民用建筑设计中建筑防火技术应用探讨

摘要：建筑防火设计是民用建筑设计中的基础工程。对于民用建筑而言，要想确保居民生命财产安全，达到消防建设要求，要深入研究民用建筑防火要点，以防火分隔、安全疏散、排烟和扑灭场地为切入点，规划民用建筑中管道井、防火墙、保护层等结构，落实电气防火、供水防火等技术，以便起到实际防火作用，优化民用建筑防火空间布局，为民用建筑建设防火工程提供参考。关键词：民用建筑；防火技术；应用探究引言民用建筑已然成为城市的重要组成部分，无论是供人们生活起居的建筑，还是供人们工作的建筑，都隶属于民用建筑范畴，其与城市居民的日常生活有密切关系。随着民用建筑应用范围的扩大，对民用建筑设计也提出了更高要求，尤其是关乎居民生命财产安全的消防设计。相关人员要不断探究防火技术，加强防火设施建设，优化民用建筑防火布局，以降低火灾发生概率。一、民用建筑防火设计要点民用建筑消防设计以及防火技术的应用能够有效抵御火灾对居民生命安全以及财产安全的威胁。就目前来看，民用建筑防火技术的应用要求较多，需集中研究民用建筑防火设计要点，确保防火技术应用的针对性。（一）防火分隔火灾发生后，扑救需要花费一定时间。为了保证火灾期间，人们有临时避难所，在民用建筑设计之初，会在建筑空间中预留出分隔区，一旦发生火灾，将起火点集中在分隔区内，以控制火势[1]。以民用住宅建筑为例，在各个单元住宅楼板内以及墙体附近分设防火分隔区，以便阻止火势向外扩张。墙体与楼板能够从垂直和水平两个方向阻止火势扩大，形成完备的防火分隔区域。通常情况下，在设置防火分隔区时，会按照民用住宅功能分区的不同，连接投影线、防火门形成一个起火点分隔区，用以疏散人群。在一些建筑面积较大的区域中，还会将建筑中除塔楼以外的区域都作为分隔区。（二）安全疏散为了确保人员有序撤离，在民用建筑设计之初，要事先规劃安全疏散区域，以便提高人们的逃生速度。通常情况下，设计人员会将安全疏散通道作为防火设计的重要部分。在设计安全疏散通道时，通道数量要达到建筑设计标准；要尽可能缩短人员逃生路线的距离[2]。例如，在中低层民用建筑中，其楼层高度不会超过20m，整体建筑面积较小，在规划安全出口时，仅在房屋走廊位置设置2-3个安全疏散通道即可。然而，在设计过程中，要注意安全通道与房门间距离不得超出12m，且安全疏散区域要容纳约70人左右。（三）防排烟火灾发生时，对人们生命安全威胁最大的不是火源，而是因着火所产生的烟气。因此，在设计时，必须要做好排烟设计，安装排烟设施，规划排烟区域。在中低层民用建筑中，常见的排烟方式可分为自然排烟和机械排烟。所谓自然排烟，是利用建筑物的通风效果以及构造优势借助风力将烟气排出建筑物，如南北通透的房屋建筑，打开门窗就可以达到排烟效果；机械排烟主要是利用烟气排出设备。在设计时，在部分区域安装减压机械，利用机械作用力进行排烟，使烟气沿着指定路径输送至外部区域，为居民争取逃生时间。（四）扑灭场地火灾发生后，扑灭火灾的方式可分为登高车扑灭和立面扑灭。登高车扑灭利用登高车将消防员运送至指定高度，利用高压水枪直接扑灭火源。在建筑设计之初，要为消防员预留出登高车停靠区域，便于登高车操作。立面扑灭基于建筑物自身结构特点，选择火灾发生的正对面立即扑灭火源。二、民用建筑防火结构规划防火结构是民用建筑设计过程中的基础结构，通过科学的规划布局能够有效防止火灾蔓延，尤其对于应用面积较小的民用建筑，只有确定防火结构的科学性，才能为后续防火技术的应用做好准备。（一）防火墙结构基于民用建筑建设特点，防火墙结构设计要与民用建筑结构相契合。