空管塔臺消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)及設(shè)計(jì)策略研究

作者簡介：

高寶龍（1988- ），男，漢族，內(nèi)蒙古烏海人，本科，工程師，研究方向：民航機(jī)場設(shè)施、空管設(shè)施的建設(shè)方案和工程管理、民航專業(yè)工程新技術(shù)應(yīng)用。

摘要：

空管塔臺消防設(shè)計(jì)中存在消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)，為確保人員的生命安全，本文將對空管塔臺消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略，以期為空管塔臺消防設(shè)計(jì)提供智力支持。

關(guān)鍵詞：

安全疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)；高位消防水箱設(shè)置；室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)

空管塔臺具有特殊的建筑使用功能和性質(zhì)，其介于構(gòu)筑物與建筑物之間，同時(shí)其專業(yè)性比較突出，與常規(guī)的民用建筑有著明顯區(qū)別。在目前的國家規(guī)范體系中，沒有專業(yè)的針對塔臺防火設(shè)計(jì)的規(guī)范，因此在其消防設(shè)計(jì)過程中，存在沒有規(guī)范依據(jù)的事實(shí)。針對塔臺的建筑特性、功能要求以及使用需求，本文分析了塔臺中存在的消防安全難點(diǎn)，提出了消防設(shè)計(jì)策略。

一、安全疏散系統(tǒng)

（一）安全出口

塔臺受平面尺寸的限制，各樓層難以設(shè)置兩部疏散樓梯。塔臺各樓層僅設(shè)置1部疏散樓梯，除首層以及二層設(shè)有其他形式的安全出口（豎向鋼爬梯、直通室外的疏散門及通往其他建筑的連廊等）外，其他樓層難以設(shè)置2個(gè)安全出口，不滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）的相關(guān)要求[1]。

塔臺建筑形式較為特殊，各層建筑面積均較小，各樓層整層的建筑面積在75m2 -320m2之間，實(shí)際具備人員長時(shí)間停留作業(yè)功能的僅有頂層和次頂層，其余樓層為豎向交通功能、檢修層或設(shè)備機(jī)房樓層，人員實(shí)際活動(dòng)和使用的樓層較少。同時(shí)，正常工作狀態(tài)下，總?cè)藬?shù)不超過20人，人數(shù)相對較少，人員對內(nèi)部環(huán)境熟悉，疏散效率高。

從建筑形式來看，塔臺類似于廣播電視發(fā)射塔塔樓。從國內(nèi)目前已建成塔臺項(xiàng)目案例來看，北京新機(jī)場東塔臺及西塔臺、成都雙流國際機(jī)場塔臺、青島新機(jī)場空管配套工程塔臺、烏魯木齊機(jī)場北區(qū)改擴(kuò)建工程塔臺等，其內(nèi)部均僅設(shè)置一部疏散樓梯。

目前塔臺地上各層設(shè)置一部防煙樓梯間是較為安全有效的設(shè)計(jì)方式，同時(shí)可以節(jié)約塔式建筑有限的空間，疏散樓梯的布置與建筑布局結(jié)構(gòu)形態(tài)和使用特性是相適應(yīng)的。

（二）疏散樓梯寬度

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）規(guī)定的建筑分類方法，屬于高層公共建筑（非醫(yī)療），根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）的要求，塔臺內(nèi)疏散樓梯的最小凈寬度不應(yīng)小于1.20m。

設(shè)計(jì)過程中，由于受塔臺平面尺寸的限制，疏散樓梯的最小凈寬度無法滿足1.20m的要求，目前塔臺內(nèi)疏散樓梯的最小凈寬度按不小于0.90m進(jìn)行控制[2]。

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）規(guī)定非醫(yī)療高層公共建筑中疏散樓梯的最小凈寬度為1.20m，主要是針對常規(guī)意義上的民用建筑。塔臺的各層建筑面積較小、人員實(shí)際活動(dòng)和使用的樓層較少、人數(shù)相對較少、人員對內(nèi)部環(huán)境熟悉。這些特征使得塔臺的垂直交通明顯區(qū)別于常規(guī)意義上的民用建筑，實(shí)際上前者的疏散效率相較于后者要高，疏散安全更能得到保障[3]。

