超高層綜合體消防設(shè)計(jì)探討

鐘錦招

筑博設(shè)計(jì)股份有限公司 廣東深圳 518000

摘要：本文以超高層綜合體項(xiàng)目為例，通過對超高層綜合體消防設(shè)計(jì)問題的研究與闡述，為以后超高層綜合體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：超高層綜合體；消防設(shè)計(jì)；避難層設(shè)計(jì)

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高以及其他各項(xiàng)事業(yè)的興旺發(fā)達(dá)，城市用地日益緊張，促使建筑物正朝著高層化、密集化方向發(fā)展，該建筑物的裝修用料和方式也越趨多樣化，并隨著用電負(fù)荷及煤氣耗量的加大，因其自身特點(diǎn)，火災(zāi)的隱患較大，一旦發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)蔓延迅速，人員疏散困難，救援難度大。因此，在進(jìn)行此類場所的消防設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起足夠的重視，切實(shí)做到安全可靠。

一、工程概況

本超高層綜合體項(xiàng)目，總用地面積約 3萬m2，總建筑面積 達(dá)48萬m2，容積率 11.11，建筑密度 39.9%，綠地率 31.2%。塔樓總高度 432m，共 103 層，設(shè)有地下停車位 1700 個(gè)，主要由主塔樓（103 層）、酒店式公寓及裙樓和地下室組成。

主要功能包括：

主塔樓：智能化超甲級寫字樓（1～65 層）、五星級酒店（69～100 層）、副樓的套間式辦公樓、裙樓南側(cè)的多功能會議展覽廳、裙樓北側(cè)的超高檔商場和地下停車庫。

酒店式公寓：酒店式公寓北翼、南翼分別位。于用地的北側(cè)和西側(cè)成“L”，均為28層，層高 99.4m。

地下部分：地下室 4 層，地下夾層 1 層，總建筑面積 11萬m2，地下室空間除地下一層、夾層的北側(cè)仍有部分商業(yè)外，其余為設(shè)備機(jī)房和地下車庫。

項(xiàng)目建成之后必將成為城市新城地標(biāo)性建筑。

二、防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)

針對高層建筑火災(zāi)具有火勢蔓延快、疏散困難、撲救難度大、火災(zāi)隱患多等特點(diǎn)，根據(jù)國家“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，從項(xiàng)目全局出發(fā)，結(jié)合本項(xiàng)目的自身特點(diǎn)研究選用可靠的消防措施，保證安全。通過對《高層建筑防火規(guī)范》和對以往超高層項(xiàng)目的研究，從建筑設(shè)計(jì)、防排煙設(shè)計(jì)及消防給水設(shè)計(jì)等不同方面進(jìn)行綜合分析，總結(jié)了超高層消防設(shè)計(jì)以下要點(diǎn)：

1.超高層建筑防火設(shè)計(jì)主要原則

超高層建筑的防火設(shè)計(jì)，首先我們必須嚴(yán)格遵守《高規(guī)》等國家消防設(shè)計(jì)規(guī)范和“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，并針對超高層建筑火災(zāi)的因素及特點(diǎn)，在“自防自救”的目標(biāo)下，從建筑整體設(shè)計(jì)出發(fā)，采用合適的消防系統(tǒng)，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用，保障消防安全。

由于超高層建筑自身特點(diǎn)，垂直距離大，里面有大量人員及易燃材料、電器等，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，大火熱輻射范圍廣、溫度高、濃煙滾滾、其向上蔓延速度快、途徑多，滅火人員難以使用外力對大火進(jìn)行有效控制。同時(shí)目前世界消防登高梯最高只有100m，限制超高層建筑的救援工作，所以超高層建筑防火設(shè)計(jì)應(yīng)做到“預(yù)防為主，防患于未然”，并立足于自救，要求超高層建筑內(nèi)消防系統(tǒng)必須做到穩(wěn)定、可靠，并能夠迅速有效控制火勢。

