摘要：在城市化進程中，建筑火災(zāi)頻發(fā)，凸顯了建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的重要性。高質(zhì)量的防火技術(shù)不僅能降低火災(zāi)發(fā)生可能性，還能在火災(zāi)發(fā)生時減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。隨著科技的進步，傳統(tǒng)防火方法已逐步向高科技的防火系統(tǒng)演化，如智能防火系統(tǒng)集成、無機防火保護材料應(yīng)用。防火技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用可提高建筑的安全標(biāo)準(zhǔn)，加快建筑防火響應(yīng)速度。本文分析了建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的重要作用，討論了建筑結(jié)構(gòu)防火的關(guān)鍵技術(shù)，并從健全緊急響應(yīng)與協(xié)調(diào)機制、完善建筑結(jié)構(gòu)防火體系、引入火災(zāi)模擬模型、增強建筑結(jié)構(gòu)防火教育效果、提升建筑結(jié)構(gòu)防火性能、搭建智慧化管理系統(tǒng)、充分發(fā)揮智能防火系統(tǒng)功能等方面提出解決策略，旨在為建筑設(shè)計與工程實踐提供科學(xué)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)；結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計

引言

建筑火災(zāi)的復(fù)雜性、災(zāi)害性對建筑結(jié)構(gòu)提出了更高要求，必須采用先進技術(shù)來預(yù)防。隨著材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)工程、信息技術(shù)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)防火技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)靜態(tài)防護逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)、綜合防護?，F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)防火技術(shù)不僅關(guān)注防火材料的選擇與應(yīng)用，更注重系統(tǒng)集成與智能化管理，以適應(yīng)更高層次的安全需求。隨著全球?qū)Π踩珮?biāo)準(zhǔn)的重視，建筑防火規(guī)范也在不斷更新，推動著防火技術(shù)不斷創(chuàng)新。本文旨在探討通過關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用與實踐，希望提升建筑結(jié)構(gòu)的防火安全性能。

一、建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的重要性

建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計能確保建筑安全，在提升建筑功能性方面扮演著重要角色。作為現(xiàn)代建筑設(shè)計的核心組成部分，防火設(shè)計直接影響著建筑結(jié)構(gòu)的耐用性與安全性，也是人員安全的首要保障。高質(zhì)量的防火設(shè)計能在火災(zāi)發(fā)生初期控制火勢蔓延，為建筑內(nèi)人員提供更多的逃生時間，盡可能減少財產(chǎn)損失。防火設(shè)計還涉及到緊急疏散路徑的科學(xué)規(guī)劃及安全出口的合理布置，這些都是提升建筑應(yīng)急響應(yīng)能力的關(guān)鍵因素。從法規(guī)角度看，建筑防火設(shè)計須遵循嚴(yán)格的國家或地區(qū)安全標(biāo)準(zhǔn)與法律法規(guī)，既能提升建筑的市場競爭力，也體現(xiàn)了社會對生命安全的重視。隨著建筑科技的進步與材料科學(xué)的發(fā)展，防火技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的被動防護逐漸轉(zhuǎn)向主動、智能化的防護。防護系統(tǒng)通過實時監(jiān)控、自動報警、快速響應(yīng)等功能，可提高防火安全管理效率[1]。

二、建筑結(jié)構(gòu)防火關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）無機防火保護材料的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)防火技術(shù)中，無機防火保護材料主要是通過加強隔熱與防火屏障來增強建筑結(jié)構(gòu)的耐火性能。這類材料主要包括耐火砂漿、耐火混凝土、礦物纖維等，材料的共同特點是在高溫下具有良好的穩(wěn)定性與隔熱性能。在實際應(yīng)用中，無機防火材料用于構(gòu)造防火墻、防火層及其他關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部分。例如，耐火混凝土可用于制造樓板與梁，不僅能承載重大負荷，還能在火災(zāi)情況下保持結(jié)構(gòu)完整性，延長建筑結(jié)構(gòu)耐火時間[2]。礦物纖維板因優(yōu)異的隔熱性能被廣泛應(yīng)用于墻體、天花板的防火保護。此外，特殊無機涂料也被用于鋼結(jié)構(gòu)的防火保護。這種涂料在遇到火災(zāi)時能迅速膨脹形成隔熱保護層，有效隔斷熱量傳遞，保護結(jié)構(gòu)不受高溫影響。通過材料的合理應(yīng)用，可提高建筑的防火安全性，為火災(zāi)時人員的安全撤離贏得寶貴時間。

