超高层商住楼建筑防火设计探讨.pdf

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1、2 0 0 3年 第 2期 消 防 技 术 与 产 品 信 息 1 3 超高 层商住楼 建筑防火设计探讨 彭洛 克，田玉敏(1 广 东 中 山 市 消 防 支队 火炬 开发 区 中队，广 东 中 山 5 2 8 4 3 6；2 武警学 院 消防工程 系，河北 廊坊0 6 5 0 0 0)摘 要：分 析 了在 超 高层 商住 楼 防火 设计 中 出现 的若 干 问题 及 在现 行 规范 下 的 解决 方 案，目的在 于 为这 种类 型建 筑物 的 防火设 计 提 供一 种切 实 可行 的设 计 方法。关键 词：超高 层商 住楼；裙 房；“处方 式”规范 1 前 言 近 年 来，受 到 城 市 人

2、 口 日益 增 长、规 划 用 地 紧 张、土地 费用 昂贵等 因素 的制 约，在城 市的中央 区域、喧街 闹市，采取建造 商住楼是较好 的办法，既能实 现黄金地 段 的商业价值，又能满足市 民的居住 需要，但 普通的商 住楼在环 保、绿化及 小 区生活氛 围等 方面有 相 当大 的 欠缺。而近 年来在南方 各大城市(尤其广东)一种特殊 的超 高层商住 楼如雨 后春 笋般不 断涌 现，它突破 了传 统 的单 体商 住楼设计 模式，在 底部 大体量 裙房 的基础 上，将单 幢或多 幢的高层 单元 式塔 式住宅 楼立 于裙房 屋顶花 园之上，既实现了功能 的多样化，又将开放式 商 业 区域与封 闭

3、式居 住 区域 有机 结合，制造 了一 个楼 中 有 楼、开 中有 闭、闹 中有静 的多层次 立体 空 间，并且 已 受到一些新潮商家 和业 主的青睐。然而，这种新 型的商 住楼模式 由于人 员较 多、裙房 体量 大、沿 街铺 面长、住 宅缩进深、用途功能广等诸 多特点，导致 了其 在人员疏 散和 火灾扑救 上 的“两 难”情 况，给 防火设计 工作 带来 了一些 问题 和矛盾，值得进行 较深入 的探讨。2 超 高层商住楼 的基本情况 2 1超 商 层 商 住 楼 模 式 的 简 介 国家 标 准 2 0 0 1年 版 高 层 民用 建 筑设 计 防 火规 范 B 5 0 0 4 5 9 5(

4、以下简称 高规 )第 2 0 8条定义 了 商住楼 的概念：“商住楼 b u s i n e s s l i v i n g b u i l d i n g：底部 商业 营业 厅与住宅组成 的高层建筑。”超高层商住楼从 功能上讲 与传统 的商住 楼模式 并无 大 的区别，底部裙 房均做 商场及公建配套使 用，上部 为住 宅用房。其 突破 传 统 的商 住 楼模 式 之处在 于 其 建筑 和结 构方 面 的 不 同。传统 的商住 楼均为 单体 式剪力 墙结 构，即商业 用 途部分 的楼层 和住宅部 分 的楼层是一体 的，这样一来，一是对住宅 的环保、绿化及 生活 氛 围等方面 有相 当大 的欠缺

5、，不 能得以保证；二是在“商”与“住”之 间的防火 分 隔 上 难 以完 善。超 高层 商住 整体 高度 超过 了 1 0 0 m，属超高 层建 筑。其结构上采用 了框架一 剪力墙 结构，在 底部大体量 裙房 的基础上，将单 幢或 多幢 的高层单 元式塔 式住宅 楼立于裙房屋顶 花园之上，底部裙 楼采用了框架结构，上部 的塔式住 宅楼为剪力墙结构。而裙楼 以上塔式 住 宅 以下 还有 一个架空层作为结构转换层。这样可以看 成是底 部的多层综合楼和上部 的单 幢或 多幢的塔式住 宅 楼围合组 成 的高级住宅 小 区合 二为 一的复 合建筑。这 样“商”与“住”就被较好 的分 隔开来，既保 证 了

