浅析高层建筑消防安全疏散设计.pdf

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1、建材与装饰 2 0 1 0年0 2月 园林、建筑、规划与结构设计 浅析高层建筑消 防安全疏散设计 钟伟涛(广东省 广 州市5 1 0 1 1 0)摘要：根据笔者从事高层建筑事业 多年的工作经验和认知，本文主要对高层建筑中的消防安全疏散设计有关 问题进行 分析，仅供 同行 参考。关键词：高层建筑；消防设计：安全疏 散 引 言 3 安全疏散设计的原则和基本条件 随着高层建筑在城市发展中的迅速增长，其火灾险情也呈 现上升的趋势，故高层建筑 安全疏散设计 的合理性，已成为建筑 防火设计的重要内容。建筑物失火后。首要的问题是使被困人员 能及时、顺利地到达地面的安全区域。对国内外大量群死群伤火 灾事故 的

2、统计分析 表明，8 0 以上是因为没 有可靠 的安全疏 散 设施或管理不 善，招致火烧、缺氧 窒息、烟气 中毒和房 屋倒塌 而 死亡。高层 建筑在发生火灾时，由于建筑 疏散距离长且复杂，人 员混乱拥挤，疏散空间烟气的快速传播等因素的影响，使得人员 在火灾 时的疏散相当 困难。1高层建筑安全疏散的重要性和必要性 高层建筑的特点：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；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；人员集中，容易出现混乱，拥挤 的情况。而且在疏散过程 中，人们往往具

3、有一种恐慌心理，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、疏散路线通畅、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关系到人员的生命安全，要求高、难度大，无疑是高层建筑防火设计 中的重点和难 点。2 安全疏散概论(1)高层建筑火灾状况下的安全疏散是指，在火灾特性条件，下、在允许 的疏散时间 内，使遭 受或 即将遭 受到火焰危害的人员 和贵重物资，在楼 内火烟所产生的热烟(毒)污染尚未危及

4、其安 全之前，借助于由走道、前室和楼梯间所构成的安全疏散通道，安全准确、迅速地撤离到室外或楼内安全场所之中。(2)安全疏散系统的含义 安全疏散系统是利用系统的方法将人员、消防设施、建筑物 和环境的因素组合起来的一个有机整体，它对潜在的隐患和发 生的灾情能够迅速有 效地动作，通 过建筑 自身的功能和人员有 效 的组织，使火灾造成的损失趋于最小化。3 1安全疏散设计的基本原则 安全疏散设计是指，根据建筑物的特性设定火灾条件，针对 火灾和烟气流动特性 的预测及疏散形式 的预测，采取一系列 的 防火措施，进行适当的安全疏散设施的设置和设计，以提供合理 的疏散方法和其它安全防护方法，保证人员具有足够的安

5、全度。安全疏 散设计方法，应保证 在任何时 间、任何位 置的人员，都能 自由地、无障碍地进行疏散，并在一定程度上保证行动不便的人 员，具有足够的安全度。安全疏散的方法应是多种疏散方式，因 为单一的疏散方式会由于人为或机械的原因而失败。因此，安全 疏散设计的基本原则是：(1)需要设置消防技术规范中规定的疏散设施，并满足规范 的要求；(2)确定建筑物内的人员能撤离火灾危险区域，并独立地步 行至安全地带。其 目的就是保证建筑物 内所有 的人员在烟气、火焰热、恐慌 及其它 因火灾造 成的各种 危险中的安全，即采取主动与被动的 防火措施，以保证建筑物内所在人员在危险来临之前逃至安全 区域。3 2 安全疏