（二）結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計

結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計是建筑防火安全策略中的核心部分，目的是確保建筑結(jié)構(gòu)在火災(zāi)情況下保持一定時間的穩(wěn)定性與完整性。結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計主要依靠選擇合適的材料與采用特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法來實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計要根據(jù)建筑的使用性質(zhì)、高度、規(guī)模來確定相應(yīng)的耐火等級，進而選擇符合防火等級要求的建筑材料與結(jié)構(gòu)形式。在材料選擇方面，常用耐火材料包括耐火混凝土、防火磚、特殊處理的鋼材等。例如，鋼結(jié)構(gòu)要通過涂覆防火涂料或包裹防火板材來提高耐火性能。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局、配置，如采用雙層墻體和設(shè)置隔熱層，可延緩火勢向關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件蔓延。結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計還包括增加結(jié)構(gòu)冗余度，提高連接部件的耐火能力，如使用耐火性能更強的連接件或增加梁與柱的連接強度，以避免在極端火災(zāi)情況下結(jié)構(gòu)的局部或整體崩塌。高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計還要考慮到緊急撤離、消防設(shè)施的布局，確保在火災(zāi)發(fā)生時人員可安全、迅速撤離，方便消防救援行動[3]。

（三）智能防火系統(tǒng)集成技術(shù)

智能防火系統(tǒng)集成技術(shù)是現(xiàn)代建筑安全系統(tǒng)的重要組成部分，通過整合傳感器、監(jiān)控設(shè)備和自動控制系統(tǒng)來加強火災(zāi)預(yù)防。在具體實施時，要在建筑各個關(guān)鍵部位安裝煙霧探測器、溫度傳感器、火焰監(jiān)測器，通過實時監(jiān)測，在火災(zāi)初期迅速識別火源。傳感器的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控室，由智能分析系統(tǒng)進行處理。智能系統(tǒng)可分析數(shù)據(jù)，判斷火災(zāi)嚴(yán)重程度，可根據(jù)預(yù)設(shè)的程序自動啟動相應(yīng)應(yīng)急措施，如啟動自動噴水滅火系統(tǒng)、關(guān)閉通風(fēng)系統(tǒng)以防止火勢蔓延以及激活緊急照明和指示系統(tǒng)引導(dǎo)人員疏散。智能防火系統(tǒng)還可與建筑管理系統(tǒng)集成，如在火災(zāi)情況下自動打開逃生通道的門禁控制，關(guān)閉電梯以避免乘客誤入火場等。系統(tǒng)還可實時向消防部門發(fā)送火警信號與具體火災(zāi)位置信息，確保救援行動快速、準(zhǔn)確[4]。通過云技術(shù)，系統(tǒng)還可實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制，使建筑管理人員或消防部門即使不在現(xiàn)場也能實時了解火情動態(tài)并作出決策。智能防火系統(tǒng)的應(yīng)用可提高火災(zāi)應(yīng)急處理的智能化水平，提升建筑火災(zāi)的安全管理能力。

（四）耐火隔離與封閉技術(shù)

耐火隔離與封閉技術(shù)是一種通過物理障礙限制火勢蔓延和煙霧擴散的方法，廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計中以增強防火安全性。在具體應(yīng)用耐火隔離與封閉技術(shù)時，主要側(cè)重于使用耐火材料建造墻體、門、窗、其他分隔結(jié)構(gòu)，確保結(jié)構(gòu)能在火災(zāi)中保持一定時間的完整性、隔熱性。例如，耐火墻會使用高耐火等級的混凝土或磚石材料建造，阻隔火焰與高溫的直接傳遞。耐火門窗采用特殊的耐火玻璃、金屬框架，不僅防火性能高，也能在火災(zāi)時減少煙霧通過門窗縫隙擴散到其他區(qū)域。對通風(fēng)系統(tǒng)、管道等潛在的火災(zāi)蔓延路徑，采用耐火封堵材料進行封堵，如使用耐火泥、防火封條，封堵系統(tǒng)中的開口與縫隙，防止火焰、高溫氣體通過這些渠道傳播。在電纜、電線的穿透部位，也須使用耐火封堵材料進行嚴(yán)密封閉，以防電氣火災(zāi)發(fā)生與蔓延。在實施這些措施時，設(shè)計師要詳細分析建筑的使用功能、結(jié)構(gòu)布局，合理規(guī)劃耐火隔離區(qū)域、封閉點，確保在火災(zāi)發(fā)生時，火勢可被限制在最初發(fā)生的區(qū)域內(nèi)，最大限度保護建筑的結(jié)構(gòu)安全與人員的生命安全[5]。

