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

關鍵詞：火勢蔓延；鋼結構；防火分區
0.前言
　　建筑物的防火安全設計是一門綜合性科學，是由多專業( 建筑、結構、空調、電氣、給排水) 共同采取安全措施的綜合體現，高層建筑在消防系統設計上應優先保證人員在火災中的安全，同時考慮如何減少火災的發生和火災的損失防止火災大面積蔓延，最大限度地降低火災對人們生命和財產的破壞，利用性能化設計合理劃分防火分區、組織人員安全疏散達到高層建筑防火性能總目標的實現，最大限度地保障人民生命財產安全。
1.高層建筑火災危險性分析
　　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、風道、電纜井、排風道等豎向井道部位，如果防火分隔或防火處理不好，一旦發生火災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，一般室內裝修家具等可燃物較多，一旦起火，發煙量大，燃燒猛烈，火災容易蔓延。據測定，在火災初起階段，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擴散速度為3～4m/s。如一座高100m 的高層建筑，在無阻擋的情況下，煙氣能在半分鐘內達到頂層。日本在一個醫院里做過燃燒試驗， 證明在幾分鐘內就能把每層3500m2 的二十三層大樓都充滿煙氣。建筑物越高，風速越大。風速增大，火勢的蔓延擴大速度也相應增加。據測定:距地面高度10m 處風速為5m/s；30m 處風速為8.7m/s；60m 處風速為12.3m/s；90m 處風速為15m/s。
　　1.2 建筑高度較高，平面結構復雜，安全疏散困難
　　高層建筑的特點，一是層數多，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，疏散時容易出現擁擠情況；三是發生火災時煙氣和火勢向上蔓延快、且易竄入樓梯間，而火災發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)。火災案例分析表明，被煙薰死的(包括被煙薰倒后燒死的)，占火災死亡人數的一半以上。
　　1.3 火災撲救難度較大
　　高層建筑發生火災時，消防隊員使用的滅火救護設施往往不易達到建筑高度，因此，撲救高層建筑火災主要立足于室內消防給水設施。由于受到各種條件的限制，撲救的難度很大?；馂默F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；當火勢擴大，形成大面積火災時，室內消防水量顯然不足，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，均將嚴重影響撲救。
　　1.4 發生火災概率較大
　　高層建筑內部功能一般較為復雜，用電設備繁多，存在多種著火源和大量可燃物，如管理不善，很容易發生火災。特別是一些建筑面積較大、層數較多的高層公共建筑，情況就更為復雜，存在大量的火險隱患，一旦發生火災，將會造成嚴重后果。
2.高層建筑防火設計中的問題及火災對高層結構的影響
　　2.1 設計施工存在隱患
　　由于從高層建筑的設計開始到建筑施工，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、消防設施不足、消防設計未能全面考慮、建筑防火的審核存在一定的困難等等。
　　2.2 火災對鋼結構的影響
　　當火災發生的時候，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，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構出現破壞，從而造成一定的危險。如果對于建筑的鋼結構沒有一定的保護措施，僅僅在15 分鐘之內，就會達到極限狀態，當承受的溫度大于200℃的時候，就容易出現徐變和藍脆的現象；如果溫度位于300 到400 之間，鋼材所具有的強度就會出現迅猛的下降趨勢；當溫度達到了600℃的時候，鋼材則不具備以往所擁有的剛度與強度。而對于建筑火災來說，一般都在800 到1000℃之間，在此溫度下，鋼結構就容易出現塑性變形，導致局部出現破壞現象，最終影響到建筑物整體結構。
　　2.3 火災對鋼筋混凝土結構的影響
　　對于鋼筋混凝土的影響，主要分為以下兩類型：其一，單個的構件在受到了火的灼燒之后，其構件表面混凝土的脫落以及燒傷層出現細小的裂縫等損傷；其二，由于火災發生時，梁柱組成的結構會產生較大的結構溫度應力，從而使得結構出現了破壞。鋼筋混凝土構件中的普通鋼筋當溫度小于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計措施
　　3.1 保證建筑主體結構有足夠的耐火穩定性
　　目前國內外高樓多依賴鋼結構，雖然它的整體性和穩定性都很好，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，發生變形，鋼柱、鋼梁彎曲，不能繼續使用。一般情況下，不加保護的鋼結構耐火極限只有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。