首页 >
论文范文 >
工程工业论文 >
建筑工程论文 >
建筑设计论文 >
高层建筑火灾隐患分析及预防措施研究
摘要：近年来高层建筑在国内的发展极其迅速。尤其是部分中小城市高层建筑的出现，更是为高层建筑防火设计提出了挑战。小城市的消防措施无论是基础建设，还是消防队伍的建设都相对滞后。本研究首先对高层建筑火灾进行隐患分析，分析高层建筑发生火灾的原因与造成的危害，将高层着火分成5个阶段。对一小区进行随机调研，发现存在诸多的安全隐患问题，并给予预防措施建议。通过调研建立高层建筑消防长效发展的整体保障机制，充分利用公共资源，探索出符合本地实际情况，预防高层火灾的最简洁有效的途径和火灾应急措施方式，即建立安全疏散通道。最终达到预防为主、安全有效、构建宜居环境的目的。
加入收藏
近年来我国经济发展势头较为良好，城市建设处于良性发展的轨道，特别是出现了不少综合性建筑，诸如万达广场、市民广场、体育馆等。这些建设无论从城市园林景观角度还是大众的宜居环境方面出发，均发挥出了超出建筑物本身价值的作用，除此之外安全疏散的合理性设计和轨道交通的合理组织与安排也在同步进行，尤其是居民社区所属片区，交通路线各类管道错综复杂，更是引起了足够的重视[1,2]。这些情况给周边火灾的预防增加了难度。伴随着高层建筑的发展，建筑防火的难度在不断增大。一旦发生火灾，后果不堪设想。高层建筑的特殊及建筑的复杂性预示着其火灾危害分析及安全疏散设计成了建筑防火中的重要问题[3-5]。近年来城市高层建筑的发展已经引起了相关部门的极大重视。从大量建筑火灾案例来看，电缆井、电梯井等这些地方是发生火灾的重点区域，同时也是存在火灾隐患较多的区域，尤其是在近些年来回迁楼房较多，部分居民火灾意识淡薄，安全疏散、安全撤退等方面问题突出，所以建筑防火设计特别是高层建筑防火设计必须受到足够的重视[6]。从近二十年来老城改造等情况看，居民社区所属片区中有不少老旧小区，尤其是市中心的某些区域，拆建成本过高只能进行维修维护，其消防安全水平相对滞后，严重的甚至完全无法适应当前时代的要求。老旧小区存在较多火灾隐患，并且发生火灾事故的概率更高[7]。本研究所选区域就是吕梁市中心城区某一小区，对其火灾隐患展开分析研究。
1、高层建筑火灾隐患分析
1.1高层建筑火灾原因
在众多的高层建筑火灾中，有毒烟雾扩散是高层建筑火灾中的重要问题。科学验证，在高层火灾案发现场绝大多数被烧死的人中，多数是由于先吸入有毒气体引发窒息现象随后才被大火吞噬[7,8]。在建筑起火时，众多的可燃物质会在燃烧期间产生大量的有毒气体，如CO等，这类有毒气体中毒引发的死亡人员接近总死亡人数的一半左右。根据中华人民共和国公安部下发的《关于调整火灾等级标准的通知》，火灾等级划分为：特别重大火灾、重大火灾、较大火灾、一般火灾。引起的主要原因有以下几点。
1.1.1烟囱效应
高层建筑有诸多楼梯间或电梯井等，在设计施工阶段倘若没有很好地进行防火隔离，一旦发生火灾，这些区域就会像一座座烟囱，所有的有毒气体、烟雾汇集于此，高层建筑楼层越高，烟囱效应越强[8]。在火灾初期，受到空气对流的影响，烟气在竖直方向譬如楼梯间等扩散的速度是水平方向造成的烟气扩散速度的十倍左右。在无阻碍干扰的情况下，一座百米高楼，烟气顺势而上扩散到顶部也仅需30 s左右。
1.1.2管道众多，交错设置
高层建筑由于其层高特性，诸多的管道纵横交错，如风道、电梯井、排气通道等，从诸多的案例中分析可见，水平、竖直纵横交错的管道是烟气扩散的重要途径，同时像排气管道等内部有厚厚的油垢、尘埃等杂质，严重影响其功能的发挥，更成为火势蔓延的通道之一。