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）第5.5.18條的條文說明里指出：“按本規(guī)范其他條文規(guī)定計(jì)算出的總疏散寬度，在確定不同位置的門洞寬度或梯段寬度時(shí)，需要仔細(xì)分配其寬度并根據(jù)通過的人流股數(shù)進(jìn)行校核和調(diào)整?！彼_頂層共設(shè)計(jì)固定工位14個(gè)，疏散人數(shù)按固定工位計(jì)算，取疏散人數(shù)28人。現(xiàn)疏散樓梯梯段凈寬度為0.90m（按單股人流寬度0.55m計(jì)算，可通過1股人流），則通過疏散樓梯需要的疏散時(shí)間為：

20人1股×37/（股·min）≈0.54min≈32.4s

由此可見，塔臺內(nèi)疏散樓梯的凈寬度按不小于0.90m控制時(shí)，根據(jù)通過的人流股數(shù)進(jìn)行校核，塔臺內(nèi)的人員能有效快速疏散。

（三）疏散樓梯

按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）規(guī)定的建筑分類方法，屬于一類高層公共建筑。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）的要求，塔臺的疏散樓梯應(yīng)采用防煙樓梯間。

由于塔臺功能的特殊需求，要求航空管制工作人員在頂層的360°方向上均能保持無遮蔽視野。若頂層通向次頂層的疏散通道采用防煙樓梯間，則會(huì)在頂層造成視線遮蔽。因此，塔臺頂層通向次頂層的疏散樓梯采用開放式樓梯。采用耐火極限不低于2h的防火門（甲級）和防火隔離墻，在次頂層與其他區(qū)域進(jìn)行防火隔離，并且該樓梯在次頂層直通防煙樓梯間。塔臺頂層內(nèi)任一點(diǎn)至次頂層防煙樓梯間的疏散距離小于于18m[4]。

二、消防高位水箱設(shè)置

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014第6.1.9條明確要求，室內(nèi)采用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)時(shí)，高層民用建筑、總建筑面積大于1萬平方米、層數(shù)超過2層的公共建筑和其他建筑應(yīng)設(shè)置高位消防水箱。

由于塔臺的建筑特性和功能要求，塔臺頂層放置重要電子設(shè)備，高位消防水箱即便在小概率情況下發(fā)生漏水，也將會(huì)對塔臺和機(jī)場運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。同時(shí)，塔臺屋面設(shè)置各種雷達(dá)及天線設(shè)施，不具備設(shè)置屋頂高位消防水箱的條件[5]。

塔臺雖然建筑高度較高，建筑層數(shù)較多，但其有使用功能的樓層較少，其余樓層為豎向交通功能、檢修層或設(shè)備機(jī)房樓層，整個(gè)塔臺的人員荷載、火災(zāi)荷載以及人員流動(dòng)性明顯區(qū)別于常規(guī)意義下的高層民用建筑。在此條件下，受建筑功能及平面布置限制，塔臺屋頂同樣無條件設(shè)置高位水箱[6]。

塔臺首層的消防泵房內(nèi)采用氣壓供水設(shè)備代替高位消防水箱，以保證室內(nèi)消火栓和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)初期的消防用水和管網(wǎng)供水壓力。同時(shí)，報(bào)告要求氣壓供水設(shè)備應(yīng)至少儲存5min的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和室內(nèi)消火栓系統(tǒng)同時(shí)工作的系統(tǒng)用水量，且有效容積不應(yīng)小于36m3，應(yīng)當(dāng)符合水滅火設(shè)施最遠(yuǎn)處的水壓力條件。

三、室內(nèi)滅火栓設(shè)計(jì)

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974-2014第7.4.3條明確要求設(shè)置室內(nèi)滅火栓的建筑內(nèi)各區(qū)域均應(yīng)設(shè)置滅火栓。塔臺內(nèi)按相應(yīng)規(guī)范要求設(shè)有室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。按照規(guī)范要求，塔臺各交通層和功能層均應(yīng)設(shè)置滅火栓。

