淺論高層建筑的安全疏散問題

■ 李 陽

淺論高層建筑的安全疏散問題

■ 李 陽

0 引言

近年來，隨著我國經濟社會的迅速發(fā)展，城市建設突飛猛進，高層建筑如雨后春筍般崛起，特別是出現了不少綜合性的高層建筑，這對改善城市景觀和人民居住條件起到了積極作用。高層建筑能夠發(fā)揮其正常的功能作用，除了合理的功能分區(qū)之外，還必須有合理的安全疏散和交通線路設計，尤其是高層建筑，大型高層公共建筑，功能多樣，交通路線錯綜復雜。一旦發(fā)生火災，后果不堪設想。從已有的火災案例來看，高層建筑存在較大的火險隱患，特別是在安全疏散方面問題突出，其防火設計必須受到重視。

1 高層建筑火災的特點

高層建筑火災由其自身特點決定，概況起來有4個方面。

1）高層建筑一旦發(fā)生火災特別容易蔓延、擴大。一方面由于高層建筑采用大跨度框架結構和靈活的環(huán)境布置，使建筑物開間和隔墻布置復雜。隨著建筑高度增加，起火前室內外溫差所形成的熱風壓大，起火后由于溫度變化而引起煙氣運動的火風壓大，因而火災時煙氣蔓延、擴散迅速。同時，高層建筑室外風速、風壓隨著建筑物的高度而增大，當建筑物高度為90 m時，其頂層的風速達15 m/s。室外風速增大，則火災煙氣蔓延速度急劇加快。另一方面，大多數高層建筑都設有多而長的豎向井管如樓梯井、電梯井、管道井、電纜井、排風管道等，一旦室內起火，這些豎直通道的煙囪效應就會使煙火很容易由建筑物的下層蔓延到上層。

2）高層建筑發(fā)生火災時，人員疏散困難，傷亡慘重。高層建筑內居住的人員多而雜，樓層高，垂直疏散距離長，一旦發(fā)生火災，則疏散困難。當火災發(fā)展而必須切斷電源時，普通電梯不能使用，僅能靠疏散樓梯進行安全疏散，費時多。據相關資料統(tǒng)計，在高度60 m的高層建筑內，人員安全疏散的時間需0.5 h；在高度為150 m的超高層建筑中，則需2 h以上。一旦發(fā)生火災，人的慌亂心理加上

建筑通道復雜及樓層多等，使人員疏散難度大，難以安全疏散逃離。同時，火災中煙氣在豎直方向上的流動速度是人員疏散速度的100多倍。人員疏散又與煙火蔓延方向相反，人們不得不在煙熏和熱氣流的烘烤中疏散，這就進一步增加了疏散的艱巨性和危險性，被困人群往往因來不及疏散而被煙火熏死或燒死。

3）引起高層建筑火災的因素多。高層建筑功能復雜，電氣化和自動化程度高，用電設備多且用電量大，漏電、短路等故障的幾率增加，容易形成點火源。另外，由于居住的人員多，人為因素引發(fā)火災的機率也會相應增多。據調查，因吸煙不慎而引起的火災是高層建筑火災最常見的原因。

4）高層建筑火災撲救難度大。①登高困難。高層建筑發(fā)生火災時，如不借助消防電梯，一般的消防隊員徒步跑上6、7層，其體力已消耗到基本喪失戰(zhàn)斗力，而由于經濟等因素，消防電梯的設置終究有限。若是利用登高消防車，目前世界上最先進的登高消防車一般也只能達到100 m左右，這顯然不能適應當今高層建筑火災撲救的需要。②用水量大，供水困難。高層建筑發(fā)生火災時，冷卻和控制火災蔓延擴大的用水量相當大，從國內外高層建筑火災實例來看，高層建筑火災實際用水量需要每秒上百至幾百升。而目前，撲救高層建筑火災的消火栓系統(tǒng)的供水量約為每秒幾十升，因此，只好借助消防隊千方百計往高樓供水，但由于受水帶耐壓強度和消防車供水高度的影響，常因供水不上而貽誤滅火戰(zhàn)機。

2 高層建筑安全疏散的重要性和必要性

高層建筑的功能分區(qū)是否合理，交通路線是否通暢，人員安全疏散快捷，這不僅能夠反映一個建筑物的實用性和經濟性，同時還涉及到人民生命財產的安全問題。對高層建筑進行防火設計，應從其建筑及使用特點出發(fā)，充分考慮建筑功能與消防安全的合理關系。安全疏散和避難設計攸關人員生命安全，要求高、難度大，無疑是高層建筑防火設計中的重點和難點。

