高层建筑的防火安全技术

　　在最近20年的时间里，我国的高层建筑如雨后春笋般拔地而起，从深圳到东北，从沿海到内地，大有争先恐后，越盖越高之势。从1980年前高层建筑在我国还几乎是个空白，到1991年底，全国已建成的高层建筑共有13000余幢，其中高度超过100米的超高层建筑近70幢，而且数量和高度增加的势头不减。  
　　一方面是高度在迅速增加，另一方面建筑大厦的功能也在日趋多样化。一座巨型的大厦如同一座小城市，集居住、办公、仓库、车间生产、娱乐、餐饮、购物、金融、休闲等多功能于一身，同时可容纳数千人甚至数万人。这种多功能的综合大厦用火用电量大，内部装修可燃物多，人员复杂，财富集中，潜在的火险隐患多。这就给大厦的安全，特别是消防安全带来了极大的危险性。
　　十多年来，我国高层建筑有了迅速发展，因此，继1982年我国颁布了第一部《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称高规）之后，历经13年的努力，总结了国内高层建筑防火设计的实践经验，参考了国外有关标准规范，1995年对“高规”进行了较大修订。进入2000年以来，再次对“高规”进行了全面的修订，并引入了以性能为基础的设计思想，以适应现代科学技术发展的需要。这标志着我国在高层建筑防火设计领域已进入了一个新的阶段。
　　高层建筑，由于体型大，功能复杂，因而火灾危险性也大，主要表现在以下几个方面。
　　（一）火势蔓延快
　　高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气道等竖向井道，如果防火分隔或防火处理不好，发生火灾时好像一座高耸的烟囱，成为火势迅速蔓延的途径，尤其是高级旅馆、综合楼以及重要的图书楼、档案楼、办公楼等高层建筑，一般室内装修、家具等可燃物较多，有的高层建筑还有可燃物品库房，一旦起火，燃烧猛烈，容易蔓延。据测定，在火灾初起阶段，在空气对流，在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3米/秒，在火灾燃烧猛烈阶段，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0.5-3米/秒；烟气沿楼梯间或其他竖向管井扩散速度为3-4米/秒。如一座高度为100米的高层建筑，在无阻挡的情况下，半分钟左右烟气就能顺竖直管井扩散到顶层。例如，韩国汉城22层的“大然阁”旅馆，二楼咖啡间的液化石油气瓶爆炸起火，烟火很快蔓延到整个咖啡间和休息厅，并相继通过楼梯和其他竖井管道，迅速向上蔓延，顷刻之间全楼变成一座“火塔”。大火烧了约9个小时，死163人，伤60人，烧毁大楼内全部家具、装修等，造成了严重损失。助长火势蔓延的因素较多，其中风对高层建筑火灾就有较大影响。因为风速是随着建筑物的高度增加而相应加大的。据测定，在建筑物10米高处的风速5米/秒，在30米高处的风速为8.7米/秒，在60米高处的风速为12.3米/秒，在90米高处的风速为15.0米/秒。由于风速增大，势必会加速火势的迅速蔓延。
　　（二）疏散困难
　　高层建筑的特点：一是层数多，垂直距离长，疏散到地面或其他安全场所的时间也会长些；二是人员集中；三是发生火灾时由于各种竖井拔气力大，火势和烟雾向上蔓延快，增加了疏散的困难。
　　（三）扑救难度大
　　高层建筑高达几十米，甚至超过二三百米，发生火灾时从室外进行扑救相当困难，一般要立足于自救，即主要靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限，高层建筑内部的消防设施还不可能很完善，尤其是二类高层建筑仍以消火栓系统扑救为主，因此，扑救高层建筑火灾往往遇到较大困难。
　　（四）火灾隐患多
　　一些高层综合性建筑，功能复杂，可燃物多，消防安全管理不严，火灾隐患多。如有的建筑设有百货营业厅，可燃物仓库，人员密集的礼堂、餐厅等；有的办公建筑，出租给十几家或几十家单位使用，安全管理不统一，潜在火灾隐患多，一旦起火，容易造成大面积火灾。
　　现就高层建筑当前发展迅速，并在国内、外都共同关注的热点问题，像剪刀楼梯、玻璃幕墙、避难层（间）、共享空间（包括大空间）、层顶停机坪、正压送风以及防排烟等问题作些介绍。
