在著較大的安全隱患，容易造成火災(zāi)事故的發(fā)生。因此，人們對高層建筑中防火設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本文分析研究了高層建筑防火中性能化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，以期提高高層建筑的防火安全系數(shù)。

：高層建筑;防火;設(shè)計(jì)方法

在城市化建設(shè)不斷增快的背景下，高層建筑設(shè)計(jì)是現(xiàn)代化城市快速發(fā)展的時(shí)代產(chǎn)物，為人們?nèi)粘５纳罹幼∨c工作提供了較大的需求便利。而高層建筑中，為滿足人們不同的需求，不同高層建筑之間也存在著較大差距。其中由于高層建筑樓層較高，人員比較集中，容納人數(shù)較多，在火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)建筑中無法滿足疏散撤離的要求，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了較大的安全隱患。因此，做好高層建筑性能化防火設(shè)計(jì)工作是目前高層建筑發(fā)展中面臨的巨大難題。本文主要針對性能化的建筑防火設(shè)計(jì)概述、性能化設(shè)計(jì)方法提出的依據(jù)、高層建筑基本特征及防火規(guī)范、高層建筑防火性能設(shè)計(jì)核心、高層建筑防火性能設(shè)計(jì)體系、高層建筑防火性能設(shè)計(jì)步驟及高層建筑性能化防火設(shè)計(jì)的主要應(yīng)用等問題進(jìn)行闡述分析。

性能化的建筑防火設(shè)計(jì)是一種新型的防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，是根據(jù)多種實(shí)踐結(jié)果及理論證明的情況下所建立的設(shè)計(jì)方法，目前高層建筑防火設(shè)計(jì)問題是人們目前最關(guān)注的問題，性能化的建筑防火設(shè)計(jì)是當(dāng)前建筑防火設(shè)計(jì)領(lǐng)域最為先進(jìn)的技術(shù)。性能化的建筑防火設(shè)計(jì)目標(biāo)就是根據(jù)高層建筑內(nèi)易燃材料的分布放置及建筑內(nèi)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低火災(zāi)發(fā)生的幾率，或在火災(zāi)發(fā)生之后，減少火災(zāi)發(fā)生后降低火勢蔓延速度，使人們的生命財(cái)產(chǎn)安全的損失最小化。而在建筑中荷載問題在防火設(shè)計(jì)中占據(jù)重要因素，直接影響到火災(zāi)持續(xù)的時(shí)間及建筑內(nèi)溫度的變化情況。因此，必須針對建筑內(nèi)的火災(zāi)荷載問題進(jìn)行精確的計(jì)算設(shè)計(jì)與驗(yàn)證進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，以保證防火設(shè)計(jì)的在建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮最大作用。

近年來，隨著高層建筑的高度的不斷增高，一般高層建筑都用于寫字樓及大型商場中，一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于高層建筑面積過大，人流量較大，人員密集，其中存放的易燃易爆物品較多，同時(shí)在進(jìn)行人員疏散時(shí)難度較大。同時(shí)在高層建筑中有很多的管道、電梯等，易發(fā)生煙囪效應(yīng)，使得火勢蔓延較快，樓層較高給救援也增加了較大的困難，在高層建筑設(shè)計(jì)過程中使用的建筑材料中存在大量的可燃材料。在此背景下，高層建筑的防火設(shè)計(jì)問題被人們高度重視，因此，提出性能化防火設(shè)計(jì)是高層建筑的必然要求。

對高層建筑的判定應(yīng)根據(jù)建筑高度與層數(shù)進(jìn)行判定，根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定顯示一般1～3層為底層;4～6層為多層;7～9層為中高層;10層以上為高層;一般在建筑高度超過24m都稱為高層;建筑高度超過100m或建筑層數(shù)超過40層都稱之為超高層。而在我國城市高層建筑中多數(shù)是以單元形式進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用，在高層建筑中每一層都設(shè)有相應(yīng)的電梯和樓梯供本層作為公共面積進(jìn)行使用。

