超高層建筑消防設計技術加強措施

由于城市用地日趨緊張，超高層建筑因其節(jié)約用地的優(yōu)勢，在城市規(guī)劃建設中日益普遍，成為一種趨勢。尤其是超高層建筑體量大，以及建成后的地標效應，在大城市甚至大中城市中已不鮮見。

超高層建筑建筑高度高、體量大、建筑功能復雜、火災豎向蔓延速度快、人員多、人員疏散時間長，火災時消防撲救和消防救援難度大，是消防設計的難點。

超高層建筑因消防撲救難度大，所以要求建筑本身要有更強的抗火災性能，在滿足GB 50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》等現(xiàn)行防火規(guī)范的要求的基礎上，要提高建筑結構尤其是重要結構構件的自身耐火極限，還要在建筑總平面消防設計、建筑消防設計、機電消防設計等方面采取加強措施。公安部消防局就此發(fā)布了《建筑高度大于250M民用建筑防火設計加強性技術要求（試行）》。文章結合工作實踐，就高度超過250m的超高層建筑消防設計的部分加強措施進行分析和探討。

1 建筑總平面消防設計

超高層建筑滅火救援時一般需要出動重型消防車，所以消防車道和救援場地的要求相對GB 50016一2014《建筑設計防火規(guī)范》中的要求有所提高，《建筑高度大于250M民用建筑防火設計加強性技術要求（試行）》對消防車道和消防救援場地有具體要求。

為有利于大型消防車的快速調度和通行，超高層消防車道的寬度和凈高均要求達到4.5m。救援操作場地的長度和寬度分別不應小于25m和15m，長度不應小于建筑周長的1/3，且不應小于一個長邊長度，并需要沿不少于2個方向布置，每個方向場地應連續(xù)。有一些超高層建筑尤其是酒店建筑在主入口前面會布置多車道，所以會在首層主入口布置較大的雨棚，這些雨棚會對登高救援場地的連續(xù)布置有影響。所以在總平面布局設計時要綜合考慮，避免出現(xiàn)因受大型雨棚等影響導致救援場地不連續(xù)情況發(fā)生。從不同方向設置救援場地主要是考慮利于分散撲救和救援，另外避免救援場地處于下風向邊時不利于救援的情況（見圖1）。

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

另外，超高層建筑滅火救援，出動的消防車數(shù)量較多，為避免出現(xiàn)大量消防車聚集出現(xiàn)擁堵、無法調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，考慮適當?shù)南儡嚲奂瘓龅?，一般至少要考慮5~6輛大型消防舉高車的停放要求，周邊的市政道路也可以作為應急消防車聚集場地。

2 平面布置與安全疏散

2.1 消防疏散人員密度取值

目前，超高層建筑塔樓建筑功能一般用于辦公、公寓、酒店等，用于公寓和酒店時，人數(shù)相對較少，消防疏散人數(shù)計算也相對簡單。而用于辦公的人員密度相對較大，目前國內超高層建筑設計中辦公消防疏散人數(shù)計算采用的標準也不相同，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7.3.1.2人員密度表，取值為9.3m（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6.0m（使用面積）/人。相比較兩種計算方法，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)計算相對更合理。因為不同建筑以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。

表1 部分超高層建筑項目辦公功能消防疏散人數(shù)計算取值表

序號 項目名稱 建筑高度 疏散人數(shù)取值 采用標準

1 上海中心 632m 9.3m（建筑面積）/人 美國NFPA101《Life safety code》

2 上海環(huán)球金融中心 492m 9.3m（建筑面積）/人 美國NFPA101《Life safety code》

3 上海金茂大廈 420.5m 9.3m（建筑面積）/人 美國NFPA101《Life safety code》

4 重慶來福士 310m 9.3m（建筑面積）/人 美國NFPA101《Life safety code》

5 合肥恒大 518m 6.0m（使用面積）/人 專家評審要求

2.2 疏散樓梯

除廣播電視發(fā)射塔建筑外，建筑高層主體內的安全疏散設施應符合下列要求：

1)疏散樓梯的設置應保證其中任一部疏散樓梯不能使用時，其它疏散樓梯的總凈寬度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針對某一防火分區(qū)。為節(jié)省平面空間，各樓梯梯段凈寬宜盡量相等或接近。另外，一般情況下，當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。

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

3)疏散樓梯間在首層應設置直通室外的出口。當確需利用首層門廳（公共大堂）作為擴大前室通向室外時，疏散距離不應大于30m。超高層疏散樓梯基本布置在核心筒部位，在首層須借助首層門廳（公共大堂）進行疏散，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)應至少設置1部可用于火災時人員疏散的輔助疏散電梯。該電梯應符合下列規(guī)定：

