超高層住宅建筑防火設(shè)計(jì)

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3、lating network protection facilitiesHYPERLINK /thread-1825-1-1.html超高層住宅建筑防火設(shè)計(jì) 【摘 要】本文針對超高層住宅建筑的防火要求，分析了其在耐火等級(jí)、防火分區(qū)、防煙分區(qū)、安全疏散等方面的防火設(shè)計(jì)，為這類建筑物的防火設(shè)計(jì)提供切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方法。【關(guān)鍵詞】超高層住宅建筑1 前言隨著人口密度的增加，尤其是大城市，為了提高市民的居住水平，高層住宅如雨后春筍般不斷出現(xiàn)。特別是改革開放以來，發(fā)展超高層住宅建筑已成為明顯的趨勢，因?yàn)樗绕胀ǜ邔幼≌艹浞掷每臻g，更加有效地解決大城市土地緊張和住房條件差的困難，所以在一些大城市超高層住

4、宅發(fā)展很快，大有方興未艾之勢。超高層住宅建筑即是超過100米的住宅建筑。然而正因?yàn)樗膶訑?shù)多，人口密集，導(dǎo)致了其在人員疏散和火災(zāi)撲救上的困難情況，給防火設(shè)計(jì)工作帶來了一些問題，需要進(jìn)行較深入的探討。2 超高層住宅建筑的消防特點(diǎn)21 火勢蔓延快超高層建筑的樓梯間、電梯井、管道井、風(fēng)道、電纜井、排氣道等豎向井道，如果防火分隔存在問題，發(fā)生火災(zāi)時(shí)將像一座座高聳的煙囪，成為火勢迅速蔓延的途徑。據(jù)測定，在火災(zāi)初起階段，因空氣對流，在水平方向造成的煙氣擴(kuò)散速度為0.3米/秒，在火災(zāi)燃燒猛烈階段，由于高溫狀態(tài)下的熱對流而造成的水平方向煙氣擴(kuò)散速度為0.53米/秒；煙氣沿樓梯間或其它豎向管井垂直方向擴(kuò)散速度為

5、34米/秒。如一座高度為100米的大樓，在無阻擋的情況下，半分鐘左右，煙氣就能順豎向管井?dāng)U散到頂層。22 疏散困難超高層住宅建筑的特點(diǎn)：一是層數(shù)特別多，垂直距離長，疏散到地面或其他安全場所的時(shí)間會(huì)很長；二是人員很集中；三是發(fā)生火災(zāi)時(shí)由于各種豎井拔氣力大，火勢和煙霧向上蔓延快，增加了疏散的困難。普通電梯在火災(zāi)時(shí)由于切斷電源等原因，往往停止運(yùn)轉(zhuǎn)，為此，安全疏散主要還是依靠樓梯，而樓梯間內(nèi)一旦竄入煙氣，就會(huì)嚴(yán)重影響人員疏散。這些，都是超高層住宅建筑的不利因素和條件。23 撲救難度大超高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)從室外進(jìn)行撲救相當(dāng)困難，主要是：1）滅火進(jìn)攻困難。一方面缺乏地面消防行動(dòng)展開的場地。另一方面，外部滅

6、火進(jìn)攻受到限制。因?yàn)楝F(xiàn)在配置的消防云梯車最高僅能達(dá)到70余米，所以超高層住宅建筑上部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防隊(duì)員是無法進(jìn)行外攻的。2）登高困難。當(dāng)上部樓層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如果停電，消防電梯也失效時(shí)，消防隊(duì)員只能通過室內(nèi)樓梯登高。消防隊(duì)員負(fù)重登高，因體力因素導(dǎo)致心跳加快，呼吸氣喘，影響滅火戰(zhàn)斗的展開。而且通過樓梯間登高時(shí)，也會(huì)與樓梯間內(nèi)往下疏散的人流碰撞，嚴(yán)重影響登高速度，貽誤滅火救援的時(shí)機(jī)。3 超高層住宅建筑的耐火等級(jí)根據(jù)高層民用建筑防火安全的需要和高層建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)情況，將高層民用建筑的耐火等級(jí)分為兩級(jí)。高規(guī)有關(guān)條文規(guī)定，一類高層民用建筑的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)，二類高層民用建筑的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。超高層