6、散的基本条件 为保证人员在火灾场所中的安全，所有建筑物都必须满足 下列 4个保证安全疏散的基本条件：(1)限制使用严重影响疏散的建筑材料等；(2)制定妥善的疏散及诱导计划；(3)保证安全的疏 散通道；(4)保证安全的避难场所。4 高层建筑安全疏散设计的方法与对策 4 1 延长危险来临时间 烟气是威胁人员安全的主要因素。由于顶棚 的限制，在着火 房间上部将形成热烟气层，且随着烟气量的不断增加，热烟气层 逐渐加 厚，当烟气层某些参数增大 到一 定值 时，便会对人员构成 危害。因此，要延长危险来临时间，就必须使烟气层厚度尽量减 薄，主要有 以下措施：4 1 1 合理设计防火分 区 由于在实际的火灾中

7、，火焰和烟气 蔓延 得很快，人员撤离的 速度 往往跟不上，所 以，必须合 理设计水平和竖 向防火分区，将 7 5 园林、建筑、规划与结构设计 建材与装饰 2 0 1 0年 O 2月 火灾局限在界定的范围内。4 1 2 设置 自动灭火 系统 自动灭火系统：可以扑灭初期火灾、降温、消烟、限制火灾 的扩散；可以充分保护疏散设施的安全，这是火灾防护的主要 手段，也是人员安全疏散的重要保证。灭火系统按灭火剂种类主 要分为自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、气体灭火系统。对 于高层建筑，必须按照 高层民用建筑防火设计规范 的规定，结 合建筑特点设置相应的自动灭火系统。对于 自动喷水灭火系统还应注意 以下 2

8、点：(1)消防中心应有自动喷水灭火系统的监视信号，其中包括 报警 阀前控制阀的开关、水泵供 电和运行状况、水箱水位、水力 报警信号、管网压力信号等。(2)当自动喷水灭火系统不能正常运行时，该区域应关闭，以保证人员的安全。4 1-3 设置 自动排烟设施(1)应设置自 动排烟设施。其 目的：限制起火点烟气的扩 散；保护疏散通道，供疏散人员安全使用。它是救火的辅助手 段和疏散逃生 的有效措施。(2)按照 高层民用建筑防火设计规范 的规定，结合建筑特 点设置相应的 自动排烟 设施。4 1 4 设置 消防控 制系统 消防控制中心应具有下列紧急控制功能：(1)控制消防设备的启、停，并应显示其工作状态；(2

9、)消防水泵、防烟排烟机的启、停，除 自动控制外，应能手 动直接控制：(3)防火门或其它开口保护设施，使楼梯间及其前室的加压 送风：(4)紧急事故照明和疏散诱导标志灯的控制i(5)广播诱导系统 的控制。4 2 缩短疏散开始时间 在安全疏散时间中，疏散开始时间在整个安全疏散时间中 占有重要的地位，甚至大于疏散行动时间。疏散开始时间在整个 疏散时间中不容忽视。众多的火灾案例表明，火灾发现得越早，人们 可获得的逃生 时间越长，伤亡就少；反之，伤亡就越大。疏散 开始时间主要包括火灾探测系统的探测时问和人员确认反应时 间2个部分。因此，要缩短疏散开始时间，就要缩短这 2个阶段 的时间，具体有 以下措施：4

10、 2 1 设置火灾探测 系统 根据建筑 场所的不 同，选择适 当的火灾探测系统，按照 火 灾自动报警系统设计规范 设计符合场所、建筑类型的火灾自动 报警系统。4 2 2设置报警和通讯系统(1)由于建筑的大小、平面布局或功能等方面的原因，火灾 本身并不能提供给建筑中的所有人员足够的火警信息，此处应 设置火灾警报装置，以通知建筑中的人员进行紧急疏散或有序 的火灾演 习。(2)应设置可听和可视信号。可听火警信号应高于正常情况 下的声音信号，有优先权，并应与其它信号有明显的区别。(3)信号应依据建筑空间的情况及建筑中人员情况的不同 而设置。但不管什么情况，此信号应能使建筑中的所有人员得到 7 6 信息