6、建筑 物的商业价 值，又能通 过裙房 屋顶 的架空 层 的园林 绿 化实现上 部住 宅小 区的环 保、绿化及 营造 良好 的小 区 生 活 氨 围。2 2 超 高层商住楼的特点 由于建筑及 结构方 面 的特殊性，因此 相对 于传统 的商住建筑，超高层商住楼具有裙 房体量大、沿街铺 面 长、住宅缩进深、人行 线路杂、功 能设 施多等特点。2 2 1 裙房 体量 大。裙 房 占地面积 通 常超 过 1 0 0 0 0 m。，包 括 四周 的环 形车 道，它几 乎 占据 了整 个红 线 内 用 地，高 度 在 1 5 2 4 m 之 间。有 的 甚 至 超 过 了 2 4 m，超 出了裙房的定义范

7、围。体量 约为 1 0 0 0 0 0 m。，看上去 恍 若一座 巨大 的“城堡”，大多 作仓储式 大 型超市或 集 贸市场及一些公建配套设施使用。2 2 2 沿街边线 长。大体量 的裙房设 置造成超高层式 商住楼 四边周线 过 长，通 常有 裙 房沿街 周 长超过 4 0 0 m 的情况，这使得 商家能 够充分利 用沿街 铺面 的商业 价值。2 2 3 住宅 缩进 深。在裙 房屋顶成排或成“口”字布置 多幢高层住宅楼是超 高层 商住楼 的一个显著特点。为 了满足屋顶花 园、景观构筑物、人 行道路设置及建筑立 面造 型等方面 的要求，这些住 宅楼 中大部分 呈主立 面 维普资讯 http:/

8、1 4 彭 洛 克等：超 高 层商 住楼 建筑 防 火设 计探 讨 2 0 0 3年 第 2期 向外 布 置，部 分 呈 山墙 向外 布 置，而 个 别 住 宅 楼 则 出现 外立 面缩 进裙房边沿 4 6 m 的情况。2 2 4人 行线路杂。建筑 内的人行线 路分为商业部分 人 行线路、公建部分人行线路 及住宅部分人行 线路。商 业(或公 建)部分人 行线 路为：裙 房入 口 裙 房楼 梯 商业场所 屋顶花 园，公建部分人行 线路为：公 建 入 口 裙 房 楼 梯 公 建 用 房 屋 顶 花 园；住 宅部分人行线 路为：住 宅大堂入 口住 宅楼 梯(屋顶花 园 住宅楼 梯)住户。关于住宅楼梯

9、 间的 设 置，有 的 可 以从 首 层 直 通 屋 顶，有 的 并 不 完 全 贯 通，而 是 居 民从 楼 梯 间 疏 散 时 要 先 经 过 架 空 花 园后 才 能 从 另 外 一个 楼 梯 入 口下 到 地 面。2 2 5 功能设施 多。大体量 的裙房部分 除了开设 对外 营业 的商场、铺 面外，同时还设 有 办公、娱乐、健 身、文 教、托儿所等普通住 宅小 区所具有 的各种公建设施，建 筑性质、功能及 内部人 员构成较 为复杂。3 超 高 层 商住 楼 的火 灾特 点 3 1 火 灾蔓 延特 点 超 高层商住楼火灾 蔓延扩大 的主要危 险途径是：3 1 1 可燃 内装修 材料。超

10、高层商住楼 的裙 房中的商 场 及公建配套用房，由于其用途需 要，往往 都要根据 自 己的特点进 行装 修，有 时 又未经批 准擅 自采 用许 多可 燃 性 材 料；而 裙 房 上 的塔 楼 里 的 住 宅 更 是 这 样，现 今 许 多业 主在 住房装 修上一 味追求 时 尚高档，而忽略 了装 修 材料的耐火性，大量采用木 材等可燃装修材料，这些 可燃 装修材料都 为火灾 的发展扩大创造 条件。3 1 2 纵横交错 的各种管道竖井。建筑 内设 置的空调 风管、送风 竖井、排烟管 道、电缆 井沟 甚至 电梯井 等各 种管井纵横 交错，比较复 杂，既有 水平方 向，又有垂 直 方 向，这 是火灾

