高层住宅建筑防火设计要点

一、高层住宅建筑的火灾隐患特点及防火原则

  高层住宅建筑由于其建筑内部实体隔墙较多，纵向和横向防止火势蔓延扩大的功能都比较好，加之这类建筑的内部装修比较简单和内含人员较少，国内火灾实例不多，所以在其消防功能方面往往被有意无意地忽视，建设中从设计、施工到管理都存在着某种程度的思想和技术准备不足。这种不足主要反映在高层住宅建筑建设、设计、施工单位对《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）的不遵循、不落实上；同时也反映在我们公安消防部门对高层住宅建筑防火工作的宣传、教育与监督管理工作的疏漏和玩忽职守上。这种不足与日新月异超常发展的城市建设速度形成了尖锐矛盾，直接造成了先天性火灾隐患的产生。一般地说，住宅建筑防火主要应考虑三个原则：一是从设计上保证建筑物内的火灾隐患降到最低点；二是最快地知晓和最及时地依靠固定的消防设施消除火灾火警；三是保证建筑结构具有规定的耐火强度以利于建筑内的居住者在相应的时间内有效地安全撤离。基于以上的原则，可将建筑防火设计分为主动防火系统和被动防火系统两大部分。所谓主动防火系统是由自动（或手动）控制的报警、灭火、防排烟以及消防用电、消防给水等设备系统所组成，其基本功能是早期发现和扑灭火灾。建筑的被动防火系统，则主要由不燃与难燃的装修材料；防火门、防火卷帘、防火吊顶、钢与混凝土结构的防火墙、电缆防火管（井）、通风排烟管井、挡烟垂壁、管道的穿墙封塞等构成，其功能是利用适当的建材和构件将一个大空间划分成若干个小空间，在火灾发生与蔓延的过程中，将火势尽可能地控制在一个小范围内，并保证建筑结构的整体或局部在设计规定的时间间隔内不出现倒塌破坏。在目前的我国国情下，被动防火系统的设计更具普通性、可靠性、长久性和经济性。

二、高层住宅建筑被动防火系统设计应把握的防火对策要点

  （一）安全疏散方面

  关于疏散楼梯的设置，《高规》要求：高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两个，仅当18层及18层以下，每层不超过8户，建筑面积不超过650平方米且设有一座防烟楼梯间和消防电梯的塔式住宅才可只设一个安全出口。在有些设计中，按规定应设两个楼梯的却只设了一个，使建筑物留下了先天火灾疏散隐患。《高规》还规定“单元式住宅每个单元的疏散楼梯均应通至屋顶”，这是从高层住宅发生火灾时人员的疏散和防烟的双向角度考虑的，但我们经常看到有的高层住宅把整个屋顶做成多面坡形或四面坡形，致使楼梯不能通至屋顶。这样的住宅就失去屋顶空间的暂时避难作用，加剧了火灾时援救的困难和灾害损失。

  住宅建筑内的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室都是火灾时最重要的疏散通道。根据当今世界发达国家经验及我国国情，自然排烟都是被认同的一种的经济、简单、易操作的排烟方式，因此应当优先采用，要求楼梯间有一定的开窗面积，且排烟窗应设在墙面上方，同时要求能方便开启。但完全依靠自然排烟有时是难以保证消防安全的，因此还必须根据需要按规定设置封闭楼、电梯间和增加机械排烟、通风系统。

  《高规》规定，高层住宅消防电梯应设不小于4.5平方米的前室，若前室与防火烟楼梯间合用时，其面积不小于6平方米。但是不少建筑设计并未重视此规定，为了节省交通面积，一栋楼仅设一部电梯；一些楼房没有电梯前室，或电梯前室开敞、无防火门，一旦发生火灾，无法防排烟，不但难以控制火势，而且为消防扑救行动造成困难。

  （二）防火分区方面

  防火分区包括水平和竖向两种。水平防火分区是当住宅建筑楼层面积超过一定规模时，应用防火墙、防火门及防火卷帘等将各楼层在水平方向分隔为两个或几个防火分区。《高规》要求高级住宅、19层以上的普通住宅每个防火分区控制在1000平方米以内；10层至18层普通住宅每个防火分区在1500平方米以内。竖向防火分区的概念是指上、下层间分别以耐火极限不低于1.5小时或1小时的楼板等构件进行防火分隔。一般说来，竖向防火分区为每层一个分区，或二至三个楼层一个分区。对单元或住宅而言，由于上、下层间的钢筋混凝土楼板完全可以起到阻滞火势向上蔓延的作用，因此竖向防火分区的重点是对建筑内部的垃圾道、设备管井、空调管道及楼、电梯间实行防火阻隔，最大限度地降低火势蔓延速度，控制火灾燃烧面积。

  （三）管道井防火方面

  《高规》规定，电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道，应分别独立设置，其井壁应为耐火极限不低于1小时的不燃烧体；井壁上的检查门应采用丙级防火门，《高规》还规定，建筑高度不超过100米的高层建筑，其电缆井、管道井应每隔2—3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔。电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔洞，其空隙可采用水泥砂浆板、钢板等不燃烧材料填塞密实。