11、并作出反应，并且此信号应是明确的。(4)自动播放或人工播放的疏散广播，都是被允许的，且应 告知适当的和足够 的火灾信息和疏散指示或指导。当人们听到 巨大的响声时，首先是生理的反应，张嘴、瞪大 眼睛等，但这仅持 续几秒钟，接着人们就会进行心理反应和行为反应，想知道是什 么声音，发生了什么事情。因为人们在面临混沌不清的事情时，总是想获得更多的信息，这种信息主要来源于观察周围的环境 变化以及其他人的反应，不同人又对不同的讯号甚至同一讯号，有着不同的反应能力。因此，不同的报警讯号及时准确地告知人 们火灾信息，是争取疏散开始时间的关键。(5)应急广播扬声器的数量，应保证从本层任何部位到最近 一个扬声器的

12、步行距离不超过 2 5 m，每个扬声器的额定功率不 应 小于 3 W。(6)可视和可听的火警信号设旋，只能用于火警或其它紧急 情况。4 2 3健全消防管理制度，强化消防管理(1)健全消防值班制度，对消防管理人员进行定期的培训，并加强管理人员的责任感。(2)强化消 防管理，严格按照 消防预案处理火灾报警信 息。对确定的火灾情况，应及时准确地对建筑人员进行疏散、诱导。(3)对消防设备、设施，要进行定期维护、测试和保养工作。4-3 缩短疏散行动时间 4 3 1合理建筑布局，控制防火的安全距离 (1)建筑方案确立时，应当力求建筑布局简洁，疏散路线组 织合理，减少疏 散人员迷路的可 能性。(2)设置 2

13、个方向的疏散安全通道。火灾中，当人们意识到要逃生时，往往奔向熟悉的出口和楼 梯(识途性)。因此，疏散楼梯最好靠近电梯布置，但当遇到烟和 火的阻隔，不能抵达该门和楼梯时，就不得不掉头返回，离开危 险场所(躲避性)，而寻找其它路径以到达安全地点，这就需要每 个防火分区提供至少2个可供选择的疏散路径。尤其当人们在 非常状态情况(惊恐，失去理智控制)下，行动往往比较盲目，如 只有一个方向的疏散路线是不安全的。因此，“双向疏散”的原则 是必须遵循的。(3)出口应分散布置，以防止一个出口被阻挡，且 2个出口 之间的距离不应小于 5 0 0 m，出口不应设置在要经由厨房、储藏 室、休息室、卧室或其它上锁的房

14、间。(4)为保证每个防火分区的安全，安全出口的数量不得少于 2个，并应布 置均匀，使每个 出入 口所服务的面积大致相等。(5)应当限制疏散距离，以避免人们在到达安全场所前受到 火和烟气的侵害，影响疏散。安全疏散距离应符合 高层民用建 筑防火设计规范的规定。4 3 2疏散通道的设置要求(1)疏散通道的设置应简洁，避免弯曲。通道的弯曲、阶梯、门槛等，都会延长疏散时间。此外，人们在疏散时发生碰撞、挤伤 和跌跤等事故，也会延长疏散时间。(2)防止疏散通道 出现过度 的滞 留现象。日本规定火灾层疏 散通 道的任何地方，不得产 生单 位通 道宽 1 2 0人 m以上的人员 通过量，以防止发生人员恐慌。因此

15、，疏散通道宽度在遵循 高层 民用建筑防火设计规范 的规定外，还应考虑建筑特点和建筑中 建材与装饰 2 0 1 0年 0 2月 园林、建筑、规划与结构设计 人 员的疏散能力。(3)疏散通道应不断维护，清除障碍以确保火灾或其它紧急 情况时，能完全立即投入使用。4 3 _ 3楼梯 的设置要求(1)每个用于疏散的楼梯、休息平台及楼板的结构，都应为 不燃烧材料，且应与建筑物的其它部分有适当的分隔。(2)楼梯在其休息平台处不应变窄，且长度至少应等于楼梯 宽度。(3)楼梯尺寸要符合 国家规范要求。(4)楼梯和坡道应在其两侧设置扶手。扶手的宽度至少应等于楼梯宽度，并在整个楼梯内是连续 的，包括楼梯转弯处、休息