11、时烟气扩 大的重 要路 由。加 上因为有些 穿越楼板 隔墙 的管道是 隐藏 于天 花 吊顶之 中，检 查验 收又有 一定 的难度，因而 一些开 发商擅 自“省 去”了防 烟防火阀，给火灾及烟气 的蔓延 创造条件。即使有 了防 烟防火阀，没有 定期 的维护保养，油垢尘埃 过多也会导 致其动作 失灵。3 1 3烟囱效 应。裙 房的商场往往是 中庭 式 的购物 中 心，如 果 中庭 与 跟 其 相 通 的 走 马 廊 的 防 火 分 隔 没 有 完 善的话，一旦着 火，烟 囱效应会使烟气迅 速充满整个购 物 中心。另外，建筑 的管道 井、电梯井封堵不严密、楼梯 间 防 火 门 的 密 封 性 能 不

12、 佳(如 住 宅 塔 楼 楼 梯 间扩 大 前 室设 计，这将在 4 2 5条 中再行 阐述)都将 助长烟气火 势的蔓延。火灾烟气沿着垂 直的楼梯 间、电梯井等竖 向 井道垂直上升 的速度 达 3 4 m s，最 大可达 8 m s。3 1 4 火 势 卷 叠 沿 外 墙 向上 发 展 扩 大。火 灾 时，大 量 的烟火会从燃烧层 窗 口喷出，在室外风力 的作用下，烤 裂 上 部 楼 房 的玻 璃 窗，并 引 起 上 层 室 内 的 可燃 物 燃 烧。如此层层蔓延，使高层建筑 形成立体火灾。裙房外墙经 常为 了追求 立面效果 而采 用玻璃 幕墙，因而危 险性更 大。3 2给安全疏散 及灭火等方

13、面带来 的困难 3 2 1 人 员 疏 散 的 困 难 性 超高层 商住 楼一旦发生火灾，人员疏 散非常困难，原 因是：1)疏 散手段有 限。超高层 商住楼 的平时垂 直交通 主要 是 电梯，而 一般 客用 电梯没 有 防烟、防火、防水 等 措施，火灾时必须停 止使用，消防 电梯又主要 为消防队 员扑救 火 灾进行救 援使 用，加 上住 宅塔楼 没有 进行 避 难层设计 等种种原 因，因此火灾 时有 限的楼梯 问(一般 为 一 对 防 烟 剪 刀 楼 梯)是 室 内 人 员 垂 直 疏 散 的 唯 一 手 段。2)疏 散时间长。虽然住 宅楼每层 的固定住 户一般 不 多于十户，即每层的 固定人

14、 口也 只是数十人，但 由于 塔 楼 中 没 有 设 置 避 难 层，疏 散 距 离 长，因此 人 员 的 安 全 疏 散 需 较 长 时 间。3)疏散人流拥挤。火灾时 因受 烟气的毒害性、减光 性 等因素的威胁，人的本能恐惧 心理 和逃生欲望，使人 涌向安全通道。大量 的疏散人流在有 限的楼 梯间汇集 后，极 易 产 生 拥 挤 堵 塞，其 困 难 可 想 而知。3 2 2 火灾扑 救的艰难性 超 高层建筑火灾 扑救极 为艰难，主要是：1)灭 火 进 攻 困难。一 方 面 缺 乏 地 面消 防行 动展 开 的场地。裙房 的存在 和住 宅塔楼没有进行登 高场地设 计(这将在 4 2 2条中再行

15、 阐述)妨碍 了登高 车的全方 位靠 近主体建筑进行灭 火救援 活动；另外一方面，外部 灭火进攻 受到限制。因为现在配置 的消 防云梯 车最高 仅能 达到 7 0余 米，所 以超高 层商住楼上部 的住 宅楼 层 发 生 火 灾 时，消 防 队 员 是 无 法 进 行外 攻 的。2)登高 困难。当上部楼层 发生火灾时，如果停 电，消防电梯也失效时，消防 队员 只能通过 室 内楼梯登高。消防队员 负重登高，因体力 因素导致 心跳 加快，呼吸气 喘，影 响 灭 火 战 斗 的 展 开。而 且 通 过 楼 梯 间 登 高 时，也 会 与楼梯 间 内往 下疏散 的人 流碰撞，严 重影 响登 高速 度，贻

