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摘要：本文研究了目前超高层建筑防火设计中存在的问题，通过总结超高层建筑的防火特点和指明在设计中的常见不足，分析防火设计的方法，更好地进行超高层建筑的防火设计。
关键词：超高层建筑;防火;设计;问题
超高层建筑如果发生火灾，很容易大范围蔓延，所以需要做好对超高层建筑的防火设计，保证灭火救援工作的顺利进行和降低失火可能，有效解决当前超高层建筑在防火上的主要问题。
一、超高层建筑的防火特点
超高层建筑和其他建筑相比结构比较特殊，而且内部的功能也比较复杂，所以导致实施营救和外部灭火十分困难，对超高层建筑火灾进行扑救时，往往会遇到其他建筑不曾遇到的问题。
（一）火灾荷载大
很多超高层建筑都有复杂的结构，因为超高层建筑用途广泛，而且体型巨大，其中包括办公区、住宅、旅馆、商场，甚至在同一个楼层内，会同时有办公厅、旅馆、宴会厅、会议室、娱乐场所、商场等等。这就导致超高层建筑的内部装修比较豪华，设施非常齐全，电路、网络都比较密集，有大量的易燃物。一旦发生火灾，就会有很大的火灾荷载。很多高层建筑在发生火灾之后，会在短时间之内就覆盖整个大楼，而且很多易燃物在点燃之后会产生毒气，容易造成营救的消防员牺牲。
（二）有明显的烟囱效应
由于超高层建筑的特殊结构特点，内部会形成各种横纵交错的连接空间，横向包括吊顶、空调风管、排烟管道，纵向的包括中庭、电梯井、各种电缆井、通风管道等等。发生火灾后，高层建筑内的管道就会成为火势蔓延的途径。有些高层建筑缺少竖井防火分隔时，这些竖井就会在高层建筑中变成烟囱，所产生的烟囱效应会让火势迅速蔓延，往往在一分钟之内就能够达到200米的高度，导致整个高层建筑被点燃。这种情况下，消防人员没有足够的时间实施营救。
（三）疏散困难
超高层建筑属于人员密集的场所，所以疏散工作会比较困难。一般情况下都会借助楼梯疏散，但是这种方式很容易造成拥堵，并且由于超高层建筑的火势蔓延比较快，导致疏散时间更加窘迫。虽然很多超高层建筑能够容纳数万人，但是其中能够抽调出的疏散人员也比较有限，所以对现场的组织工作也比较困难。同时，由于人的求生本能，在意识到超高层疏散工作的困难时会更容易恐惧和慌张，必然造成大量的人流汇集，因此在疏散的过程中还会出现严重的踩踏、摔伤等事故，严重影响疏散的安全，并且在发生火灾之后，低层火灾向高层的蔓延传播速度也比较快，但是高层疏散人员需要的时间最长，同样影响了疏散工作的安全性。结合目前消防工作的经验，从40层左右高的位置，专业的消防人员也需要用十几分钟才能到达地面，因此对于高层疏散工作会增加困难。
（四）超高层救火比较困难
很多超高层占地面积相对不大，而且周围建筑也没有裙房，所以在扑救工作中，从外部灭火会比较困难，很容易受到严重限制。同时，消防设备也有登高困难的问题，消防员在登高的过程中，可能会和人流相撞，会影响消防人员抵达着火点的速度，不利于灭火工作。而且，在超高层建筑的特殊结构之下，有排烟困难的问题，很多超高层建筑都使用玻璃幕墙，也会对消防人员的登高造成严重的限制。进入高空之后，风力会比较大，需要考虑风向和风力的影响，导致难以进行玻璃窗的拆除，所以不能有效进行自然排烟。在着火之后，可能会导致无法供电，从而造成楼内消防设施的失效，并且造成向上供水工作的困难。
二、超高层建筑的防火设计问题
（一）总平面设计不能满足消防设计需要
