摘　要：為了滿足城市化建設(shè)的需要，高層建筑增多是必然趨勢，這樣就會導(dǎo)致防火安全的任務(wù)變得越來越重，文章從高層建筑火災(zāi)危險性分析出發(fā)，提出了防火設(shè)計中的問題，得出有效安全的防火設(shè)計措施。

關(guān)鍵詞：火勢蔓延；鋼結(jié)構(gòu)；防火分區(qū)
0.前言
　　建筑物的防火安全設(shè)計是一門綜合性科學(xué)，是由多專業(yè)( 建筑、結(jié)構(gòu)、空調(diào)、電氣、給排水) 共同采取安全措施的綜合體現(xiàn)，高層建筑在消防系統(tǒng)設(shè)計上應(yīng)優(yōu)先保證人員在火災(zāi)中的安全，同時考慮如何減少火災(zāi)的發(fā)生和火災(zāi)的損失防止火災(zāi)大面積蔓延，最大限度地降低火災(zāi)對人們生命和財產(chǎn)的破壞，利用性能化設(shè)計合理劃分防火分區(qū)、組織人員安全疏散達到高層建筑防火性能總目標(biāo)的實現(xiàn)，最大限度地保障人民生命財產(chǎn)安全。
1.高層建筑火災(zāi)危險性分析
　　1.1 可燃物較多，火勢蔓延較為迅速
　　在高層建筑的樓梯間、電梯間、管道井、風(fēng)道、電纜井、排風(fēng)道等豎向井道部位，如果防火分隔或防火處理不好，一旦發(fā)生火災(zāi)就好像一座座高聳的煙囪，成為火勢迅速蔓延的途徑。高級旅館、圖書館、檔案樓、科研樓、辦公樓等高層建筑，一般室內(nèi)裝修家具等可燃物較多，一旦起火，發(fā)煙量大，燃燒猛烈，火災(zāi)容易蔓延。據(jù)測定，在火災(zāi)初起階段，因空氣對流在水平方向造成的煙氣擴散速度為0.3m/s；在燃燒猛烈階段，由于高溫狀態(tài)下的熱對流而造成的水平方向煙氣擴散速度為0.5～0.8m/s，煙氣沿樓梯間或豎向管井?dāng)U散速度為3～4m/s。如一座高100m 的高層建筑，在無阻擋的情況下，煙氣能在半分鐘內(nèi)達到頂層。日本在一個醫(yī)院里做過燃燒試驗， 證明在幾分鐘內(nèi)就能把每層3500m2 的二十三層大樓都充滿煙氣。建筑物越高，風(fēng)速越大。風(fēng)速增大，火勢的蔓延擴大速度也相應(yīng)增加。據(jù)測定:距地面高度10m 處風(fēng)速為5m/s；30m 處風(fēng)速為8.7m/s；60m 處風(fēng)速為12.3m/s；90m 處風(fēng)速為15m/s。
　　1.2 建筑高度較高，平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安全疏散困難
　　高層建筑的特點，一是層數(shù)多，垂直疏散距離長，疏散到地面需要較長的時間；二是人員集中，疏散時容易出現(xiàn)擁擠情況；三是發(fā)生火災(zāi)時煙氣和火勢向上蔓延快、且易竄入樓梯間，而火災(zāi)發(fā)生時人們大量涌向樓梯，增加了疏散難度(平時使用的普通電梯，在火災(zāi)時必須切斷電源，停止使用，因此，高層建筑的安全疏散主要靠樓梯)?；馂?zāi)案例分析表明，被煙薰死的(包括被煙薰倒后燒死的)，占火災(zāi)死亡人數(shù)的一半以上。
　　1.3 火災(zāi)撲救難度較大
　　高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，消防隊員使用的滅火救護設(shè)施往往不易達到建筑高度，因此，撲救高層建筑火災(zāi)主要立足于室內(nèi)消防給水設(shè)施。由于受到各種條件的限制，撲救的難度很大?；馂?zāi)現(xiàn)場熱輻射強、煙霧濃、火勢向上蔓延的速度快和途徑多，消防隊員難以堵截；當(dāng)火勢擴大，形成大面積火災(zāi)時，室內(nèi)消防水量顯然不足，需要利用消防車從室外進行補給，但消防水帶耐壓能力常常不能適應(yīng)需要。此外，建筑物如果沒有安裝消防電梯，消防隊員則需要“全副武裝”的通過樓梯沖上高層，不僅體力消耗大、速度慢，還會與向下疏散的人流發(fā)生對撞而延誤時間，不能及時到達著火層進行撲救，消防器材也不能隨時得到補充，均將嚴(yán)重影響撲救。