1.1.3火借风势沿外墙向上蔓延扩散
高层建筑发生火灾后，火势从燃烧楼层的窗口蔓延到窗外，随后借助风势作用向上燃烧，一旦上层楼房的玻璃窗受到影响，将会对周围易燃物形成致命伤害。如此逐层递进最终整栋建筑受到波及，尤其是安装有玻璃幕墙等的写字楼建筑。
1.2高层建筑火灾危害分析
火灾发生或形成的烟雾及有毒气体始终是高层建筑火灾，准确地说是所有建筑火灾阻碍人员逃生或救援等活动的主要因素之一[8,9]。尤其是现如今的高层居民建筑，人们为了追求美观时尚等装修风格选用大量含有化学物质的装修材料，如窗帘、地毯、墙纸等，这些基本是易燃物，发生火灾极易燃烧而且内含大量有毒气体，在此基础上同时会消耗大量氧气，令人窒息而亡。所以对各种烟排风通风系统温度差等随时检查严格控制。
1.3高层建筑火灾发展的五个阶段
认识火灾要从防灾救灾、预防为主的目的出发。因此可以将火灾扩散的过程从发生到整体失控进行划分。在此过程中人的因素是最为重要的，人的相应行动包括救援逃生等环节直接影响到最终的结果。
结合其他大型火灾，火灾由最初的小规模发生到最后整栋建筑物火势过大直到失控分为五个阶段：
第一阶段是指火灾发生初期，由于某些原因诱发明火，诱发燃烧，此阶段明火最易控制，是灭火的最佳时期。
第二阶段火势刚开始蔓延，可以用灭火工具进行控制，比如利用灭火毯，灭火器、水等，释放的热能较少，处于火灾初级阶段。
第三阶段火势已经进入相对失控阶段，需要用消火栓等消防器械灭火，因为此阶段会产生大量有毒有害气体，周边环境温度迅速升高，在水平防火分区迅速蔓延，随时有发生轰燃的现象。
第四阶段是火势已经扩展到整个水平防火分区，整层消防系统近乎失效，诸多可燃物均已进入燃烧状态，火势随时都有蔓延的可能。
第五阶段火势已经完全失控，通过整栋建筑电梯井、窗户等竖直方向蔓延，造成极大人员财产损失，此阶段也是最容易引发窒息等事故发生人员伤亡的阶段，如果火势继续发展，甚至会引发整栋建筑倒塌。
上述五个阶段基本概括了火灾发生的全过程，可燃物与火源发生点是最根本的因素。因此控制可燃物的存放，时刻提醒安全用火是最根本的途径。
2、实地调研与预防措施分析
高层建筑相较于低层建筑，体量巨大，层数、人员等超过普通建筑。功能复杂有很多附属设施，如地下停车场等，其设施多样，而且存在物资相对集中存放例如地下仓库等，在相同的防火应对下，相较于单体建筑或矮层建筑其危害性更高，一旦发生火灾，造成的经济人员损失与伤亡也相对严重。因此，有效组织安全疏散就越发的重要。
近年来发生的数以千计的建筑火灾事故，已经引起国家的重视，一旦发生更是会成为社会关注的焦点。因此需要制定有效的安全措施，从而达到减少高层建筑火灾的目的。为了防患于未然，随机调研了吕梁市某一小区（滨江国际花园）对其存在的隐患及预防措施进行了归纳总结。
2.1实地调研
2.1.1小区概况
该住区位于吕梁市离石区北川河东路，所属片区内新老建筑如图1所示。周围有6个单位家属院为中高层建筑，一些自建房为低层，新建小区均为多层建筑。在其附近还有幼儿园等，总体来说还是以高层建筑为主。
2.1.2存在隐患
(1）新老建筑、旧自建房间隔距离过近，而且一些次入距太小，一旦发生火灾，逃生和救援都难以展开（见图2）。按照《建筑防火规范通用规范》（GB 55037—2022）规定，居民建筑间隔最短距离为15 m[10]。从图2可以看出，中间间距不符合规范要求。一旦发生紧急情况，消防救援工作将很难展开，相对应地居民逃生时，疏散线路会发生拥堵等情况，极易造成极端情况的发生。