消防登高车只有在满足登高操作条件的情况下才能发挥出效果，保证在救援工作中能够接近超高层建筑的主体，确保消防员能够进行建筑立面的灭火工作。登高车需要有足够的沿建筑登高面实施登高作业的立面空间，因此目前国家消防技术规范中对登高操作中，要求高层建筑底边至少有周长1/4长度，不小长边长度，高度在5米以上的裙房，而且在范围之内需要设置直通室外的楼梯。但是在要求中，并没有提出对于登高操作场地的要求，所以设计人员往往不会考虑登高车的操作需要，导致设计中并没有给登高车留下足够的操作场地，从而对救援工作会造成严重的影响。
（二）建筑避难层设置问题
对于超过100米的公共建筑，必须要设置避难层，而且要求首层到第一个避难层或者两个避难层之间的距离需要在15层以内，从而保证在火灾发生时，如果第一个避难层的人员不能经过楼梯进行疏散，就可以利用消防登高车将人员疏散下来。但是很多建设单位，都习惯性地将15层作为两个避难层的间隔，这可能会导致一些人员比较密集的超高层建筑避难层不能满足需要，不利于人员的疏散。
三、完善超高层建筑防火设计的方法
（一）消防登高车操作场地的设计
不同地区的经济发展水平不同，因此购买的消防登高车也会有很大的区别，无论是规格、型号、对地面承重要求都会有明显的不同，登高车自身也会有不同的操作半径。所以，各地需要针对所购买的消防登高车情况来作出规定，保证超高层建筑物能够按需满足。在进行建筑工程的审核工作当中，需要满足消防登高车的宽度和重量需要，保证操作场地能够和建筑有一定的距离，一般规定50米的高层建筑，其消防登高车的操作宽度为8米，操作场地距离建筑物外墙需要在5米以上。
（二）避难层设计
针对避难层的设计需要考虑人员的疏散时间，同时也需要考虑消防登高车进行救援的有效高度，所以对于第一个避难层，设计时也要考虑消防登高车实施救援的有效高度和水平，保证设置在消防登高车能够实施救援的高度之内。
（三）超高层建筑结构构件的耐火极限
为了降低火灾发生的概率、确保人员可以安全离开火场以及在必要时间内减少人员伤亡，并且争取高層建筑主体在火灾之后能够保持完整，就要确保高层建筑具有足够的耐火能力。目前国家对高层建筑各个位置的耐火极限都进行了严格的规定，包括墙柱的耐火极限为3小时等等。同时，对耐火结构的设计也需要按照材料的选择和施工方法，确保在构造上建立起较厚的保护层。例如高层建筑一般以钢筋混凝土结构为主，钢筋的耐火强度比较差，所以就需要通过使用耐火材料进行包覆，让墙柱、梁板都能够具有加强的耐火能力，避免在高温的影响下出现变形问题。
（四）结合建筑结构定制救援方案
做好高层建筑的布局，能够确保人员的快速疏散，因此可以设置自动化的紧急救援程序，保证人员在火灾中能够得到指引，提升逃离现场的速度。其次，还要做好对疏散队伍的建设，通过结合建筑物的内部结构和环境来建立应急管理小组，以便能够应对危机，做好在火灾过程中的指挥工作。最后，在高层建筑中应该设置专业的防火门和消防卷帘门，并且要做好电梯井和机房之间的间隔，控制烟囱效应。
四、结语
超高层建筑一旦出现火灾，疏散和营救工作都比较困难，而且火势蔓延速度也较快。因此，需要做好对超高层建筑的设计工作，从根本上杜绝超高层建筑的火灾隐患。在设计中，不仅要满足相关规范的要求，同时也要做好对各方面实际情况的分析，以保证火灾救援工作的顺利进行。
参考文献：
[1]张梅红，赵建平.超高层建筑防火设计问题探讨[J].消防科学与技术，2010，29（03）：217-219.
[2]许红枫.超高层建筑防火设计问题研究[J].消防界（电子版），2020，6（17）：77-78.
[3]王晓华.超高层建筑防火疏散设计的探讨[D].湖南大学，2007.
[4]王宗存.超高层建筑加强防火要求研究[D].天津大学，2013.