  （四）玻璃幕墙防火方面

  为了追求建筑外观效果，部分高级公寓和住宅采用了玻璃幕墙，国内外建筑界对此颇有争议（日本、德国等国家明文规定禁止使用）。其中部分原因在于：玻璃幕墙不但因风压作用而成为火势蔓延的途径，而且在火灾发生后，常常是等不到人员疏散完毕，幕墙就已达到耐火极限而向下掉落，严重影响疏散行为。发生火灾时，火焰和浓烟还会同时沿着玻璃幕墙与主体结构之间的缝隙迅速蔓延，造成火灾损失增加。当前不少玻璃幕墙的设计施工弊病甚多，管理失控。许多幕墙只考虑幕墙与楼板、幕墙与防火墙之间5—10cm缝隙的防火和隔声做法，所用材料却为橡胶、泡沫塑料、木质夹板等，与规范要求相差甚远，需要及早纠正。  

三、高层住宅建筑主动防火系统设计应把握的防火对策要点

  （一）消防给水设计方面

  根据《高规》的有关规定，消防给水系统由消防水源、水箱（屋顶及分区减压水箱）、水泵、控制室、消防管网和消火栓等几部分组成。在扑救失利的火灾案例中，有80%以上是由于消防给水不足造成的。因此，确保高层住宅灭火时的给水需要尤其是确保消防水源十分重要。在高层住宅消防设计上，应立足于以室内消防给水系统自救为主要灭火方式，所以在高层住宅建筑群应采用区域集中或临时高压消防给水系统。高层住宅设置的消防水箱，应满足室内最不利点灭火时的水压与水量需要，否则应设高气压给水，稳压泵等增压设施，其水箱容量应根据建筑平面类型（通廊式、塔式、单元式）层数和建筑面积而合理确定；高层住宅的室外消防给水管网应布置成环状，其消火栓尽量露明便于消防车取水，设置数量应符合规定，给水压力不应低于0.1MPa。高层住宅的室内消防给水系统宜与生活给水系统分开设置，室内消防给水管道也应布置成环状，其中进水管和区域高压或临时高压给水系统的引入管不应少于两根。消防水泵是消防给水系统的心脏，其工作性能、数量、安装及开启方式必须保证消防泵及时、可靠地运行，在同一小区内，消防水池和消防水泵房可以共用，室内消火栓给水系统和高级住宅的自动喷水灭火系统还应设置水泵接合器，其设置数量与水流量必须符合规定，其距室外消火栓或消防水池的距离宜为15—40米，至于室内消火栓，《高规》要求设置在住宅走道、楼梯间、消防电梯间前室等明显部位，要点是方便取用和保证两股有效水柱的同时到达，但目前的住宅建筑设计经常没考虑消火栓箱预留位置。

  （二）防排烟设计方面

  高层建筑火灾死亡人数中60%以上均死于烟气，因此防排烟设计是建筑防火中必不可少的环节，防排烟方式分为两类。一是自然方式，即通过外窗、阳台及至竖井将烟排出。二是机械方式，它又分为加压防烟和减压排烟两种。自然方式因易受风向、地区影响而效果难以保证，因此国家规定居住建筑超过100m时不应采用自然方式排烟。在居住建筑中设置天井，使位于内部的防烟楼梯间、消防电梯前室等向其开窗自然排烟，是非常有效的方式，同时，竖井亦可用于地下层的楼梯间，对平时采光、通风及火灾时排烟均很有利，对机械方式而言，其加压防烟主要用于防烟楼梯间及合用前室等部位，减压排烟则主要用于一些封闭空间、中庭、地下室及疏散走道等。

  （三）电气防火设计方面

  高层住宅建筑的电气防火设计主要有两个方面的意义，一是从被动防火意义上来增强电气安全，避免因线路长期超负荷运行，绝缘老化严重而引起电气火灾的可能，甚至要考虑因地震、雷击等突发灾祸诱发的电气火灾的防范；二是从主动防火意义上如何保障消防电源及配电，如何保障火灾应急照明、疏散指示标志和实现火灾自动报警及消防总控。这里需要强调的有三点：（1）对高层住宅小区，特别是12层以上的住宅建筑的消防水泵和电梯等应实现双回路供电，包括使用自备发电机组和蓄电池作为消防备用电源。（2）高层住宅的消防用电设备应采用独立的供电回路，确保火灾发生时消防总控制室、消防电梯、消防水泵、事故照明、防排烟系统的消防用电及对上述消防用电设备的两个电源的切换方式，切换点和自备电源的启动时间都必须符合《高规》的规定。（3）火灾实例证明，事故照明灯和疏散指示标志的设置对于人员伤亡轻重关系较大，对当前高层住宅居住现状及城市消防机动与登高能力之不足具有针对性和必要性，还必须重视与加强。

  （四）灭火器材方面

  众所周知，灭火器是扑灭初期火灾的重要消防器材，轻便灵活，可移动，稍经训练即可操作，实践证明是消防灭火过程中较理想的第一线灭火工具。但是在消防检查中发现许多高层住宅公寓并没有按规定设置灭火器或设置数量不足，而《建筑灭火器配置设计规范》明确规定，一个灭火器配置场所内的灭火器不应少于两具，这是因为在实际灭火时，若有两人能同时手持灭火器协同灭火，对迅速有效扑灭初期火灾特别是对较大火势很有必要。此外，所有移动式灭火器材应按规定存放、更新与维修，以保证其正常使用。