高层建筑防火问题 [浅谈高层建筑防火问题]
时间：2019-04-18 03:13:12 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：为了满足城市化建设的需要，高层建筑增多是必然趋势，这样就会导致防火安全的任务变得越来越重，文章从高层建筑火灾危险性分析出发，提出了防火设计中的问题，得出有效安全的防火设计措施。
关键词：火势蔓延；钢结构；防火分区
Abstract: in order to meet the needs of the construction of urbanization of the high-rise building is the inexorable trend increase, this causes fire safety task becomes more and more heavy, this article from the high building fire risk analysis, based on the design of fire prevention, and concludes that the effective security measures of fire prevention design.
Key words: the fire spread; Steel structure; Fire partition
中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：
0前言
建筑物的防火安全设计是一门综合性科学，是由多专业( 建筑、结构、空调、电气、给排水) 共同采取安全措施的综合体现，高层建筑在消防系统设计上应优先保证人员在火灾中的安全，同时考虑如何减少火灾的发生和火灾的损失防止火灾大面积蔓延，最大限度地降低火灾对人们生命和财产的破坏，利用性能化设计合理划分防火分区、组织人员安全疏散达到高层建筑防火性能总目标的实现，最大限度地保障人民生命财产安全。
1高层建筑火灾危险性分析
1.1 可燃物较多，火势蔓延较为迅速
在高层建筑的楼梯间、电梯间、管道井、风道、电缆井、排风道等竖向井道部位，如果防火分隔或防火处理不好，一旦发生火灾就好像一座座高耸的烟囱，成为火势迅速蔓延的途径。高级旅馆、图书馆、档案楼、科研楼、办公楼等高层建筑，一般室内装修家具等可燃物较多，一旦起火，发烟量大，燃烧猛烈，火灾容易蔓延。据测定，在火灾初起阶段，因空气对流在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s；在燃烧猛烈阶段，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，烟气沿楼梯间或竖向管井扩散速度为3～4m/s。如一座高100m 的高层建筑，在无阻挡的情况下，烟气能在半分钟内达到顶层。日本在一个医院里做过燃烧试验， 证明在几分钟内就能把每层3500m2 的二十三层大楼都充满烟气。建筑物越高，风速越大。风速增大，火势的蔓延扩大速度也相应增加。据测定:距地面高度10m 处风速为5m/s；30m 处风速为8.7m/s；60m 处风速为12.3m/s；90m 处风速为15m/s。
1.2 建筑高度较高，平面结构复杂，安全疏散困难
高层建筑的特点，一是层数多，垂直疏散距离长，疏散到地面需要较长的时间；二是人员集中，疏散时容易出现拥挤情况；三是发生火灾时烟气和火势向上蔓延快、且易窜入楼梯间，而火灾发生时人们大量涌向楼梯，增加了疏散难度(平时使用的普通电梯，在火灾时必须切断电源，停止使用，因此，高层建筑的安全疏散主要靠楼梯)。火灾案例分析表明，被烟薰死的(包括被烟薰倒后烧死的)，占火灾死亡人数的一半以上。
1.3 火灾扑救难度较大
高层建筑发生火灾时，消防队员使用的灭火救护设施往往不易达到建筑高度，因此，扑救高层建筑火灾主要立足于室内消防给水设施。由于受到各种条件的限制，扑救的难度很大。火灾现场热辐射强、烟雾浓、火势向上蔓延的速度快和途径多，消防队员难以堵截；当火势扩大，形成大面积火灾时，室内消防水量显然不足，需要利用消防车从室外进行补给，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，消防队员则需要“全副武装”的通过楼梯冲上高层，不仅体力消耗大、速度慢，还会与向下疏散的人流发生对撞而延误时间，不能及时到达着火层进行扑救，消防器材也不能随时得到补充，均将严重影响扑救。
1.4 发生火灾概率较大
高层建筑内部功能一般较为复杂，用电设备繁多，存在多种着火源和大量可燃物，如管理不善，很容易发生火灾。特别是一些建筑面积较大、层数较多的高层公共建筑，情况就更为复杂，存在大量的火险隐患，一旦发生火灾，将会造成严重后果。
2高层建筑防火设计中的问题及火灾对高层结构的影响
2.1 设计施工存在隐患
由于从高层建筑的设计开始到建筑施工，最终到房屋的装修，都会存在诸多隐患，如果在这一系列过程中没有引起足够的重视，也会影响到高层建筑防火，而隐患的存在主要是以下几个方面：人员缺乏必要的自我救助意识、消防设施不足、消防设计未能全面考虑、建筑防火的审核存在一定的困难等等。
2.2 火灾对钢结构的影响
当火灾发生的时候，随着钢材的温度不断攀升，温度对于钢材的屈服以及抗压的强度等等都有着不同程度的影响，如果在短时间内，钢材所能承受的温度达到了极限，甚至有可能造成建筑整体结构出现破坏，从而造成一定的危险。如果对于建筑的钢结构没有一定的保护措施，仅仅在15 分钟之内，就会达到极限状态，当承受的温度大于200℃的时候，就容易出现徐变和蓝脆的现象；如果温度位于300 到400 之间，钢材所具有的强度就会出现迅猛的下降趋势；当温度达到了600℃的时候，钢材则不具备以往所拥有的刚度与强度。而对于建筑火灾来说，一般都在800 到1000℃之间，在此温度下，钢结构就容易出现塑性变形，导致局部出现破坏现象，最终影响到建筑物整体结构。
2.3 火灾对钢筋混凝土结构的影响
对于钢筋混凝土的影响，主要分为以下两类型：其一，单个的构件在受到了火的灼烧之后，其构件表面混凝土的脱落以及烧伤层出现细小的裂缝等损伤；其二，由于火灾发生时，梁柱组成的结构会产生较大的结构温度应力，从而使得结构出现了破坏。钢筋混凝土构件中的普通钢筋当温度小于200℃时，随着温度的升高，钢筋的屈服强度与极限强度下降时的速度比较慢。当温度在200 到450℃时，钢筋的强度随着温度的升高而下降的速度逐渐加快。
3对于高层建筑防火的有效设计措施
3.1 保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
目前国内外高楼多依赖钢结构，虽然它的整体性和稳定性都很好，但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降，通常在摄氏450～650 度就会失去承载能力，发生变形，钢柱、钢梁弯曲，不能继续使用。一般情况下，不加保护的钢结构耐火极限只有15 分钟。因此，建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。
3.1.1 耐火等级和材料选择
中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级（高层建筑必须为一或二级）。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能，在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起，到被破坏（如失去支承能力等）为止的这段时间（按小时计）。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体（如木材等）、难燃烧体（如沥青混凝土、刨花板）和非燃烧体（如砖、石、金属等）之分。