　　一、玻璃幕墙建筑的防火与灭火技术
　　随着现代高层建筑的诞生，玻璃工业的发展，轻质、高强度空腹薄壁幕墙框架材料的完善，为玻璃幕墙的飞速发展提供了必要条件。这项新技术在世界上出现仅有三十几年的历史，在我国也已得到惊人的发展。据悉，1994年全国已开工新建的隐框玻璃幕墙多达150万平方米，这与美国目前的同类建筑数量持平。许多高层建筑动辄布置玻璃幕墙上千平方米，且有向更大规模方向发展的趋势，如中国机械进口公司成都分公司办公大楼的玻璃幕墙面积达3700平方米，云南玉溪卷烟厂高层办公楼的玻璃幕墙的面积则达4520平方米。
　　由于玻璃幕墙的设置对消防安全关系极大，1995年11月1日实施的《高层建筑设计防火规范》中已对此提出明确规定，使国内建筑幕墙装饰行业高水平健康发展有了确实保障。1996年12月9日中国建筑幕墙技术开发测试中心在深圳宣告成立。该中心将为促进建筑幕墙工程的设计、生产、安装与维修的标准、规范化发挥积极作用。
　　（一）玻璃幕墙的构造
　　玻璃幕墙是将玻璃装饰于高层建筑外表的一种外墙构造形式，可理解为是建筑物外窗的无限扩大，以致将建筑的外表全部用玻璃包上，由单纯的采光、保温、防风雨等功能，变为多功能的装饰品。它将建筑美学、建筑功能、建筑结构等因素有机地结合起来，不仅使建筑物在不同角度上呈现出不同的色调，随着阳光、月光、灯光及周围环境的变化给人以动态的美，使大楼的外观在一年的四季和一天的不同时间，反射着不同的影色，整个建筑物也不显得庞大笨重。
　　通常玻璃幕墙基本上包括骨架、玻璃和封条材料。目前玻璃幕墙按结构大致分为：单元式（IT组装）、元件式（现场组装）和结构式玻璃三种。按材料的组成及构造形式分有四种：型钢骨架、铝合金型材骨架、不露骨架结构及无骨架玻璃幕墙。
　　1、型钢骨架体系
　　型钢骨架体系是由型钢幕墙的骨架，玻璃镶嵌在铝合金框内，然后再将铝合金框骨架固定。这种体系使得固定骨架的铆点间距增大，适应于比较宽敞的空间，如门厅、大堂的外立面等部位。南京金陵饭店就属于这种体系。
　　2、铝合金型材骨架体系
　　铝合金型材骨架体系是由特殊断面的铝合金型材作为玻璃幕墙的骨架，玻璃镶嵌在骨架的凹槽内。其最大的特点在于骨架型材本身兼有固定玻璃的凹槽，而不用另外安装其他配件，因而是目前应用最多的一种形式。
　　3、不露骨架结构体系
　　不露骨架结构体系属隐框式配幕墙，即玻璃直接与骨架连接，在立面不见骨架，也不见窗框，它是用高强度胶粘剂将玻璃粘到铝合金的封框上，骨架、窗框隐蔽在玻璃内侧。如深圳发展中心大厦在我国首次使用这类幕墙。以上三种幕墙均属于骨架支托玻璃，固定玻璃的安装方法。
　　4、无骨架玻璃幕墙体系
　　无骨架玻璃幕墙体系其玻璃本身既是饰面材料构件，又是承受自身重量荷载及承办构件。整个玻璃幕墙的刚度，保证幕墙的稳定性，一般还需加设与面部玻璃呈垂直的肋玻璃。
　　（二）玻璃幕墙建筑的火灾特点
　　玻璃幕墙建筑一般都是高层建筑，它既具有高层建筑的火灾特点，诸如火势蔓延快、烟气流动迅速、疏散扑救困难外，还有其自身的火灾特点。
　　1、增加了火灾蔓延途径
　　玻璃幕墙的通透及景物观赏性，增加了火灾蔓延的途径。火灾时火和烟会沿着幕墙外壁及内侧向邻近的楼层蔓延。如1988年5月4日位于美国商业区的第一洲际银行大楼发生火灾，由于幕墙的抽风作用，在不到30分钟的时间内，12层楼上1600平方米的楼面卷入火海，并且火焰窜出建筑外，沿着玻璃幕墙外表面蔓延到13层上，此外，浓烟同时沿着玻璃幕墙和主体结构的缝隙，迅速成上升到屋顶，致使大火烧毁建筑4层。
　　2、玻璃破碎脱落影响物资及人员疏散
　　我们知道型钢和铝合金型材的耐火性能都比较差，型钢在300-400℃高温下强度下降，600℃时失去承载能力，而铝合金结构型材的耐火性能更差，在受热条件下极易发生变型，250-330℃就失去承载能力。
　　火灾时，火焰的辐射热、高温烟气都会使幕墙结构膨胀过大，造成玻璃破碎脱落。另外，玻璃自身在高温作用下也容易发生炸裂脱落，如1995年1月20日湖北省孝感市三资宾馆二楼餐厅部发生火灾后，就是由于中部玻璃在火焰的高温作用下发生炸裂，大块大块的玻璃碎片脱落，致使一些疏散人员被伤，消防队员进入楼内实施灭火方案受阻。同时由于玻璃炸裂，火灾也很快蔓延到三楼、四楼，损失惨重。