[5]姜勇.超高层建筑核心筒优化设计研究[D].西安建筑科技大学，2015.
关键词：超高层建筑;防火;设计;问题
超高层建筑如果发生火灾，很容易大范围蔓延，所以需要做好对超高层建筑的防火设计，保证灭火救援工作的顺利进行和降低失火可能，有效解决当前超高层建筑在防火上的主要问题。
一、超高层建筑的防火特点
超高层建筑和其他建筑相比结构比较特殊，而且内部的功能也比较复杂，所以导致实施营救和外部灭火十分困难，对超高层建筑火灾进行扑救时，往往会遇到其他建筑不曾遇到的问题。
（一）火灾荷载大
很多超高层建筑都有复杂的结构，因为超高层建筑用途广泛，而且体型巨大，其中包括办公区、住宅、旅馆、商场，甚至在同一个楼层内，会同时有办公厅、旅馆、宴会厅、会议室、娱乐场所、商场等等。这就导致超高层建筑的内部装修比较豪华，设施非常齐全，电路、网络都比较密集，有大量的易燃物。一旦发生火灾，就会有很大的火灾荷载。很多高层建筑在发生火灾之后，会在短时间之内就覆盖整个大楼，而且很多易燃物在点燃之后会产生毒气，容易造成营救的消防员牺牲。
（二）有明显的烟囱效应
由于超高层建筑的特殊结构特点，内部会形成各种横纵交错的连接空间，横向包括吊顶、空调风管、排烟管道，纵向的包括中庭、电梯井、各种电缆井、通风管道等等。发生火灾后，高层建筑内的管道就会成为火势蔓延的途径。有些高层建筑缺少竖井防火分隔时，这些竖井就会在高层建筑中变成烟囱，所产生的烟囱效应会让火势迅速蔓延，往往在一分钟之内就能够达到200米的高度，导致整个高层建筑被点燃。这种情况下，消防人员没有足够的时间实施营救。
（三）疏散困难
超高层建筑属于人员密集的场所，所以疏散工作会比较困难。一般情况下都会借助楼梯疏散，但是这种方式很容易造成拥堵，并且由于超高层建筑的火势蔓延比较快，导致疏散时间更加窘迫。虽然很多超高层建筑能够容纳数万人，但是其中能够抽调出的疏散人员也比较有限，所以对现场的组织工作也比较困难。同时，由于人的求生本能，在意识到超高层疏散工作的困难时会更容易恐惧和慌张，必然造成大量的人流汇集，因此在疏散的过程中还会出现严重的踩踏、摔伤等事故，严重影响疏散的安全，并且在发生火灾之后，低层火灾向高层的蔓延传播速度也比较快，但是高层疏散人员需要的时间最长，同样影响了疏散工作的安全性。结合目前消防工作的经验，从40层左右高的位置，专业的消防人员也需要用十几分钟才能到达地面，因此对于高层疏散工作会增加困难。
（四）超高层救火比较困难
很多超高层占地面积相对不大，而且周围建筑也没有裙房，所以在扑救工作中，从外部灭火会比较困难，很容易受到严重限制。同时，消防设备也有登高困难的问题，消防员在登高的过程中，可能会和人流相撞，会影响消防人员抵达着火点的速度，不利于灭火工作。而且，在超高层建筑的特殊结构之下，有排烟困难的问题，很多超高层建筑都使用玻璃幕墙，也会对消防人员的登高造成严重的限制。进入高空之后，风力会比较大，需要考虑风向和风力的影响，导致难以进行玻璃窗的拆除，所以不能有效进行自然排烟。在着火之后，可能会导致无法供电，从而造成楼内消防设施的失效，并且造成向上供水工作的困难。
二、超高层建筑的防火设计问题
（一）总平面设计不能满足消防设计需要
消防登高车只有在满足登高操作条件的情况下才能发挥出效果，保证在救援工作中能够接近超高层建筑的主体，确保消防员能够进行建筑立面的灭火工作。登高车需要有足够的沿建筑登高面实施登高作业的立面空间，因此目前国家消防技术规范中对登高操作中，要求高层建筑底边至少有周长1/4长度，不小长边长度，高度在5米以上的裙房，而且在范围之内需要设置直通室外的楼梯。但是在要求中，并没有提出对于登高操作场地的要求，所以设计人员往往不会考虑登高车的操作需要，导致设计中并没有给登高车留下足够的操作场地，从而对救援工作会造成严重的影响。