　　1.4 發(fā)生火災(zāi)概率較大
　　高層建筑內(nèi)部功能一般較為復(fù)雜，用電設(shè)備繁多，存在多種著火源和大量可燃物，如管理不善，很容易發(fā)生火災(zāi)。特別是一些建筑面積較大、層數(shù)較多的高層公共建筑，情況就更為復(fù)雜，存在大量的火險隱患，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會造成嚴(yán)重后果。
2.高層建筑防火設(shè)計中的問題及火災(zāi)對高層結(jié)構(gòu)的影響
　　2.1 設(shè)計施工存在隱患
　　由于從高層建筑的設(shè)計開始到建筑施工，最終到房屋的裝修，都會存在諸多隱患，如果在這一系列過程中沒有引起足夠的重視，也會影響到高層建筑防火，而隱患的存在主要是以下幾個方面：人員缺乏必要的自我救助意識、消防設(shè)施不足、消防設(shè)計未能全面考慮、建筑防火的審核存在一定的困難等等。
　　2.2 火災(zāi)對鋼結(jié)構(gòu)的影響
　　當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的時候，隨著鋼材的溫度不斷攀升，溫度對于鋼材的屈服以及抗壓的強度等等都有著不同程度的影響，如果在短時間內(nèi)，鋼材所能承受的溫度達到了極限，甚至有可能造成建筑整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，從而造成一定的危險。如果對于建筑的鋼結(jié)構(gòu)沒有一定的保護措施，僅僅在15 分鐘之內(nèi)，就會達到極限狀態(tài)，當(dāng)承受的溫度大于200℃的時候，就容易出現(xiàn)徐變和藍脆的現(xiàn)象；如果溫度位于300 到400 之間，鋼材所具有的強度就會出現(xiàn)迅猛的下降趨勢；當(dāng)溫度達到了600℃的時候，鋼材則不具備以往所擁有的剛度與強度。而對于建筑火災(zāi)來說，一般都在800 到1000℃之間，在此溫度下，鋼結(jié)構(gòu)就容易出現(xiàn)塑性變形，導(dǎo)致局部出現(xiàn)破壞現(xiàn)象，最終影響到建筑物整體結(jié)構(gòu)。
　　2.3 火災(zāi)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響
　　對于鋼筋混凝土的影響，主要分為以下兩類型：其一，單個的構(gòu)件在受到了火的灼燒之后，其構(gòu)件表面混凝土的脫落以及燒傷層出現(xiàn)細小的裂縫等損傷；其二，由于火災(zāi)發(fā)生時，梁柱組成的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大的結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力，從而使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了破壞。鋼筋混凝土構(gòu)件中的普通鋼筋當(dāng)溫度小于200℃時，隨著溫度的升高，鋼筋的屈服強度與極限強度下降時的速度比較慢。當(dāng)溫度在200 到450℃時，鋼筋的強度隨著溫度的升高而下降的速度逐漸加快。
3.對于高層建筑防火的有效設(shè)計措施
　　3.1 保證建筑主體結(jié)構(gòu)有足夠的耐火穩(wěn)定性
　　目前國內(nèi)外高樓多依賴鋼結(jié)構(gòu)，雖然它的整體性和穩(wěn)定性都很好，但耐火性能很差。鋼材的抗拉和承重等性能均會因溫度的升高而急劇下降，通常在攝氏450～650 度就會失去承載能力，發(fā)生變形，鋼柱、鋼梁彎曲，不能繼續(xù)使用。一般情況下，不加保護的鋼結(jié)構(gòu)耐火極限只有15 分鐘。因此，建筑界和消防界在解決這個問題方面仍任重道遠。