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淺談高層建筑的安全疏散防火設計問題

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國城市建設突飛猛進，高層建筑如雨后春筍般崛起，特別是出現(xiàn)了不少大體量的綜合性的高層建筑，這對改善城市景觀和人民居住條件起到了積極作用。建筑能夠發(fā)揮其正常的功能作用，除了合理的功能分區(qū)之外，還必須有合理的安全疏散和交通組織設計，尤其是高層建筑，特別是高層大型公共建筑，功能多樣，交通路線錯綜復雜。一旦發(fā)生火災，后果不堪設想。由于高層建筑的特殊性，安全疏散設計成了高層建筑中的重要問題，已經(jīng)引起了相關(guān)部門的重視。從已有的火災案例來看，高層建筑存在較大的火險隱患，特別是在安全疏散方面問題突出，其防火設計必須受到重視。高層建筑的安全疏散設計在滿足《高規(guī)》規(guī)定的基礎上，還應有其更嚴格和具體的要求。

    一、高層建筑的概念

    高層建筑因其占地面積小、充分利用空間、能有效地解決城市用地緊張，特別是它的面積集中、體形高大、能滿足人們多功能使用的需要等特點越來越受到人們的青睞，并已成為現(xiàn)代化城市特征的重要標志之一。高層公共建筑為城市增添了錦繡，但同時也出現(xiàn)了火災發(fā)生時火勢蔓延快、人員不易疏散、火災撲救困難等新的問題。由此看來，高層公共建筑的安全疏散已成為我們要解決的首要問題。

    高層建筑的特點，一是層數(shù)多，垂直疏散距離長，人員需要較長時間才能疏散到安全場所；其二是發(fā)生火災時，在“煙囪效應”作用下，煙氣和火勢豎向蔓延快，增加了安全疏散的困難，而平時使用的電梯由于不防煙火和停電等原因停止使用；其三是人員集中，容易出現(xiàn)混亂，擁擠的情況。而且在疏散過程中人往往具有一種恐懼心理，往往是向熟悉的路線疏散，向明亮的路線疏散，也增加了疏散的困難。

    高層建筑的功能分區(qū)合理，交通路線通暢，人員安全疏散快捷，不僅反映了一個建筑物的實用性和經(jīng)濟性，同時還涉及到人民生命財產(chǎn)的安全性問題。對高層建筑進行防火設計，應從其建筑及使用特點出發(fā)，充分考慮建筑功能與消防安全的合理關(guān)系。安全疏散和避難設計攸關(guān)人員生命安全，要求高、難度大，無疑是高層建筑防火設計中的重點和難點。

    二、高層建筑安全疏散設計的若干對策

    對于綜合性的大型建筑，主要安全疏散設施是指疏散樓梯、公共走道和門；對于高層旅館、飯店和寫字樓，還有安全疏散輔助設施，如疏散陽臺、緩解器、救生袋等，超高層建筑還有避難層或避難間等。合理布置安全疏散設施，為人們安全疏散創(chuàng)造條件，對于避免和減少人員傷亡事故和嚴重經(jīng)濟損失有著十分重要的意義。

    1、合理布置安全疏散路線。

    在發(fā)生火災時，人們在緊急疏散時，一個階段比一個階段安全性高，即人們從著火房間或部位，跑到公共走道，再由公共走道到達疏散樓梯間，然后轉(zhuǎn)向室外或其他安全處，一步比一步安全，不會產(chǎn)生“逆流”情況，這樣的疏散路線即為安全疏散路線。因此，在布置疏散路線時，既要力求簡捷明了，便于尋找、辨別；又要不致因受某種阻礙反向而行，并要特別注意疏散樓梯的位置，一般地說，疏散樓梯靠近電梯布置是恰當?shù)模驗榘l(fā)生火災時，人們往往首先考慮并經(jīng)常使用的路線和火災時緊急使用的路線有機地結(jié)合起來，有利于迅速而安全的疏散人員。同時，要防止疏散樓梯與消防電梯合用一個凹廊作前室。因為這種布置方法，在火災時會發(fā)生疏散人員與消防人員的流線交叉和相互干擾，有礙安全疏散和消防撲救。

