浅谈高层建筑屋顶消防工程的设计与施工

浅谈高层建筑屋顶消防工程的设计与施工

赵吉垒

山东天元安装工程有限公司山东临沂276000

摘要：随着经济快速发展，现代高层建筑越来越多，人们对高层建筑的火灾预防能力、消防安全、供水可靠性等提出的要求也越来越高。本文从高层建筑屋顶消防工程入手，分别就直升机停机坪、消防电梯、高位消防水箱提出相应的消防工程设计与施工方法，希望能为高层建筑消防安全性的提高提供参考。

关键词：高层建筑；屋顶；消防工程；设计；施工

前言：

对于高层建筑而言，消防工作面临的不仅消防供水难度大、结构复杂，且消防车很难对火灾进行全面处理，因而高层建筑的消防主要是自救。为了进一步提升高层建筑屋顶的消防工作效率，我们是否应该重点关注高层建筑屋顶消防工程的设计与施工，这是值得我们深入探究的重要课题。

一、高层建筑屋顶直升机停机坪设计与施工

（一）直升机停机坪设计

在高层建筑屋顶设置直升机停机坪能促使火灾发生时增加消防救援方式，在危难时从空中拯救生命的可能性也得到提高，为应急避难人员提供新的逃生通道。但在障碍物、屋顶面积不足等因素的影响下，高层建筑屋顶直升机的升降面临一定的难度。为确保能在直升机悬空的情况下进行救助，还可在屋顶设置供直升机紧急救助的平台，以便对直升机停机坪进行补充、替代。

首先，当高层建筑的高度低于150m而高于100m时，根据《高层民用建筑设计防火规范》中规定：当公共建筑的高度超过100m时，应合理设计避难层，且适宜设置2个避难层，第一个避难层距地面的高度约为45m，第二个约为100m，并把屋顶视为避难空间；其次，当高层建筑的高度低于250m而高于150m时，可综合考虑建筑的使用功能、周边建筑的影响、容纳人数、重要性等因素，决定是在屋顶设计供直升机应急救助的平台还是设计直升机停机坪；另外，当高层建筑的高度大于250m时，由于建筑物体量和规模都很大，使用功能复杂，能容纳很多人，火灾等灾害事故一旦发生，疏散人员、应急救援等都将面临巨大的困难。此时，直升机的独特优势就有了发挥的必要，能在空中为人员开辟新的疏散救援通道。所以高度超过250m的高层建筑必须要在屋顶设计一个直升机停机坪。

当高层建筑设计了直升机停机坪，就能充分利用降落板材料帮助人员避火，降落板的设计也应选用钢筋混凝土或高分子材料，提高对火的阻燃性。屋顶停机坪的设计能使高层建筑屋顶成为一层绝佳的避难层，高阻燃性的降落板也能变成后备灭火装置，部分被困人员能搭乘直升机离开现场。

（二）直升机停机坪施工

高层建筑屋顶直升机停机坪的施工基本能模式化，可选择在屋顶工程施工结束后刷一层防火涂料，有效阻止火势入侵停机坪范围。如停机坪施工可采用厚度为40mm的C20细石混凝土，如果屋顶结构的承重允许，也可以加强加厚到厚度为100mm的C30细石混凝土，使高层建筑屋顶的耐火能力得到增强[1]。此外，按照当地气候条件，可在细石混凝土面层下面增加一个材料为挤塑泡沫隔热板的保温隔热层。在防水施工方面，可使用防水砂浆，也可使用改性沥青防水卷，加上非焦油聚氨酷防水涂膜。位于最下层的井格式梁板结构，找坡的坡应朝向雨水口或天沟。由于梁板结构的断面尺寸较大，所以在施工中浇筑混凝土时产生的荷载也较大，应双向布置支撑模板，并设计水平衡杆和剪刀撑，如果是分层浇筑，就要保留两层支撑模板，当混凝土的强度达到100%时再把支撑系统拆除，确保混凝土的强度不会在动荷载使用下有太多损失。当然，屋顶直升机停机坪施工的进度不能对屋顶其他工程施工造成影响，这就需要各个承包商之间多沟通、多协调。