（二）建筑避难层设置问题
对于超过100米的公共建筑，必须要设置避难层，而且要求首层到第一个避难层或者两个避难层之间的距离需要在15层以内，从而保证在火灾发生时，如果第一个避难层的人员不能经过楼梯进行疏散，就可以利用消防登高车将人员疏散下来。但是很多建设单位，都习惯性地将15层作为两个避难层的间隔，这可能会导致一些人员比较密集的超高层建筑避难层不能满足需要，不利于人员的疏散。
三、完善超高层建筑防火设计的方法
（一）消防登高车操作场地的设计
不同地区的经济发展水平不同，因此购买的消防登高车也会有很大的区别，无论是规格、型号、对地面承重要求都会有明显的不同，登高车自身也会有不同的操作半径。所以，各地需要针对所购买的消防登高车情况来作出规定，保证超高层建筑物能够按需满足。在进行建筑工程的审核工作当中，需要满足消防登高车的宽度和重量需要，保证操作场地能够和建筑有一定的距离，一般规定50米的高层建筑，其消防登高车的操作宽度为8米，操作场地距离建筑物外墙需要在5米以上。
（二）避难层设计
针对避难层的设计需要考虑人员的疏散时间，同时也需要考虑消防登高车进行救援的有效高度，所以对于第一个避难层，设计时也要考虑消防登高车实施救援的有效高度和水平，保证设置在消防登高车能够实施救援的高度之内。
（三）超高层建筑结构构件的耐火极限
为了降低火灾发生的概率、确保人员可以安全离开火场以及在必要时间内减少人员伤亡，并且争取高層建筑主体在火灾之后能够保持完整，就要确保高层建筑具有足够的耐火能力。目前国家对高层建筑各个位置的耐火极限都进行了严格的规定，包括墙柱的耐火极限为3小时等等。同时，对耐火结构的设计也需要按照材料的选择和施工方法，确保在构造上建立起较厚的保护层。例如高层建筑一般以钢筋混凝土结构为主，钢筋的耐火强度比较差，所以就需要通过使用耐火材料进行包覆，让墙柱、梁板都能够具有加强的耐火能力，避免在高温的影响下出现变形问题。
（四）结合建筑结构定制救援方案
做好高层建筑的布局，能够确保人员的快速疏散，因此可以设置自动化的紧急救援程序，保证人员在火灾中能够得到指引，提升逃离现场的速度。其次，还要做好对疏散队伍的建设，通过结合建筑物的内部结构和环境来建立应急管理小组，以便能够应对危机，做好在火灾过程中的指挥工作。最后，在高层建筑中应该设置专业的防火门和消防卷帘门，并且要做好电梯井和机房之间的间隔，控制烟囱效应。
四、结语
超高层建筑一旦出现火灾，疏散和营救工作都比较困难，而且火势蔓延速度也较快。因此，需要做好对超高层建筑的设计工作，从根本上杜绝超高层建筑的火灾隐患。在设计中，不仅要满足相关规范的要求，同时也要做好对各方面实际情况的分析，以保证火灾救援工作的顺利进行。
参考文献：
[1]张梅红，赵建平.超高层建筑防火设计问题探讨[J].消防科学与技术，2010，29（03）：217-219.
[2]许红枫.超高层建筑防火设计问题研究[J].消防界（电子版），2020，6（17）：77-78.
[3]王晓华.超高层建筑防火疏散设计的探讨[D].湖南大学，2007.
[4]王宗存.超高层建筑加强防火要求研究[D].天津大学，2013.
[5]姜勇.超高层建筑核心筒优化设计研究[D].西安建筑科技大学，2015.