Page 270 - 现代建筑的结构设计分析与理论研究

Structural Design Analysis and Theoretical Research of Modern Architecture
现代建筑的结构设计分析与理论研究

加到 0.5m/s ～ 0.8m/s。然而如果烟气沿竖向井蔓延，其垂直扩散速度高到 3m/s ～ 4m/s。

这样的蔓延速度意味着，一栋 100m 的超高层建筑，火势在没有有效阻挡的情况下，
半分钟就可以从地面蔓延至顶层。而且超高层建筑的高度越高，风速越快，也会加速
火势蔓延。通常情况下建筑物 10m 位置的风速如果为 5m/s，则其在 30m、60m、90m

的风速分别为8.7m/s、12.3m/s、15m/s，并且随着高度继续增加，这一数据还会继续增加，
使得火势的控制和扑救难度进一步增加。
2. 人员疏散难度高
超高层建筑的巨大危害性还在于人员疏散非常困难，所以往往导致很大的人员伤

亡。一方面，建筑本身高度高，层数多，人员疏散的线路长，时间长；另一方面，高
层建筑中的人员总量大，疏散通道相对有限，导致疏散困难。再加上一旦发生火灾，
极快的火势会迅速蔓延，浓烈的烟雾不仅会影响疏散，会直接危及人员生命。统计数

据表明，烟熏在火灾中导致死亡的各种原因中占比最高。
3. 消防灭火难度大
火灾发生以后，超高层建筑灭火的困难和障碍非常多。高层建筑结构十分复杂，
层数高、功能多、人员密集、垂直方向上人员疏散距离远，加之火灾事故发生时容易
造成恐慌，火灾所产生的烟气也会对人员视觉和呼吸系统造成影响，导致人员疏散中

很容易出现踩踏事故，提高事故伤亡概率。火势过快的蔓延，同时伴有强烈的热辐射
和浓烈的烟雾，使得消防队员往往无法有效堵截。建筑高度过高，而通常的消防灭火
设施高度有限，所以室外灭火难以有效开展，室内消防给水设施则是主要扑救设施，

但是一旦火势大范围蔓延，很容易出现室内消防用水不足的问题。再加上建筑高度过
高，容积率较大，人员疏散时间过长。加拿大一项关于人员疏散的科学实验中，设定
高层建筑中每一楼层固定容纳 200 人，沿着 1.1m 宽的楼梯进行人员疏散，结果显示：
11 层高的建筑中，全部人员疏散需要的 6.5min，50 层高的建筑中，全部人员疏散则

需要近 130min。可见高层建筑随着层高的逐渐增加，人员疏散时长增加，而且受火
势迅速蔓延和烟雾的影响，人员疏散难度势必大大提升。
4. 火灾隐患多
当前城市中的高层建筑普遍都有多元化功能，很多都是融合商业、办公、住宅、

观光等多种功能，内部具有相对较多的可燃易燃物，再加上高层建筑复杂的电气系统，
如果管理不善，则很容易会引发火灾事故。所以，高层建筑火灾防控一直以来都是社
会关注的重点。
5. 钢结构耐火性不够

传统的建筑施工建设中普遍使用混凝土材料，但是对于高层建筑而言，混凝土材
料不足以支撑高强度的负载，所以，通常使用钢结构开展高层建筑施工。虽然钢结构

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