　　更为突出的是火灾发生后常常是等不到人员从建筑物内疏散完毕，玻璃幕墙结构就已达到耐火极限，发生结构破坏，向下掉落各种结构碎片，严重影响人员疏散。
　　3、扑救火灾途径少，难度大，灭火战斗难以展开
　　玻璃幕墙结构阻碍了消防队员从建筑物外部攀登救人和灭火，另方面击碎玻璃向楼内射水与施救，由于玻璃幕墙被破坏，其损失将不亚于被烧物品的价值，从而增大了灭火指挥的难度。
　　（三）玻璃幕墙建筑的防火设计要点
　　玻璃幕墙建筑的防火设计要在不影响其通透性及观赏性的基础上进行。
　　1、防火分隔
　　大面积的玻璃幕墙大多跨越数个甚至数十个楼层，在玻璃幕墙和主体结构一般存在5-10厘米的空隙。1998年5月洛杉矶62层高的第一洲际银行大厦发生火灾，造成火势垂直蔓延的重要途径就是幕墙间隙。2厘米宽的幕墙间隙只用一些普通纤维隔热材料填充。火灾时，消防队员清楚地看到火苗通过这一垂直通道一层层地向上蔓延。该间隙应使用不燃材料封堵严实，不可在横向及竖向留下孔洞。不然材料有矿棉（岩棉）、超细玻璃棉等，封堵严实后再用非燃材料（如镀锌铁板）固定罩住，最后适当粉刷装饰可满足防火要求。
　　在玻璃幕墙内侧应设置不低于0.8米高的裙墙，以免一旦发生火灾，玻璃破损，火势向上迅速蔓延，建筑体成立体燃烧。
　　2、尽量采用防火玻璃
　　防火玻璃有两种，一种两层或两层以上的平板玻璃之间填充透明防火黏结剂再经压合而成。这种玻璃防火性能好，但因其笨重而使美观及豪华程度减色。另一种是在平板玻璃表面喷涂透明防火保护剂，这种保护剂受热膨胀发泡，形成很厚的防火隔热层，对玻璃仍有一定的黏结作用，可避免玻璃碎裂脱落。一般能耐700-1000℃高温，7毫米厚的防火玻璃耐火极限为1小时，并且对洗涮性能良好。玻璃本身薄而轻，大大提高了防火玻璃的外观质量。
　　3、自动喷水灭火保护系统
　　在火灾情况下，对玻璃幕墙急需进行隔火、降温的保护；受灾者在大火和烟气的威胁下，因受“向光行为”的驱使，被逼聚到玻璃幕墙附近，也需要保护。如果采用自动喷水灭火系统或水幕系统就可以对幕墙的铝合金骨架和玻璃本身提供有效的保护。更重要的是可以限制火灾的蔓延，防止灾情扩大。但喷头动作温度不应大于70℃。
　　4、进行防烟分隔，设置排烟系统
　　采用挡烟梁、挡烟垂壁等隔断物划分防烟分区。我国第一代自动启动的挡烟垂壁已经问世并开始批量生产。
　　对于大体量的高层建筑，因其纵深大，空间布置多样化，无法依靠自然通风，内部通风依赖于中央空调系统，它要求整个建筑物的空间密封性好，因而在玻璃幕墙和其他围墙上尽量少作开窗。即使有开启的窗扇也都居上，靠顶棚，火灾时难以启动。所以要设机械排烟设施，以免留下火灾隐患。
　　5、建立防雷系统
　　玻璃幕墙在建筑立面上的应用，使得建筑物外表围上一层金属骨架，有幕墙。一通到顶，屋顶还设有金属压顶板；另外，玻璃幕墙一些外露的金属配件如拉钉、螺栓等都可能遭到直击雷或侧击雷的雷击。因此，玻璃幕墙的防雷系统不容忽视。要使玻璃幕墙的防雷系统和整个建筑物的防雷系统连通起来。
　　二、剪刀楼梯的消防安全
　　这种建筑结构形式20世纪60年代最早在美国出现，随后在国外的建筑工程中多有采用。80年代我国北京、上海、深圳也先后有数座大厦采用了剪刀楼梯的建筑结构形式。
　　（一）剪刀楼梯的建筑结构
　　“剪刀楼梯”是连系建筑物楼层之间的通常形式之一。也可称之为叠合楼梯、交叉楼梯或套梯。它在同一楼梯间设置一对相互重叠，又互不相通的两个楼梯。在其楼梯间的梯段一般为单跑直梯段。剪刀楼梯最重要的特点是，在同一楼梯间里设置了两个楼梯，具有两条垂直方向疏散通道的功能。剪刀楼梯在平面设计中可利用较狭窄的空间，设置两部楼梯，这两部楼梯分属两个不同的防火分区，因而提高了建筑面积使用率。楼梯段则是完全分隔的。
　　（二）剪刀楼梯的防火结构要点
　　剪刀楼梯是为消防疏散而设置，它的结构要点如下：
　　（1）剪刀楼梯的出入口前必须设防烟前室，使之成为防烟楼梯间。
　　（2）剪刀楼梯的两部梯段之间必须设实体墙分隔。否则会使垂直方向的两个疏散通道处在同一空间，剪刀楼梯若有一个出入口进了烟会影响整个剪刀楼梯的安全使用。
　　三、大空间建筑的防火安全技术