7、住宅建筑屬于一類高層民用建筑，因此耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)。由于超高層住宅建筑，不僅規(guī)模大，而且性質(zhì)重要，還有風(fēng)道、空調(diào)等豎向管井，有的還要使用大量的可燃裝修材料。一旦防火分分隔處理不好，往往成為火災(zāi)蔓延的途徑；還有老人、小孩等，緊急疏散十分困難。如果發(fā)生火災(zāi)、火勢蔓延快，疏散和撲救都很困難，容易造成重大損失和傷亡事故。因此，對其耐火等級(jí)要求高于二類建筑是合理的。4 超高層住宅建筑的防火、防煙分區(qū)41 超高層住宅建筑的防火分區(qū)當(dāng)超高層住宅建筑內(nèi)的某一個(gè)房間失火時(shí)，燃燒產(chǎn)生的大量熱能可以把火災(zāi)迅速向周圍傳播，并最終導(dǎo)致整個(gè)建筑物全部起火。有效地阻止火勢蔓延，把火災(zāi)控制在一定范圍之內(nèi)，并最后撲滅火災(zāi)，是十

8、分必要的。惟有在建筑物內(nèi)部的防火分區(qū)可以擔(dān)當(dāng)此任。411 水平防火分區(qū)超高層住宅建筑的每個(gè)防火分區(qū)建筑面積不應(yīng)超過1000平方米。（設(shè)有自動(dòng)滅火系統(tǒng)的防火分區(qū)，其允許最大的建筑面積為2000平方米；當(dāng)局部設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)時(shí)，增加面積可按局部面積的一倍計(jì)算）劃分防火分區(qū)時(shí)除考慮最大建筑面積這一主要因素外，還必須結(jié)合建筑物的平面形狀、人流情況妥善確定防火分隔物的具體位置。412 豎向防火分區(qū)火災(zāi)不僅能在起火樓層水平蔓延，而且還能沿著建筑物的外墻洞口及室內(nèi)各種豎向井道（包括敞開式樓梯間）向上蔓延。為了把火災(zāi)控制在一個(gè)特定的垂直高度范圍內(nèi)，超高層住宅建筑應(yīng)劃分豎向防火分區(qū)。超高層住宅建筑內(nèi)如設(shè)有上、下

9、層相互連通的走廊、敞開樓梯、跨層窗等開口部位時(shí)，應(yīng)按上下連通層作為一個(gè)防火分區(qū)對待。413 外墻防火分隔火勢除由內(nèi)部各豎向井道向上擴(kuò)散外，還通過門窗洞口向上層蔓延。因而，上、下層窗間墻高度至少宜有1.5米左右，若有凸出墻面的水平遮陽板、陽臺(tái)等構(gòu)件時(shí)，其上述高度可適當(dāng)減少，因這幾種構(gòu)件可以起到阻擋火焰接近上層窗口的作用。42 超高層住宅建筑的防煙分區(qū)超高層住宅建筑的防煙分區(qū)的設(shè)置原則應(yīng)該滿足有關(guān)規(guī)定的要求。其防煙分區(qū)的劃分可以按建筑空間的不同用途來劃分，也可以按每層的建筑面積劃分，還可以按樓層劃分。從防排煙的規(guī)律看，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意的是垂直劃分防煙分區(qū)，對于超高層住宅建筑來說，可以把其

10、按1520層分段，一般是利用不連續(xù)的電梯豎井在分段處錯(cuò)開，樓梯間也做成不連續(xù)的，這樣處理能有效地防止煙氣無限制地向上蔓延，對超高層住宅建筑的安全是十分有益的。5 超高層住宅建筑的安全疏散問題51 安全出口超高層住宅的每個(gè)防火分區(qū)范圍內(nèi)至少應(yīng)該有兩個(gè)不同疏散方向的安全出口。安全出口應(yīng)為防煙樓梯間，要有直接自然采光通風(fēng)。作為安全出口的樓梯間各層不應(yīng)變更位置，而且在底層要有直通室外的外門?？紤]到失火時(shí)居民向下和向上兩個(gè)方向避難的可能性，每個(gè)作為安全出口的樓梯間要直通屋面，但頂層設(shè)為通廊時(shí)可以只有兩個(gè)樓梯間直通屋面。作為安全出口的樓梯間寬度應(yīng)按人數(shù)最多一層每1米/100人計(jì)，但不得小于1.1米。樓梯不

11、得采用扇型踏步和螺旋踏步。52 疏散通道超高層住宅的公共走廊是連接住戶與安全出口的疏散通道。其疏散距離和寬度是保證疏散安全的重要方面。住戶的戶門至最近的安全出口（外部出口或樓梯間）的最大距離：位于兩個(gè)安全出口之間時(shí)應(yīng)為40米，位于袋形過道一側(cè)時(shí)為20米。超高層住宅建筑內(nèi)房間門至戶門的距離應(yīng)不大于15米。作疏散通道的公共走道寬度按人數(shù)最多一層1米/100人計(jì)算。但在走道一側(cè)布置住戶時(shí)最小寬度為1.2米，在走道兩側(cè)布置住戶時(shí)最小寬度為1.35米。當(dāng)疏散通道長度超過20米時(shí)應(yīng)有天然的直接采光通風(fēng)，否則應(yīng)設(shè)排煙設(shè)施和事故照明。53 防煙樓梯超高層住宅建筑防煙樓梯的設(shè)計(jì)應(yīng)在樓梯間前設(shè)前室或外廊，煙氣一旦