三、建筑結(jié)構(gòu)防火關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用策略

（一）搭建智慧化管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮智能防火系統(tǒng)功能

搭建智慧化管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮智能防火系統(tǒng)功能是提升建筑安全性的關(guān)鍵一環(huán)。首先，可通過集成高級傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括煙霧、溫度、火焰探測器，將其部署于建筑的關(guān)鍵位置，如逃生通道、電氣室、機械設(shè)備區(qū)等。傳感器能實時監(jiān)控這些區(qū)域的狀態(tài)，一旦檢測到異常即刻觸發(fā)警報[6]。其次，智慧化管理系統(tǒng)要與建筑自動化系統(tǒng)緊密集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸與分析，通過先進的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，系統(tǒng)能預(yù)測潛在的火災(zāi)風(fēng)險，自動調(diào)整建筑環(huán)境設(shè)置，如調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)減少煙霧擴散，提供最優(yōu)的逃生路徑指示。智慧化管理系統(tǒng)還應(yīng)包括自動滅火設(shè)備，如噴水滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)，可在火災(zāi)初期自動啟動，控制或撲滅初期火焰。系統(tǒng)還應(yīng)具備與外部消防部門的自動聯(lián)絡(luò)功能，確保在火災(zāi)情況下迅速通知救援團隊，同時提供準(zhǔn)確的火源位置與建筑內(nèi)部環(huán)境信息，助力救援行動有效進行。為實現(xiàn)這些功能，智慧化管理系統(tǒng)應(yīng)采用穩(wěn)定、可靠的通信技術(shù)，保證在緊急情況下系統(tǒng)穩(wěn)定運行[7]。通過集成技術(shù)的應(yīng)用，智慧化管理系統(tǒng)不僅可提高防火安全管理的自動化、智能化水平，還能提升火災(zāi)應(yīng)對能力，確保人員安全，減少財產(chǎn)損失。

（二）精心選擇建筑材料，提升建筑結(jié)構(gòu)防火性能

在提升建筑結(jié)構(gòu)防火性能過程中，精心選擇建筑材料是關(guān)鍵的一步。首先，選擇具有高耐火等級的材料是基本原則，如使用防火磚、耐火混凝土、特種防火涂料。材料不僅可在高溫下不失去結(jié)構(gòu)完整性，還能延緩火勢蔓延。例如，耐火混凝土在被廣泛應(yīng)用于承重結(jié)構(gòu)如柱和梁的制造中。因能在極端高溫下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可為人員撤離爭取寶貴時間[8]。其次，可采用防火隔熱材料如礦物纖維板進行內(nèi)部隔斷與吊頂施工，防火隔熱材料具有良好的隔熱效果，可減少室內(nèi)溫度快速上升。對外墻、屋頂，可選擇防火性能優(yōu)異的保溫材料，如巖棉或玻璃棉，這些材料不僅具有保溫效果，還能防止火焰通過外墻快速蔓延至建筑內(nèi)部或相鄰建筑。在電氣安裝方面，可使用阻燃電線、電纜，從而避免電氣故障成為火災(zāi)的誘因。最后，管理人員須定期對建筑材料進行維護和檢測，確保所有防火設(shè)施處于良好狀態(tài)。通過這些綜合措施，可提升建筑的結(jié)構(gòu)防火性能，保障建筑的安全性與耐用性[9]。