根據(jù)我國關(guān)于高層建設(shè)防火設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定來看，其中明確表明要對高層建筑中防火設(shè)計(jì)問題及安全問題加以重點(diǎn)保護(hù)。但是內(nèi)容規(guī)定比較籠統(tǒng)，缺乏針對性。根據(jù)各地高層建筑的用途、設(shè)計(jì)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)類型及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等都存在著較大的差異，因此，防火規(guī)范中相關(guān)內(nèi)容的不能夠完全滿足各地高層建筑的防火需求，適應(yīng)性較差。使得高層民營建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范與各地高層建筑中的防火設(shè)計(jì)相互制約，從而無法有效的保證其防火設(shè)計(jì)發(fā)揮最大作用，來有效的保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全問題。

首先，就高層建筑中的安全疏散問題而言，高層建筑防火規(guī)范中對安全出口的選擇，逃生路線及安全出口的寬度走向及標(biāo)識(shí)等問題表述非常籠統(tǒng)，模糊不清。可以看出相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際建筑中存在較大差異，缺乏有效的驗(yàn)證及精細(xì)化的計(jì)算，其中多數(shù)高層建筑中對安全出口缺乏明確的標(biāo)識(shí)，甚至有些安全出口的方向與正常逃生路線相反，一旦發(fā)生火災(zāi)，逃生出口的反人類思想的設(shè)計(jì)必然會(huì)造成逃生現(xiàn)場的混亂，造成安全事故或踩踏事故的發(fā)生。由此看來，高層建筑中的人員疏散及安全出口的設(shè)計(jì)問題存在較大的安全隱患。其次，在我國高層建筑中耐火等級(jí)問題分析來看，耐火等級(jí)是衡量建筑物耐火程度的分級(jí)標(biāo)度，規(guī)定建筑物的耐火等級(jí)是建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中的防火技術(shù)措施中的最基本措施之一。而建筑中相關(guān)結(jié)構(gòu)的耐火等級(jí)是根據(jù)設(shè)計(jì)中的目標(biāo)值進(jìn)行不斷調(diào)整而后制定的，但是部分高層建筑在對耐火等級(jí)的最大極限值進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，沒有有效的結(jié)合高層建筑中使用的相關(guān)構(gòu)件對其數(shù)值進(jìn)行合適設(shè)定，導(dǎo)致其高層建筑的構(gòu)件與其相關(guān)耐火最大極限值不相匹配，無法滿足設(shè)計(jì)與實(shí)際需求之間的關(guān)系。最后，在高層建筑設(shè)計(jì)中的安全報(bào)警裝置及自救系統(tǒng)裝置來看，我國多數(shù)高層設(shè)計(jì)中，安全報(bào)警裝置的設(shè)立相對比較完善，但是自救系統(tǒng)及自動(dòng)滅火裝置的設(shè)置受多種因素的影響，缺乏完善。由于我國高層建筑的高度偏高及自身建筑特點(diǎn)等問題的存在，救援難度相對較大，因此，外部救援力量不能夠完全滿足救援需求。這就要求高層建筑內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)對內(nèi)部自救及自動(dòng)滅火系統(tǒng)進(jìn)行完善，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)利用自動(dòng)滅火系統(tǒng)在最短的時(shí)間內(nèi)完成滅火，以減少人們生命財(cái)產(chǎn)的損失。

在高層建筑防火性能設(shè)計(jì)中的核心問題就是對高層進(jìn)行消防安全的評(píng)估工作，首先通過評(píng)估工作的開展能夠確保高層建筑性能化防火設(shè)計(jì)是否符合我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，是否按照國家規(guī)定對性能化防火設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)。是否根據(jù)高層建筑自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與實(shí)際需求進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)，是否達(dá)到消防安全水平。其次，通過評(píng)估能夠?qū)υO(shè)計(jì)中相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效驗(yàn)證，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)性能化防火設(shè)計(jì)中存在的問題，通過驗(yàn)證得出相應(yīng)的結(jié)論，對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行及時(shí)的修改，能夠有效保證性能化防火設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)水平，以此發(fā)揮性能化防火設(shè)計(jì)的最大作用。

