超高層建筑的避難層(間)設(shè)計(jì)要素分析
孫燕
(中國建筑科學(xué)研究院，北京，100013)
Analysis of Design Factors of Refuge Floor(Room)
in Super High Rise Building
Sun Yan
(China Academy of Building Research，Beijing，100013)
摘 要: 隨著世界各地超高層建筑的增多，產(chǎn)生火災(zāi)的危險也越來越多，我國超高層建筑的火災(zāi)頻率也逐漸呈上升趨勢，也暴露了避難層(間)設(shè)置當(dāng)中存在的問題，因此做好超高層建筑避難層(間)的設(shè)計(jì)工作非常重要，為了有效提升超高層建筑避難層(間)的設(shè)計(jì)效果，對超高層避難層(間)的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行分析總結(jié)并提出合理化的建議。
Abstract： With the increase in the world of high-rise building, fire hazards are more and more, the fire frequency of China's high-rise buildings are gradually rising, also exposed the problems existing refuge floor (room), therefore it is very important to do the design work of high-rise building evacuation floor (room), in order to effectively improve the design of high-rise building evacuation floor (room), design the main elements of high-rise refuge floors were analyzed and put forward reasonable suggestions.
關(guān)鍵詞： 超高層建筑，避難層(間)，設(shè)計(jì)要素
Key words：Super high-rise building， refuge floor(room)，Design elements
圖B超高層建筑電梯豎向5分區(qū)圖
引言
世界各國對建筑的避難設(shè)置都非常重視，分別制定了不同的規(guī)范，國外的主要有美國的NFPA101《生命安全規(guī)范》、《國標(biāo)建筑規(guī)范》，英國的BS9999《建筑設(shè)計(jì)、管理及使用消防安全技術(shù)規(guī)范》，德國的《德國/巴伐利亞建筑規(guī)范》，加拿大的《國家建筑規(guī)范》，新加坡的《新加坡防火規(guī)范》，新西蘭的《新西蘭建筑規(guī)范》。我國主要是國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》以及香港的《提供火警逃生途徑守則》。國外主要是規(guī)定了避難區(qū)的防火措施，針對所有的建筑，我國的主要是針對高層建筑避難層進(jìn)行規(guī)定。下面主要來分析一下我國的避難層的設(shè)計(jì)要素。
一、我國建筑設(shè)置避難層的必要性
當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)媒體發(fā)達(dá)，人們不用看電視和報紙就能了解世界各地發(fā)生的信息，打開手機(jī)QQ、微信新聞就能看到某某地什么建筑又發(fā)生火災(zāi)的信息，人們了解的信息越多，越是關(guān)注建筑的消防安全問題，尤其是對火災(zāi)的后果感到恐怖，覺得后果不堪設(shè)想，所以作為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)，如何在設(shè)計(jì)時把好關(guān)，做好設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。尤其是高層建筑功能復(fù)雜，發(fā)生火災(zāi)后火災(zāi)蔓延迅速，容易造成人員大量傷亡，建筑越高，逃生越不容易，火災(zāi)撲救和救人也越困難，在建筑內(nèi)部設(shè)置安全的避難空間等待救援是非常重要的。從國內(nèi)外的高層建筑火災(zāi)救援的案例上都可以看出，人員在火災(zāi)時躲避在煙火威脅較少的房間、陽臺、屋頂?shù)缺容^安全，因此應(yīng)該為高層建筑設(shè)置火災(zāi)時人員可以躲避煙火威脅的避難場所。