（三）引入火災(zāi)模擬模型，加強建筑結(jié)構(gòu)防火教育效果

引入火災(zāi)模擬模型可加強建筑結(jié)構(gòu)防火教育效果。通過模擬不同的火災(zāi)場景，能使建筑師、工程師、管理人員深度理解火災(zāi)在建筑內(nèi)的傳播過程及對建筑結(jié)構(gòu)的影響。一方面，要開發(fā)計算機模擬軟件，創(chuàng)建準(zhǔn)確的建筑模型，模擬各種火災(zāi)情況，包括火源位置、火勢強度、煙霧擴散路徑等，并展示出火災(zāi)對建筑結(jié)構(gòu)如梁、柱和隔墻的熱影響。通過軟件模擬，參與者可觀察到不同材料應(yīng)用與防火設(shè)計選擇對建筑耐火性能的影響[10]。另一方面，火災(zāi)模擬模型可用來培訓(xùn)應(yīng)急響應(yīng)團隊與建筑管理人員，使其在模擬的火災(zāi)場景中練習(xí)應(yīng)急響應(yīng)、疏散工作流程。這種實戰(zhàn)演練有助于提高響應(yīng)團隊與建筑管理人員在實際火災(zāi)發(fā)生時的處理能力與決策速度。教育培訓(xùn)主要包括疏散路線優(yōu)化、消防設(shè)施的正確使用、緊急情況下的通信協(xié)調(diào)。為使火災(zāi)模擬模型更加有效，還要定期更新軟件，包含最新的建筑材料數(shù)據(jù)與防火技術(shù)，確保模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（四）健全應(yīng)急響應(yīng)與協(xié)調(diào)機制，完善建筑結(jié)構(gòu)防火體系

為健全應(yīng)急響應(yīng)與協(xié)調(diào)機制，完善建筑結(jié)構(gòu)防火體系，要系統(tǒng)整合人員、技術(shù)、防火流程，確保在火災(zāi)等緊急情況下能迅速有效響應(yīng)。首先，建筑防火設(shè)計要包括完善的火警報警系統(tǒng)與自動滅火系統(tǒng)，須與本地消防部門的操作系統(tǒng)實現(xiàn)連接，以便在火災(zāi)發(fā)生時能立即通知，啟動相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)程序[11]。其次，可建立中央監(jiān)控中心，負責(zé)監(jiān)控所有與安全相關(guān)的信息，包括火警、煙霧探測等。中央監(jiān)控中心應(yīng)具備高效的通信與數(shù)據(jù)處理能力，能夠在緊急情況下與消防、警察、醫(yī)療急救等外部救援部門進行相互協(xié)作。再次，為提升火災(zāi)響應(yīng)速度，管理人員需定期進行緊急演練，包括火災(zāi)疏散演習(xí)、救援操作，確保所有人員都熟悉緊急疏散路線與應(yīng)對程序。在緊急演練中，可優(yōu)化疏散指示標(biāo)志的可見性、疏散路線的通暢性及安全出口的可接近性[12]。最后，建立應(yīng)急響應(yīng)團隊，由訓(xùn)練有素的安全管理人員組成，負責(zé)執(zhí)行火災(zāi)預(yù)防策略的制定及現(xiàn)場指揮。團隊還需要與建筑內(nèi)的所有租戶或使用者保持定期溝通，確保其了解自己在火災(zāi)發(fā)生時的角色與責(zé)任。

結(jié)語

在城市化進程中，建筑火災(zāi)預(yù)防與應(yīng)對變得十分關(guān)鍵。本文探討了建筑結(jié)構(gòu)防火的關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用，旨在提高建筑設(shè)計安全性能和應(yīng)急響應(yīng)能力。從耐火材料的選用到智能防火系統(tǒng)集成及火災(zāi)模擬模型的引入，這些技術(shù)的應(yīng)用不僅可以優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，還能提升防火管理效率。通過策略的實施，可降低火災(zāi)發(fā)生概率及帶來的損失，保障人員生命財產(chǎn)安全，推動建筑安全領(lǐng)域的技術(shù)進步與實踐創(chuàng)新。

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作者簡介：

豆利琴（1985- ），女，漢族，四川綿陽人，本科，工程師，研究方向：房屋建筑結(jié)構(gòu)工程。