【建筑材料论文】试论高层建筑的防火与节能

摘要：随着经济的发展和社会的进步，高层建筑建设项目越来越多，高层建筑的防火设计和节能设计成为人们关注的重点。高层建筑的防火与节能设计对于建筑使用者的安全有着重要的影响，本文从防火和节能两个方面探讨了高层建筑设计。

关键词：高层建筑；防火；节能

引言

众所周知，高层建筑的能源消耗巨大，而且很容易引起火灾，因此，做好高层建筑的防火和节能成为工作人员面临的重大问题。高层建筑的防火和节能问题得不到解决将会影响到高层建筑的进一步发展。

1高层建筑火灾事故的原因

1.1有毒气体蔓延

高层建筑使用的材料种类较多，其中一部分材料含有有毒化合物，一旦燃烧也会有大量的毒气产生。根据不完全的数据，在高层建筑火灾发生之后，大约有80%的人员是因为中毒窒息而导致死亡。

1.2安全疏散困难

考虑到高层建筑的垂直距离较长，层数较多，因此，需要花费更多的时间才能够疏散到地面；人员较为集中也不利于疏散；当火灾发生的时候，各个竖向的井道当中空气能够畅通的流动。而高层建筑内部的各个纵向通道的拔气力大，也会加速烟雾与火势的蔓延，也能够在一定程度上影响人员的安全疏散问题。而高层建筑火灾的蔓延速度与施救的能力和高度进行比较，我们发现也不能够将疏散的问题解决掉。

1.3营救难度大

对于高层建筑物来说，最少数十米，因此在火灾发生的时候，从室外进行扑救的难度相对较高。而常规使用的云梯来说，一般也只能够达到四五十米的高度，对于那些上百米的高层建筑火灾来说，就无法进行户外的救火，最终大致火势越来越猛，最终导致一场场的惨剧出现。

1.4烟囱效应

“烟囱效应”指的是在高层建筑当中，从建筑的最下面开始一直到顶部的纵向通道，其样式就如“烟囱”一样，对于或是的蔓延起到了一定的加速。有关的专业人士指出，当大量的排气道、电梯井等等存在于高层建筑的内部的时候，就会有“烟囱效应”的形成。另外，随着高空位置的气流运行速度的加快，也会导致高层或是蔓延的加快。按照烟雾扩散的计算来说，如果不存在阻挡，仅仅需要30秒左右，烟气就能够从底层迅速扩散到100米高的楼层的顶部。

1.5高层建筑的火灾的发生概率很大

考虑到高层建筑内部人员较多，用电设备、内部功能都相对复杂，并且易燃易爆的物品也会大量的堆积在高层建筑物内，如果不能够妥善的进行保管，就极容易引发火照。尤其是对于建筑面积较大的区域，其安全隐患的影响也会扩大，一旦出现火灾，就会带来严重的影响。

2高层建筑防火设计注意事项

2.1审核重点部位

2.1.1避难层

在国外，一部分的国家规定了，当建筑物超过了14层，每隔14成就需要建立一个使用特殊材料组成的“避难层”。并且在内部设置出增压设备，从而使得避难层内部的空气能够被挤压到外面，进而防止火苗的侵入以及有毒烟气的侵入。另外，还需要设置“逃生井”等通道，并且在制度当中规定了公民需要接受有关的演练与培训。在我国的《高层民用建筑设计防火规范》当中指出“在高层建筑物内部需要设置防烟或者是封闭的楼梯间”、“对于部分的超高层建筑来说，需要增设避难层或者是安全区域，也能够在高层建筑的顶部设置直升机机场”。但是从目前的国内高层建筑物来说，大多数的建筑物在设计与施工的时候都没能够按照防火规范来进行，也就更谈不上防火避难层的设计了。

2.1.3熟悉自救方法

从世界上的发达国家来看，除了在高层建筑当中设置了安全绳、消防滑体等等的救生器材之外，每一位公民基本上都会接受有关的“逃生”的培训与演练，甚至是学龄前的幼儿都知道一个小小的打火机也会导致重大火灾的发生。在美国，可以说每一个人曾经都会接受“逃生”培训。例如在美国的“9*11”事件当中，在离开世贸大楼的时候，除了一部分人是依靠消防人员之外，绝大多数的人都是通过自己所了解的消防知识逃离的。而在日本，当人们住进了高层酒店的时候，首先就是对于酒店的说明、安全通道等进行详细的了解。由于日本属于自然灾害的多发地区，因此，在防灾方面，日本人的意识较强，对于居住在高楼当中的日本人而言，除了检查安全通道之外，还会对于逃生路线进行模拟的演练。

