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[摘要] 从高层建筑安全疏散的特点出发,结合高层建筑安全疏散的特点,对安全疏散设计的内容进行分析,寻求高层建筑安全疏散设计的方法。
[关键词] 高层建筑 安全疏散防火分区 安全出口
随着我国改革开放的不断深入和社会主义现代化建设步伐的加快,各大中城市的高层建筑如雨后春笋般拔地而起,耸立在城市中,并点缀着城市。高层建筑是综合性大楼,人员复杂而密集。一旦发生火灾后,火势蔓延迅速,并会造成人员伤亡。因此,了解高层建筑安全疏散的特点,掌握高层建筑安全疏散的内容和方法对减少和避免火灾中人员伤亡尤为重要。
图1武汉现代高层建筑
1高层建筑安全疏散的特点
1) 高层建筑竖向疏散距离长,疏散到地面或其它安全场所的时间相当长。
2) 规模大、功能复杂的公共建筑,人员较多。如疏散通路处理不好,在紧急疏散时,容易出现
混乱拥挤情况。
3) 竖向井道发生火灾时,拔烟拔火作用大,使火势蔓延快,给安全疏散增大了困难。
4) 目前国内登高消防车最大工作高度有限,不利于火灾时的疏散扑救。
2高层建筑安全疏散设计的内容
安全疏散设计的内容较多,一般情况包括以下几个方面。
2.1分区设计
防火分区不同于功能分区,它是根据建筑性质和类型以及耐火等级来划分,目前我国把建筑类型和耐火等级划分为四级。防火分区的目的是建筑中发生火灾,它只限于一个分区之内,不至于向其他部位蔓延,因此,防火分区的划分是建筑安全疏散设计的关键。
2.2楼梯设计
发生火灾时,人们往往首先考虑熟悉并经常使用的疏散线路,所以应当靠近电梯设置疏散楼梯,这样就可以使经常使用线路与火灾时紧急使用的路线有机结合起来,有利于人员的疏散。另外,大于2.0M的内走道必须按照规定设置安全疏散指示标志和应急照明等疏散诱导设施,使其在关键时候发挥引导作用。
2.3走道设计
火灾发生时,当人们向一个方向疏散遇到烟火阻碍时,将会寻找另一条出路,提供另一方向的疏散路线就成为必要,所以设计上应保证水平的双向疏散。根据建筑物不同使用性质、采用不同方法,避免把疏散走道布置成袋形,尽量布置环形走道、双向走道或无尽端房间的走道。这样布置既方便平时使用,火灾时又能迅速使人们安全疏散。
2.4出口设计
为了保证人们在火灾时向两个不同疏散方向进行疏散,一般应在靠近建筑标准层或其防火分区的两端或接近两端出口处设置疏散出口。在条件许可时,疏散楼梯间及其前室,应尽量靠近外墙设置。安全出口(门或楼梯出口)的布置应均匀,具有不同方向的出口。
2.5疏散门设计
在许多情况下,高层公共建筑物的底层或其上一、一、三层为公共活动用房,人员集中,在这种情况下,必须分别设置,其外门的总宽度要比楼梯总宽度宽些。房间的疏散门安全出口的疏散能力,除了与总宽度有关外,还与一个房间的安全出口数有关,凡人员较集中的房间,既要考虑平时疏散的方便,又要满足紧急情况下的需要。
2.6避难层设计
层数在25层以上的办公、旅馆等人员较多的高层公共建筑或建筑高度超过100m的高层旅馆、办公楼和综合楼,均宜设置避难层。一般情况下,自地而层起到10- 15层设第一避难层,再以相隔10- 15层设置。避难层的形式,大体有两种,一种是与设备层结合,另一种是专用避难层。专用避难层核心部位的设备和垂直交通设施,必需用耐火极限不低于1h的墙围护起来,并满足疏散人员的停留而积要求。
2.7辅助设施设计
在实际的高层火灾中,为了保障人们安全、可靠地疏散,高层建筑中除必须设有完善的安全疏散设施外,适当配备一些阳台、凹廊、室外楼梯等辅助安全设施也是很有必要的。
3高层建筑安全疏散设计的方法
3.1防火分区
