超高層建筑消防設(shè)計技術(shù)加強(qiáng)措施

尹結(jié)留

（華東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海 200002）

由于城市用地日趨緊張，超高層建筑因其節(jié)約用地優(yōu)勢，在城市建設(shè)中日益成為一種趨勢。尤其是超高層建筑的大體量及建成后的地標(biāo)效應(yīng)，在大城市甚至大中城市中已屢見不鮮。

超高層建筑高度高、體量大、功能復(fù)雜、火災(zāi)豎向蔓延速度快、人員多、人員疏散時間長，火災(zāi)時消防撲救和消防救援難度大，是消防設(shè)計的難點(diǎn)。

超高層建筑因消防撲救難度大，建筑本身要求有更強(qiáng)的抗火災(zāi)性能，在滿足GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018版）等現(xiàn)行防火規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，要提高建筑結(jié)構(gòu)尤其是重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自身耐火極限，還要在總平面、建筑、機(jī)電等消防設(shè)計方面采取加強(qiáng)措施。公安部消防局就此發(fā)布了《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計加強(qiáng)性技術(shù)要求（試行）》。結(jié)合工程實踐，本文就高度超過250m的超高層建筑消防設(shè)計的部分加強(qiáng)措施進(jìn)行分析。

1 建筑總平面消防設(shè)計

超高層建筑滅火救援時一般需要出動重型消防車，所以對消防車道和救援場地的要求相對《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中的要求有所提高，《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計加強(qiáng)性技術(shù)要求（試行）》對消防車道和救援場地有具體要求。

為便于大型消防車的快速調(diào)度和通行，超高層消防車道的寬度和凈高均要求達(dá)到4.5m。救援操作場地的長度和寬度分別不應(yīng)小于25m和15m，長度不應(yīng)小于建筑周長的1/3，且不應(yīng)小于1個長邊長度，并需要沿不少于2個方向布置，每個方向的場地都應(yīng)連續(xù)。一些超高層建筑尤其是酒店建筑在主入口前面會布置多條車道，故首層主入口會設(shè)置較大的雨篷，這些雨篷會對登高救援場地的連續(xù)布置有影響。因此，在總平面布局設(shè)計時要綜合考慮，避免因設(shè)置大型雨篷等導(dǎo)致救援場地不連續(xù)的情況發(fā)生。從不同方向設(shè)置救援場地，主要考慮到分散撲救和救援，另外要避免救援場地處下風(fēng)向（見圖1）。

一般登高平臺為100m左右的重型消防車的重量約70t，所以，超高層建筑的消防車道和救援場地下面的結(jié)構(gòu)及其地下管線、暗溝要能承受70t的消防車荷載。

圖1 救援場地的布置形式

另外，超高層建筑滅火救援，出動的消防車數(shù)量較多，為避免大量消防車聚集導(dǎo)致?lián)矶?、無法調(diào)度從而影響有效救援的情況，有必要在超高層建筑周圍或附近適當(dāng)考慮設(shè)置消防車聚集場地，一般至少要滿足5～6輛大型舉高消防車的停放要求，周邊的市政道路也可作為應(yīng)急消防車聚集場地。

2 平面布置與安全疏散

2.1 消防疏散人員密度取值

目前，超高層建筑塔樓一般用于辦公、公寓、酒店等。作為公寓和酒店時，人數(shù)相對較少，消防疏散人數(shù)計算也相對簡單。而用于辦公時，人員密度相對較大，目前國內(nèi)超高層建筑設(shè)計中辦公消防疏散人數(shù)計算采用的標(biāo)準(zhǔn)也不相同，多數(shù)超高層建筑的辦公消防疏散人數(shù)取值參照美國NFPA101《Life Safety Code》中的人員密度表，取值為9.3m2（建筑面積）/人；也有一些超高層建筑按照消防專家評審意見，消防疏散人員密度取值采用6.0m2（使用面積）/人。2種計算方法相比較，按照使用面積計算消防疏散人數(shù)更符合實際情況，人數(shù)計算相對合理。因為不同建筑及同一建筑的不同樓層使用面積存在差異，即相同建筑面積的實際使用人數(shù)并不一定相同，按建筑面積計算消防疏散人員密度會存在偏差。表1是目前國內(nèi)幾個超高層建筑辦公功能在計算消防疏散人數(shù)時的取值。