16、误灭火救援 的时机。4 超 高 层 商住 楼在 防火设 计上 出现 的 问题 4 1 现 行 技 术 规 范 的 不 足 维普资讯 http:/ 2 0 0 3年第 2期 消 防 技 术 与 产 品 信 息 1 5 我 国 目前各 种防火设 计技 术规 范是“处方式”的，其制订 主要基 于大量 的实践 经验，并参 考 了许 多 国外 的标准。但我 国现行规范 的制订 过程 中，大部分时间花 在 了繁冗 的编 写程序 之 中，编 写的时问拖 的很长，因而 规范 的更新速度 较慢。其次，规 范 的部 分 内容缺少 可靠 性和科 学性 的论 证，即沿袭其他 国家 已有的规 范，再根据 我 国的一些实

17、 际情况对部分 条款加 以改动 和删增。国与 国的地理环 境、气候特征等等都会 有很 大的差别；我 国本身幅员辽 阔，东西、南北 差异 十分 明显，所 以单 纯用“大 而统”的 规 范来约束 全 国的建 筑工程 消 防设计，必 定会 出现许 多不合理 的情况。试 想，一 座高 2 3 8 m 的 民用建筑和 一座 2 4 m 的 民 用 建 筑 却 要 分 别 应 用 建 规 和 高 规 ，根本无 法做到量 体裁 衣，显 然失 去 了公平合 理 的 原 则。4 2超高层商住楼在 防火设计上 出现 的问题 正是 由于 现行技 术规 范 自身 的一 些不 足，加 上超 高层 商住楼 本身结 构上功

18、 能上 的诸 多特点，导致 了在 其 防火设计 中出现 了以下几点 问题：4 2 1 在 消防车道 设计 方 面。高规 第 4 3 1条规 定：“高层建 筑 的周 围，应设环形消 防车道，当设环形车 道 有 困难 时，可 沿 高 层 建 筑 的 两 个 长边 设 置 消 防 车 道。”如果将超 高层 商住楼 看作一 整体，在 其周边设 置 消防车道应 该没有 困难，但对 裙房之 上 的高层住宅 楼 而言，由于 消防车不 可能行驶 到裙房屋顶，故只可能沿 住 宅一个 长边设 置消 防车 道。同时 建筑设 计 防火规 范 还要求：“当建筑 物沿 街部分 长度 超过 1 5 0 m 或 四 周 长

19、度 超过 2 2 0 m 时，均 应 设 穿 过 建 筑物 的消 防 车 道。”超 高层 建筑 的沿 街 长度 或周 长 大都 超 过 上述 界 限，但如果设置穿过 建筑 的消防车道，将使 建筑整体布 局 和使用功 能遭到破坏。4 2 2 在 消 防登 高场 地 设 计 方 面。根 据 高 规 第 4 1 7条要 求，高层 建筑 应 有一 长边或 不 小于 四分 之 一周 长 的部分 不得 布置 高度 超过 5 m、进深 超过 4 m 的裙 房，并 将该部 分作 为建筑 的消 防登高 面，因此，位 于裙房之上 的各幢高层住宅均应有一长边 得到登 高消 防车 的保护。但在实 际的设计 工作 中，

20、开发 商或设计 人 员考虑到采光、立面造 型等因素，常常将住宅楼参差 布 置在裙 房边沿，或者住宅长边与裙 房边 线成一定角度，造成 住宅 的主立 面 凹进 裙房超 过 4 m，当位于裙 房 上 的住宅楼 出现火情 时，登高消 防车很 难实施登高救援。另外一个方 面，由于 高规 中该条 款叙述 的是“不得 布 置 高 度 超 过 5 m、进 深 超过 4 m 的 裙房”，此外 第 2 0 1条 中关 于裙 房 的定义 是“与高层 建 筑相连 的建 筑高度不超过 2 4 m 的附属 建筑”。开发商或设计 人员 钻 了规 范 的这个 空子，将 裙房 的高度增 至 2 4米 以上，“裙房”摇身一 变

21、成为“高层建筑”，因此 高规 中第 4 1 7条 的规定 对其 就不 适用 了，从 而逃脱 了裙 房上 的 住宅楼 的消 防登高场 地设计 问题，而消 防建 审人员也 对 此 无 计 可施。4 2 3在防火分 区设计方 面。按 照 高规 第 5 1 3条 要求：“裙 房的防火分 区允许最大建筑 面积不应 大于 2 5 0 0 m。，当设有 自动 喷水灭 火系统 时，防火分 区循序 最 大建筑 面积可增 加 1 o 0倍。”然而 为满足建 筑功能 需要，裙房商业部分往往呈 大空间布置，其 面积 大大超 过上述 限制。并且，一些裙房 的商业 区域 与公 建区域也 没有进行 防火分 区。由于商业 区