为了保证人们在火灾时向两个不同疏散方向进行疏散,一般在靠近建筑标准层或其防火分区的两端或接近两端出口处设置疏散出口。在火灾时,人们常常是冲向熟悉、习惯和明亮处的出口或楼梯疏散。若遇到烟火阻碍,人们就得掉头寻找出路,尤其是人在惊恐、失去理智控制的情况下,往往会追随他们盲目行动。在建筑物中,防火分区应该同时有两个或两个以上的疏散方向可供疏散。
图2 布局不合理的疏散路线
3.2疏散楼梯
疏散楼梯不宜与消防电梯共用一个前室。特别注意疏散楼梯的位置。一般,近电梯布置楼梯是较为有利的。疏散楼梯设计一定要注意以下几个问题:
1)搞清楚什么是敞开楼梯、封闭楼梯、防烟楼梯,这此楼梯作为疏散楼梯的条件,及设置这此楼梯的标准;
2)合理布置疏散楼梯的位置;
3)要严格掌握疏散楼梯设计的技术要求,包括楼梯的形式、楼梯宽度、栏杆的高度等。
3.3疏散走道
疏散走道是疏散通道的第一安全区域。人员逃离火场进入走道,应能顺利地奔向楼梯间。疏散走道的设计,应注意以下问题:
1)走道设置简捷,尽量避免宽度方向上的急剧变化。
2)在疏散走道两侧,均应按规定设置疏散指示标志灯和诱导灯。
3)在疏散走道两侧1.8m高度内不应有管道、门垛等突出物,走道中的门应向疏散方向开启,
4) 避免设置袋形走道。袋形走道的致命弱点是只有一个出口,发生火灾时,人员容易陷入“死胡同”而不能安全脱险。
3.4安全出入口的位置数量及宽度
3.4.1安全出口的数量
1)高层建筑每个防火分区和地下室的安全出口不小于两个。当其中一个安全出口被烟火堵住时,可由另一个出口疏散出去。
2)高层建筑内大空间的房间开门数量也有要求。在高层建筑的防火设计中有严格规定,除下列3种情况之外,均应设置两个安全出口。①位于两个安全出口之间的房间,当面积不超过60 m2时,设置一个门:②位于走道尽端的房问,当面积不超过75 m2时可设置一个门:③地下室面积不超过50 m2,经常停留人数不超过15人的房问可设一个门。
表1 高层建筑首层疏散外门和走到净宽(m)
3.4.2疏散出口的宽度
安全出口的宽度不足,必然延长疏散时问,影响安全疏散。在高层建筑防火设计中重点考虑两方面的因素:
1)确保高层建筑内,火灾时人员能通过足够宽度的安全通道疏散到高层建筑的首层。
2)考慮火灾时高层建筑内疏散到首层的人员能迅速撤离火场。 高层建筑首层疏散外门和走道的净宽不应小于表的规定。
3.5疏散门
疏散门有两种情况:底层公共疏散门和房间疏散门。
1)建筑物底层公共疏散门,其数量与疏散楼梯的数量按照规定设置。但对功能复杂的高层建筑,外门数量要多些。
2)房间的疏散门,一般情况下,凡体积较大,且人数较多的房间,不应少于两个门。
3.6避难层
高层建筑尤其是超高层建筑,由营救设备的局限性,火灾一旦发生,不是靠的外部营救,而要靠建筑自身内部消防。避难层是超高层建筑内部人员自身内部消防的最好措施。另外,高层建筑由于人员集中,加上火灾时惊慌失措,容易造成拥挤,甚至会出现“逆行”。因此,单独靠楼梯疏散,是不能满足要求的。从保障人员疏散安全来看,设置避难层或避难间是十分必要的。
3.7疏散辅助设置
与常规疏散设施不同,辅助安全疏散设施是供逃生者在最低限度的通行条件下获得安全疏散通道,应尽量少地占用有限的建筑面积,并降低造价。因此辅助安全疏散设施一般为简易实用的装置,并且坚固耐用、安全可靠。
3.7.1避难梯
避难梯是最简单的垂直疏散设施之一。一般为金属结构,为节省面积可垂直设置。垂直爬梯有折叠式的形式,平时占地更省。避难梯多设在阳台或凹廊,楼板上的通行孔洞每层都要错开设置,以保证逃生人员安全使用,适用于常规人群建筑物。
3.7.2救生袋
进入其中便可直达安全区域。由多层不同纤维织物组成,一般最外面是防火层,中间是弹性很高的纤维层,随着进人人员体位、动作的变化可以调整下降的速度。最里面的纤维层张力相当大而较为柔软磨擦力不大,使进入袋的人员以舒缓的速度滑降。特别适用于高层医院、疗养院、老年人建筑等疏散困难大的建筑物。
