高层建筑防火技术措施研究

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月7期   作者:丁梦
[导读] 在城市化进程持续推进的背景下,土地资源紧张的问题逐步凸显,为在寸土寸金的空间内容纳更多的人口
        丁梦  
        绍兴市消防救援支队312030
        摘 要:在城市化进程持续推进的背景下,土地资源紧张的问题逐步凸显,为在寸土寸金的空间内容纳更多的人口,建设高层建筑成为重要的方法。但伴随而来的是更严峻的安全挑战,其中以火灾安全较为突出,如何在高层建筑中提高火灾预防水平以及救援水平均是值得重点探讨的话题。鉴于此,文章首先阐述高层建筑防火的重要性,再立足于高层建筑火灾的特点,探寻相应的防火技术措施。
        关键词:高层建筑;防火技术;应用措施
        
        建筑火灾的发生将严重影响人们的日常生产与生活,同时会对其心理、生理等多个方面造成损害,而高层建筑的工程体量更大,火灾的覆盖范围较广,更易造成不良影响。此时,积极探寻高层建筑的防火技术极具现实意义。
1高层建筑防火的重要性
        高层建筑可容纳的人数较多,结构组成以及材料类型均较为复杂,建筑的垂直距离较长,不利于消防救援工作的高效开展。不同于普通中低层建筑的是,高层建筑发生火灾后影响范围将快速扩宽,核心筒部分宛如“烟囱”,会给火势的纵向蔓延提供通道,在短时间内大范围蔓延至建筑内部的各个区域,不利于人员的有序疏散,加之因火灾事故而产生的恐慌心理,将加剧现场慌乱的局面,易出现人员疏散效率低、踩踏等状况。从外部救援的角度来看,因高层建筑的高度较大,消防云梯难以到达高层,救援存在盲区。为规避种种问题,必须有效采用防火技术,构筑安全屏障,力争在源头上抑制火灾。
2高层建筑火灾的特点
2.1部分建筑结构的竖向“烟囱效应”
        核心筒、中庭、管井道等均是高层建筑的重要结构,但在发生火灾事故后,其会转变为“竖向的烟囱”,烟雾将沿着此类设施向上升腾,从而扩宽火灾的竖向扩散范围。在产生“烟囱效应”后,火势于短时间内快速蔓延,具有速度快、破坏性强的特点,若未得到有效的救援,将有更多楼层的人员受到火灾的危害,同时也难以向外疏散。
2.2空气与风速的助燃作用
        高层建筑的高度较大,随着高度的增加,空气流通速度较快,进一步助长了火势。在10m高时风速约为5m/s,高度增加至30m、60m时,风速分别增加至8.7m/s、12.3m/s,且楼层越高则风速越大。随着风速的增加,会明显加快火势的蔓延,增加了救援的工作量,压缩了救援的时间。此外,受空间等因素的限制,高层人员的疏散难度以及外部救援难度均较大,加之较大风速的作用,进一步增加疏散与救援的难度。
2.3部分建筑材料对火灾的抵抗性较弱
        为满足功能、造型等方面的要求,高层建筑施工中普遍采用到丰富的材料,例如钢材、混凝土、大理石、玻璃等,若未根据材料的特性采取合适的防火措施,则容易埋下安全隐患。以玻璃幕墙为例,其是高层建筑中应用较为广泛的材料,可增强建筑的美感,但其也存在安全隐患。在火灾发生时,随着室内温度的提升以及压强的增加,受高温、高压的双重作用,玻璃幕墙可能会出现破碎,更多的空气进入内部,同时大风也将向建筑内部刮入,此时均会加速火势的蔓延。
3高层建筑防火技术措施
        (1)提高建筑结构的耐火稳定性。不同部位的耐火稳定性要求不尽相同,需针对性分析。对于承重墙、柱,其耐火极限需达到3h,梁的耐火极限需达到2h。在保证主体结构具有足够的耐火稳定性后,可以给人员的疏散提供更充足的时间,同时也便于火灾过后修复工作的顺利开展(仅需简单的修复即可)。