其次，因?yàn)椤陡咭?guī)》條款規(guī)定的設(shè)計(jì)值只是最低限度要求，所以我們在消防設(shè)計(jì)時(shí)候，在條件允許的情況下，需保留有一定的余地，不可在這些最低限度要求邊上進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后，超高層建筑由于其自身的特殊性，有時(shí)遇到有關(guān)規(guī)范沒有明確或者特殊情況，不能盲目照搬規(guī)范或者以以往經(jīng)驗(yàn)去設(shè)計(jì)，最好先與消防部門溝通，征詢其專業(yè)意見。

2.防火與安全疏散分析

2.1消防平臺

高層消防平臺又名建筑消防登高面，是指登高消防車靠近超高層建筑主體，展開消防車登高云梯，使消防隊(duì)員進(jìn)入超高層建筑內(nèi)部，營救受困人員、對建筑內(nèi)部大火進(jìn)行撲救。登高作業(yè)場地就是沿超高層建筑登高面實(shí)施登高作業(yè)的操作空間。超高層建筑的首層平面布局及功能設(shè)置的多樣性，給其對大火的撲滅、救援工作帶來許多妨礙因素，如果在建筑設(shè)計(jì)中，沒有考慮對消防平臺極其作業(yè)場地，導(dǎo)致在火災(zāi)時(shí)，消防車無法接近超高層建筑實(shí)施滅火，造成大量的經(jīng)濟(jì)物資的損失和人員傷亡。眾說周知，消防平臺和作業(yè)場地對超高層建筑的防火設(shè)計(jì)具有不可取代的作用，但不可避免一些建設(shè)單位及設(shè)計(jì)片面只追求建筑的建筑內(nèi)部功能、裝修的設(shè)計(jì)和外立面造型，往往沒有足夠的重視對消防平臺和作業(yè)場地的設(shè)置。

根據(jù)（（高規(guī)》4.1.7規(guī)定：高層建筑的底邊至少有一個(gè)長邊或周邊長度的1/4且不小于一個(gè)長邊長度，不應(yīng)布置高度大于5.00m、進(jìn)深大于4.00m的裙房，且在此范圍內(nèi)必須設(shè)有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。

該城市目前共有登高消防車41輛，其中最高的是78米登高消防車（世界上最高的云梯車是108米，國內(nèi)最高的是90米），可供22至23層樓高的火災(zāi)撲救或救援用，該車自去年以1300萬元人民幣的價(jià)格從芬蘭購入后己投入使用。

但同時(shí)由于該車長度為16.5米，工作半徑達(dá)為10米，從而全市絕大部分道路都不適用。所以本項(xiàng)目在設(shè)置主塔樓時(shí)，留有足夠大空間，滿足消防登高面和作業(yè)面的要求。

2.2防火分區(qū)的劃分

2.2.1水平方向防火分區(qū)

超高層建筑面積大、區(qū)域多，尤其是購物中心、酒店、高級寫字樓，功能要求多，易燃物品種及數(shù)量繁多，一旦發(fā)生火災(zāi)，火情迅速蔓延、熱輻射強(qiáng)，隨之煙氣也會迅速擴(kuò)散，必然造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。因此，除應(yīng)減少建筑物內(nèi)部易燃物品種及數(shù)量，對裝修材應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范要求采用不燃或難燃材料以及設(shè)置相應(yīng)消防系統(tǒng)之外，還必須按規(guī)范要求劃分防火和防煙分區(qū)（參照（（高規(guī)》）。

因消防防排煙分區(qū)的設(shè)置可以由通過擋煙垂壁等設(shè)備完成，對建筑的布局影響不大，所以我們就不做分析。

對于防火分區(qū)設(shè)計(jì)，就是分區(qū)面積的控制?！陡咭?guī)》第5章己對各種防火分區(qū)的面積做出了詳細(xì)的要求和控制。由以上消防相關(guān)主要規(guī)定可以得出一些關(guān)于超高層防火分區(qū)設(shè)計(jì)的結(jié)論：