22、域起火 因素较多、火灾 负荷较 大，发生火灾后如果 没有妥当的防火分隔措施，极易蔓延 成灾，危及其 它部分 及上部住宅楼 的安全。4 2 4 避 难层设 置方 面。高规 中第 6 1 1 3条规定：“建 筑 高 度 超 过 1 0 0 m 的公 共 建 筑，应 设 置 避 难层(间)，”，对 于超高层 商住楼 来说，又 出现 了问题，即 住宅部分 的塔楼 要不要设置避难层，该如何设置。开发 商和设计方 的做 法则是将裙楼和住宅塔楼之 间的架空 层 同时作为避 难层使 用，而关 于其实用 性和 安全性都 是 值 得 考 虑 的 问题。4 2 5住宅塔 楼 的疏散 楼梯 间设 置方面。高规 第 6

23、 1 3条 规定：“高层 居住 建筑 的户 门不 应开 向前 室，当确有 困难 时，部 分开 向前 室 的户 门均应 为 乙级 防火 门。”而 目前许 多超高层商住楼 的设计则是将住宅塔楼 中的住 户户 门全部开 向前室，即将 公共 走道作 为扩大 前室。虽然户 门都采用 了乙级 防火 门，但均是 向住户 内 部开启，而且 在户 门上设置 可 自动 关闭 的闭 门器显然 是不实 际的。因而扩大前室 的“二道 门”不 能保证常闭，显 然 这 样 的 防烟 楼 梯 间 的 安 全 性 是 不 能 够 保 证 的。5 关 于超 高 层 商 住 楼 的 建 筑 防 火 设 计 的一 些 意见 5 1

24、裙房上 的住宅楼应将其 长边 紧靠裙 房周边平行 布置，并 在此 范围 内设 置宽度不 小于 8 m 的消防登高 场地，消 防登 高场地宜正对各住宅单元，距住宅平面最 远处不应超过 1 0 m，且该范 围内不应有影 响消防车登 高操作 的绿化、电线、台阶等 障碍物，确保 每幢 高层主 体都 能有一个主立面得 到消 防登 高车 的保护。5 2 在消 防车道沿 裙房 四周 环通 的基 础上，应 在适 当部分 留出消 防队员专 用入 口及楼梯，以便 消 防车在 此 处停靠后 消 防队员能迅 速携带 装备抵 达裙 房屋顶，实施对住 宅楼 内侧 的保护。该专用入 口及楼梯 的问距 维普资讯 http:/

25、 1 6 王 炯 等：高 强单 片铯 钾 防火玻 璃在 民用 建筑 内用作 防火 防 烟分 隔 的探讨 2 0 0 3年第 2期 高强单片铯钾防火玻璃 在民用建筑内用作防火防烟分隔的探讨 王 炯，付 卫 民(1 公 安 部 四 川 消 防科 学研 究所，四 川 都 江 堰 6 1 1 8 3 0；2 杭 州 市 消 防 支 队，浙 江 杭 州 3 1 O O O 6)摘 要：通 过 以规 范 对建 筑 物 不同 部 位的 防 火 防烟 分 区分隔 构 件耐 火 性 能 指标 要 求 的 比较，以及 现 行 防 火 防烟 分 隔 的常 用 措施 的对 比，对 新 型高 强单 片铯 钾 防火 玻璃

26、 在 民用建 筑 内用 作防火 防 烟分 隔构 件 的应 用进 行 了分析 探 讨。关 键词：防火 玻璃；玻璃 幕墙；防火 防 烟 O 前 言 作 为建筑物 内防火 防烟分 区的分隔，高层 民用建 筑 设 计 防 火 规 范 (GB5 0 0 4 5 9 5)、建 筑 设 计 防 火 规 范)(GB J 1 6 8 7)都 有相 应 的 规定，在不 同的 部位 规 范 对 分隔构件 的耐火 极 限和燃烧 性能 的要求 是不 同 的，由于组成构件 的材料不 同，其耐 火等级也就不 同，因此 也就 形成 了不 同的部位 采用 不 同的建筑材料。过去的 各 种建筑防火材料，由于各 自都有 自身的特点