一旦发生火灾，就能够及时的逃生。所以，我们需要不断的增强公民的自救能力以及安全消防的意识，能够与消防部门进行更好的配合，从而增大自己生存的几率。

2.1.5“防”患于未然

无论高层建筑当中设置了何等完善的防火措施，或者是具备何等先进的营救措施，高层建筑物的火灾扑救依然是一大难题。考虑到高层建筑物发生火灾的危险性较大，一旦建筑物内部发生了火灾，人员的疏散、火灾的扑救方面的难度都会很大。因此，我们需要将日常的重点放置在“防”这一个字上。在高层建筑物当中，容易引发火灾的原因主要是有电气等设备出现故障或者是人员的意识不足这两个方面。因此，在日常的生活中，需要不断的加强人们的安全意识以及有关的法制意识，整顿用电，能够在日常的巡查当中及时的排查出安全隐患，从而真正的落实防范于未然这几个字，切忌不要等到给人身与财产带来了不可磨灭的灾难的时候才来后悔。

一般来说，高层建筑起火一般都会出现群死群伤的后果，公共物品也会带来严重的顺势。而火灾引发的原因也是多种多样，因此也引起了社会各界广泛的重视，因此，我们在之后的生活当中需要总结火灾发生的原因，做好分析与了解，不断的提升高层建筑物的消防措施以及防火的等级，也才能够从根本上解决惨剧的发生，才能实际的解决有关问题。

2.2对于高层建筑施工阶段以及人员的培训

2.2.1需要不断的加强施工阶段的消防监督检查

对于已经承揽了工程的施工单位来说，必须要按照严格的按照已经符合消防设计的施工图纸来控制高层建筑工程的防火措施以及防火构造等，并且不能够想要施工方便，进行擅自的更改。在施工当中也需要做好防火保护层、消防电源线路等等工作以及有关的检查记录。而在施工当中，如果因为设计与设备或者是材料出现了不符合的情况，需要变更施工组织设计的时候，也需要联系相关的消防监督机关、设计单位等等，统一协商，制定出变更方案。

2.2.2需要不断的加强防火管理人员的培训

对于在担任高层建筑内部的消防控制的管理人员以及下属人员，只有通过了正规的严格考试才能够取得合格证上岗，并且需要定期的进行防火演练培训，这样才能够不断的提高工作人员的安全防范意识以及自救逃生等有关能力。

2.3着力宣传防火安全知识，并且建立健全岗位责任制度

考虑到高层建筑内部的人员缺乏必要的安全观念，安全防火意识较为薄弱，因此需要在建筑内部的必经走廊、大厅等等张贴火灾防范公示，大力宣传防火知识，让群众能够懂得自救逃生，并且在消防人员营救的时候，能够更好的配合，在火灾发生的时候也能够发挥出自身的作用。

3高层建筑节能设计

一般来说，高层建筑的节能设计包含了能源利用设计和结构设计这两个方面，能源设计主要从能源获取途径的开发和加强能源循环利用这两个方面考虑；而结构设计则主要从建筑的布局、新型材料的利用以及窗墙比等方面分析，具体内容如表1所示。

表1节能设计元素表

设计项目 能源设计 结构设计

设计核心 1.如何最大限度的利用自然能源；

2.如何建立完善的能源循环系统，充分提高能源的利用率；3.如何降低对外部环境的污染。 1.采用高强建筑材料，降低施工能耗和污染；2.合理规划，提高建筑采光率、透气率等；3.调整建筑窗墙比

一方面尽量使用环保的材料，少产生建筑垃圾，广泛使用新型的保温隔热材料。目前大力推广的平开多腔室塑料门窗型材，采用三腔、四腔甚至五腔的设计，可以便于在腔室填充聚氨醋发泡材料，大大提升中空玻璃的保温隔热性能的发挥。根据业界的分析和预测，下一代平开多腔室塑料门窗型材可以实现节能60%，降噪50分贝以上。目前使用比较多的是做外墙的保温层，做法可以是在空心墙砖中加入苯板颗粒，也可以是在墙体外侧加一层聚苯板等等，做法不尽相同，但目的都是为了节约能源。另一方面，太阳能、风能、地热能等清洁自然能源的大力开发，也是高层建筑节能设计的趋势。安装太阳能、地热能等自然能源转换设备，可以加强对自然能源的利用；同时，建筑自身还需要建立完善的能源循环系统，例如在热能丰富的夏天，可以通过安装太阳能热水器，实现生活热水的供应，而不必再使用燃气热水器，从而达到节约能源的目的。

结束语

高层建筑的节能和防火设计是一个复杂的体系，要做好做精并不容易。但是只要我们积极总结传统建筑的精华，同时从结构设计和材料选择等方面同时入手，相信高层建筑的节能性和防火性可以取得质的飞跃。

参考文献

[1]饶光明.新型型材在建筑防火节能中的运用[J].重庆理工大学学报,2009,(5)

[2]黄伟,董力.高层建筑人员疏散问题的分析与对策[J].科协论坛(下半月).2009(12)

[3]梁闰生.高层建筑消防安全疏散设计探析[J].中国建筑金属结构.2013(22)