1.一類建筑每個(gè)防火分區(qū)的建筑面積為1000平方米；

2.設(shè)有自動滅火系統(tǒng)的防火分區(qū)，其允許最大建筑面積可以增加；

3.高層建筑內(nèi)商業(yè)營業(yè)廳、展覽廳等，當(dāng)設(shè)有火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)且采用不燃或難燃材料裝修時(shí)，地上部分防火分區(qū)允許最大建筑面積為4000平方米，地下部分防火分區(qū)允許最大建筑面積為2000平方米；

4.高層建筑與其裙樓之間設(shè)有防火墻等防火分隔時(shí)，其裙樓的防火分區(qū)允許最大建筑面積不應(yīng)大于2500平方米，當(dāng)設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)時(shí)，防火分區(qū)允許最大建筑面積可增加1倍。

以上結(jié)論己經(jīng)把大部分超高層建筑水平方向的防火分區(qū)劃分均涵蓋其中。一般情況都按《高規(guī)》設(shè)計(jì)就可以了。但是，由于超高層建筑地上樓層的標(biāo)準(zhǔn)層平面劃分大部分會一致，且地上部分標(biāo)準(zhǔn)層面積不大，通常情況不會出現(xiàn)一層內(nèi)有數(shù)個(gè)防火分區(qū)的情況；所以，地上部分的水平方向防火分區(qū)劃分相對容易。而地下部分卻不同，一層內(nèi)可能會出現(xiàn)多種不同性質(zhì)功能的區(qū)域，如停車場、設(shè)備間、飲食區(qū)域、商場等，雖然地下部分每層面積較大，但規(guī)范要求相對地上部分嚴(yán)格，每個(gè)功能區(qū)對防火分區(qū)的面積要求不一樣，所以造成地下防火分區(qū)劃分難度較大，所以必須綜合考慮規(guī)范與現(xiàn)場實(shí)際功能要求來劃分防火分區(qū)。

2.2.2垂直方向防火分區(qū)

火災(zāi)在平面上蔓延，同時(shí)沿著建筑物各種豎向通道向上樓層蔓延燃燒，為了避免超高層建筑物層與層之間豎向發(fā)生過火現(xiàn)象，可采用耐火性能較好的樓板及窗間墻（含窗下墻），并在樓層間做一定防火隔斷措施，通過對每個(gè)樓層進(jìn)行的防火分隔，使建筑物的垂直方向形成豎向防火分區(qū)。

《高規(guī)》5.1.4規(guī)定：高層建筑內(nèi)設(shè)有上下層相連通的走廊、敞開樓梯、自動扶梯、傳送帶等開口部位時(shí)，應(yīng)按上下連通層作為一個(gè)防火分區(qū)，其允許最大建筑面積之和不應(yīng)超過本規(guī)范第5.1.1條的規(guī)定。當(dāng)上下開口部位設(shè)有耐火極限大于3.00h的防火卷簾或水幕等分隔設(shè)施時(shí)，其面積可不疊加計(jì)算。5.1.5規(guī)定：高層建筑中庭防火分區(qū)面積應(yīng)按上、下層連通的面積疊加計(jì)算。

根據(jù)《高規(guī)》，本項(xiàng)目屬于一類公共建筑，同時(shí)是一級耐火等級。防火分區(qū)劃分如下：

B4層：劃分9個(gè)防火分區(qū)。

B3層：劃分9個(gè)防火分區(qū)。

B2層：劃分9個(gè)防火分區(qū)。

B1層：劃分9個(gè)防火分區(qū)。

B1M層：劃分9個(gè)防火分區(qū)。

F1-F3層：三層高區(qū)域劃分2個(gè)防火分區(qū)。酒店入口大堂為一個(gè)獨(dú)立的防火分區(qū)，面積小于2000平方米。辦公樓入口大堂中庭為一個(gè)獨(dú)立的防火分區(qū)，面積約為3500平方米。塔樓與裙樓大堂交接處采用單艷鉀A級防火玻璃和防火卷簾進(jìn)行分隔。