3.7.3避难滑杆
避难滑杆作为最简单的竖向通行工具并不罕见,如消防站中一直沿用。采用直径适中的光滑圆钢管作滑杆,滑杆每2--3层须断开错位设置,并且滑杆上下两端应固牢,以使下滑时颤动小,稳定性好,确保下滑时安全。避难滑杆适于使用人员为健康成人的高层建筑物。
3.7.4避难滑梯
这是一种很巧妙的垂直辅助疏散设施其主要由笼形档杆护围的螺旋形滑道组成。避难滑梯不需借助外力即可使用的特点,非常适合人员疏散困难的建筑——如高层医院、老人院、疗养院等。
3.7.5避难桥
两幢紧邻高层建筑或同一建筑不同体块之间的桥状连接体,可安装在屋顶部位或中间楼层。平时可以为联系交通,火灾时则可用来转移起火建筑内的人员至相邻部分疏散避难。避难桥是一种平战结合的兼用型安全疏散设施,适用于人员庞杂集中而安全出口有限的超高层建筑。
3.7.6屋顶停机坪
屋顶停机坪是指设置在高层建筑物屋顶之上供直升机起飞、降落和暂时停留的设施。对高层建筑竖向安全疏散而言,它是一种有效的辅助疏散和避难设施。屋顶直升机坪适用于规模大、人数多、性质重要的高层和超高层建筑。
以上介绍了几种辅助安全疏散设施的形式,相信随着技术的发展和人们的努力,将会有更新更好的辅助安全疏散设施出现。
4结语
高层建筑安全疏散设计同许多因素相关联,如建筑的类型和功能,人员的组成和特性,人员密度及分布情况,火灾探测报警的设置情况,防火灭火设施的设置情况等。高层建筑安全疏散是一个非常复杂的系统,而本文仅仅是从现行《高层民用建筑设计防火规范》及在实际学习中的应用对其做出的肤浅探讨,以此引起对高层建筑安全疏散设计的理论和实践的重视,从而保证高层建筑在火灾时所有人员的安全。
參考文献:
[1] 陈保胜.高层建筑安全疏散设计[M].上海:同济大学出版社,2004.
[2] 叶军.高层消防应急疏散逃生方案的研究[J].科技资讯,2006.
[3] 莫志军.论高层建筑施上中的安全管理[J].山西建筑,2007.
[4] 肖国清.建筑物火灾中人的疏散方式研究[J].中国安全科学学报,2006.
[关键词] 高层建筑 安全疏散防火分区 安全出口
随着我国改革开放的不断深入和社会主义现代化建设步伐的加快,各大中城市的高层建筑如雨后春笋般拔地而起,耸立在城市中,并点缀着城市。高层建筑是综合性大楼,人员复杂而密集。一旦发生火灾后,火势蔓延迅速,并会造成人员伤亡。因此,了解高层建筑安全疏散的特点,掌握高层建筑安全疏散的内容和方法对减少和避免火灾中人员伤亡尤为重要。
图1武汉现代高层建筑
1高层建筑安全疏散的特点
1) 高层建筑竖向疏散距离长,疏散到地面或其它安全场所的时间相当长。
2) 规模大、功能复杂的公共建筑,人员较多。如疏散通路处理不好,在紧急疏散时,容易出现
混乱拥挤情况。
3) 竖向井道发生火灾时,拔烟拔火作用大,使火势蔓延快,给安全疏散增大了困难。
4) 目前国内登高消防车最大工作高度有限,不利于火灾时的疏散扑救。
2高层建筑安全疏散设计的内容
安全疏散设计的内容较多,一般情况包括以下几个方面。
2.1分区设计
防火分区不同于功能分区,它是根据建筑性质和类型以及耐火等级来划分,目前我国把建筑类型和耐火等级划分为四级。防火分区的目的是建筑中发生火灾,它只限于一个分区之内,不至于向其他部位蔓延,因此,防火分区的划分是建筑安全疏散设计的关键。
2.2楼梯设计
发生火灾时,人们往往首先考虑熟悉并经常使用的疏散线路,所以应当靠近电梯设置疏散楼梯,这样就可以使经常使用线路与火灾时紧急使用的路线有机结合起来,有利于人员的疏散。另外,大于2.0M的内走道必须按照规定设置安全疏散指示标志和应急照明等疏散诱导设施,使其在关键时候发挥引导作用。
2.3走道设计