12、侵入必須在前室或外廊內(nèi)排除，要防止煙氣侵入樓梯間。防煙樓梯間的前室應(yīng)視為第一安全地帶。防煙樓梯的前室面積不小于6米2，如與消防電梯合用前室，則面積不應(yīng)小于10米2。作為防煙樓梯間的第一安全地帶的前室或外廊要有良好的排煙條件，一般采用以下方法：1）設(shè)有前室的防煙樓梯要將通向前室及通向防煙樓梯間的門設(shè)計(jì)成乙級(jí)防火門。2）防煙樓梯的前室要靠外墻設(shè)置，在外墻上開設(shè)不小于2米2的排煙窗，如與消防電梯合用時(shí)則不小于3米2。3）不能靠外墻布置排煙窗時(shí)，則要在前室設(shè)置自然排煙豎井或機(jī)械排煙設(shè)施。在前室的豎井墻上設(shè)進(jìn)風(fēng)口和排煙口，進(jìn)風(fēng)口應(yīng)設(shè)在下部，排煙口應(yīng)設(shè)在上部。采用機(jī)械排煙時(shí)用使用前室及樓梯間保持正壓。54

13、 消防電梯超高層住宅建筑的每個(gè)防火分區(qū)應(yīng)設(shè)置一臺(tái)消防電梯。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，普通電梯應(yīng)立即降到底層停駛。消防電梯供消防人員迅速進(jìn)入火場及時(shí)運(yùn)送消防器材及搶救傷員。這就要求消防電梯具有在火災(zāi)時(shí)也能安全運(yùn)轉(zhuǎn)的條件。從經(jīng)濟(jì)上考慮，消防電梯一般是和客梯合用的，滿足以下要求的客梯就可以作為消防電梯：1）消防電梯為運(yùn)送消防器材及救護(hù)傷員的要求，其轎箱載重量應(yīng)與之相適應(yīng)。2）為確保消防隊(duì)員的活動(dòng)，消防電梯要設(shè)有防煙前室。其防煙前室可以獨(dú)用或與防煙樓梯合用。獨(dú)用前室面積不應(yīng)小于4.5米2 ，其尺寸要考慮適應(yīng)放置消防器材和傷員擔(dān)架的要求。合用前室面積不應(yīng)小于6米2 。前室的門要采用乙級(jí)防火門。3）消防電梯的前室應(yīng)盡

14、可能靠外墻，在底層設(shè)直通室外的出入口。不能直接通室外時(shí)，前室到外門的通過距離應(yīng)不大于30米。4）消防電梯應(yīng)有獨(dú)立的電梯及電梯機(jī)房，其耐火極限不低于3小時(shí)，在一組電梯中有一部作消防電梯時(shí)，其井道和機(jī)房要同普通電梯隔開，機(jī)房之間的隔墻應(yīng)做防火墻。5）消防電梯的行駛速度，應(yīng)按從首層到頂層的運(yùn)行時(shí)間不超過60秒計(jì)算確定。根據(jù)這一要求，超高層住宅建筑如果高度超過120米，宜選用速度為2米/秒的電梯。6）為提高消防電梯自身的安全可靠程度，其轎箱的內(nèi)部裝修應(yīng)采用不燃內(nèi)裝修材料，嚴(yán)禁采用易燃、可燃內(nèi)裝修材料。7）為便于與外界取得聯(lián)系，消防電梯轎箱內(nèi)應(yīng)設(shè)專用電話。為便于消防人員及時(shí)控制并使用消防電梯，還應(yīng)在首層

15、設(shè)置專供消費(fèi)哪個(gè)隊(duì)員使用的操作按鈕?；馂?zāi)時(shí)，此按鈕一經(jīng)使用，平時(shí)使用的控制按鈕即告失效，并使電梯降到首層，以保證消防人員使用。8）消防電梯前室門口宜設(shè)當(dāng)水設(shè)施。55 避難層超高層住宅建筑的避難層多采用封閉式避難層。其周圍應(yīng)設(shè)有耐火的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（外墻、樓板），室內(nèi)應(yīng)設(shè)有獨(dú)立的空調(diào)和防排煙系統(tǒng)，如在外墻上開設(shè)窗口時(shí)，應(yīng)采用防火窗。還應(yīng)設(shè)有可靠的消防設(shè)施，能夠防止煙氣和火焰的侵害，同時(shí)還可以避免外界氣候條件的影響。避難層的人員占用面積指標(biāo)是設(shè)計(jì)人員比較關(guān)心的問題，聚集在避難層的人員密度一般都比平時(shí)大，在不致過分擁擠的前提下，考慮我國人員的體型特點(diǎn)，人均避難面積應(yīng)保證不小于0.2米2/人。隔幾層設(shè)置一個(gè)

