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浅谈高层建筑的安全疏散防火设计问题

作者：建筑中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    随着国民经济的迅速发展，我国城市建设突飞猛进，高层建筑如雨后春笋般崛起，特别是出现了不少大体量的综合性的高层建筑，这对改善城市景观和人民居住条件起到了积极作用。建筑能够发挥其正常的功能作用，除了合理的功能分区之外，还必须有合理的安全疏散和交通组织设计，尤其是高层建筑，特别是高层大型公共建筑，功能多样，交通路线错综复杂。一旦发生火灾，后果不堪设想。由于高层建筑的特殊性，安全疏散设计成了高层建筑中的重要问题，已经引起了相关部门的重视。从已有的火灾案例来看，高层建筑存在较大的火险隐患，特别是在安全疏散方面问题突出，其防火设计必须受到重视。高层建筑的安全疏散设计在满足《高规》规定的基础上，还应有其更严格和具体的要求。

    一、高层建筑的概念

    高层建筑因其占地面积小、充分利用空间、能有效地解决城市用地紧张，特别是它的面积集中、体形高大、能满足人们多功能使用的需要等特点越来越受到人们的青睐，并已成为现代化城市特征的重要标志之一。高层公共建筑为城市增添了锦绣，但同时也出现了火灾发生时火势蔓延快、人员不易疏散、火灾扑救困难等新的问题。由此看来，高层公共建筑的安全疏散已成为我们要解决的首要问题。

    高层建筑的特点，一是层数多，垂直疏散距离长，人员需要较长时间才能疏散到安全场所；其二是发生火灾时，在“烟囱效应”作用下，烟气和火势竖向蔓延快，增加了安全疏散的困难，而平时使用的电梯由于不防烟火和停电等原因停止使用；其三是人员集中，容易出现混乱，拥挤的情况。而且在疏散过程中人往往具有一种恐惧心理，往往是向熟悉的路线疏散，向明亮的路线疏散，也增加了疏散的困难。

    高层建筑的功能分区合理，交通路线通畅，人员安全疏散快捷，不仅反映了一个建筑物的实用性和经济性，同时还涉及到人民生命财产的安全性问题。对高层建筑进行防火设计，应从其建筑及使用特点出发，充分考虑建筑功能与消防安全的合理关系。安全疏散和避难设计攸关人员生命安全，要求高、难度大，无疑是高层建筑防火设计中的重点和难点。

    二、高层建筑安全疏散设计的若干对策

    对于综合性的大型建筑，主要安全疏散设施是指疏散楼梯、公共走道和门；对于高层旅馆、饭店和写字楼，还有安全疏散辅助设施，如疏散阳台、缓解器、救生袋等，超高层建筑还有避难层或避难间等。合理布置安全疏散设施，为人们安全疏散创造条件，对于避免和减少人员伤亡事故和严重经济损失有着十分重要的意义。

    1、合理布置安全疏散路线。

    在发生火灾时，人们在紧急疏散时，一个阶段比一个阶段安全性高，即人们从着火房间或部位，跑到公共走道，再由公共走道到达疏散楼梯间，然后转向室外或其他安全处，一步比一步安全，不会产生“逆流”情况，这样的疏散路线即为安全疏散路线。因此，在布置疏散路线时，既要力求简捷明了，便于寻找、辨别；又要不致因受某种阻碍反向而行，并要特别注意疏散楼梯的位置，一般地说，疏散楼梯靠近电梯布置是恰当的，因为发生火灾时，人们往往首先考虑并经常使用的路线和火灾时紧急使用的路线有机地结合起来，有利于迅速而安全的疏散人员。同时，要防止疏散楼梯与消防电梯合用一个凹廊作前室。因为这种布置方法，在火灾时会发生疏散人员与消防人员的流线交叉和相互干扰，有碍安全疏散和消防扑救。

    2、合理布置环形、双向走道或无尽端房间的走道。

    在高层建筑设计中，应根据建筑物不同使用性质、采用结构类不同等因素，尽量布置环形走道、双向走道或无尽端房间的走道、“人”字型走道。这样布置交通的优点是，既方便平时使用，火灾时又能迅速使人们安全疏散。现举有代表性的高层住宅、办公建筑、旅馆实例如下：高层住宅建筑，一般采用无尽端房间的外廊式或内廊式走道，对于塔式住宅，其特点是以电梯、楼梯和公共走道组成一个平面核心，所有的住户都分布在核心的四周。这种平面形式布置紧凑，既方便平时使用，又便于火灾时紧急疏散。办公和旅馆高层建筑，凡采用大空间办公室的，大多采用环形走道或双向走道。

    3、合理布置疏散出口

    为了保证人们在火灾时向两个不同疏散方向进行疏散，一般应在靠近主题建筑标准层或其防火分区的两端或接近两端出口处设置疏散出口。在火灾时人们常常是冲向熟悉、习惯和明亮处的出口或楼梯疏散，若遇到烟火阻碍，就得掉头寻找出路，尤其是人在惊恐、失去理智控制的情况下，往往会追随他们盲目行动，如只有一个方向得疏散路线是极不安全的。

    在建筑物中任何部位最好同时有两个或两个以上的疏散方向可供疏散。避免把疏散走道布置成袋形，因为袋形走到的致命弱点时只有一个疏散方向，火灾时一旦出口被烟火堵住，其走道内的人员就很难安全脱险。