由于消防給水管道豎向上無法穿越電氣房間，消防給水管道不能到達(dá)，使得塔臺頂層及次頂層內(nèi)無法配備室內(nèi)滅火栓。但《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974-2014第7.4.6條明確要求，室內(nèi)滅火栓的分布應(yīng)滿足同一層有2支消防水槍的2股充實(shí)水柱同時(shí)達(dá)到任何部位的要求?？紤]塔臺本身功能專業(yè)性強(qiáng)、其內(nèi)部人數(shù)較少、火災(zāi)危險(xiǎn)性較低的特性，塔臺頂層、次頂層雖跨越建筑樓層，但當(dāng)塔臺頂層或次頂層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可以使用次頂層以下設(shè)備層的2支室內(nèi)滅火栓，并需要保證每層能有2股充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)該層的任何點(diǎn)位[7]。

四、消防電梯設(shè)置

塔臺設(shè)置有消防電梯，由于頂層和次頂層需設(shè)置相應(yīng)的專業(yè)設(shè)備并需保持設(shè)備操作空間，同時(shí)塔臺頂層還需滿足360°方向上均能保持視線通透的要求，受平面尺寸限制，使得頂層和次頂層在平面上無條件設(shè)置電梯井，故消防電梯無法到達(dá)，不滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（2018 年版）關(guān)于消防電梯每層停靠要求[8]。塔臺受建筑功能和平面尺寸的限制，塔臺頂層和次頂層無法設(shè)置消防電梯，使得消防電梯不能滿足每層?？康囊?。針對該問題，為保證消防隊(duì)員的到達(dá)條件，可按以下策略進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（一）塔臺內(nèi)的兩部電梯均按消防電梯的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)

火災(zāi)情況下消防隊(duì)員通過消防電梯到達(dá)次頂層時(shí)，再經(jīng)過疏散樓梯到達(dá)頂層，消防隊(duì)員從疏散樓梯攀登的最大高度約8.10m.《建筑設(shè)計(jì)防火設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）第7.3.1 條說明中指出：消防員從樓梯攀登的有利登高高度一般不大于23m。因此，本設(shè)計(jì)可為消防隊(duì)員的到達(dá)提供優(yōu)良條件，消防電梯結(jié)合不大于23m攀登高度的設(shè)計(jì)方案可行。

（二）塔臺頂層頂部設(shè)有可伸縮鋼梯通向屋頂平臺

屋頂平臺設(shè)置逃生緩降裝置，人員可先到達(dá)屋頂平臺，然后通過逃生緩降裝置降至次頂層檢修環(huán)的外圍室外平臺等待救援或進(jìn)一步疏散。

五、防煙樓梯間頂部固定窗設(shè)置

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB 51251-2017 第3.3.11條規(guī)定：設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的封閉樓梯間、防煙樓梯間，應(yīng)在其頂部設(shè)置不小于1平方米的固定窗。靠外墻的防煙樓梯間應(yīng)在其外墻上每5層內(nèi)設(shè)置總面積不小于2m2的固定窗。因塔臺頂層360°視線通透的要求，防煙樓梯間僅設(shè)置在次頂層，無法按《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017 的要求在防煙樓梯間頂部設(shè)置固定窗。

針對塔臺防煙樓梯間既不靠外墻也不上屋面，無法按《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB 51251-2017 的要求在其頂部設(shè)置固定窗的問題。根據(jù)《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251規(guī)范，在次頂層防煙樓梯間的側(cè)墻上設(shè)置總面積不小于1m2的固定窗，同時(shí)次頂層吊頂內(nèi)對應(yīng)固定窗設(shè)置截面有效總面積不小于1m2排熱風(fēng)管，在防煙樓梯間頂部與室外之間形成封閉的排煙通道。

結(jié)語

為了驗(yàn)證塔臺安全出口設(shè)置的合理性，選取特定區(qū)域作為分析對象，運(yùn)用《消防安全工程第1部分：計(jì)算方法的評估、驗(yàn)證和確認(rèn)》GB/T31593.1-2015至《消防安全工程第9部分：人員疏散評估指南》GB/T31593.9-2015的具體方法，采取火災(zāi)動(dòng)力學(xué)軟件進(jìn)行分析論證。按照消防設(shè)計(jì)策略設(shè)計(jì)時(shí)，通過計(jì)算機(jī)定量模擬計(jì)算與分析，各個(gè)火災(zāi)場景的可用安全疏散時(shí)間（ASET）均不小于必需安全疏散時(shí)間（RSET），消防設(shè)計(jì)可行。

參考文獻(xiàn)

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