以传统民用建筑为例，在设计防火墙形状时，要避免使用L形防火墙，因为民用建筑为了满足人们的居住需求，墙体拐角位置都会设置成L形。若在相邻位置布置L形防火墙则很有可能会影响防火墙的阻拦效果，且因为防火墙与建筑是同等级别，在火灾发生时，无法有效阻止火灾蔓延。因此，在设计防火墙结构时，最好根据民用建筑等级，设计高一级别的防火墙，确保防火墙与建筑拐角位置的间隔在2m以上，以充分发挥防火墙的阻隔效果。（二）管道井结构管道井结构常出现在复合型民用建筑中，由于复合型建筑结构复杂，消防设计要求高，需根据建筑高度规划出管道井区域。以某高档小区复合型民用建筑为例，整体建筑高度不超出100m，基于建筑面积考量，在楼层之间的间隔间设置1-2个管道井结构，且管道井区域周围不可放置易燃易爆材料，以免火势扩大。假设该高档小区部分楼高超出100m，建筑楼层数超过35层，则在设计管道井结构时，要在每一层间隔层中配备3-4个管道井，还要配备防火门，以便能够覆盖高层建筑的全部区域。（三）钢筋保护层民用建筑在建设过程中，大多应用钢筋混凝土结构，整体稳定性强，承载力优越。如果钢筋混凝土结构长期在高温条件下，韧性以及刚度都会受到严重影响，导致民用建筑结构稳定性受损。火灾发生时，钢筋混凝土结构持续受到火源灼烧，出现结构变形，建筑承载力下降，出现横梁掉落等问题，对消防救援造成阻碍，影响火灾救援进度。因此，在设计民用建筑时，要根据建筑整体结构，增加钢筋保护层，阻隔火源与钢筋建筑直接接触，提升建筑结构的耐火性。另外，为起到双倍的防火效果，除了增加保护层外，还要做好钢筋的防火工作，提升钢筋结构强度，降低火灾对钢筋的影响。（四）防火间距防火间距与民用建筑的防火等级具有直接的关系。按照民用建筑的防火等级划分，假设民用建筑的防火等级为一级，防火间距则要保持在6m左右，主体结构间的距离在13m左右，整体建筑结构耐火极限超过1h；若民用建筑的防火等级为二级，防火间距要超过6m以上，主体结构间距为10m，整体结构耐火极限时长为1.5h；民用建筑防火等级达到3级，防火间距则要达到9m左右，主体结构间距要控制在15m范围内，结构承火极限要在2h[3]。（五）耐火等级划分不同民用建筑高度设置具有不同耐火等级的规范，在进行民用建筑设计前，要确定建筑规格和建设范围，以便按照不同耐火等级要求确定消防设施建设。若处于耐火一等级，主体耐火时限要达到1h，单元梁体之间耐火时限要达到2h，且还要配备具有耐火性的楼板、承重墙；若耐火等级为二级，主体结构耐火时限要达到2h，单元梁体耐火时限要达到2.5h，在两侧楼板设计疏散通道；若建筑耐火等级达到三级，主体结构耐火时限要达到3h，单元梁体耐火时限则要趋近3.5h，设计具备耐火性的吊顶。三、建筑防火技术在民用建筑中的应用基于上述民用建筑的防火设计要点以及防火结构规划布局，本文以某市住宅建筑为例，研究防火技术的具体应用。根据对该住宅建筑的事先勘查，建筑高度为50m，建筑面积53033m2，分为地上地下建筑两部分，地下为3层车库（共计105m），地上为15层居住区（共计405m）。该住宅建筑为复合型建筑，整体建筑结构布局复杂，绝大部分结构应用钢筋混凝土建成。该住宅建筑在立项之初，要求耐火等级达到三级，建筑结构耐火极限要达到3h，单元梁体区域耐火极限则要达到35h。（一）垂直安全疏散通道该住宅建筑总体高度已超出20m，属于高层建筑，为了确保火灾发生时能够及时疏散人群，为居民预留出逃跑空间，该住宅建筑采用垂直安全疏散通道设计。根据住宅建筑复合型民用建筑特点，将垂直方向安全通道作为居民火灾发生时的逃生路线。