    在条件许可时，疏散楼梯间及其前室，应尽量靠近外墙设置。因为这样布置，可利用在外墙开启窗户进行自然排烟，从而为人员安全疏散和消防扑救创造有利条件；如因条件限制，将疏散楼梯布置在建筑核心部位时，应设有机械正压送风设施，以利安全疏散。

    有的综合性高层建筑有多种用途，如地下一、二层为汽车停车库，地上几层为商场营业厅，商场营业厅以上若干层为办公室，在办公室以上若干层是旅馆或公寓。为了便于安全使用，有利于火灾时紧急安全疏散和营救，在设计中必须做到车流与人流和消防营救安全分隔，百货商场与其上各层得办公、住宿人员分隔。

    安全出口（门或楼梯出口）的布置应均匀，具有不同方向的出口。如北京长城饭店，但必须注意的是，有的高层办公建筑，将两座楼梯相近布置，而且在同一个方向，这样的设计是不合理的，不利于火灾时紧急安全疏散和营救，两者之间至少应保持5m以上的间距。

    4、合理布置疏散楼梯

    这是疏散道上的第二安全区域。为保证在火灾时人们迅速安全疏散，对于旅馆、办公建筑、教学建筑、科研建筑、医院、商业建筑、邮政建筑、电力调度建筑、广播电视建筑、通廊式住宅等或其每个防火分区，应设有两个不同疏散方向的疏散楼梯。

    从安全疏散角度看，上述布置方式有以下作用：

    （1）由于是两个不同疏散方向的安全出口，就可以避免将两个疏散出口（主要是楼梯）布置在建筑物同一层平面相距很近的一侧，在发生火灾时就可避免人群拥挤而出现混乱的情况，也可避免两个出口全被烟火封住，失去两个出口的作用，造成不应有的损失；

    （2）可为人们迅速安全疏散创造有利条件。由许多火灾实例和试验得知，人们常常寻着平时的行动习惯进行紧急情况下的行动。例如，在火灾情况下，首先向熟悉的疏散路线冲去，但由于争相逃命，惊慌异常，有可能奔向窄狭地点，以致不能很快脱险；再次失去理智控制的人，往往追逐别人盲目行动等。若有了不同疏散方向的安全出口，就能较好地与平时疏散活动结合起来，火灾紧急疏散就可避免上述情况的出现。看来，只设有一个疏散方向的安全疏散出口是不够安全的，而在建筑物或其每个防火分区的走道端部或走道端部的附近，设置楼梯，形成不同方向的安全疏散是十分必要的。但由于建筑物类型的不同，标准层面积和性质不同，不分清红皂白地一律要求高层建筑设置两个或两个以上的双向安全出口，实际上对一些塔式建筑和单元式高层住宅的每个单元就有困难。因此，《高层民用建筑设计防火规范》对此作了规定。

    5、合理设置疏散门

    建筑物底层公共疏散门各种高层建筑（如高层医院、旅馆、饭店、酒店楼、商业楼、展览楼、综合楼、财贸金融楼、科研楼、办公楼、住宅楼），有的安全出口与楼梯的数量与宽度相同。这对整个建筑物人员安全疏散式十分有利的，在设计中如遇到上层工作人数（每层）和底层工作人数基本相同的情况，可以仿效。不过，在许多情况下，高层公共建筑物的底层或其上一、二、三层为公共活动用房（如商业、餐厅、大会议堂、多功能厅、酒吧、舞厅等），人数集中，在这种情况下，必须分别设置，其外门的总宽度要比楼梯总宽度宽些，出口数量多些。

    房间的疏散门安全出口的疏散能力，除了与总宽度有关外，还与一个房间的安全出口数有关，如果人员较多的房间，只布置一两个宽大的出口，平时通行不便，火灾时应急困难，容易造成人员伤亡。因此，凡人员较集中的房间，既要考虑平时疏散的方便，又要满足紧急情况下的需要。应在安全出口的数量、分布、距离方面综合考虑确定。

    6、避难层（间）的合理设计

    设置高层建筑避难层（间）是十分必要的。设置避难层（间）是保障高层建筑内人员在火灾时安全脱险的一项有效的措施。就高层公共建筑来说，人员众多，紧急疏散是个大问题。层数在25层以上的办公、旅馆等人员较多的高层公共建筑，均宜设置避难层（间），但为既基本满足安全疏散需要，又能节约投资，宜缩小设置范围。在一般情况下，建筑高度超过100m的高层旅馆（含饭店、宾馆）、办公楼和综合楼，应设置避难层（间）。

    设置避难层（间）的歧视高度，主要与当地拥有消防登高车的作业高度和消防队员能承受的最大体力消耗等因素有关。目前某些城市的登高、举高消防车，最大作业高度在30-45m之间，个别少数城市的登高、举高消防车在50m左右。根据对消防队员实测，登高超过10层时，心跳和呼吸次数明显加快，不适应扑救的需要，会给灭火工作带来不利的影响。根据上述因素，自地面层起到10-15层设第一避难层。避难层（间）的层数亦为10-15层。避难层的形式，大体有两种，一种是与设置层结合（采用的较多），另一种是专用避难层。前者形式的避难层要做到：一是设备、管道应集中布置，并用耐火极限不低于1h的墙围护起来；二是要满足疏散人员的停留面积要求，例如避难层管15层，每层平均100人，共1500人，假设人均停留占用面积5人/m2,1500÷5＝300m2，则需要净面积300m2.。专用避难层核心部位的设备和垂直交通设施，必需用耐火极限不低于1h的墙围护起来，人均占用面积应满足上述要求。
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