3 高層建筑安全疏散設計的若干對策

3.1 合理布置安全疏散路線

火災發(fā)生后，人們在緊急疏散時，一個階段比一個階段安全性高，即人們從著火房間或部位跑到公共走道，再由公共走道到達疏散樓梯間，然后轉向室外或其他安全處，一步比一步安全，不會產生“逆流”情況，這樣的疏散路線即為安全疏散路線。因此，在布置疏散路線時，既要力求簡捷明了，便于尋找、辨別，并要特別注意疏散樓梯的位置，一般來說，疏散樓梯靠近電梯布置是恰當的，因為發(fā)生火災時，考慮將經常使用的路線和火災時緊急使用的路線有機地結合起來，有利于迅速而安全地疏散人員。同時，要防止疏散樓梯與消防電梯合用一個凹廊作前室。因為這種布置方法，在火災時會發(fā)生疏散人員與消防人員的流線交叉和相互干擾，有礙安全疏散和消防撲救。

3.2 合理布置環(huán)形、雙向走道或無盡端房間的走道

在高層建筑設計中，應根據建筑物不同使用性質、采用結構類不同等因素，盡量布置環(huán)形走道、雙向走道或無盡端房間的走道、“人”字型走道。這樣布置交通的優(yōu)點是，既方便平時使用，火災時又能迅速使人們安全疏散。例如：高層住宅建

筑，一般采用無盡端房間的外廊式或內廊式走道，對于塔式住宅，其特點是以電梯、樓梯和公共走道組成一個平面核心，所有的住戶都分布在核心的四周。這種平面形式布置緊湊，既方便平時使用，又便于火災時緊急疏散。辦公和旅館高層建筑，凡采用大空間辦公室的，大多采用環(huán)形走道或雙向走道。

3.3 合理布置疏散出口

為了保證人們在火災時向兩個不同疏散方向進行疏散，一般應在靠近主題建筑標準層或其防火分區(qū)的兩端或接近兩端出口處設置疏散出口。在火災時人們常常是沖向熟悉、習慣和明亮處的出口或樓梯疏散，若遇到煙火阻礙，就得掉頭尋找出路，尤其是人在驚恐、失去理智控制的情況下，往往會盲目行動，如只有一個方向的疏散路線是極不安全的。在建筑物中任何部位，最好同時有兩個或兩個以上的疏散方向可供疏散。避免把疏散走道布置成袋形，因為袋形走道的致命弱點是只有一個疏散方向，火災時一旦出口被煙火堵住，其走道內的人員就很難安全脫險。在條件許可時，疏散樓梯間及其前室，應盡量靠近外墻設置。因為這樣布置，可利用在外墻開啟窗戶進行自然排煙，從而為人員安全疏散和消防撲救創(chuàng)造有利條件。如因條件限制，將疏散樓梯布置在建筑核心部位時，應設有機械正壓送風設施，以利安全疏散。

3.4 合理布置疏散樓梯

這是疏散道上的第二安全區(qū)域。為保證在發(fā)生火災時人們能夠迅速安全疏散，對于旅館、辦公建筑、教學建筑、科研建筑、醫(yī)院、商業(yè)建筑、電力調度建筑、廣播電視建筑、通廊式住宅等或其每個防火分區(qū)，應設有兩個不同疏散方向的疏散樓梯。從安全疏散角度看，上述布置方式有以下作用：

1）由于是兩個不同疏散方向的安全出口，就可以避免將兩個疏散出口（主要是樓梯） 布置在建筑物同一層平面相距很近的一側，在發(fā)生火災時就可避免人群擁擠而出現混亂的情況，也可避免兩個出口全被煙火封住，失去兩個出口的作用，造成不應有的損失。

2）可為人們迅速安全疏散創(chuàng)造有利條件。由許多火災實例和實驗得知，人們常常會按平時的行動習慣進行緊急情況下的行動。例如，在火災情況下，首先向熟悉的疏散路線沖去，但由于爭相逃命，驚慌異常，有可能奔向窄狹地點，以致不能很快脫險。再次失去理智控制的人，往往會追隨別人盲目行動。若有了不同疏散方向的安全出口，就能較好地與平時疏散活動結合起來，火災緊急疏散時就可避免上述情況的出現。

3.5 合理設置疏散門

建筑物底層公共疏散門與各種高層建筑有的安全出口與樓梯的數量與寬度相同。這對整個建筑物人員安全疏散是十分有利的，在設計中如遇到上層工作人數和底層工作人數基本相同的情況，可以仿效。不過，在許多情況下，高層公共建筑物的底層或其上一、二、三層為公共活動用房，人數集中，在這種情況下，必須分別設置，其外門的總寬度要比樓梯總寬度寬些，出口數量多些。房間的疏散門安全出口的疏散能力，除了與總寬度有關外，還與一個房間的安全出口數有關，如果人員較多的房間，只布置一兩個寬大的出口，平時通行不便，火災時應急困難，容易造成人員傷亡。因此，凡人員較集中的房間，既要考慮平時疏散的方便，又要滿足緊急情況下的需要。應在安全出口的數量、分布、距離方面綜合考慮確定。

4 結 語

本文初步探討了有關高層建筑安全疏散設計的問題，實際上，高層建筑消防安全涉及許多方面。高層建筑的防火設計是一個持續(xù)性的課題，隨著近年來超大型公共建筑的出現，其功能的復雜化和不斷出現的新的問題，有待建筑設計人員和消防專業(yè)人士做進一步的探討和研究。