16、平台处。楼梯栏杆扶手的高度，至少应 高于踏步表面 8 6 c m且不大于9 6 e m(踏步上表面至扶手顶部的 垂直距离)。人具 左转弯”习性，因此，楼梯应设置成向下疏散 时，构成左回转方式，以便于人们的快速疏散。4 3 4安全出口的设置要求(1)每个出口都应清晰可见，通向每个出口的通道，都应有 明显的标识，以保证建筑中有生命力(体能和智能)的任何人在 任何位置，都能明确疏散方向。任何易和安全出口混淆，而却并 非出口或通向出口的路，应该被标识清楚，并采取措施避免人们 在火灾疏散中误入死角。(2)不得在出口门上设置镜子，也不得在同出口相接的区域 设置镜子。(3)疏散门应向疏散方向开启，当门开启后

17、，门扇不应影响 疏散走道和平台的宽度。(4)疏散通道上的任何一扇门，都要采用边轴门或弹簧门的 形式。门的设计和安装要求能够从不同的位置都能将 门打开，打 开门的力不应超过 2 2 N。在门上或门旁，应有明显的持久耐用的 标识，如“建筑物中有人门要开着 等字样，其字高至少 2 5 c m，且 与背景有明显的对 比度。(5)建筑入口处或入口大厅内，应张贴永久的、不可破坏的 建筑平面图，标示出通道、主要隔断、各种设备间、有特殊危险的 其它房间以及消防控制中心等位置，以利于消防队员的救护和 灭火行动。(6)出口净宽，应按照 高层民用建筑防火设计规范 的规 定，不应小于 1 4 0 m。4 4 设置安全

18、疏散的诱导系统 4 4 1 听觉诱导 听觉诱导即语言诱导，包括口头诱导和广播诱导。前者是由 失火建筑内的有关工作人员，根据熟悉的情况进行口头诱导和 指挥，这种方式有时能起到很大作用；后者是通过广播语言进行 诱导，影响范围大，而且可以通过对火灾情况的汇总而选择最佳 疏散方案。因此，广播诱导显得尤为重要。广播语言诱导可以采 用有线广播、闭路电视 音乐系统或附设扬声器的电话系统。4 4 2 视 觉诱导 视觉诱导是利用视觉代号对危险作出警告或传达信息，包 括火灾紧急事故照明和疏散诱导标志，目的也是为疏散创造一 个合适的光照环境。(1)紧急事故照 明系统 的设置。对楼梯 间，应 设在平 台的墙 面或休息

19、平台板下，楼梯 口、太平门一般设在门口上部；对疏散 走道，则设在墙面或顶棚下，间隔不超过 2 0 m，照度不低于 0 5 1 X，也不得 引起眩光，事故照 明通常用红色发光型灯具。(2)疏散诱导标志的设置。宜设在疏散走道上、走道的拐弯 处、走道和疏散楼梯电梯的交接处，距地面 1 0 0 m以下的墙面 上，采用灯光较亮的颜色，标志上的字和底应采用对比度强的颜 色，一般用绿、蓝、红和 白、黄、黑的组合，字的大小因考虑人的视 认距离，要求疏散标志灯一般应采用 反射 规范 的规定外，还应 考虑建筑特点和建筑中人员的疏散 能力。(3)疏散通 道应 不断维护，清 除障碍 以确保火灾 或其 它紧 急 情况时

20、，能完全立即投入使用。4 4-3 创造 防火、防烟、防热的安全环境(1)防火安全疏散的组织与管理。加强对安全管理人员的疏 散诱导知识的培训。当人们意识到要逃生时，首先寻找他们进来 时的出口，但如果不能抵达该 出口时(可能充满 了烟和火)，人们 本 能地返 回离开危险而找寻其它 的出口以至安全地点。人们可 能会低估危险，不情愿地使用不熟悉的出口。此时的疏散诱导，尤其日常经过训练的管理人员的诱导，是重要的(追随本能)。疏 散人员的诱导还应是适时的和正确的“带头人”。“随大流”的倾 向，有时会产生不当的诱导，反而使危害扩大。(2)建筑物不同部位发生火灾时的疏散规则和过程实施对 策。(3)老、幼、病、