二、避難層的設(shè)計(jì)要求
1. 規(guī)范對避難層的規(guī)定
按現(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014規(guī)定，高度大于100m的公共建筑-超高層建筑，應(yīng)設(shè)置避難層(間)。高層病房樓應(yīng)在二層及以上的病房樓層和潔凈手術(shù)部設(shè)置避難間，建筑高度大于100m 的住宅建筑應(yīng)設(shè)置避難層。
2.避難區(qū)(間)的設(shè)置位置：
避難空間的形式主要是封閉式的房間和開敞的屋面救援空間。
防火規(guī)范規(guī)定，第一個避難層(間)的樓地面至滅火救援場地地面的高度不應(yīng)大于50m，兩個避難層(間)之間的高度不宜大于50m。其理由是發(fā)生火災(zāi)時集聚在50m左右的避難人員，可由消防云梯車(目前國內(nèi)有一部分城市的消防車配有50m高云梯)將人員疏散下來。另外，為使避難層、設(shè)備管道層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換加強(qiáng)層合用以及安全疏散時間控制在較短時間內(nèi)(2min-3min)，兩個避難層之間的高差也不宜大于50m。
高層建筑物避難層(間)的作用一方面是人群的疏散，另外一方面還需考慮方便滅火和求援。因此，高層建筑物避難層、避難間的正下方要保證有一定的空地，以便于消防車�？恳约霸铺蒈嚨目拷�;高層建筑物不同樓層的避難層(間)應(yīng)盡量朝一個方向，便于救援的時候發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后快速展開救援行動，高層建筑物避難層、避難間與疏散樓梯間及消防電梯間應(yīng)標(biāo)有交通組織流線，以便于分散的人群易于識別并能安全地疏散和避難。
3.避難區(qū)(間)的面積指標(biāo)
我國的防火規(guī)范規(guī)定，避難層(間)的凈面積應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)避難人數(shù)避難的要求，并宜按5.0 人/m2
3.避難區(qū)(間)的高度
避難區(qū)的高度首先要考慮避難區(qū)自身高度的要求，其次要考慮同層其他功能用房及設(shè)備機(jī)房和管線布置需要的空間要求，還要考慮電梯各項(xiàng)高度的技術(shù)指標(biāo)要求，因?yàn)楹芏喔邔与娞菔窃诒茈y層進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，要考慮此層電梯的沖頂高度。
4.避難層的電梯、樓梯設(shè)置
消防電梯應(yīng)在避難層(間)�？浚⒃O(shè)消防電梯出口。消防電梯是火災(zāi)時 消防隊(duì)員攜帶滅火器材進(jìn)入高層建筑滅火、搶救傷員、老弱病殘人員使用的電梯，可以避免消防隊(duì)員與逃生人員在樓梯上形成逆流或因爬樓梯消耗體力影響救援滅火工作。消防電梯配備雙路電源具有緊急控制功能等，普通電梯火災(zāi)時易受高溫影響變形燃燒、停電停運(yùn)，因此不應(yīng)在避難層停靠。
避難層入口應(yīng)設(shè)引導(dǎo)標(biāo)志，讓發(fā)生火災(zāi)時處于極度緊張的人員容易找到避難層。防煙樓梯間應(yīng)在避難層(間)所在樓層分隔、錯位或上下層斷開，強(qiáng)制疏散人群途經(jīng)避難層。如果在上下沒有斷開或錯位，只做分隔處理通往同一通道前往避難區(qū)時必須設(shè)兩個方向的防火門，才能達(dá)到疏散與避難的要求。
5 避難層(間)消防設(shè)施
避難層應(yīng)設(shè)消火栓和消防軟管卷盤、自動噴淋系統(tǒng)等。封閉式避難層(間)設(shè)獨(dú)立的機(jī)械防煙設(shè)施。各公共走道，各使用房間應(yīng)設(shè)機(jī)械排煙設(shè)施，應(yīng)設(shè)消防專線電話、應(yīng)急廣播和應(yīng)急照明、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、手動報警按鈕等。
三、工程實(shí)例
1. 工程概況