2.2 疏散樓梯

除廣播電視發(fā)射塔建筑外，建筑高層主體內(nèi)的安全疏散設(shè)施應(yīng)符合下列要求。

1）疏散樓梯的設(shè)置應(yīng)保證其中任一部疏散樓梯不能使用時，其他疏散樓梯的總凈寬仍能滿足各樓層全部人員安全疏散的需要。需注意，疏散人員的范圍是針對樓層而不是某一防火分區(qū)。為節(jié)省平面空間，各樓梯段凈寬宜盡量相等或接近。另外，一般情況下，在疏散總寬度確定的前提下，采用梯段凈寬相對較窄、數(shù)量相對較多的樓梯，比采用梯段凈寬相對較寬、數(shù)量相對較少的樓梯更節(jié)省平面空間。

表1 部分超高層建筑項目辦公功能消防疏散人數(shù)計算取值

2）同一樓層中，建筑面積大于2 000m2防火分區(qū)的疏散樓梯不應(yīng)少于3部，且每個防火分區(qū)至少有1部獨(dú)立的疏散樓梯（見圖 2）。

3）疏散樓梯間在首層應(yīng)設(shè)置直通室外的出口。當(dāng)確需利用首層門廳（公共大堂）作為擴(kuò)大前室通向室外時，疏散距離不應(yīng)大于30m。超高層疏散樓梯基本布置在核心筒部位，在首層須借助門廳（公共大堂）進(jìn)行疏散，所以樓梯盡量布置在核心筒周邊，出口路線不要被電梯井等阻擋，以免疏散距離超過要求。

2.3 輔助疏散電梯

除消防電梯外，建筑高層主體中每個防火分區(qū)應(yīng)至少設(shè)置1部火災(zāi)時可用于人員疏散的輔助疏散電梯。該電梯應(yīng)符合下列規(guī)定：火災(zāi)時，應(yīng)僅?？刻囟菍樱ㄒ话銥楸茈y層）和首層，電梯附近應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)識和操作說明，載重量不應(yīng)小于1 300kg，速度不應(yīng)低于5m/s，轎廂內(nèi)應(yīng)設(shè)置專用電話分機(jī)，電梯的控制與配電設(shè)備及其電線電纜應(yīng)采取防水保護(hù)措施。當(dāng)采用外殼防護(hù)時，外殼防護(hù)等級不應(yīng)低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4208—2017《外殼防護(hù)等級（IP代碼）》關(guān)于IPX6MS的要求；其他要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》有關(guān)消防電梯設(shè)置要求。

圖2 疏散樓梯設(shè)置

一般情況下，采用符合上述要求的客梯和貨梯兼做輔助疏散電梯。為便于疏散，同時給疏散人員提供不同形式的疏散選擇，輔助疏散電梯應(yīng)就近設(shè)置疏散樓梯，如圖3所示。

3 避難與救援

1）避難層 超高層避難區(qū)避難人數(shù)應(yīng)按照不小于0.25m2/人計算，避難區(qū)對應(yīng)位置的外墻處不應(yīng)設(shè)置玻璃幕墻，避難人數(shù)應(yīng)按照該避難層與上一避難層之間所有樓層的全部使用人數(shù)計算，如圖4所示。超高層建筑在避難層一般會布置大型桁架結(jié)構(gòu)，受桁架影響的區(qū)域不能計入避難面積。另外，通往避難區(qū)或連接避難區(qū)的走廊也不能計入避難面積。

2）救援窗 為便于救援，救援窗宜設(shè)置于公共部位。

3）屋頂直升機(jī)停機(jī)坪 在建筑的屋頂應(yīng)設(shè)置直升機(jī)停機(jī)坪，確因建筑造型難以設(shè)置停機(jī)坪時，應(yīng)配置確保直升機(jī)可以安全懸停并進(jìn)行救援的設(shè)施。

4 防火分隔

超高層建筑應(yīng)主要在如下方面采取防火分隔加強(qiáng)措施。

圖3 某輔助疏散樓梯布置

圖4 避難層布置

1）建筑的核心筒周圍應(yīng)設(shè)置環(huán)形疏散走道，隔墻上的門應(yīng)采用乙級防火門窗。

2）建筑內(nèi)的電梯應(yīng)設(shè)置候梯廳，避免將電梯直接設(shè)置在使用功能空間內(nèi)。

3）用于擴(kuò)大前室的門廳（公共大堂），應(yīng)采用耐火極限不低于3h的防火隔墻與周圍聯(lián)通空間分隔，與該門廳（公共大堂）相聯(lián)通的門窗應(yīng)采用甲級防火門窗。