(2）公共区域常年有杂物堆积，或车辆随意停放在给出行造成不便的同时，也增加火灾安全隐患（见图3）。经过调查发现，在一些公共区域，甚至消防通道都有大量的闲杂物品堆放。在日常生活中给居民带来不便，万一发生意外更易造成救援困难，尤其是影响消防设施的使用。
(3）电气线路老化，安置密集不合理（见图4）。在居民楼、高层建筑发生火灾时，线路问题是高发因素，尤其是老旧小区、劳动密集厂房、城乡接合部等。架设的线路经过长时间运行和风吹日晒，本就老化损坏，加之这些区域疏于管理，就会造成新的线路搭接随意，有些巷子甚至影响到出行，在天气极端的情况下甚至还有漏电现象发生。这些不安全因素极易引发火灾事故。
(4）消防设施普及不到位，放置不合理（见图5）。新小区几乎每栋单元楼都有消防设施，但是位于入口处，不太方便取用，楼层内也并未安放。家属院内的消防设施基本在局部空旷的位置安置，但多数已经老化不能正常使用，自建房一片区域都没有相关设施配备。居民本就缺乏防火意识，日常生活中也不太注意，相关基础消防设施也配备不齐全，即便是设置了也是老旧、不灵敏，几乎没有管理维护，有极大的安全隐患。同时从图中可以看到，在设置消防器械的周边位置停放有大量的电动车等，一旦发生意外使用消防器械不方便，同时也留存了大量的安全隐患。
图1小区周边概况
图3杂物堆积
图5消防设施不到位
(5）可燃物随意存放。楼道随意堆积可燃物（见图6）。小区部分楼层存在可燃易燃物品随意堆放现象。这不仅增加了引发火灾的概率，同时在楼梯堆放易燃物给逃生路线的选择增加了困难。一旦此部分区域发生明火，则此条安全疏散路线将无法通行。
(6）安全用火。在底层商铺部开设小饭店用火安全存在隐患（见图7）。卫生环境相对较差，而且液化石油气与煤气灶直接相连而且接口粗糙，极易发生泄漏。此区域在晚上生意较好，人员相对集中，一旦发生事故，极易造成人员的伤亡。
图2间隔距离过近
图4线路老化
图6可燃物随意存放
经过走访调研发现还有部分安全隐患存在，如小区内防烟排风系统几乎没有。高层建筑一旦发生火灾，逃生与消防灭火最大的阻碍就是有毒气体的蔓延与烟雾的阻挡。经过走访在此小区高层建筑装修阶段使用了大量的塑料装饰，部分居民家中使用化学纤维地毯，还有一些家具使用的是压缩板材质，这些均是易燃材质，一旦起火将散发大量有毒气体。同时小区内部的空调风管、电缆管道等错综复杂，杂乱无章，设置没有固定的方向，这些均为火灾发生后，火灾源头的排查增加了难度，留下了隐患。因此需要进行必要的整改，严格控制各种烟排风通风系统温度差。
2.2预防措施
2.2.1设置多个疏散出口
据不完全统计，吕梁市目前已建成投入使用的高层建筑共600余栋。火灾发生时，人的逃生欲望强烈，加之周边环境浓烟密布，人的第一印象就是朝着熟悉的或者有亮光的地方跑，一旦疏散楼梯过少或者遇到烟火等的阻碍无路可逃，就会掉头继续盲目行动。因此单设一个安全疏散出口、一条安全疏散线路，是极其危险、极不安全的。通常至少设置两个安全出口，保证火灾发生时人们可以从不同的方向进行疏散撤退，一般情况下在靠近建筑物的端口处，抑或在建筑物标准层防火分区的两端设置安全出口。
2.2.2合理布置安全通道
高层建筑由于其特殊性，居住人口众多，因此需要合理布置安全通道，诸如环形设置安全通道，双向设置安全通道，或者人字形、T字形安全通道。一旦发生意外，人们可以有多种选择，而不局限于单一走廊，这样极易造成堵塞，反而会造成更为严重的后果。另外，外围通道应保持整洁、干净、畅通，安全通道不允许存放杂物垃圾桶等。
2.2.3合理布置疏散路线