        (2)合理应用钢材料。钢材具有导热的特性,为提高其防火性能,可采用适量的防火涂料,将其均匀刷涂在钢结构表面,构成完整、密封的耐火隔热层。现阶段,应用较为广泛的防火涂料有两类:一是膨胀型防火涂料,也被称之为薄型涂料,通常其厚度为2~7mm;二是非膨胀型涂料,其厚度相对较大,通常为8~50mm,因此也被称为厚型防火涂料。
        在钢结构外部砌筑防火材料或是采取包裹措施后,可以起到安全防护的作用。实际施工中,可以在钢结构外部涂抹合适厚度的混凝土,或是采取直接浇筑的方法,形成厚度适中的防护层;此外,也可以提前加工预制板,将其设置在钢材的外表面,在中间部分填充适量具有防火特性的胶黏剂,并利用螺栓做连接与固定处理。
        (3)适配报警系统以及自动灭火装置。如前文所述,高层建筑的高度较大,外部救援的难度也较大,且随着楼层的增加,救援难度将进一步加大。为提高安全防护的主动性,需要适配报警系统,以便在出现火灾后可以及时报警,告知楼内人员,抓住时机快速疏散;并适配自动灭火装置,在发生火灾后及时启用,由其参与到灭火工作中。
        对于火灾报警系统,其需要具有如下特点:设置高灵敏度的火灾探测器,通常每间隔2~3层便要设置一处,保证探测器具有较广的探测范围,以便及时发现异常状况。
        对于自动灭火装置,则可以采用自动喷水灭火系统,若配置得当,其灭火成功率可达到90%以上。此外,考虑到火灾发生时人们较为惊慌的心理特征,还需设置通畅的逃生通道以及醒目的逃生标志,以便人员可以沿着既定的标志高效疏散至安全区域。
        (4)玻璃幕墙层间缝防火封堵。玻璃幕墙是现代高层建筑中较为关键的材料,其可以提升建筑的整体美观感,但也存在火灾安全隐患,易在火势较猛烈时破碎、脱落,从而进一步加剧火势(由于玻璃的破裂,外界的氧气大量进入其中,有助燃的作用,同时高空的风力等级相对较高,会使火源向更多的区域蔓延)。为解决玻璃幕墙的应用局限性,可以采用层间缝防火封堵技术,目的在于有效隔绝火势,以免其发生大范围的蔓延。用矿棉隔板包裹分隔带周边幕墙框架的构件,用刷涂防火涂料的方法对外挂式的玻璃予以防护。在该方式下,即便因高温作用而导致幕墙外部的保温隔热层掉落,矿棉隔板也依然可以维持完整的状态,发挥出重要的防火作用。
        (5)提高消防救援人员的综合素质。高层建筑火灾救援是一项难度高、安全隐患较多的工作,对消防救援人员的专业水平提出较高的要求。对此,需制定消防安全制度以及详尽的操作规程,作为工作的指导;安排专员负责,定期做好检查,根据实际情况做适当的维修,从源头上消除安全隐患。加强对消防人员的安全教育,强化其责任意识、提高其专业水平,确保在发生高层建筑火灾事故后消防人员可以及时赶赴现场,以合理的方式开展救援工作,既要扑灭火情、将楼内人员救援至外界,又要保证自身的安全。此外,火灾对人的威慑力较强,因此还需加强心理素质锻炼,使消防人员在面对火情时能够保持冷静,富有逻辑性地分析火灾实际情况并制定可行的救援方案。
4结语
        综上所述,高层建筑是城市建设的重点内容,且在大中型城市中更为重要,其可容纳的人员数量较多,能够缓解城市人口增加与用地紧缺之间的矛盾局面。此时,高层建筑的防火水平也应及时跟进,必须从源头上规避安全隐患。在工程设计阶段,便要从高层建筑火灾的特点出发,采取合适的防火技术,例如合理应用建筑材料、适配报警系统及自动灭火系统等,提高高层建筑的防火水平。在本文中,则对高层建筑的防火技术措施展开分析,希望可以给类似工程提供参考。
参考文献
[1]叶超.浅谈高层建筑防火技术与措施[J].建筑工程技术与设计,2017,000(027):303-304.
[2]任贵红.高层住宅防火技术措施的分析与研究[J].建筑技术开发,2018,045(010):102-104.
[3]栗欣.高层建筑防火技术措施[J].消防界(电子版),2020,v.6;No.82(06):61-63.
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