27、或不 足，使 得建筑 设计受 到不 同程度 的局 限性，建筑 物 内空 间 的分隔措施，有 许多不尽人意。随着人们生 活水平 的不 断提高，对建筑物的质量要求也 越来越高。如建筑物的 自然采 光、明亮感、通 透感、艺术 感、空 间感、环保 型等 是人们追 求 的 目标之一，而 新型 的防火 建筑 材料高 强 单片铯钾 防火玻璃 为我们提供 了一个实 现以上 目标 的 选择。那 么，作 为高强单 片铯钾 防火玻璃如何 在规范 的 指导 下，根 据 自身 的特性，充分地 在建筑 上得 到应 用?首先让我们 了解 有关规范 的要求：1 规 范要 求 不宜超过 8 O m，在此情况下可不设穿过建筑的消

28、防车道。5 3 商业 部分、公建 部分 及住 宅 部分应 采用 防火 隔 墙 进行分隔，使其各成独立 区域，并应对商业 部分的防 火分 区进行严格控 制，以防止 火灾的蔓延。考虑到裙房 部分 一旦火势扩 大，裙房屋 面将 是居 民疏散 及消 防 队 员救援 的必 经之道，因此 还应提 高裙 房屋 面 的耐 火极 限。或设置紧急降温设施(如设湿土层 或屋 面洒水器)，以防屋面结构 被破坏或产生高温而 对居 民和消防 队员 安全构成直 接威 胁。此外，架空层如 果要作为避难层使 用时，建议 在塔楼 面积之外 的裙 房屋 面上搭 造一 定强 度 的 天 棚，以 防止 塔 楼 上 发 生 火 灾 的楼

29、 层 跌 落 重 物 砸 伤 疏 散 人 员。同 时，屋 顶 玻 璃 棚、天 井 等 开 口处 的边 缘 与住宅楼之 间应 保持 9 m 以上的 防火 间距。5 4 商业 部分、公 建部 分及住 宅 部分 的疏 散体 系应 互不干扰，住宅部分 的电梯 在裙房处不得停靠。住宅部 分消 防电梯 应能直达 地面 并靠 近安全 出 口，以方便 消 防员进人住宅扑救。住宅楼各单元 的楼梯间应直 出屋 顶并在屋顶 处相 通。就裙 房商场部分而 言，万余平方米 的空 间 内需要合 理 布置多个 安全 出 口，同时安 全 出 口 的宽度、距离也应满 足消防规范 的疏散指标 要求。5 5 对 于住宅 塔楼 中楼

30、 梯 间的扩 大前 室，由于住 户 的户 门成 为了前 室的“二道 门”，导致前 室 的安全 性降 低。因此宜 在扩大前室设置 喷水灭火 系统 以增强 防烟 楼 梯 的安 全 性。6 结 束语 总之 超高层 商住 楼 的防火设 计 中有 许 多问题是 有 待深入 探讨 的，但 由于受许多 因素 的制 约，许多 问题 在 现行 的规范 中得 不到有 效 的解决 办法，而 目前 国际 上 流行 的“性 能化”设计方法 却可 以为解决某些 问题提 供新 的思 路，这也是 笔者最近在思考 的问题，希望今后 我们 共 同探 讨，为做好 超高 层商住 楼 的防火 工作而共 同努 力 参 考 文 献：1 翟

31、 羽 “围 合”式 商住 楼 消 防 设 计 存 在 问 题 及 对 策 探 讨 200 2 2 霍 然，胡源，李 元 洲 建筑 火灾 安 全工 程 导论 中 国科学 技 术 大学 出 版社，1 9 9 9 3 C a s e S t u d i e s Vo l u me 1 t h e“4 t h I n t e r n a t i o n a l Co n f e r e n c e o n P e r f o r m a n c e B a s e d Co d e s a n d Fi r e S a f e t y Des i gn M e t ho ds”，20 22 M a r c h 20 02，Aus t r al i a 收 稿 日期：2 0 0 2 一 l l 一 0 8；修 回 日期：2 0 0 3 0 1 0 3 维普资讯 http:/