首先，根据国家民用建筑消防设计安全标准，高度超过30m的建筑，在设计之初要预留出消防地下室位置，且消防地下室埋设深度要超出10m，并设置消防电梯，以延长居民的逃生时间。其次，在本次建设过程中，按照高层建筑建设要求，在楼层之间加设避难层，且避难层距离地面高度不得超出20m，避难层与避难层间隔在10m以内，容纳人数为6人/m2。最后，在安全疏散通道附近要预留出排烟设施安装位置，尤其是封闭楼梯间，为避免影响人群疏散效率，要做好照明、防烟、报警等一系列设施安排。（二）电气防火技术该住宅建筑属于复合型建筑，内部电力线路分布复杂，要做好电气防火准备。在本次消防工程中，应用电气防火技术应对电气火灾事故。基于对民用建筑的分析，各类电气设备都有可能释放电弧导致电力线路短路或绝缘件失效等问题。若不幸引发电气火灾，火灾区域内温度会迅速升高，绝缘材料迅速燃烧，甚至出现电气设备炸裂风险。首先，为有效避免该火灾事故的发生，在该住宅建筑建设之初，选用防火等级高的设备，从源头上降低电气火灾发生可能性。其次，基于建筑内部电力线路规划布局，缩小线路截面面积，减少暴露在外的电力线路，以免因高温引燃线路[4]。最后，为整座建筑配备电气火灾事故监测器，一旦发生异常情况，如温度异常升高、烟雾指数超出标准范围，就会立即发出警报。（三）消防供水技术民用建筑中的给排水系统也是防火的重要手段之一。中小型民用建筑中都会配备小型供水系统，如果发生小型火灾，利用建筑自带的供水系统就可以进行立即扑救。即便在火灾发生后，消防员到达火灾现场，也会应用建筑中的供水设备，因此如果建筑中供水系统建设不完全，可能导致火灾蔓延[5]。在设计该住宅建筑消防设施时，基于其建筑结构，事先确认消防系统位置，并为每个楼层配备供水喷雾。一旦楼层中的烟雾报警器监测到建筑有发生火灾的风险，就会自动喷水。另外，在建筑中还配备了减压阀供水设备，在发生小型火灾时，打开阀门自动喷水，及时扑灭火源。（四）自动报警装置自动报警装置能够为居民逃跑预留时间。本次建筑在设计过程中，基于建筑结构复杂性考量，配备了自动报警装置，以便能够在第一时间发现灾情，为居民逃离火灾区域争取更多时间。在建筑楼层内安装火灾传感装置，并将各个楼层的灾情传感装置与总系统连接，一旦监测到火灾发生的可能，就会同时将灾情信息传送至消防中心以及楼层居民手中，告知居民迅速逃离，通知消防中心展开救援[6]。另外，灾情传感器还与民用建筑中的防火系统连接，在辨别火灾类型后，开展小范围扑灭行动。（五）消防电梯该住宅楼层超出了15层，地上地下建筑共计18层，对于居民而言，火灾发生后很难短时间逃离，未免居民在慌乱时做出错误选择，在建筑中为居民配备了消防电梯，若不幸发生火灾，会自动切断电源，以免有人乘坐电梯逃生[7]。同时，在建设电梯时，采用的线路、材料都具有防火性和防水性，以免火灾发生后对电梯设备造成破坏。更为重要的是，在民用建筑中安装消防电梯，可作为火灾逃生通道，从顶层到底层的时间仅为60s。火灾发生后，人员可立即坐专用电梯逃跑，消防人员也可乘坐消防电梯进行救援[8]。（六）防火避难层该住宅楼高度超过了50m，建筑面积大，住户较多，人員疏散难度较高，因此在设计前，必须要预留出火灾发生时的避难层，以便人员从高层楼梯逃离时，可有临时避难区域。首先。根据该住宅楼结构要求，避难层设计采用全封闭结构，并在出入口做好火灾防护，可利用火源隔绝板等不燃材料建设火灾安全区。其次，该楼层高度达到50m，在设计避难区时，同一楼层需要建设至少2-3个避难层，还要在楼层结构中，将避难区之间的距离控制在10m范围内。最后，在避难层要配备相应的基础设施，如防