    2、合理布置環(huán)形、雙向走道或無盡端房間的走道。

    在高層建筑設計中，應根據(jù)建筑物不同使用性質(zhì)、采用結(jié)構(gòu)類不同等因素，盡量布置環(huán)形走道、雙向走道或無盡端房間的走道、“人”字型走道。這樣布置交通的優(yōu)點是，既方便平時使用，火災時又能迅速使人們安全疏散?，F(xiàn)舉有代表性的高層住宅、辦公建筑、旅館實例如下：高層住宅建筑，一般采用無盡端房間的外廊式或內(nèi)廊式走道，對于塔式住宅，其特點是以電梯、樓梯和公共走道組成一個平面核心，所有的住戶都分布在核心的四周。這種平面形式布置緊湊，既方便平時使用，又便于火災時緊急疏散。辦公和旅館高層建筑，凡采用大空間辦公室的，大多采用環(huán)形走道或雙向走道。

    3、合理布置疏散出口

    為了保證人們在火災時向兩個不同疏散方向進行疏散，一般應在靠近主題建筑標準層或其防火分區(qū)的兩端或接近兩端出口處設置疏散出口。在火災時人們常常是沖向熟悉、習慣和明亮處的出口或樓梯疏散，若遇到煙火阻礙，就得掉頭尋找出路，尤其是人在驚恐、失去理智控制的情況下，往往會追隨他們盲目行動，如只有一個方向得疏散路線是極不安全的。

    在建筑物中任何部位最好同時有兩個或兩個以上的疏散方向可供疏散。避免把疏散走道布置成袋形，因為袋形走到的致命弱點時只有一個疏散方向，火災時一旦出口被煙火堵住，其走道內(nèi)的人員就很難安全脫險。

    在條件許可時，疏散樓梯間及其前室，應盡量靠近外墻設置。因為這樣布置，可利用在外墻開啟窗戶進行自然排煙，從而為人員安全疏散和消防撲救創(chuàng)造有利條件；如因條件限制，將疏散樓梯布置在建筑核心部位時，應設有機械正壓送風設施，以利安全疏散。

    有的綜合性高層建筑有多種用途，如地下一、二層為汽車停車庫，地上幾層為商場營業(yè)廳，商場營業(yè)廳以上若干層為辦公室，在辦公室以上若干層是旅館或公寓。為了便于安全使用，有利于火災時緊急安全疏散和營救，在設計中必須做到車流與人流和消防營救安全分隔，百貨商場與其上各層得辦公、住宿人員分隔。

    安全出口（門或樓梯出口）的布置應均勻，具有不同方向的出口。如北京長城飯店，但必須注意的是，有的高層辦公建筑，將兩座樓梯相近布置，而且在同一個方向，這樣的設計是不合理的，不利于火災時緊急安全疏散和營救，兩者之間至少應保持5m以上的間距。

    4、合理布置疏散樓梯

    這是疏散道上的第二安全區(qū)域。為保證在火災時人們迅速安全疏散，對于旅館、辦公建筑、教學建筑、科研建筑、醫(yī)院、商業(yè)建筑、郵政建筑、電力調(diào)度建筑、廣播電視建筑、通廊式住宅等或其每個防火分區(qū)，應設有兩個不同疏散方向的疏散樓梯。

    從安全疏散角度看，上述布置方式有以下作用：

    （1）由于是兩個不同疏散方向的安全出口，就可以避免將兩個疏散出口（主要是樓梯）布置在建筑物同一層平面相距很近的一側(cè)，在發(fā)生火災時就可避免人群擁擠而出現(xiàn)混亂的情況，也可避免兩個出口全被煙火封住，失去兩個出口的作用，造成不應有的損失；