21、残者 的疏散。(4)对人群主、客双方不良行为的纠正措施，包括某些强制 措施。(5)制定妥善的疏散诱导计划，进行定期和不定期的火灾演 习。消防逃生训练应经常进行，且遵循一定的程序。负责计划和 指导训练的人员，需具备一定的领导才能，在指导训练中，应强 调疏散的有序性而不是速度。训练应在不同的时间进行，以模拟 火灾状况。5 建筑消防安全疏散性能化设计探索 现行的消防技术规范标准与当前的经济、社会发展已存在 不相适宜的地方。因此，近年来建筑性能化设计，为消防设计开 拓了新的设计空问。其主要设计理念是，改革现行技术规范不相 适应现代建筑及消防设计的规定，综合建筑物整体情况，在保证 消防安全的前提下，合理

22、优化建筑成本、建筑使用功能、安全疏 散，从而保证建筑在某方面不能满足规定，采取性能化评估，以 采取补救措施。建筑安全疏散性能化设计主要考虑的因素为：(1)建筑耐火等级。高层建筑内可燃物的数量和燃烧性能，决定着建筑发生火灾时人员的疏散时间。建筑耐火极限低、可燃 物数量大、燃烧蔓延速度快、允许的疏散时间就越短，反之则多。要保证建筑内人员的安全，必须在允许的时间内疏散出来。(2)人员所需疏散时间。该疏散时间包括从房间内到疏散门 口的疏散时问，从房间门口到安全出口的时间，不同人群疏散速 度不一样，疏散时间就不一样。如果设计所有人员疏散的时间，超过建筑物允许事实的时间，就无法保证安全。因此，高层建筑 安

23、全疏散时间的确定，显得尤其重要。(3)建筑疏散设施(包括疏散走道、疏散楼梯、疏散照明、疏 散指示标志及疏散通道 防排烟设施)。建筑设施齐全，相对疏散 77 园林、建筑、规划与结构设计 建材 与装饰 2 0 1 0年 O 2月 谈论住宅建筑设计中的问题 吴 蔚 摘要：随着我国社会发展和经济持续不断的增长，人民的生活水平也随之不断提高，我 国的住宅建设也进入了高速发展的阶段。人们 对住宅越来越关注，而且对住宅的质量也提出了更 高的要求。本文针对住宅建筑设计中存在的问题作了分析，并提出了个人的建议。关键 词：建筑设计；住宅；问题 刖舌 在当今住宅商品化的时代，更是随着国民经济建设的发展 和市场的需求

24、以及人们对高素质生活质量的追求，而不断的在 变化和提高功能质量，以适应市场的需求，这种需求的变化给我 们的住宅设计带来新的课题和更高的要求。如何做出既舒适、安 全同时又符合人们精神物质要求且经济 实用住宅 的设计，以适 应住宅市场的变化，满足住宅消费需求，成为建筑设计人员必须 要解决的首要问题。由于住宅 商品化、市场化 以后，各种各样的 住宅都用涌现出来。这些住宅无论从建筑的功能、形象以及环境 质量上都与 以前的住宅有了很大的变化，这样的一派大好形势 大大地推动 了住宅建筑设计的发展。但 同时，有 的为 了标新立 异，甚至片面追求新奇、与众不同，而影响 了使用甚至影 响安全，不可避免地 出现了

