浅析高层住宅的防火与疏散设计

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摘要：伴随着高层住宅的发展，火灾事故的增多，高层住宅的防火与疏散问题日渐突出，引起设计人员的重视。本文就高层住宅建筑设计中不同的着眼点，着重分析、探讨了高层住宅建筑中的防火与疏散设计，以供同行参考。

关键词：高层住宅 ；防火与疏散；设计

Abstract: with the development of high-rise buildings, fire accident, high-rise residential fire and evacuation problem increasingly outstanding, cause the attention of designers. In this paper, the high-rise residential building design in different starting point, emphatically analyzed and discussed the high-rise residential buildings in fire protection and evacuation design, provide the reference for colleague.

Keywords: residential building; Fire prevention and evacuation; design

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

建筑的防火与疏散，一直是建筑设计中的重要课题。如何尽可能地从根本上杜绝火灾的发生，火灾发生时又如何限制其波及范围，保证建筑中人员疏散通道的快捷与通畅，并安排多条安全出路，是建筑设计师们一直在不断地探索的问题。

高层住宅防火与疏散设计主要分为两个方面，一为“防”，二为“逃”。“防”即采用各种措施防止火灾发生、蔓延，尽最大可能减少火灾造成的损失。包括设置防火分区、防火墙、防火门窗、消防设备、报警设备以及选择耐火难燃的建筑材料。“逃”即是设计安全、合理、便捷的逃生通道。

一、高层建筑火灾的现状分析

1.功能复杂，起火因素多

高层建筑物多数是多用途的综合性大楼，往往大量使用各种电器设备，如照明灯具、电冰箱、电视机、电梯、空调设备、驱动电机、自备发电机组、大型电子计算机等,电子设备配电线路和信息数据通信布线系统密如蛛网，如一处出现电火花或线路绝缘层老化碰线短路而发生电气火灾，火势会沿线路迅速蔓延，一些新型建筑装修材料的使用也加剧了高层建筑物的火灾危险性。

2.火灾蔓延途径多，危害大

高层建筑物内部必然设置有电梯及楼梯井、上下水管道井、电线电缆井、垃圾井等,这些竖井如果没有附加水平或垂直方向隔断措施，一旦烟火窜入，则会产生“烟囱”效应，将使火势迅速蔓延扩散到上层楼房因而更加难于控制和扑救，造成更大的损失。

3.疏散困难，容易造成重大伤亡事故

高层建筑的特点：一是层数多，垂直疏散距离长。二是人员比较集中，疏散时容易出现拥挤情况。三是发生火灾时的烟气和火势向竖井蔓延快，给安全疏散带来困难。四是疏散主要靠楼梯，疏散速度比较慢，因而造成更大的损失。

4.消防设施不够完备，扑救困难

扑救高层建筑火灾主要立足于室内消防给水设施,由于受到消防设施条件的限制,常常给扑救工作带来不少困难,遇到大面积火灾,室内消防水量就不够用,不能及时有效地控制火势蔓延。一旦消防水泵等室内消防给水设施发生故障,就须完全依靠消防车抽吸室外消防用水进行扑救,延误灭火时机。

二、高层住宅的防火设计要点

1.防火分区方面的设计

防火分区包括水平和竖向两种。水平防火分区是当住宅建筑楼层面积超过一定规模时，应用防火墙、防火门及防火卷帘等将各楼层在水平方向分隔为两个或几个防火分区。《高规》要求高级住宅、19层以上的普通住宅每个防火分区控制在1000平方米以内；10层至18层普通住宅每个防火分区在1500平方米以内。竖向防火分区的概念是指上、下层间分别以耐火极限不低于1.5小时或1小时的楼板等构件进行防火分隔。一般说来，竖向防火分区为每层一个分区，或二至三个楼层一个分区。对单元或住宅而言，由于上、下层间的钢筋混凝土楼板完全可以起到阻滞火势向上蔓延的作用，因此竖向防火分区的重点是对建筑内部的垃圾道、设备管井、空调管道及楼、电梯间实行防火阻隔，最大限度地降低火势蔓延速度，控制火灾燃烧面积。