疏散线路关系到所有人的生命安全，因此一定要合理谨慎布置。一旦发生火灾，人们从公共通道到达疏散楼梯，从疏散楼梯到避难层或者逃到室外，这一过程中应该是逐步靠近安全区域，每进一个阶段就意味着越来越安全，而不是反向而行之。因此，为了保障人们的生命安全，高层建筑至少要设置足够的安全楼梯，而且位置要合理，保障人员在撤离时能够第一时间找到并且顺利到达安全区域。所以高层建筑在疏散楼梯的设计上至少应有两处，并且要设计在不同的方向，避免人员的扎堆。而且公共区间一定要留出足够空间。
2.2.4时刻排查安全隐患，及时处理
居民包括物业人员应该随时关注居民区域内存在的安全隐患，将易燃、易爆物品及时处理、集中收纳储存，保障安全通道的畅通。同时随时关注周边的安全用火问题，如有安全隐患及时上报处理，尽量将安全隐患扼杀在萌芽状态。
2.2.5加强安全教育培训，增强安全防范意识
部分楼层居住人员特殊，以老人小孩居多，安全用火意识薄弱。部分老人由于年龄等问题对家用电器的使用不太熟练，随时可能引发厨房火灾。家中小孩出于好奇等因素可能在靠近沙发等区域玩火，所以打火机等一定要放在小孩够不着的地方。时刻提醒，随时教育，增强居民的安全防范意识。
图7安全用火隐患
2.2.6组织消防演练，熟悉安全疏散路线
合理设置防火设施，如消防供水、灭火器材、消防栓位置等，加强人员培训。一旦发生火灾，能够熟练使用灭火器材。保障公共区域内没有杂物、车辆等放置。确保在火灾发生时，能够在第一时间联系消防单位到现场后展开工作，最短时间内阻止火势的蔓延，有效组织人员撤离，尽可能地保障人员的生命安全。
3、结语
通过实地考察与调研发现，在居民区、高层建筑等周边存在不少的安全隐患。高层建筑防火任重而道远，文中提到的安全隐患及预防措施并没有涵盖高层建筑火灾的全部内容，需要不断优化预防措施，不断提升居民防火意识，同时严格按照国家标准执行相关规定，绝不掉以轻心，应尽可能地降低火灾发生的概率，最终达到安全宜居的目的。
参考文献:
[1]张旭.高层建筑消防安全疏散问题及对策研究[J].工程设计与施工,2024,6(01):14-16.
[2]常龙飞,苏小鹏.高层建筑消防安全管理的问题与解决[J].工程抗震与加固改造,2023,45(04):182.
[3]施艺飞.高层建筑的安全疏散设计分析[J].工程建设与设计,2023(10):49-51.
[4]谭帅玉,叶青.高层办公建筑楼梯与电梯协同疏散策略[J].湖南科技大学学报(自然科学版),2023,38(03):9-18.
[5]成连华,魏凯,曹东强.基于模糊贝叶斯网络的高层建筑火灾风险评估方法[J].科学技术与工程,2023,23(13):5707-5714.
[6]俞佳.高层建筑消防安全疏散设计中的不足及解决对策[J].建材发展导向,2024,22(03):77-80.
[7]公安部消防局.中国火灾统计年鉴[M].北京:警官教育出版社,1998.
[8]韩大伟,张俊芳.建筑防火设计原理[M].杭州:浙江大学出版社,2018.
[9]张树平.建筑防火设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[10]应急管理部天津消防研究所,中国建筑科学研究院有限公司,江苏省消防救援总队.建筑防火通用规范:GB 55037—2022[S].北京:中国计划出版社,2023.
基金资助:吕梁市引进高层次科技人才重点研发项目(2022RC23);山西省高等学校科技创新项目(2022L566);
文章来源:刘世杰,袁超,李文正,等.高层建筑火灾隐患分析及预防措施研究[J].城市建筑,2024,21(16):99-102.