4）廚房屬于火災(zāi)危險性較大的區(qū)域，所以廚房應(yīng)采用耐火極限不低于3h的防火隔墻和甲級防火門與相鄰區(qū)域分隔。

5）防煙樓梯間前室及樓梯間的門應(yīng)采用甲級防火門，酒店客房的門應(yīng)采用乙級防火門，電纜井和管道井等豎井井壁上的檢查門應(yīng)采用甲級防火門。

6）為提高防火分隔的可靠性和有效性，防火墻、防火隔墻不應(yīng)采用防火玻璃墻、防火卷簾代替。

5 機(jī)電消防設(shè)計

機(jī)械排煙系統(tǒng)豎向應(yīng)按避難層分段設(shè)計，補(bǔ)風(fēng)機(jī)設(shè)于區(qū)段下方的機(jī)房，一般排煙機(jī)設(shè)于區(qū)段上方機(jī)房；為降低排煙系統(tǒng)的復(fù)雜性，減少排煙阻力，沿水平方向布置的機(jī)械排煙系統(tǒng)，應(yīng)按每個防火分區(qū)獨(dú)立設(shè)置。機(jī)械排煙系統(tǒng)不與通風(fēng)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)合用。排煙風(fēng)機(jī)在280℃的環(huán)境條件下能連續(xù)工作不少于30min。

加壓、送風(fēng)、新風(fēng)機(jī)房及取風(fēng)口宜設(shè)置在主導(dǎo)風(fēng)向的建筑迎風(fēng)側(cè)，排煙、排風(fēng)機(jī)房及相應(yīng)的排放口應(yīng)設(shè)置在主導(dǎo)風(fēng)向的建筑背風(fēng)側(cè)。為避免影響消防撲救和救援，在與消防撲救救援場地對應(yīng)的建筑立面的撲救高度范圍內(nèi)，嚴(yán)禁布置排煙口。

避難層的機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，并應(yīng)至少在2個方向上設(shè)置室外進(jìn)風(fēng)口。

為提高消防供水的可靠性，消防給水系統(tǒng)常采用高壓給水方式，并將消防水池設(shè)置在建筑屋頂，同時消火栓系統(tǒng)及自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)采用獨(dú)立管網(wǎng)和系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)的灑水噴頭由常規(guī)噴頭提升為快速響應(yīng)噴頭，不應(yīng)采用隱蔽性噴頭。

提高電氣設(shè)備防火能力，加強(qiáng)應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)建設(shè)，提高供電的可靠性。

6 設(shè)置微型消防站

根據(jù)《關(guān)于加強(qiáng)超大城市綜合體消防安全工作的指導(dǎo)意見》（公消〔2016〕113號）要求，超大城市綜合體應(yīng)提高微型消防站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求，組織發(fā)動員工、安保人員作為兼職消防隊員，分層、分區(qū)域設(shè)立最小滅火單元，建立應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò)機(jī)制，確保任何位置發(fā)生火情可在3min內(nèi)組織撲救。

按公安部《消防安全重點(diǎn)單位微型消防站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》要求如下。

1）微型消防站應(yīng)設(shè)置人員值守、器材存放等用房，可與消防控制室合用，有條件的微型消防站可單獨(dú)設(shè)置。

2）微型消防站應(yīng)根據(jù)撲救初期火災(zāi)需要，配備一定數(shù)量的滅火器、水槍、水帶等滅火器材；配置外線電話、手持對講機(jī)等通信器材；有條件的消防站點(diǎn)可選配消防頭盔、滅火防護(hù)服、防護(hù)靴、破拆工具等器材。

3）微型消防站應(yīng)在建筑內(nèi)部和避難層設(shè)置消防器材存放點(diǎn)，可根據(jù)需要在建筑之間分區(qū)域設(shè)置消防器材存放點(diǎn)。

4）有條件的微型消防站可根據(jù)實際需要選配消防車輛。

微型消防站以“救早、滅小”為目標(biāo)，微型消防站宜設(shè)置在常年主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)或側(cè)風(fēng)方向。

7 結(jié)語

超過250m高的超高層建筑的消防設(shè)計要在以下方面采取加強(qiáng)措施：①通過提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件特別是重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火等級，提高建筑本身的耐火性能；②加強(qiáng)防火分隔，防止煙火蔓延，特別是在煙囪效應(yīng)下的沿豎向快速蔓延；③采用多種滅火措施，提高滅火效率；④采取多種疏散救援措施，提高疏散救援效率；⑤提高消防供水的可靠性；⑥提高排煙系統(tǒng)可靠性，簡化排煙系統(tǒng)，提高排煙效率；⑦提高供電系統(tǒng)的可靠性和防火性能，加強(qiáng)疏散指示照明。