2.管道井防火方面的设计

《高规》规定，电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道，应分别独立设置，其井壁应为耐火极限不低于1小时的不燃烧体；井壁上的检查门应采用丙级防火门，《高规》还规定，建筑高度不超过100米的高层建筑，其电缆井、管道井应每隔2—3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔。电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔洞，其空隙可采用水泥砂浆板、钢板等不燃烧材料填塞密实。

3.消防给水的设计

根据《高规》的有关规定，消防给水系统由消防水源、水箱（屋顶及分区减压水箱）、水泵、控制室、消防管网和消火栓等几部分组成。在扑救失利的火灾案例中，有80%以上是由于消防给水不足造成的。因此，确保高层住宅灭火时的给水需要尤其是确保消防水源十分重要。在高层住宅消防设计上，应立足于以室内消防给水系统自救为主要灭火方式，所以在高层住宅建筑群应采用区域集中或临时高压消防给水系统。高层住宅设置的消防水箱，应满足室内最不利点灭火时的水压与水量需要，否则应设高气压给水，稳压泵等增压设施，其水箱容量应根据建筑平面类型（通廊式、塔式、单元式）层数和建筑面积而合理确定；高层住宅的室外消防给水管网应布置成环状，其消火栓尽量露明便于消防车取水，设置数量应符合规定，给水压力不应低于0.1MPa。高层住宅的室内消防给水系统宜与生活给水系统分开设置，室内消防给水管道也应布置成环状，其中进水管和区域高压或临时高压给水系统的引入管不应少于两根。消防水泵是消防给水系统的心脏，其工作性能、数量、安装及开启方式必须保证消防泵及时、可靠地运行，在同一小区内，消防水池和消防水泵房可以共用，室内消火栓给水系统和高级住宅的自动喷水灭火系统还应设置水泵接合器，其设置数量与水流量必须符合规定，其距室外消火栓或消防水池的距离宜为15—40米，至于室内消火栓，《高规》要求设置在住宅走道、楼梯间、消防电梯间前室等明显部位，要点是方便取用和保证两股有效水柱的同时到达，但目前的住宅建筑设计经常没考虑消火栓箱预留位置。

4.防排烟的设计

高层建筑火灾死亡人数中60%以上均死于烟气，因此防排烟设计是建筑防火中必不可少的环节，防排烟方式分为两类。一是自然方式，即通过外窗、阳台及至竖井将烟排出。二是机械方式，它又分为加压防烟和减压排烟两种。自然方式因易受风向、地区影响而效果难以保证，因此国家规定居住建筑超过100m时不应采用自然方式排烟。在居住建筑中设置天井，使位于内部的防烟楼梯间、消防电梯前室等向其开窗自然排烟，是非常有效的方式，同时，竖井亦可用于地下层的楼梯间，对平时采光、通风及火灾时排烟均很有利，对机械方式而言，其加压防烟主要用于防烟楼梯间及合用前室等部位，减压排烟则主要用于一些封闭空间、中庭、地下室及疏散走道等。

三、高层住宅的防火疏散设计

据全国火灾统计情况表明，因为没有可靠、合理的安全疏散设计，人员不能及时疏散到安全的避难区域，而在高温烟气中中毒窒息后遇难的数量不少。合理的安全疏散设计，在火灾时就能迅速而安全的使人们离开建筑物，达到安全脱险的目的。

1.合理布置楼梯并提供正确引导

在火灾发生时，人们的判断及行为会出现异常，并急于离开着火的空间,供人们选择的时间很短,所以疏散距离应短一些，而且一个阶段要比一个阶段安全性高，一步比一步安全。在布置疏散路线时,要特别注意疏散楼梯布置的位置，应避免远离经常使用的路线或设于偏僻位置。一般的说，靠近电梯间布置楼梯是较为有利的，因为发生火灾时，住户往往首先考虑熟悉并经常使用的由电梯所组织的疏散流线，当靠近电梯设置疏散楼梯，就能使经常使用的路线与火灾时紧急使用的路线有机地结合起来，有利于迅速而安全的疏散人员。同时，在安全疏散设计时，居住建筑大于20m的内走道必须加以引导，在日常中，除了初建、新建的高层住宅这部分设施比较完善外，相当的一部分还是一片空白，对设置火灾应急照明和疏散指示标志还缺乏应有的重视。在高层住宅中，安全疏散指示标志和应急照明等疏散诱导设施应该在关键时候发挥它的作用，指引、便利住户的安全疏散。