　　大空间建筑包括大型商场、剧场礼堂、体育馆、厂房、仓库等各类内部空间很大的建筑物，这中间不少属于高层建筑。由于建筑结构的特殊性和使用方面的需要，大空间建筑在消防安全问题上与普通建筑物有着明显的差别，主要表现在：①普通建筑的防火、防烟分隔在大空间建筑中无法实施；②常用的火灾探测技术不适宜大空间建筑；③一般的喷水灭火装置不能有效地发挥作用；④火灾条件下，由于工作人员集中，安全疏散相当困难。随着经济的发展，大空间建筑作为一种建筑艺术在今后肯定是迅速增加的趋势。
　　在国内大空间建筑火灾已有多起，国外这类建筑火灾也很突出。不少发达国家和地区开始投入较大力量，开展大空间建筑火灾特征及其防治的研究工作。研究的重点是烟气在大空间内的上升规律、防排烟技术及喷水灭火等技术。上述这些研究多采用中、小型的模拟实验、简化理论模型和计算机模拟，至今尚缺乏大型的实体火灾实验。
　　（一）大型商场
　　近几年，全国先后兴建了许多大型商场，建筑面积达数万平方米。如郑州的亚细亚商厦，福州的先施商业城，上海的国际购物中心。其中最大的要数沈阳商业城，地上6层，地下2层，建筑面积达8.9万平方米。商场的建筑形式愈加多样化：有地下商场，如南京夫子庙地下商场，西安的站前地下街；有高层商场，如广州的新大新公司，长沙的商业大厦；有错层商场，如成都的人民商场，乌鲁木齐的友好商场。为创造综合、优美、舒适、愉快的购物环境，新建商场正朝大型化、中庭化、空调化、多功能化方向发展。这些建筑的兴起给城市造就了新景观，也给消防工作带来了新课题。
　　1、中外几起令人瞩目的大型商场火灾
　　大型商场人员流动大，密度高，财富集中，可燃物多，因而火灾造成的生命和经济损失也大，如：
　　西班牙伊诺巴西温百货大楼火灾，死亡350人；
　　1972年5月日本大阪市千口百货大楼火灾，大火持续了40小时，死亡118人；
　　1973年11月日本熊本市大洋百货大楼火灾，死亡103人；
　　1979年2月奥地利维也纳的杰格勒斯百货商店火灾，大火烧掉了一座大楼；
　　1979年4月罗马尼亚布加勒斯特市维多利亚百货商店火灾，死亡4人；
　　1988年9月江西南昌市地下商场火灾，持续了17小时，直接经济损失150万元；
　　1990年7月上海曹扬百货商店火灾，直接损失250万元；
　　1993年2月唐山林西百货大楼火灾，死亡80人，直接经济损失396万元；
　　1993年5月南昌万寿宫商场火灾，直接经济损失585万元；
　　1993年8月北京隆福商业大厦大火，烧毁的营业面积近万平方米；
　　1994年1月杭州天工艺苑购物中心，大火造成的直接经济损失达991万元；
　　1995年1月九江大中大商厦火灾，死亡9人，损失约500万元；
　　1995年1月郑州天然百货商厦火灾，2-4层商品全被烧毁；…………
　　截止到1995年，据不完全统计全国就有130多起大商场火灾。
　　2、大型商贸建筑的火灾特点
　　（1）财富集中，可燃物质多，蔓延速度快，燃烧猛烈商场中除小部分金属制品外。大部分都是可燃物质。柜组相连，货架相依，大空间助燃充分，燃烧猛烈。
　　（2）人员流动大,对商场环境不熟悉，加上顾客中的老弱病残,给人员疏散造成困难。
　　（3）商品性质种类繁多燃烧产生的多种有毒气体，对人生命造成危害，是大型商场火灾造成多人致死的重要原因。
　　（4）建筑为多层或高层，容易形成立体燃烧大型商场中，敞开的自动扶梯、步行楼梯、上下电梯造成防火分区面积大，再加上大面积的玻璃幕墙和管道竖井，一旦起火，向上蔓延快，上下成立体燃烧。
　　3、现代大型商场的防火焦点
　　（1）严格控制防火分区大型商场由于敞开楼梯、自动扶梯及中庭空间的存在，给防火分隔带来困难，很难满足每个防火分区面积不超过1000平方米，设有自动喷水灭火系统的，其防火分区面隔措施，但火灾实例的教训是防火卷帘的耐火极限很难达到防火墙判定条件，如耐火极限达不到4小时；受柜台、货架的阻碍，无法下落到底；失火停电，造成卷帘无法启动等，因而失去防火功能。所以，《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-1995规定，在防火卷帘门的“两侧应设闭式自动喷水灭火系统”即加水幕保护。
　　防火卷帘只可用未代替防火墙进行防火分隔，且不可在疏散通道上作防火门设置。
　　（2）完善防、排烟设施火灾时发生大量烟气，是大型商场内人员安全疏散的极大障碍，探讨烟气流动规律，开发防、排烟技术是各国关注的焦点之一。