    （2）可為人們迅速安全疏散創(chuàng)造有利條件。由許多火災實例和試驗得知，人們常常尋著平時的行動習慣進行緊急情況下的行動。例如，在火災情況下，首先向熟悉的疏散路線沖去，但由于爭相逃命，驚慌異常，有可能奔向窄狹地點，以致不能很快脫險；再次失去理智控制的人，往往追逐別人盲目行動等。若有了不同疏散方向的安全出口，就能較好地與平時疏散活動結(jié)合起來，火災緊急疏散就可避免上述情況的出現(xiàn)?？磥?，只設有一個疏散方向的安全疏散出口是不夠安全的，而在建筑物或其每個防火分區(qū)的走道端部或走道端部的附近，設置樓梯，形成不同方向的安全疏散是十分必要的。但由于建筑物類型的不同，標準層面積和性質(zhì)不同，不分清紅皂白地一律要求高層建筑設置兩個或兩個以上的雙向安全出口，實際上對一些塔式建筑和單元式高層住宅的每個單元就有困難。因此，《高層民用建筑設計防火規(guī)范》對此作了規(guī)定。

    5、合理設置疏散門

    建筑物底層公共疏散門各種高層建筑（如高層醫(yī)院、旅館、飯店、酒店樓、商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、財貿(mào)金融樓、科研樓、辦公樓、住宅樓），有的安全出口與樓梯的數(shù)量與寬度相同。這對整個建筑物人員安全疏散式十分有利的，在設計中如遇到上層工作人數(shù)（每層）和底層工作人數(shù)基本相同的情況，可以仿效。不過，在許多情況下，高層公共建筑物的底層或其上一、二、三層為公共活動用房（如商業(yè)、餐廳、大會議堂、多功能廳、酒吧、舞廳等），人數(shù)集中，在這種情況下，必須分別設置，其外門的總寬度要比樓梯總寬度寬些，出口數(shù)量多些。

    房間的疏散門安全出口的疏散能力，除了與總寬度有關(guān)外，還與一個房間的安全出口數(shù)有關(guān)，如果人員較多的房間，只布置一兩個寬大的出口，平時通行不便，火災時應急困難，容易造成人員傷亡。因此，凡人員較集中的房間，既要考慮平時疏散的方便，又要滿足緊急情況下的需要。應在安全出口的數(shù)量、分布、距離方面綜合考慮確定。

    6、避難層（間）的合理設計

    設置高層建筑避難層（間）是十分必要的。設置避難層（間）是保障高層建筑內(nèi)人員在火災時安全脫險的一項有效的措施。就高層公共建筑來說，人員眾多，緊急疏散是個大問題。層數(shù)在25層以上的辦公、旅館等人員較多的高層公共建筑，均宜設置避難層（間），但為既基本滿足安全疏散需要，又能節(jié)約投資，宜縮小設置范圍。在一般情況下，建筑高度超過100m的高層旅館（含飯店、賓館）、辦公樓和綜合樓，應設置避難層（間）。

    設置避難層（間）的歧視高度，主要與當?shù)負碛邢赖歉哕嚨淖鳂I(yè)高度和消防隊員能承受的最大體力消耗等因素有關(guān)。目前某些城市的登高、舉高消防車，最大作業(yè)高度在30-45m之間，個別少數(shù)城市的登高、舉高消防車在50m左右。根據(jù)對消防隊員實測，登高超過10層時，心跳和呼吸次數(shù)明顯加快，不適應撲救的需要，會給滅火工作帶來不利的影響。根據(jù)上述因素，自地面層起到10-15層設第一避難層。避難層（間）的層數(shù)亦為10-15層。避難層的形式，大體有兩種，一種是與設置層結(jié)合（采用的較多），另一種是專用避難層。前者形式的避難層要做到：一是設備、管道應集中布置，并用耐火極限不低于1h的墻圍護起來；二是要滿足疏散人員的停留面積要求，例如避難層管15層，每層平均100人，共1500人，假設人均停留占用面積5人/m2,1500÷5＝300m2，則需要凈面積300m2.。專用避難層核心部位的設備和垂直交通設施，必需用耐火極限不低于1h的墻圍護起來，人均占用面積應滿足上述要求。
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