二、高层建筑设置消防电梯的设计与施工

（一）消防电梯设计

在高层建筑屋顶的消防工程系统中消防电梯有助于人员的快速、安全疏散。当火灾发生时，客梯的安全保障性远不如消防电梯，且很容易变形、漏电，无法作为人员的逃生通道。设计消防电梯时，应使其通向地下停车场的全层并停靠，以便当地下发生火灾时，地下停车场的人员能使用消防电梯逃生，有效增加高层建筑的消防救援性。在日常的工作与生活中，消防电梯能作为内部电梯供所有人员正常使用，促使高层建筑的竖向交通能力得到增强。

在高层建筑火灾事故中，消防电梯是消防队员不可或缺的运输工具，当在屋顶进行设计时，应避免电梯线路或电梯井接触到水。在高层建筑消防电梯屋顶的机房满足相关规范与标准的前提下，我们应尽量把机房设计在屋顶高位消防水箱位置的另一对顶角处，以便跟高位水箱形成犄角之势，达到共同阻火的目的。消防电梯的出口应直接通往大楼的室外，并设计一个面积为10m2的正方形前室来防排烟，并与消火栓连接。

（二）消防电梯施工

在高层建筑屋顶消防电梯施工中，电路防水措施异常重要，一旦泡水就会引发漏电事故，对灭火作用产生不利影响。所以消防电梯的电路电线务必要阻燃，其绝缘保护套务必采用不燃材料，且要具备良好的韧性，经得起弯曲、磨损等考验。每一步消防电梯井底部都应设计排水设备，防止灭火用水流进消防电梯。同时，施工中还需注意，消防电梯屋顶机房内的主电源应是三相五线制，且总开关不能把照明、通风与报警的电影切断。

三、高层建筑屋顶高位消防水箱的设计与施工

（一）高位水箱布局设计

在《高层民用建筑设计防火规范》中并没有明确规定设计高层建筑屋顶高位水箱的位置，可顺建筑的风势，在屋顶的其中一对对顶角处设计高位水箱。在高层建筑屋顶消防水箱的布局设计中，储水量、动水压力、静水压力等都要满足规范所规定的数值。储水量至少应确保能达到在前10min手动阀门所拟定的喷水强度下的用水量指标，动水压力应在使用阀门动作后能满足整栋楼的压力设计，静水压力应确保能正常开闭报警阀。消火栓处的静水压力不能比784*103帕斯卡大，水柱约为80m，否则极易损坏消防给水部件，可在消火栓的低层设计一个铜质的减压板[2]。此外，在高层建筑屋顶高位水箱的使用阶段，物业应定期换水，避免因水质污染而对屋顶消防系统造成破坏。

（二）高位水箱施工

由于高层建筑屋顶高位水箱本身能吸收大量的热，一旦火势变大，遇到高位水箱就能得到控制。因石质材料的阻燃性更好，因此在高位水箱施工应尽量选用石质材料；同时其强度应大于MU20，且岩石应无裂缝、无风化，砂石应用没有杂物的中砂、粗砂，砂浆的饱满度也应超过80%，用自来水进行拌合即可。

由于屋顶高位水箱施工是在室外进行，可能会面临冬期施工的情况，如当砂浆施工遇到较低的气温时，可掺入一定量的氯化钠，以降低冰点，使砂浆里面的水在负温下也不会结冰。料石砌体水箱内外都应刷上防水混凝土，且施工结束后的拆模不能过早，至少应想个14个昼夜。当需最大限度进行养护时，可采用1层薄膜、2层草包在水箱的表面进行蓄热保温，确保混凝土水化作用能更加充分，防止水箱在完工后出现漏水的问题。高层建筑屋顶高位水箱的施工应在建筑结构封顶之前完成，并尽早进行满水试验，以便能及时发现漏水问题。

结束语：

在高层建筑屋顶消防工程系统中，我们应严格按照相关规范进行，并与其他专业紧密配合，按照设计与施工工艺要求严格控制消防工程的设计质量、施工质量，确保高层建筑屋顶消防系统能把其应急作用充分发挥出来，尽量减少甚至是避免火灾带来的损失，确保人身财产安全。

参考文献：

[1]薛学斌.超高层建筑直升机停机坪消防设计研讨[J].给水排水，2013（03）：78-83.

[2]常高超.高层建筑设置高位消防水池的探讨[J].消防技术与产品信息，2013（08）：123-125.