　　对于楼梯间及其前室宜采用自然排烟方式，如不能自然排烟，可采用正压送风防烟方式。
　　（3）切实保证安全疏散大型商场人员流动大，密度高，多数购物者对商场环境不够熟悉，且有老弱病残者在其间，所以火灾时安全疏散组织不好，势必造成严重伤亡。唐山林西百货大楼火灾即是一例。
　　建筑物内部可燃物质着火，出现轰燃的时间通常在5-8分钟之内，建筑物内的人员要在轰燃出现前疏散完毕为宜，通常5-7分钟——这也是人员安全到达出口的允许疏散时间。确定疏散通道宽度和距离均以此依据。为满足允许疏散时间的需要，营业大厅内任一点至最近的安全出口的直线距离不宜超过20米。
　　此外，营业大厅的事故照明、疏散指示标志和应急广播（或语言提示）的供电应与正常照明供电在干线上分开。
　　（二）剧场礼堂
　　剧场、电影院、俱乐部、歌舞厅等都是大量人员聚集的场所，人们精神集中于娱乐而放松了自身安全及意外事故的警觉，因而一旦发生火灾，常会造成群死群伤的恶果。
　　剧场火灾，历代不鲜。仅100年间，欧洲就烧毁了1100多座剧场。我国的剧场，毁于火灾的也不少。
　　1、剧场的主要防火焦点是舞台
　　（1）舞台内存放有大量的可燃物、景片、帷幕等；
　　（2）舞台上有大量的灯具发热体，电气线路错综复杂，新疆克拉玛依特大火灾就是因为灯具烤燃纱幕引起的火灾；
　　（3）演出中有效果烟火；
　　（4）有适于燃烧的巨大空间。
　　据统计，欧洲剧场的400次火灾中，有307次是由舞台引起的。新疆1977年、1994年两次特大火灾也都是由舞台引起的。解放前东北某剧场舞台失火，舞台像烟囱一样，观众厅空气被抽走，因窒息而死的观众达900人。美国芝加哥伊洛奎斯大剧院舞台失火，因防火幕启闭系统失灵，火势迅速蔓延至观众厅，造成602人死亡。
　　舞台起火后其蔓延速度也是其他类建筑物不可比拟的，中国建筑西南设计院曾作模拟实验：12米高的幕布仅10秒钟即可全部烧毁。
　　因此，应该首先采取有效的手段把舞台分隔成独立的防火分区。英国、苏联、德国和香港的有关规定也都是将舞台作为独立防火分区处理的。在台口处应设防火幕并设水幕保护，使之升温不至过高，为观众提供充分的疏散和扑救时间。防火水幕带应着手组织跨行业、跨部门的试验和研制，并制定相应的标准和规范。台口的防火墙要越过吊顶，直达屋顶、对舞台和观众厅闷顶的空间也要作防火分隔。
　　剧场和其他用途的建筑物合建一起使用时，剧场应作为一个独立的防火分区与周围其他部分用防火墙用防火墙隔开，如开门需设甲级防火门。吉林银都夜总会火灾，因没形成独立的防火分区，殃及图书馆、博物馆，烧毁32239件文物，造成无法估量的损失。在大城市繁华地段，剧场与其他建筑毗邻，建立独立的防火分区这一点有重要的意义。
　　2、舞台的排烟措施
　　目前我国尚没有剧场设置自动开启或手动开启的排烟系统。一般只是在舞台上部设置一些高百叶窗，往往因天气寒冷，将其固定死。可见，我国剧场建筑对舞台的排烟问题不够重视。我国急需研制能够在火灾时自动打开，靠火灾时气压增大将排烟窗自动浮起的排烟系统。目前国外已有定型产品。
　　3、剧场的安全疏散
　　安全疏散一要靠疏散出口畅道，二要靠合理的疏散引导。
　　对新疆克拉玛依、伊犁等地几处特大火灾的分析表明，疏散口、疏散通道不畅通，是造成人员大量伤亡的主要原因。新疆伊犁某兵团俱乐部，在火灾发生时六个疏散口只有一个是打开的，人们在门口拥挤、践踏，事后清理尸体达11层。人在火灾发生时，惊恐万分，极易出现拥挤逃生。如疏散口、疏散通道安排得好，就可以避免大量伤亡。这样的例子也是有的，如解放军某部剧场，由于电气事故舞台失火，照明中断，管理人员镇静沉着，用四个手电筒照明，疏散口全部打开，迅速将全部观众疏散出去，无一伤亡，但建筑被烧毁。
　　良好的疏散安排，则是保证大量观众生命安全的首要措施。
　　我国设计人员曾对哈尔滨、安徽、上海几个剧场的疏散时间进行测定，大体上在3-4分钟满座的观众能疏散完毕，这是在平静时的测定数据。
　　在火灾情况下，外门宽度比内门宽度小对紧急疏散是极端不利的，所以香港法规规定剧场前厅向街道的出口应比观众厅通向前厅的出口宽三分之一。目前，在我国各大城市的剧场中外出口比内出口小的情况非常普通，尤其是繁华街道上的一些剧场。改善这种瓶颈堵塞的方法是在剧场旁边或后面，再开辟疏散门和疏散通道。
　　（三）中庭建筑的消防安全