高層建筑性能化防火設(shè)計(jì)是依靠建筑工程學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的性能化防火設(shè)計(jì)，首先要掌握在建筑中如何對房屋進(jìn)行測量、房屋基本結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及建筑工程等基本知識(shí)的掌握，才能有效的與建筑工程學(xué)進(jìn)行有效結(jié)合并設(shè)計(jì)出性能化防火設(shè)計(jì)工作。性能防火設(shè)計(jì)的提出是社會(huì)安全發(fā)展的需要，這就要求高層建筑防火性能化設(shè)計(jì)應(yīng)制定相應(yīng)完善的設(shè)計(jì)體系，并制定明確的目標(biāo)，利用科學(xué)規(guī)范化的設(shè)計(jì)體系來實(shí)現(xiàn)對社會(huì)安全的需求。

性能化防火設(shè)計(jì)的整個(gè)過程應(yīng)分為若干個(gè)過程分步完成，而各個(gè)步驟之間應(yīng)相互配合，相互關(guān)聯(lián)，從而你最終形成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)。其主要步驟可分為：（1）確定建筑工程的總體設(shè)計(jì)目標(biāo);（2）確定建筑工程范圍、基本參數(shù);（3）確定防火性能判定標(biāo)準(zhǔn)、火災(zāi)荷載及耐火最大值;（4）確定建筑使用時(shí)間及容納數(shù)量;（5）建立設(shè)定防火設(shè)計(jì);（6）建立設(shè)定火災(zāi)場景并反復(fù)驗(yàn)證;（7）對防火設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估及判定;（8）確定最終性能化防火設(shè)計(jì)方案。

在有效的提升高層建筑防火性能設(shè)計(jì)中首先要考慮到如何在最短的時(shí)間內(nèi)控制火勢的蔓延，減少相應(yīng)的人員傷亡，為人員疏散與撤離提供充足的時(shí)間。這首先要對建筑中防火材料的選擇及工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行綜合考慮。其次是如何在最短時(shí)間內(nèi)完成救援任務(wù)，使建筑內(nèi)的人員盡快脫離火源，減輕對生命的傷害，這要綜合建筑的報(bào)警裝置及自動(dòng)滅火裝置及避難層等多種因素考慮。

（1）環(huán)境判定依據(jù)。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，有序的安排人員進(jìn)行疏散逃生是最基本的一項(xiàng)救援措施，如果建筑內(nèi)的環(huán)境超過人員的最大承受極限，就會(huì)對人體造成一些不可逆?zhèn)?，?yán)重的話甚至?xí)斐缮ｋU(xiǎn)。因此，根據(jù)環(huán)境中的能見度、煙氣輻射度及環(huán)境熱度等相關(guān)因素進(jìn)行綜合評(píng)定。首先考慮人體承受最大極限值及最大耐受時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，利用環(huán)境判定因素與人體所承受的最大極限值進(jìn)行精準(zhǔn)的記性計(jì)算，制定出科學(xué)合理且規(guī)范的相關(guān)參數(shù)報(bào)告，為高層建筑性能化防火設(shè)計(jì)提供重要數(shù)據(jù)支持。（2）可燃物燃燒值判定依據(jù)。在高層建筑中存在著大量的可燃物體，而每一項(xiàng)可燃物體都是在達(dá)到一定的燃燒條件或由于一些燃燒介質(zhì)的釋放的情況下才發(fā)生燃燒。因此，這就要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑內(nèi)的可燃物質(zhì)的燃燒值進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，計(jì)算出可燃物質(zhì)的最大燃燒值。（3）時(shí)間判定依據(jù)。在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，有充足的時(shí)間供人員進(jìn)行撤離逃生，是目前性能化防火設(shè)計(jì)中應(yīng)首要考慮的關(guān)鍵。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，趁火勢較小、空間能見度較高及溫度相對較低時(shí)，最短時(shí)間內(nèi)將人員撤離到安全區(qū)域，利用人體最大極限值進(jìn)行計(jì)算出最佳逃生時(shí)間，最大程度的在最佳逃離時(shí)間內(nèi)將人員安全疏散。這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對高層避難層、防煙系統(tǒng)及排煙系統(tǒng)做好合理的配置，以便能在最短的時(shí)間對實(shí)現(xiàn)對火勢的控制，達(dá)到最佳的撤離效果。其次是縮短逃生時(shí)間，這就要求在火災(zāi)發(fā)生時(shí)最短的時(shí)間將通知建筑內(nèi)所有人員進(jìn)行撤離，因此首先要保證建筑內(nèi)的火災(zāi)報(bào)警裝置的正常運(yùn)行，其次要保證其逃生路線的設(shè)計(jì)簡單明了，且距離最短，同時(shí)要保證逃生出口應(yīng)設(shè)有明確的標(biāo)識(shí)，使建筑內(nèi)人員在最短的時(shí)間內(nèi)找到相應(yīng)的逃生出口完成逃生。