16、避難層，這個(gè)每層居住人數(shù)有關(guān)，居住密度高的，相隔層數(shù)不宜過多，反之，可以適當(dāng)防寬層數(shù)，一般情況下，避難層應(yīng)按垂直高度每隔1015層設(shè)置一個(gè)為好，這樣既能控制疏散時(shí)間不會(huì)過長，又符合建筑本身垂直管道分層設(shè)置的需要?？傊越ㄖ讓又恋谝粋€(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間不宜超過十五層。如香港“合和中心”大樓，共66層，總高度215米，共設(shè)置了四個(gè)避難層。就一般情況而言，上述要求可以是疏散時(shí)間不會(huì)超過允許疏散時(shí)間，同時(shí)又能是避難層與建筑物的設(shè)備層相結(jié)合，減少過多地占用建筑物的使用空間。此外，屋頂平臺(tái)等場地可以作為敞開的避難層，這樣，可以解決超高層住宅樓層高設(shè)置避難層數(shù)多，而占用過多的建筑面積的矛盾，既節(jié)省了建

17、筑資金又滿足了消防安全要求。上海某賓館高43層，設(shè)置了三個(gè)避難層，其中一層利用屋頂層。采用避難層，其目的都是為了保證避難者的人身安全，因此，在建筑結(jié)構(gòu)上要采取嚴(yán)密的防火措施，使避難層前后、左右、上下均不會(huì)受煙氣和火焰的直接威脅。56 屋頂直升機(jī)停機(jī)坪超高層住宅建筑應(yīng)在屋頂設(shè)置直升機(jī)停機(jī)坪。盡管其設(shè)置費(fèi)用昂貴，但屋頂直升機(jī)停機(jī)坪作為一種垂直方向的疏散避難設(shè)施是不容忽視的。它至少有三個(gè)方面的作用：1）及時(shí)組織疏散和營救避難人員。2）運(yùn)送傷亡人員。3）提供滅火活動(dòng)場地。超高層住宅建筑中、下段起火，人們往往習(xí)慣向上逃生至屋頂，期待營救。而且超高層住宅入住的人員相當(dāng)密集，單向下疏散是不能完全應(yīng)付的。如“

18、安得拉斯”大樓，火災(zāi)時(shí)由于組織指揮及時(shí)，直升機(jī)在屋頂上救出了350人，占了當(dāng)時(shí)被圍困在樓內(nèi)1000余人的35%。屋頂直升機(jī)停機(jī)坪還可為直升機(jī)提供滅火場地，尤其當(dāng)樓內(nèi)消防電梯不能滿足火場需要或因斷電，電梯不能運(yùn)行時(shí)，空運(yùn)消防人員和器材自高而下到達(dá)起火層展開滅火救災(zāi)活動(dòng)，這對及時(shí)控制火勢將會(huì)有很大的作用。屋頂直升機(jī)停機(jī)坪要由起飛著陸區(qū)、聯(lián)系樓梯、消防器材裝備及監(jiān)控設(shè)備等部分組成。起飛著陸區(qū)是供直升機(jī)進(jìn)行起飛和著陸操作的區(qū)域，也是直升機(jī)降落后停留的場地。起飛著陸區(qū)的防火設(shè)計(jì)要求：1）起降區(qū)多采用矩形或圓形，其面積主要取決與可能投入使用的最大直升機(jī)的全長（一般為直升機(jī)全長的1.52.0倍的平方值）；著陸地區(qū)應(yīng)位于場地中央，其邊長（或直徑）應(yīng)等于可能接納的最大型直升機(jī)旋翼的直徑，其邊界應(yīng)漆以醒目的實(shí)線；著陸地區(qū)內(nèi)地面中心處應(yīng)設(shè)有明顯的標(biāo)志，其標(biāo)志若為三角形時(shí)，其實(shí)心角應(yīng)指向北方，為便于確認(rèn)，標(biāo)志可采用黃色或白色。2）設(shè)在超高層住宅建筑屋頂上的起降區(qū)的場地結(jié)構(gòu)，必須考慮各種荷載的沖擊作用，并保證直升機(jī)在降落時(shí)不致使場地遭到破壞。停機(jī)坪的場地結(jié)構(gòu)應(yīng)采用現(xiàn)澆整體