火灾发生时,当人们向一个方向疏散遇到烟火阻碍时,将会寻找另一条出路,提供另一方向的疏散路线就成为必要,所以设计上应保证水平的双向疏散。根据建筑物不同使用性质、采用不同方法,避免把疏散走道布置成袋形,尽量布置环形走道、双向走道或无尽端房间的走道。这样布置既方便平时使用,火灾时又能迅速使人们安全疏散。
2.4出口设计
为了保证人们在火灾时向两个不同疏散方向进行疏散,一般应在靠近建筑标准层或其防火分区的两端或接近两端出口处设置疏散出口。在条件许可时,疏散楼梯间及其前室,应尽量靠近外墙设置。安全出口(门或楼梯出口)的布置应均匀,具有不同方向的出口。
2.5疏散门设计
在许多情况下,高层公共建筑物的底层或其上一、一、三层为公共活动用房,人员集中,在这种情况下,必须分别设置,其外门的总宽度要比楼梯总宽度宽些。房间的疏散门安全出口的疏散能力,除了与总宽度有关外,还与一个房间的安全出口数有关,凡人员较集中的房间,既要考虑平时疏散的方便,又要满足紧急情况下的需要。
2.6避难层设计
层数在25层以上的办公、旅馆等人员较多的高层公共建筑或建筑高度超过100m的高层旅馆、办公楼和综合楼,均宜设置避难层。一般情况下,自地而层起到10- 15层设第一避难层,再以相隔10- 15层设置。避难层的形式,大体有两种,一种是与设备层结合,另一种是专用避难层。专用避难层核心部位的设备和垂直交通设施,必需用耐火极限不低于1h的墙围护起来,并满足疏散人员的停留而积要求。
2.7辅助设施设计
在实际的高层火灾中,为了保障人们安全、可靠地疏散,高层建筑中除必须设有完善的安全疏散设施外,适当配备一些阳台、凹廊、室外楼梯等辅助安全设施也是很有必要的。
3高层建筑安全疏散设计的方法
3.1防火分区
为了保证人们在火灾时向两个不同疏散方向进行疏散,一般在靠近建筑标准层或其防火分区的两端或接近两端出口处设置疏散出口。在火灾时,人们常常是冲向熟悉、习惯和明亮处的出口或楼梯疏散。若遇到烟火阻碍,人们就得掉头寻找出路,尤其是人在惊恐、失去理智控制的情况下,往往会追随他们盲目行动。在建筑物中,防火分区应该同时有两个或两个以上的疏散方向可供疏散。
图2 布局不合理的疏散路线
3.2疏散楼梯
疏散楼梯不宜与消防电梯共用一个前室。特别注意疏散楼梯的位置。一般,近电梯布置楼梯是较为有利的。疏散楼梯设计一定要注意以下几个问题:
1)搞清楚什么是敞开楼梯、封闭楼梯、防烟楼梯,这此楼梯作为疏散楼梯的条件,及设置这此楼梯的标准;
2)合理布置疏散楼梯的位置;
3)要严格掌握疏散楼梯设计的技术要求,包括楼梯的形式、楼梯宽度、栏杆的高度等。
3.3疏散走道
疏散走道是疏散通道的第一安全区域。人员逃离火场进入走道,应能顺利地奔向楼梯间。疏散走道的设计,应注意以下问题:
1)走道设置简捷,尽量避免宽度方向上的急剧变化。
2)在疏散走道两侧,均应按规定设置疏散指示标志灯和诱导灯。
3)在疏散走道两侧1.8m高度内不应有管道、门垛等突出物,走道中的门应向疏散方向开启,
4) 避免设置袋形走道。袋形走道的致命弱点是只有一个出口,发生火灾时,人员容易陷入“死胡同”而不能安全脱险。
3.4安全出入口的位置数量及宽度
3.4.1安全出口的数量
1)高层建筑每个防火分区和地下室的安全出口不小于两个。当其中一个安全出口被烟火堵住时,可由另一个出口疏散出去。
2)高层建筑内大空间的房间开门数量也有要求。在高层建筑的防火设计中有严格规定,除下列3种情况之外,均应设置两个安全出口。①位于两个安全出口之间的房间,当面积不超过60 m2时,设置一个门:②位于走道尽端的房问,当面积不超过75 m2时可设置一个门:③地下室面积不超过50 m2,经常停留人数不超过15人的房问可设一个门。
表1 高层建筑首层疏散外门和走到净宽(m)
3.4.2疏散出口的宽度
安全出口的宽度不足,必然延长疏散时问,影响安全疏散。在高层建筑防火设计中重点考虑两方面的因素:
1)确保高层建筑内,火灾时人员能通过足够宽度的安全通道疏散到高层建筑的首层。
2)考慮火灾时高层建筑内疏散到首层的人员能迅速撤离火场。 高层建筑首层疏散外门和走道的净宽不应小于表的规定。
3.5疏散门
疏散门有两种情况:底层公共疏散门和房间疏散门。
1)建筑物底层公共疏散门,其数量与疏散楼梯的数量按照规定设置。但对功能复杂的高层建筑,外门数量要多些。
2)房间的疏散门,一般情况下,凡体积较大,且人数较多的房间,不应少于两个门。
3.6避难层
高层建筑尤其是超高层建筑,由营救设备的局限性,火灾一旦发生,不是靠的外部营救,而要靠建筑自身内部消防。避难层是超高层建筑内部人员自身内部消防的最好措施。另外,高层建筑由于人员集中,加上火灾时惊慌失措,容易造成拥挤,甚至会出现“逆行”。因此,单独靠楼梯疏散,是不能满足要求的。从保障人员疏散安全来看,设置避难层或避难间是十分必要的。
3.7疏散辅助设置
与常规疏散设施不同,辅助安全疏散设施是供逃生者在最低限度的通行条件下获得安全疏散通道,应尽量少地占用有限的建筑面积,并降低造价。因此辅助安全疏散设施一般为简易实用的装置,并且坚固耐用、安全可靠。
3.7.1避难梯
避难梯是最简单的垂直疏散设施之一。一般为金属结构,为节省面积可垂直设置。垂直爬梯有折叠式的形式,平时占地更省。避难梯多设在阳台或凹廊,楼板上的通行孔洞每层都要错开设置,以保证逃生人员安全使用,适用于常规人群建筑物。
3.7.2救生袋
进入其中便可直达安全区域。由多层不同纤维织物组成,一般最外面是防火层,中间是弹性很高的纤维层,随着进人人员体位、动作的变化可以调整下降的速度。最里面的纤维层张力相当大而较为柔软磨擦力不大,使进入袋的人员以舒缓的速度滑降。特别适用于高层医院、疗养院、老年人建筑等疏散困难大的建筑物。
3.7.3避难滑杆
避难滑杆作为最简单的竖向通行工具并不罕见,如消防站中一直沿用。采用直径适中的光滑圆钢管作滑杆,滑杆每2--3层须断开错位设置,并且滑杆上下两端应固牢,以使下滑时颤动小,稳定性好,确保下滑时安全。避难滑杆适于使用人员为健康成人的高层建筑物。
3.7.4避难滑梯
这是一种很巧妙的垂直辅助疏散设施其主要由笼形档杆护围的螺旋形滑道组成。避难滑梯不需借助外力即可使用的特点,非常适合人员疏散困难的建筑——如高层医院、老人院、疗养院等。
3.7.5避难桥
两幢紧邻高层建筑或同一建筑不同体块之间的桥状连接体,可安装在屋顶部位或中间楼层。平时可以为联系交通,火灾时则可用来转移起火建筑内的人员至相邻部分疏散避难。避难桥是一种平战结合的兼用型安全疏散设施,适用于人员庞杂集中而安全出口有限的超高层建筑。
3.7.6屋顶停机坪
屋顶停机坪是指设置在高层建筑物屋顶之上供直升机起飞、降落和暂时停留的设施。对高层建筑竖向安全疏散而言,它是一种有效的辅助疏散和避难设施。屋顶直升机坪适用于规模大、人数多、性质重要的高层和超高层建筑。
以上介绍了几种辅助安全疏散设施的形式,相信随着技术的发展和人们的努力,将会有更新更好的辅助安全疏散设施出现。
4结语
高层建筑安全疏散设计同许多因素相关联,如建筑的类型和功能,人员的组成和特性,人员密度及分布情况,火灾探测报警的设置情况,防火灭火设施的设置情况等。高层建筑安全疏散是一个非常复杂的系统,而本文仅仅是从现行《高层民用建筑设计防火规范》及在实际学习中的应用对其做出的肤浅探讨,以此引起对高层建筑安全疏散设计的理论和实践的重视,从而保证高层建筑在火灾时所有人员的安全。
參考文献:
[1] 陈保胜.高层建筑安全疏散设计[M].上海:同济大学出版社,2004.
[2] 叶军.高层消防应急疏散逃生方案的研究[J].科技资讯,2006.
[3] 莫志军.论高层建筑施上中的安全管理[J].山西建筑,2007.
[4] 肖国清.建筑物火灾中人的疏散方式研究[J].中国安全科学学报,2006.