　　1、中庭概念的由来
　　建筑物的中庭这个概念由来已久，古希腊人早在建筑物中利用露天庭院（天井）作为邻里交往的场所，后来罗马人又对如加以改进，在开井上盖上屋顶，于是便形成了了受到屋顶限制的大空间——中庭。在我国也有类似的发展过程，早年民居中开井结构很普遍，后来加有天篷形成屋顶，在我国早年仅限于2-3层的建筑内部空间为核心，综合多种功能的空间结构形式——“中庭”，也有称“共享空间”的。它在建筑内部创造出一个引人注目宽敞明亮的美妙环境。豪华气派，令人赏心悦目。
　　中庭在建筑中的高度不等，有的与建筑物同高，如日本新宿NS大楼，其中庭贯通30层；有的则只在其上面或下面几层，美国亚特兰大市70层高的桃树中心广场旅馆，中庭仅布置在底部6层，周围环境由天窗采光，底层大厅布置装饰物，使之与中庭相映生辉。在我国如福州温泉大厦、福州外贸中心大楼、长城饭店、白天鹅宾馆、厦门海景大酒店等许多高层建筑、都设置有贯穿若干层或全楼的大型空间。
　　2、近期国内的中庭火灾
　　进入20世纪90年代，国内不少高层建筑设计有中庭结构，尤以商场最为明显，大型商场内设有回字型内开井。
　　1995年11月27日蚌埠市怀远县锦秀综合楼由于违章使用电热器具起火，大火烧至中庭后，很快将顶部的玻璃瓦烧穿，造成火势向四周蔓延。
　　1996年4月2日沈阳商业城一层的西北角起火，烧至中庭，面积为1170平方米的中庭贯通6层高，热气浪很快达到6层，并将顶部玻璃外罩烤裂，由于商场内的防火卷帘等设备失效，整个中庭形成了拔风的“烟囱”，中庭变成了巨大的火柱，进而向各层蔓延。
　　起火后，中庭助长火势迅速蔓延的例子还有鞍山商场、浙江天工艺苑购物中心。
　　3、中庭建筑的防火对策
　　中庭建筑的设计形式无疑是建筑设计的成功之作，而它的出现同时带来了火灾危险性。贯穿全楼或多层的封闭大空间，与各层四周布置着各种多功能用房彼此连通，面积之大远远超过了现行规范中有关防火防烟分区的规定，无法划分防火、防烟分隔。一旦某层发生火灾，未能及时扑灭，火势必将扩大，在中庭大空间无疑增大了烟气的扩散。因此，防火分隔与排烟设计是中庭建筑防火设计的关键，也是许多国家都在致力研究的问题。
　　（1）美国的有关规定：当中庭面积超过93平方米时，与中庭连接的层完全向中庭敞开者不得超过3层。其余各层用耐火极限不低于1小时的隔墙或水幕保护的玻璃隔断分开；建筑内部应遍设自动喷水设备；中庭顶部需设排烟口，机械排烟每小时4-6次。
　　（2）我国在寻求解决中庭防火、排烟问题的途径：
　　①在中庭顶盖及各层走道、房间等部位遍设感烟探测器并与排烟天窗及自动喷水灭火系统联动，并由消防中心控制。
　　 ②感烟探测器联动，遍设自动喷水系统，在各层走道沿口设加密的喷水系统，起到防火隔断和灭火的作用。特别是对于人员较多，设置防火卷帘会影响疏散的回廊等处可采用水幕系统。
　　③在中庭顶盖设置与感烟探测器联动的排烟天窗。底部采用正压送风。视高度采用分级排烟、送风系统。达到：排烟抽力足以控制烟气在上升过程中，遇冷而使其密度加大，横向流动，使中庭周围的走道客房基本上形成无烟区。这是烟气会出现“层化”现象，当上升到与其密度相等自空气高度时，使转向水平扩展，甚至会下降，使得烟气无法从顶部高窗排至室外，所以在投资条件许可的情况下，应加设送风防烟装置。
　　（四）大空间建筑防火工程新技术的综合应用
　　国内外十分重视大空间公用建筑消防工程的作用，近年来也先后开发出各种适用于长距离、高大空间的火灾探测报警系统，如光纤感温探测报警，双波段火焰探测报警，抽气式成分分析火灾报警以及CCD、ANN（即电荷耦合摄像和人工神经网络）图像识别火灾信号等；开发出早期报警快速反应（ESFR）自动喷水灭火系统等，并将这些技术纳入消防工程规范中。在人员疏散技术上正向智能化发展。各种轻便易携的抢险救援设备，对于易发生群死群伤的公用建筑更显得重要。在防、排烟的控制，防烟门、防烟卷帘、挡烟垂壁上都有新产品新技术不断涌现。
　　总体上讲，全面地采用消防工程各项新技术，综合地运用到一个典型的大空间公用建筑之中，并提出优化的一整套设计思路和消防工程实践，在国内外尚未见有报道。
　　四、高层建筑的防、排烟系统