25、一些设计不合理的现象。下面就住宅建筑设 计中存在 的一些问题谈谈个人的观 点。1不分场合地采用“错层式”错层住宅指的是一套住宅 内的不同使用功能用房，如起居 室、卧室、卫生间、厨房等建筑在不同高度的平面上。其建筑特点 是“静态”与“动态”相结合，用 3 0 6 O c m的高度差进行空间隔 断。形成多个不同标高平面的使用空间和变化的视觉效果。错层 这种 空间处理手法最初是用在 小别墅上。它们面积较大，布局比 较灵活，层数低，结构抗震要求不高。为了使室内空间有些变化，或者在一个大空间中以空间高低 的变化来划分出两个 或多个不 同使用功能的空间(如客厅、餐厅等)。在这种情况下，这是一种 行之有效的

26、处理手法。随着人们生活水平的提高，对房型的要求 越来越挑剔，精明的开发商摸透消费者的心理，建房时也越来越 把精力注 重于居住生活空间的舒适性，因而错层住宅也应运而 生。但是错层住宅也存在一些弊端，如果不看对象不分场 合地滥 用，那就欠妥了。小面积户型不应采用错层式。有的住宅，面积不 大，1 0 0 1 2 0 m 2 左右，客厅、餐厅面积也较小，为了做出错层，免 不了踏步的设置，而踏步却占了一定的面积，即产生了“垃圾面 积”，这不但减少了使用面积，而且由于踏步的空间分界作用使 空问显得小气，不能体现错层建筑“空间变化美”的优点。在地震 区避免采用错层式。根据抗震规范要求：(1)在 建筑物的整体

27、布 置上，应尽量保持体形上 的对称和简 单，质量和刚度 的对称和均匀分布，避免平面上和立 面上 的突然 变化和不规则的形状。(2)建筑 的平、立面布置宜规则、对称，建筑 的质 量分布和刚 度变化宜均匀，楼层不应错层。按照上述抗震规范要求，错层住 宅的建筑设计与结构设计要相互协调，虽然错层住宅一般体型 也较简单，重量、刚度 均匀 分布，但 毕竟它 的立面 和平面有了变 化，故必须深入研究确保工程质量。错层结构与传统结构 的受力 方式不同，特别是同一楼层的梁、板等受力构件不在同平面，若错层的高差较大时，必须要使某一个方向的立面连续梁间断 成错落连接，形成剪切式构架。这就迫使构件传力不连续性，造 成

28、传力线路曲折迂回，在柱接点处产生剪切、旋转，无形中增大 了地震能量的输入。不可否认，在建筑住宅错层结构设计中部有 抗震结构受力计算并采取抗震加固措施，但是这种抗震结构计 算及其加固构件能否经得起设计地震强度的考验，需要历史来 证明。在建筑抗震理论远未达到科学严密程度 的今天，单靠计 算，很难使建筑具有 良好的抗震 能力，因此要着眼于建筑总体抗 震能力的概念设计，把握房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延 续等 几个重要方面，从根本 上消除建筑中的抗震薄弱环节，再辅 时问会减少，相反就会增加。因此，建筑安全疏散系统 设计得合 理，就会赢得相应的疏散时问，保证人员的安全疏散时间和安全 性。(4)火灾

29、的发现时间。此 因素的设计，主要应考虑火灾 自动 报警设施的优化设计，包括系统发现火灾报警的时间、系统的高 效完好性能。(5)建筑消防设施。建筑 如设计有与相应建筑场所对应类型 的火灾 自动灭火系统，在发生火灾的第一时间，系统动作，就能 有效地扑灭着火楼层的火灾，为人员疏散获得宝贵的 自救机会。(6)建筑 日常的维护管理及使用因素。能否保证建筑设施完 78 整，人的因素至关重要，主要体现在设施的维护管理方面。安全 出口的通畅情 况，为人员疏散提供了高效、安全 的疏散时间。6 结 语 本文初步探讨 了高层 建筑安全疏散设计的几个问题，而高 层建筑 消防安全涉 及许 多方面，因此，高层建筑 的防火设计，是 一个持续性的课题。随着近年来超高层公共建筑的出现，其功能 的复杂化不断带来新的问题，特别是建筑消防安全性能设计的 发展与应用，还有待建筑设计人员和消防专业 人士，作进一步地 探讨和研 究。