標(biāo)準(zhǔn)辦公層（F4-F66），面積約為2600～3100平方米（其中包括約800平方米核心筒），每層劃分2個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)面積小于2000平方米。

F67，F(xiàn)68層為設(shè)備層及避難層，每層劃分2個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)分區(qū)面積小于2000平方米。

F69層劃分為1個(gè)防火分區(qū)，用于商業(yè)營業(yè)，面積約為2200平方<4000平方米。酒店中庭高115米，為一個(gè)獨(dú)立的防火分區(qū)，F(xiàn)70面積約為2400平方米。

F71，F(xiàn)72層各為一個(gè)獨(dú)立的防火分區(qū)，面積小于2000平方米。F71，F(xiàn)72樓層邊緣設(shè)置特級防火卷簾與酒店中庭分隔。

F73-98面向中庭的酒店客房等得墻均采用防火墻，墻上采用能自行關(guān)閉的乙級防火門、窗。

F99和F100兩層西餐廳/觀光層作為一獨(dú)立的防火單元，用于商業(yè)營業(yè)，總面積2200平方米，其中廚房（面積約250平方米）采用防火墻分隔。F99，F(xiàn)100層采用單艷鉀A級防火玻璃（（1小時(shí)耐火極限）作為與中庭之間的防火分隔。

2.3安全疏散設(shè)計(jì)

安全疏散是超高層建筑防火設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對超高層建筑需要設(shè)計(jì)完善的安全疏散設(shè)施，能夠保證在火災(zāi)緊急情況下，建筑物內(nèi)人員及物資財(cái)富盡快撤離，同時(shí)使消防人員迅速接近起火部位，創(chuàng)造良好的條件。

安全疏散設(shè)施主要有：疏散樓梯、安全出口、走道、門等；輔助疏散設(shè)施主要有：救生袋緩沖器、疏散陽臺、等；超高層建筑安全疏散設(shè)施，還包括避難層和屋頂直升飛機(jī)停機(jī)坪等。

安全疏散設(shè)計(jì)整體來說就是在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能讓超高層建筑內(nèi)部人員通過安全合理的一個(gè)（或多個(gè)）疏散樓梯，分散有序地在合理的最短時(shí)間內(nèi)從各樓層疏散至地面或最近的避難場所（避難間）中。要實(shí)現(xiàn)此目的，必須要在保證以下幾點(diǎn)：

1.建筑內(nèi)部安排有合理數(shù)量的疏散出口；

2.保證室內(nèi)各點(diǎn)在合理的安全距離內(nèi)能到達(dá)疏散出口；

3.疏散樓梯的寬度要滿足最大人流情況時(shí)的安全疏散要求；

4.各個(gè)疏散樓梯前室或樓梯間內(nèi)部要設(shè)有嚴(yán)格的防煙措施。

根據(jù)《高規(guī)》要求，本項(xiàng)目地上樓上所有防火分區(qū)均可直接到達(dá)兩個(gè)安全出口。辦公層疏散樓梯前設(shè)置擴(kuò)大前室。

地下層各防火分區(qū)均可直接到達(dá)一個(gè)直通室外的安全出口（兩個(gè)防火分區(qū)通過擴(kuò)大前室共用疏散樓梯），并將設(shè)置相鄰防火分區(qū)之間的防火門作為第二疏散出口。（過廳防火分區(qū)內(nèi)設(shè)有一條直通室外的樓梯，同時(shí)通過一條安全通道連接到另一條樓梯。通道形成正壓，保證人員疏散）

本項(xiàng)目酒店大堂層（F70）疏散樓梯寬度略小于規(guī)范要求。

表1本項(xiàng)目各樓層安全疏散情況（自制）

樓層 樓梯

數(shù)量 樓梯

寬度 樓梯門

寬度 允許疏散人數(shù)

（樓梯） 允許疏散

人數(shù)（門） 樓層最大

人數(shù)

F1-F68 3 1.2m 1.09m 360 327 287

F69-F72 3 1.2m 1.2m 360 360 355