西寧中心廣場北擴(kuò)綜合安置區(qū)項(xiàng)目共有4棟樓，其中D樓為一類超高層建筑，建筑高度186米(室外地面至女兒墻的高度)，幕墻 點(diǎn)的高度191.4米。地下4層，地下3-4為車庫，地下1-2層為商業(yè)及設(shè)備用房等。地上45層，裙房6層為商業(yè)(4.42萬)，7-45層為辦公(建筑面積7.75萬)。結(jié)構(gòu)形式為型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒。其中第11層、第26層、第36層為避難層兼設(shè)備層，避難層的層高分別是3.9、4.5和3.9米。辦公部分層高3.9米。除了服務(wù)各層的貨梯和消防梯外，辦公區(qū)分為高低區(qū)，低區(qū)有5部電梯，高區(qū)有7部電梯，設(shè)有兩部貨梯兼消防電梯。標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積控制在2000平米以內(nèi)(當(dāng)時新版防火規(guī)范還未實(shí)施，實(shí)施后可以達(dá)到3000)。屋面設(shè)置停機(jī)坪。
2、避難層設(shè)計(jì)
2.1 避難層的位置
第一避難層位于地上第11層，距室外地面高度43.5米。第二避難層位于第26層，和第一個避難層之間為15層，這是符合老版消防規(guī)范的規(guī)定的，但新版規(guī)范中增加了不宜超過50米的要求，現(xiàn)在看，應(yīng)該降兩層比較合適。第三避難層位于第36層，兩個避難層之間是10層。避難層同時也是設(shè)備層，在布置避難區(qū)的同時，第一避難層還布置了辦公、消防水泵房及給水泵房和設(shè)備機(jī)房。第二避難層布置了避難區(qū)和配電室，消防水泵房及給水泵房和設(shè)備機(jī)房。第三避難層布置了避難區(qū)、局部辦公和設(shè)備用房。
2.2 避難層的疏散樓梯設(shè)置
規(guī)范規(guī)定消防疏散必須使用樓梯，普通電梯發(fā)生火災(zāi)時不能使用。防火規(guī)范規(guī)定通向避難區(qū)的疏散樓梯應(yīng)在避難層分隔、同層錯位或上下層斷開。D樓采用的是在避難層分隔的方式，從圖中可以看出，每部樓梯都設(shè)置有兩個不同方向的前室。從避難層上區(qū)疏散下來的人員需要先進(jìn)入一個前室，之后直接進(jìn)入本層避難區(qū)，通過避難區(qū)才能進(jìn)入另外一個前室繼續(xù)下行。
圖1 D樓11層避難層北側(cè)局部平面圖 圖2 D樓26層避難層南側(cè)局部平面圖
2.3 避難層的面積計(jì)算
11層避難層的避難區(qū)域?yàn)?1F-25F的人員提供，共15層，每層使用面積1500平方米，11層局部辦公使用面積650平方米，按照10平方米每人的使用面積計(jì)算，共有2165人，避難區(qū)域5人每平方米，共需433平方米，避難區(qū)共553.4平方米，滿足避難要求。26層和36層計(jì)算同11層。
表1：D樓建筑辦公人數(shù)計(jì)算表
辦公位置樓層標(biāo)準(zhǔn)層使用面積(m2)計(jì)算指標(biāo)(人/m2)每層人數(shù)(人)分區(qū)面積(m2)
高區(qū)36F-45F150010141514150(含36F的650)
中區(qū)26F-35F150010135013500
低區(qū)11F-25F150010216521650(含11F的 650)
表2：D樓避難層避難人數(shù)計(jì)算表
避難層位置避難層數(shù)避難人數(shù)(人)計(jì)算指標(biāo)(人/m2)應(yīng)避難面積(m2)設(shè)計(jì)避難面積(m2)
第36層避難層36F-45F14155283553.4
第26層避難層26F-35F13505270553.4
第11層避難層11F-25F21655433553.4
四、避難區(qū)存在的問題建議
從前面的分析可以看出，我國國家的規(guī)范對電梯的規(guī)定是：電梯不能做安全疏散用梯，電梯疏散是目前高層建筑疏散研究的熱點(diǎn)問題，從國內(nèi)的現(xiàn)實(shí)情況來看，對于滯留在避難層的人員，是可以考慮使用消防疏散電梯進(jìn)行輔助疏散的，這些疏散電梯可以供避難的老弱病殘使用，建議把普通疏散電梯可以按照消防電梯的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，發(fā)生火災(zāi)時只在首層和避難層停靠，每個避難層分別設(shè)置。
另外我國在對避難層的面積要求里沒有要求考慮殘疾人員乘坐輪椅的需要，美國的規(guī)范里規(guī)定了避難區(qū)應(yīng)每200人設(shè)置一個760X1220的輪椅位置，無障礙的設(shè)計(jì)已經(jīng)深入到避難區(qū)的設(shè)計(jì)，建議我國也把無障礙的要求運(yùn)用到避難層里。
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