　　火灾产生的大量的烟气和热量，如不尽快排除，就无法保证人员的安全疏散和扑救工作的进行。据日本、英国火灾统计资料的分析，火灾死亡人数中被烟熏死的比例极大，最高达78.9%。在被火烧死的人中，多数也是先中毒窒息晕倒后被火烧死的。例如：日本千日百货大楼火灾，死亡118人，其中93人是被烟熏死的；美国米高梅饭店火灾，死亡84人，其中76人是被烟熏死的。因此，排除火灾中烟气和热量是防、排烟设计的主要目的。
　　（一）排烟方式和种类
　　1、自然排烟
　　利用火灾时产生的热压，通过可开启的外窗和排烟窗（包括火灾发生时玻璃破碎后的开口）把烟气排至室外。
　　2、机械排烟
　　设置专用的排烟口、排烟管道和排烟风机与探测器联动，把火灾时产生的烟气和热量排至室外。
　　（二）排烟设施的设置部位
　　根据火灾实地观测，人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离为20-30米，再参照苏联和前联邦德国的防火设计规范，我国《高层民用建筑设计防火规范》中规定排烟设施的设置部位包括：长度超20米的走道，面积超过100平方米，且经常有人停留或可燃物较多的房间，中庭或经常有人停留或可燃物较多的地下室。具体地讲就是多功能厅、餐厅、会议室、书库、资料室、贵重物品陈列室、商品库、计算机房、电讯机房等处。启动排烟设施，以利烟气和热量迅速排除。
　　参照国外的规定，我国《高层民用建筑设计防火规范》中规定，排烟口宜设置在走道和房间的“上方”。目前有些建筑设计对此未引起足够重视，例如中国粮油进出口公司黑龙江省分公司综合办公楼前室排烟口距地面仅1米；还有像哈尔滨百货批发站大楼，在施工时，将原设计在顶棚的排烟口改设在侧墙上，这些都极大地降低了排烟效果。
　　（三）机械加压送风防烟技术
　　机械加压送风方式早在第二次世界大战时期，一些国家曾利用它来防止敌人投入的化学毒气和细菌侵入军事防御、作战部门的要害房间。和平时期又有人利用它在工厂里制造洁净车间，在医院里制造无菌手术室，都取得了明显的效果，如今机械加压送风技术又广泛应用于高层建筑的防烟方面。像美国布鲁克弗研究所的12层办公大厦，英国夫市的26层保险公司，前联邦德国汉堡一座7层办公大楼都是当今著名的机械加压送风防烟方式的试验基地和研究中心。在我国，近年来高层建筑发展很快，加压送风防烟技术从研究到应用均取得了很大的成就，到1995年初我国已有2000多幢高层建筑利用了加压送风防烟技术。
　　机械加压送风防烟使疏散通道达到无烟的目的，从而能保证人员的疏散和火灾扑救的需要。
　　对于一幢建筑，当某一部位发生火灾时，应迅速采取有效的防排烟措施，对火灾区域实行排烟控制，使火灾产生的烟和热量能迅速排除，以利人员疏散和消防扑救，故该部分的空气压力值为相对负值。对非火灾部位及疏散通道应采取机械加压的防烟措施，使该部位空气压力值为相对正值，以阻止烟气侵入，控制火势蔓延。对封闭式壁难层实行加压送风，除保证避难层内的一定正压值外，还可以为避难人员提供室外新鲜空气。
　　（四）排烟风机与加压送风机的设置
　　加压送风系统应保证送入的空气不受火灾部位排出烟气的污染。因此，加压送风机和取风口一般应尽可能设置在建筑物下部，对排烟风机和排烟口则应设在建筑物的上部。现有高层建筑中，像丁香大厦、伊春大厦等的排烟风机与加压风机均设在屋顶，排烟口与取风口相对，这样，火灾时排出的烟气正好被加压风机吸入，烟气出现短路。又如黑龙江省建设银行办公楼梯间采用的送、排风口均设在楼梯间下部，且相距很近，也造成了送风与排烟的短路。这说明我国在应用防、排烟技术方面还不很成熟。
　　五、直升机停机坪在高层建筑消防中的应用
　　国外有不少层数较多的高层建筑，设有屋顶直升机疏散到安全地区。对此有过成功事例，巴西圣保罗市，高31层的安德拉斯大楼，在屋顶设有直升机停机坪，1972年2月4日大楼发生火灾，当局出动11架直升机，经4个多小时的营救，从屋顶救出250人。可见直升机用于高层建筑火灾时的人员疏散是可取的。
　　我国已有一批高层建筑设置了屋顶停机坪。像北京国际贸易中心、北京昆仑饭店、南京金陵饭店、深圳国际贸易中心、上海希尔顿饭店、北京急救中心、天津市第一中心医院等。
　　考虑到我国国情和经济承受能力，在高层建筑屋顶设直升机停机坪还需量力而行，在《高层民用建筑设计防火规范》中也未做强制性规定。
　　六、智能化建筑中的消防技术
　　（一）什么是智能建筑