2.水平通道的设计

平面布局中的安全疏散问题，即表现为水平面合理的疏散线路设计。火灾发生时，人流通过精心组织的水平通道顺畅地到达疏散楼梯。当住户向一个方向疏散遇到烟火阻碍时，将会掉头寻找另一条出路，为设计上提供另一方向的疏散口成为必要，所以应保证水平面的双向疏散。在布置疏散走道还应注意的是，不要布置成不甚畅通的“S”形或“U”形，也不要有变宽度的平面，而且不能有防碍安全疏散的突出物，以免紧急疏散时发生堵塞和挤伤人的情况。在高层住宅建筑中，采用无尽端房间的外廊式或内廊式走道，公共走道与两个尽端疏散楼梯的设计组合，可以满足住户的双向疏散要求；而对于塔式住宅，其特点是以电梯、楼梯和公共走道组成一个平面核心，所有的住户都分布在核心的四周，走道采用环形布置，这种平面形式布置紧凑，住户只要走出户门，进入楼梯间就可到达相对安全的区域，塔式住宅的水平通道组织设计是便于火灾时紧急疏散的一种形式。

3.靠外墙设置防烟楼梯间

高级住宅、19层及以上的单元式住宅、超过11层的通廊住宅以及塔式住宅均应设防烟楼梯间。19层及以上的单元式住宅高度达50m以上，人员比较集中，而通廊式住宅一般横向单元分隔墙少，发生火灾时，不如单元式住宅那样能有效地阻止、控制火势的蔓延，不利于疏散，为保障疏散安全，都必须设防烟楼梯间。防烟楼梯间的设计应在入口处设面积不少于4.50平方米的前室或阳台、凹廊，楼梯间的前室应设防烟、排烟设施，通向前室和楼梯间的门均应设向疏散方向开启的乙级防火门。当楼梯间靠外墙设置时，就可尽量利用阳台或凹廊作开敞前室形成防烟楼梯间，利用自然风力将烟气迅速排走，既节省投资又达到保护住户安全疏散的效果。

4.疏散楼梯的设计

疏散楼梯应符合《高层民用建筑设计防火规范》的设置要求，充分保障疏散能力。疏散楼梯要确保有较好的防烟火效果，不应在楼梯间开窗、开洞等。而且疏散楼梯应为安全疏散创造条件，疏散楼梯梯段与平屋顶相通、首层与地下室楼梯之间的防火分隔，及对疏散楼梯间的踏步、突出物的要求，都应体现为便利住户的疏散。而在日常中，一些住户在门上加设外开防盗门，开门时占用很大的平台面积，影响了平台的交通；一些住户在楼梯入口设置防盗总门，其宽度比楼梯段还小，对安全疏散极其不利。此外，疏散楼梯的设计还要排除其他不安全因素，不能穿过可燃气体管道等，通向屋顶的疏散楼梯不应穿越其他房间、以及尽量缩小扩大封闭楼梯间的范围等。

结束语

本文只是初步探讨了高层住宅建筑防火及安全疏散设计的几个问题,实际上高层住宅消防安全涉及许多方面,而且不能相互割裂。高层住宅的防火设计是一个持续性的课题,随着近年来住宅功能的复杂化而不断出现新的问题,高层住宅的防火疏散设计有待建筑设计人员和消防专业人士做进一步的探讨和研究。

参考文献：

[1]《高层民用建筑设计防火规范》，中国计划出版社，2001.

[2] 雷春浓，《高层建筑设计手册》，中国建筑工业出版社,2002.8.

[3] 王学谦，《建筑防火禁忌手册》，中国建筑工业出版社，2002.7.