火災時應僅停靠特定樓層（一般為避難層）和首層，電梯附近應設置明顯的標識和操作說明，載重量不應小于1300kg，速度不應小于5m/s，轎廂內應設置專用電話分機，電梯的控制與配電設備及其電線電纜應采取防水保護措施，當采用外殼防護時，外殼防護等級不應低于現(xiàn)行國家標準 GB/T 4208一2017《外殼防護等級（IP代碼）》關于IPX6MS的要求；其它要求應符合現(xiàn)行GB50016一2014《建筑設計防火規(guī)范》有關消防電梯設置要求。

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疏散形式的選擇，輔助疏散電梯就近宜設置疏散樓梯如圖3所示。

   圖3 輔助疏散樓梯布置               圖4 避難層布置

3 避難與救援

1）避難層 超高層避難區(qū)避難人數(shù)應按照不小于0.25m/人計算，避難區(qū)對應位置的外墻處不應設置幕墻，避難人數(shù)應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。

需要注意，超高層建筑在避難層一般會布置大型結構桁架，受這些桁架影響的區(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，救援窗宜設置公共部位。

3）屋頂直升機停機坪 在建筑的屋頂應設置直升機停機坪，確因建筑造型原因難以設置停機坪時，應設置確保直升機可以安全懸停并進行救援的設施。

4 防火分隔

超高層建筑應主要在如下方面采取防火分隔加強措施：

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

2）建筑內的電梯應設置候梯廳，避免將電梯直接設置在使用功能空間內。

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

4）廚房屬于火災危險性較大的區(qū)域，所以廚房應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采用甲級防火門，酒店客房的門應采用乙級防火門，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、防火隔墻不應采用防火玻璃墻、防火卷簾代替。

5 機電消防設計

機械排煙系統(tǒng)豎向應按避難層分段設計，補風機設于區(qū)段下方的機房，一般排煙機設于區(qū)段上方機房；為降低排煙系統(tǒng)的復雜性，減少排煙阻力，沿水平方向布置的機械排煙系統(tǒng)，應按每個防火分區(qū)獨立設置。機械排煙系統(tǒng)不與通風空氣調節(jié)系統(tǒng)合用。排煙風機在280℃的環(huán)境條件下能連續(xù)工作不少于30min。

加壓、送風、新風機房及取風口宜設置在主導風向的建筑迎風側，排煙、排風機房及相應的排放口應設置在主導風向的建筑背風側。為避免影響消防撲救和救援，在與消防撲救救援場地對應的建筑立面撲救高度范圍內，嚴禁布置排煙口。

避難層的機械加壓送風系統(tǒng)應獨立設置，并應至少在個方向上設置室外進風口。

提高消防供水的可靠性，消防給水系統(tǒng)采用常高壓給水方式，并將消防水池設置在建筑屋頂，同時消火栓系統(tǒng)及自動噴水滅火系統(tǒng)采用獨立管網(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噴頭，不應采用隱蔽性噴頭。

提高電氣防火能力，加強應急照明和疏散指示系統(tǒng)，提高供電的可靠性。

6 設置微型消防站

根據(jù)《關于加強超大城市綜合體消防安全工作的指導意見》（公消〔2016〕113 號）文要求，超大城市綜合體應提高微型消防站建設標準和要求，組織發(fā)動員工、安保人員作為兼職消防隊員，分層、分區(qū)域設立最小滅火單元，建立應急通訊聯(lián)絡機制，確保任何位置發(fā)生火情，3min內有力量組織撲救。

按公安部《消防安全重點單位微型消防站建設標準（試行）》要求：

1）微型消防站應設置人員值守、器材存放等用房，可與消防控制室合用，有條件的，可單獨設置。

2）微型消防站應根據(jù)撲救初起火災需要，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、手持對講機等通訊器材；有條件的消防站點可選配消防頭盔、滅火防護服、防護靴、破拆工具等器材。

2）微型消防站應在建筑內部和避難層設置消防器材存放點，可根據(jù)需要在建筑之間分區(qū)域設置消防器材存放點。

3）有條件的微型消防站可根據(jù)實際選配消防車輛。

微型消防站以“救早、滅小”為目標，微型消防站宜設置在常年主導風向的上風或側風方向。

7 結語

綜上所述，高度超250m超高層建筑的消防設計要在以下幾個主要方面采取加強措施：通過提高結構構件特別是重要結構構件的耐火等級，提高建筑本身的耐火性能加強防火分隔，防止煙火蔓延，特別是在煙囪效應下沿豎向的快速蔓延；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，加強疏散指示照明。

本文來源：《城市住宅》：http://00559.cn/w/kj/12544.html