摘　要：为了满足城市化建设的需要，高层建筑增多是必然趋势，这样就会导致防火安全的任务变得越来越重，文章从高层建筑火灾危险性分析出发，提出了防火设计中的问题，得出有效安全的防火设计措施。

关键词：火势蔓延；钢结构；防火分区
0.前言
　　建筑物的防火安全设计是一门综合性科学，是由多专业( 建筑、结构、空调、电气、给排水) 共同采取安全措施的综合体现，高层建筑在消防系统设计上应优先保证人员在火灾中的安全，同时考虑如何减少火灾的发生和火灾的损失防止火灾大面积蔓延，最大限度地降低火灾对人们生命和财产的破坏，利用性能化设计合理划分防火分区、组织人员安全疏散达到高层建筑防火性能总目标的实现，最大限度地保障人民生命财产安全。
1.高层建筑火灾危险性分析
　　1.1 可燃物较多，火势蔓延较为迅速
　　在高层建筑的楼梯间、电梯间、管道井、风道、电缆井、排风道等竖向井道部位，如果防火分隔或防火处理不好，一旦发生火灾就好像一座座高耸的烟囱，成为火势迅速蔓延的途径。高级旅馆、图书馆、档案楼、科研楼、办公楼等高层建筑，一般室内装修家具等可燃物较多，一旦起火，发烟量大，燃烧猛烈，火灾容易蔓延。据测定，在火灾初起阶段，因空气对流在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s；在燃烧猛烈阶段，由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.5～0.8m/s，烟气沿楼梯间或竖向管井扩散速度为3～4m/s。如一座高100m 的高层建筑，在无阻挡的情况下，烟气能在半分钟内达到顶层。日本在一个医院里做过燃烧试验， 证明在几分钟内就能把每层3500m2 的二十三层大楼都充满烟气。建筑物越高，风速越大。风速增大，火势的蔓延扩大速度也相应增加。据测定:距地面高度10m 处风速为5m/s；30m 处风速为8.7m/s；60m 处风速为12.3m/s；90m 处风速为15m/s。
　　1.2 建筑高度较高，平面结构复杂，安全疏散困难
　　高层建筑的特点，一是层数多，垂直疏散距离长，疏散到地面需要较长的时间；二是人员集中，疏散时容易出现拥挤情况；三是发生火灾时烟气和火势向上蔓延快、且易窜入楼梯间，而火灾发生时人们大量涌向楼梯，增加了疏散难度(平时使用的普通电梯，在火灾时必须切断电源，停止使用，因此，高层建筑的安全疏散主要靠楼梯)。火灾案例分析表明，被烟薰死的(包括被烟薰倒后烧死的)，占火灾死亡人数的一半以上。
　　1.3 火灾扑救难度较大
　　高层建筑发生火灾时，消防队员使用的灭火救护设施往往不易达到建筑高度，因此，扑救高层建筑火灾主要立足于室内消防给水设施。由于受到各种条件的限制，扑救的难度很大。火灾现场热辐射强、烟雾浓、火势向上蔓延的速度快和途径多，消防队员难以堵截；当火势扩大，形成大面积火灾时，室内消防水量显然不足，需要利用消防车从室外进行补给，但消防水带耐压能力常常不能适应需要。此外，建筑物如果没有安装消防电梯，消防队员则需要“全副武装”的通过楼梯冲上高层，不仅体力消耗大、速度慢，还会与向下疏散的人流发生对撞而延误时间，不能及时到达着火层进行扑救，消防器材也不能随时得到补充，均将严重影响扑救。
　　1.4 发生火灾概率较大
　　高层建筑内部功能一般较为复杂，用电设备繁多，存在多种着火源和大量可燃物，如管理不善，很容易发生火灾。特别是一些建筑面积较大、层数较多的高层公共建筑，情况就更为复杂，存在大量的火险隐患，一旦发生火灾，将会造成严重后果。
2.高层建筑防火设计中的问题及火灾对高层结构的影响
　　2.1 设计施工存在隐患
　　由于从高层建筑的设计开始到建筑施工，最终到房屋的装修，都会存在诸多隐患，如果在这一系列过程中没有引起足够的重视，也会影响到高层建筑防火，而隐患的存在主要是以下几个方面：人员缺乏必要的自我救助意识、消防设施不足、消防设计未能全面考虑、建筑防火的审核存在一定的困难等等。
　　2.2 火灾对钢结构的影响
　　当火灾发生的时候，随着钢材的温度不断攀升，温度对于钢材的屈服以及抗压的强度等等都有着不同程度的影响，如果在短时间内，钢材所能承受的温度达到了极限，甚至有可能造成建筑整体结构出现破坏，从而造成一定的危险。如果对于建筑的钢结构没有一定的保护措施，仅仅在15 分钟之内，就会达到极限状态，当承受的温度大于200℃的时候，就容易出现徐变和蓝脆的现象；如果温度位于300 到400 之间，钢材所具有的强度就会出现迅猛的下降趋势；当温度达到了600℃的时候，钢材则不具备以往所拥有的刚度与强度。而对于建筑火灾来说，一般都在800 到1000℃之间，在此温度下，钢结构就容易出现塑性变形，导致局部出现破坏现象，最终影响到建筑物整体结构。
　　2.3 火灾对钢筋混凝土结构的影响
　　对于钢筋混凝土的影响，主要分为以下两类型：其一，单个的构件在受到了火的灼烧之后，其构件表面混凝土的脱落以及烧伤层出现细小的裂缝等损伤；其二，由于火灾发生时，梁柱组成的结构会产生较大的结构温度应力，从而使得结构出现了破坏。钢筋混凝土构件中的普通钢筋当温度小于200℃时，随着温度的升高，钢筋的屈服强度与极限强度下降时的速度比较慢。当温度在200 到450℃时，钢筋的强度随着温度的升高而下降的速度逐渐加快。
3.对于高层建筑防火的有效设计措施
　　3.1 保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
　　目前国内外高楼多依赖钢结构，虽然它的整体性和稳定性都很好，但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降，通常在摄氏450～650 度就会失去承载能力，发生变形，钢柱、钢梁弯曲，不能继续使用。一般情况下，不加保护的钢结构耐火极限只有15 分钟。因此，建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。