（1）影響安全疏散設(shè)計(jì)的因素。安全疏散設(shè)計(jì)就是指在高層建筑中設(shè)計(jì)人員制定出專門的逃生路線及逃生設(shè)施，使得建筑的人員達(dá)到安全逃生的目的。而安全疏散設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及不同的火災(zāi)場景類型作出相應(yīng)的預(yù)測，從而制定不同的疏散設(shè)計(jì)。而影響安全疏散設(shè)計(jì)的主要原因有火災(zāi)造成的熱輻射、其釋放的有害氣體及可燃物造成的爆炸等相關(guān)因素。因此，這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)影響安全疏散設(shè)計(jì)的重要因素進(jìn)行有效分析，設(shè)置相應(yīng)的疏散設(shè)備及相應(yīng)的內(nèi)火設(shè)施，最大程度降低以上因素給安全疏散設(shè)計(jì)帶來的影響。（2）安全疏散設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能否保證人員實(shí)現(xiàn)安全疏散是安全疏散設(shè)計(jì)中最重要且最基本的工作。在安全疏散過程中由于存在較多不可控因素，這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行安全疏散設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮到，并必須要遵循以下原則，首先要合理的規(guī)劃疏散路線，保證內(nèi)部人員疏散逃離的過程進(jìn)一步的安全，其次是疏散順序，要堅(jiān)持先疏散離著火層或著火層以上樓層，最后疏散著火層以下樓層。最后是疏散指揮，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，容易造成人員恐慌，給疏散工作帶來較大的困難。因此，疏散過程應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一指揮，有序撤離，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的指揮室和現(xiàn)場指揮人員。

綜上所述，高層建筑性能化防火設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際需要，制定科學(xué)、合理、規(guī)范的設(shè)計(jì)方案。由于高層建筑自身的特殊性，在進(jìn)行性能化防火設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循高層建筑性能化防火設(shè)計(jì)的安全性判定依據(jù)，及性能化防火的人員安全疏散設(shè)計(jì)和國家消防安全規(guī)范來進(jìn)行設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

[1] 易曉列，鄭力鵬.基于火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬的廣府祠堂建筑性能化防火評(píng)估[J].建筑科學(xué)，2021（1）：89-97+103.

[2] 張鐵壯.結(jié)構(gòu)耐火性能分析在建筑性能化防火設(shè)計(jì)中的實(shí)施[J].天津化工，2020（2）：77-78.

[3] 郝慧穎，張偉.關(guān)于性能化消防設(shè)計(jì)的論述及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的性能化設(shè)計(jì)[J].消防界（電子版），2020（10）：35.

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（Cangzhou High Tech Industrial Development Zone Fire Rescue Brigade， Cangzhou Hebei? 061000）

In recent years， as the population of our country continues to increase， the pace of urbanization is accelerating， in order to save the use of building area， there are more and more high-rise buildings in our country. Due to the architectural characteristics of high-rise buildings and the use of a large number of combustible materials in construction， and there are a large number of lines in the interior， which makes the high-rise buildings have greater security risks， it is easy to cause fire accidents. Therefore， people put forward higher requirements for fire protection design in high-rise buildings. This paper analyzes and studies the application of performance-based design methods in high-rise building fire protection， in order to improve the fire safety factor of high-rise buildings.

High rise building; Fire prevention; Design method