　　智能建筑概念20世纪70年代末源于美国。智能建筑的定义至今在国际上还没有统一的说法。美国智能建筑学会定义“智能建筑”：是将结构、系统、服务、运营及相互联系全面综合并达到最佳组合，所获得的高效率、高功能与高舒适性的大楼。智能建筑一般具有三个条件：一是采用先进的自动控制系统，调节大楼内的各种设施，包括消防、保安、气温、湿度、灯光等，创造舒适的环境；二是具有良好的通讯网络设施；三是可提供现代化对外通讯手段和办公条件，可及时获得全球性金融商业情报、科技情报和各种数据库系统中的最新信息，有利于及时处理商贸业务的高速决策与竞争。
　　全球第一座智能建筑始于1984年，位于美国康涅狄格州哈斯福法市。日本于1985年，位于东京的一座智能建筑也相继落成，并于1985年末成立了国家智能建筑专业委员会。美、法、加拿大、瑞典、德国、日本、泰国在20世纪80年代末，90年代初都已落成具有自己国家特色的智能建筑。日本新建的建筑中60%以上是智能型的。
　　智能建筑在结构设计中采用开放式，大跨度框架结构，以满足多种用户对不同环境功能的要求，全面实现五A功能：CA（通讯自动化），BA（楼宇自动化），FA（防火自动化），OA（办公自动化），SA（保安自动化）。NEC公司还开发提出了用途有别，规模不等的智能办公大楼系统，智能医院系统，智能学校系统，智能旅游宾馆系统及智能公寓系统。
　　（二）智能建筑的自动消防系统
　　智能建筑发生火警时，火灾监控系统要及时探测、鉴别并启动通讯系统对外报警，根据各楼层人员情况显示最佳疏导、营救方案，同时，自动关闭不必要的电力系统和办公系统，并根据火灾状况分配供水系统，启动防、排烟设施等。
　　在智能建筑中最可能应用的产品：
　　（1）模拟量（国外有称类比式）火灾探测器。它能随时将监测区域范围内的火灾参数、传感器的工作状态，以模拟量传输方式输入火灾报警控制器，由微机进行自动数据分析和判断，它的灵敏度可由控制器调整，并具有阈值补偿功能。
　　（2）智能复合型火灾探测器。它也是一只火灾探测器中采用两种或两种以上的传感元件，达到综合判断火灾的目的；减少误报，提高火灾探测的准确性。
　　（3）智能火灾报警控制器。能对接收的火灾参数分析运算。自动排除环境背景的干扰，具有存储火灾参数特征曲线的功能，并能与收到的现场火灾参数对比，实现预报警和报警，具有现场编程功能。
　　（4）智能火灾报警联运控制系统。这是一种智能消防综合控制系统，具有报警、联运、灭火、广播等全部功能，其结构是模块化，系统构成灵活，传输方式采用抗干扰性强的两总线数字通信技术，智能是通过更高速的微机实现的，系统容量大、寻址快、可靠性高，报警和联动控制可一体结构，也可分体结构，均能实现自动控制功能。
　　我国已建成或在建的高层建筑中，智能防火系统有较广泛的应用，如北京光大大厦、长城饭店、交通部办公楼、上海展览中心、锦江饭店、广东国际大厦等建筑已达到楼宇设备自动化，即实现中央电脑控制系统，其防火子系统亦采用集中智能型，具有设备监控和网络通信能力。
　　综上所述，智能建筑是大型公共建筑及高层建筑发展的必然趋势，是利用系统集成方法，将计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合在一起，并随着现代化技术发展不断完善其自身的功能。智能建筑的不断出现，促使火灾监控系统向着集中智能型和分布智能型防火系统方向发展，以实现火灾参数动态监测、数据共享、设备优化控制、网络通信和防火综合管理等功能。
　　（三）智能建筑在我国的前景展望
　　智能建筑已成为世界上建筑业发展的必然趋势，随着我国改革开放的深入发展，智能建筑在经济与信息快速发展的大城市，如北京、上海、广州、深圳、珠海、大连等地已悄然兴起，从一个侧面展示了经济腾飞，信息追踪时代的中华英姿。
　　智能建筑的开发与应用是一项涉及到多学科、跨行业的系统工程，需要电子信息产业部门、科研生产部门与房产建筑部门共同努力，不断积累经验，与发达国家公司合作或合资，形成自己的专业开发队伍，积极促进智能大厦的发展。
　　我国第一部地方性“智能化大厦”设计法规，已于1996年3月在上海公布实施。同时，建设部同年初在上海召开“智能化大厦”设计研讨会。会上一致呼吁，应尽快制订全国性“智能化大厦”设计标准。由此可见我国主管部门正着眼“智能大厦”的法规建设。