分享：
钟祥市文化综合体项目是由一个全地景式的建筑屋面覆盖将图书馆、文化馆、档案馆、科技馆四个独立场馆合为一个整体的建筑，其中科技馆有充满未来感的独特造型，本文仅对科技馆的相关结构设计进行研究。科技馆平面整体近似呈椭圆状，长轴约103m, 短轴约50m, 由下至上外轮廓尺寸逐渐增大，屋面处达到最大的平面尺寸。
2024-09-05
汉川市紧邻华中地区中心城市武汉，为武汉城市圈重要组成部分。汉川东站位于汉川市北部，隶属于新建沪渝蓉高铁武汉至宜昌段。站台规模为2台4线，站房为带架空层的线侧平站型。汉川市因长江最大支流汉江横贯全境而得名，“河网密织、水哉洋洋”的美轮美奂，构成了汉川最重要的自然景观特色。
2024-09-03
近年来国内外对空间结构尤其是大跨度、高性能空间结构的需求不断增加。张弦梁结构作为一种新型的预应力钢结构形式，是近年来快速发展的一种新型大跨度空间结构体系。其中车辐式索承网格结构是一种新型空间结构形式，中央按辐射式放置拱，拱下设置撑杆，撑杆同环向索和斜索相连接。
2024-09-03
湖北工人文化宫大屋面标高56.4m, 建筑外立面幕墙总高度59.9m。地下3层，建筑面积20 642m2;地上12层，1～3层为职工服务及展厅，1层层高6m, 2、3层层高5.1m; 4～5层为(通高)羽毛球场，总层高10.8m(5.4m+5.4m),5层局部夹层作为乒乓球场，层高5.4m; 6层为篮球场、舞蹈排练及健身中心，其中篮球场区域竖向层高贯通3层，总高12.6m, 其余层高4.2m;
2024-09-03
长途客运站是整个站区的核心，呈L形位于基地东北部，其候车大厅及中央大厅为大空间，大厅内无柱，最大跨度25.2m, 两侧局部柱网8.4m×9.0m(斜柱)。两侧局部平面地上3层(设置结构地下室),首层层高6m, 二层层高4.5m, 三层层高4.5m。主体结构采用框架-剪力墙结构(通高大厅区域为排架结构)[1]+张弦梁屋盖，局部小跨柱网区域屋面采用混凝土结构。
2024-09-03
某运动公园项目总用地面积为263 333m2,总建筑面积为95 885m2,包含体育馆、全民健身中心、配套用房等三个单体。项目鸟瞰图如图1所示，右侧单体为全民健身中心。全民健身中心的三维结构模型如图2所示。全民健身中心建筑面积约23 886m2,地下一层为设备房及停车库；地上共四层，首层布置25m×25m泳池、综合训练馆(举重馆)、电竞馆、保龄球馆；
2024-09-03
杭衢高铁衢州西站综合交通枢纽项目位于衢州高铁新城衢州西站地块，其中建筑最大平面尺寸158.4m×150.0m, 总建筑面积约11.4万m2。整体鸟瞰效果图见图1。项目分为综合交通枢纽(A、B、C、D区)、配套站前广场及匝道等，交界处设缝脱开。结构分区见图2。
2024-09-03
近年，无梁楼盖体系的地下室频繁发生坍塌事故，且破坏均集中于板柱节点处的柱帽冲切破坏。密肋楼盖作为房屋建筑中常用到楼盖形式，具有降低楼盖高度、施工便捷、技术经济效益好等优点,常应用于地下室，且在纵横向靠近框架梁的两根肋梁之间填实形成柱帽(图1),形成类似无梁楼盖的板柱节点形式。
2024-09-03
通号电化科创大厦位于郑州市郑东新区商鼎路北、圃田西路东，总建筑面积61 027m2,地上建筑面积45 263m2,地下建筑面积15 764m2。项目为一栋带裙房的超高层建筑，主要功能为研发办公及相关配套用房。通号电化科创大厦主楼共28层，大屋面结构高度121.35m, 大屋面以上另有4层，为机房屋面及构架结构，构架结构顶结构高度为148.83m。
2024-09-03
襄阳大厦位于湖北省武汉市洪山区中北路108号，总建筑面积约149 000m2。塔楼大屋面高度为249.6m, 地上共58层，主要建筑功能为办公与酒店，平面形状为切角的等边三角形，底层边长约78.8m, 切角边长约14.7m。裙房共5层，建筑高度为27.0m。地下室共4层，主要建筑功能为车库及酒店配套用房，典型层高为5.3m。
2024-09-03
人气：9721
人气：8405
人气：5551
人气：5327
人气：3640
我要评论
期刊名称：城市建筑
期刊人气：966
主管单位：黑龙江科学技术出版社
主办单位：黑龙江科学技术出版社
出版地方：黑龙江
专业分类：建筑
国际刊号：73-0232
国内刊号：23-1528/TU
邮发代号：14-23
创刊时间：2004年
发行周期：旬刊
期刊开本：大16开
见刊时间：1-3个月
影响因子：1.745
影响因子：1.093
影响因子：1.922
影响因子：0.585
影响因子：0.000
学术期刊咨询、科普杂志阅读、专利申请方案、课题研究设计、专著挂名咨询、论文下载、文献查询、原创文章检测、SCI实验设计方案等多项服务。
服务热线
您的论文已提交，我们会尽快联系您，请耐心等待！
你的密码已发送到您的邮箱，请查看！
2024-08-21
10
上传者：管理员
