高层建筑防火疏散设计

【摘要】高层建筑是伴随着社会经济快速发展及科学技术的巨大进步而发展起来的，它发展的速度非常快，如雨后春笋，日新日异。但在消防设计的立足点上出现了新问题， 比如存在点火源多、 安全疏散困难、 扑救难度大等问题，因此， 急需为高层建筑防火设计设计寻找新思路， 本文主要从高层建筑的防火结构设计和防火疏散设计上进行探讨。

【关键词】高层建筑 防火疏散设计

前言

从城市建设角度来看，建筑物向高空发展可以缩短道路以及各项管线设施的长度，从而节约大量城市建设的总投资，在经济上有优越性。高层建筑可以增加人们的聚集密度，缩短互相联系的距离，把横向水平交通与竖向垂直交通相结合，使人们在地面上的分布方式空间化，节约了时间，增加了效率。但它同时存在的问题也很大，特别是消防问题，那么高层建筑的防火疏散设计就是一个复杂的系统工程， 它是经济、 科技、 技术的集中体现， 也将随着社会科技的进步而不断完善。

一、高层建筑防火构造设计

1、防火墙、隔墙和楼板

(1)防火墙不宜设在 U、L 形等高层建筑的内转角处。当设在转角附近时，内转角两侧墙上的门、窗、洞口之间最近边缘的水平距离不应小于 4m(如下图1)；当相邻一侧装有固定乙级防火窗时，距离可不限。

图1

(2)紧靠防火墙两侧的门、窗、洞口之间最近边缘的水平距离不应小于 2m；当水平间距小于2．00m 时，应设置固定乙级防火门、窗。防火墙上不应开设门、窗、洞口，当必须开设时，应设置能自行关闭的甲级防火门、窗。

(3)输送可燃气体和甲、乙、丙类液体的管道，严禁穿过防火墙。其他管道不宜穿过防火墙，当必须穿过时，应采用不燃烧材料将其周围的空隙填塞密实。

(4)穿过防火墙处的管道保温材料，应采用不燃烧材料。当管道不允许有位移时，应用非燃烧胶结材料(如水泥砂浆等)勾缝填实；当管道允许有少量位移时，宜采用膨胀性的非燃烧材料(胶泥)填塞；当管道允许有较大位移时，宜采用矿棉或岩棉，硅酸铝棉等松散非燃烧的纤维物填塞。

(5)管道穿过隔墙、楼板时，应采用不燃烧材料将其周围的缝隙填塞密实。高层建筑内的隔墙应砌至梁板底部，且不宜留有缝隙。 设在高层建筑内的自动灭火系统的设备室， 应采用耐火极限不低于 2．00h的隔墙，1．50h 的楼板和甲级防火门与其他部位隔开。 地下室内存放可燃物平均重量超过 30kg／m。的房间隔墙，其耐火极限不应低于2h，房间的门应采用甲级防火门。

2、管道井

高层建筑的各种竖向管井，如果在设计、施工中疏忽，没有很好封隔，一旦

发生火灾，就会成了拔烟拔火的通道，助长火势蔓延扩大，造成严重损失。

(1)电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道井，应分别独立设置；其井壁应为耐火极限不低于 1．00h 的不燃烧体；井壁上的检查门应采用丙级防火门。

(2)高层建筑的电缆井，管道井防火设计时要采用水平分隔措施。各类专业的管道安装后要用相当于同层楼板耐火极限的非燃烧材料进行分隔封堵。低于 100m

的高层建筑每隔三层进行封堵。超过 100m 的高层建筑要求每层分隔封堵，达到切断火势向上蔓延的目的。

(3)通风、空调系统的管道保温，选用符合《建筑内部装修设计防火规范》中装修材料燃烧性能等级的保温材料。竖向风管与每层水平风管交接处的水平支管均设置防火阀，防火阀的易熔环或其他感温感烟等控制设备一经作用，即能顺气流方向自行严密关闭，控制火势在管道系统内的水平方向的扩散蔓延。 电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔洞，其空隙应采用不燃烧材料填塞密实。

(4)高层建筑垃圾道的防火处理。垃圾道极易引起火灾，因此高层建筑多数取消了垃圾道，将传统的垃圾方式改为袋装化，既美化了环境，也避免火灾。

3、防火门、窗和防火卷帘

所谓防火门，是指在建筑物中，在不同程度上能阻止火灾蔓延或延缓火灾蔓延的门。在建筑设计中，应按规范要求设置防火墙等分隔设施，以达到防火分区

的目的。为了人们的生活和工作、生产进出之需，又必须在防火墙上开设门。如

果该洞口处不设置耐火极限等于或超过 1．2h 的防火门、窗，那么一旦发生火灾时，火势就可能通过该洞口迅速蔓延到另一个区域，会给国家财产和人民生命的安全造成更大的损失。为保证建筑物的防火安全，防止火灾蔓延，就必须在该洞口处设置可供关闭的、具有一定耐火极限要求的设施―防火门。

根据消防的需要，卷门机型式分为：电动式、手动电动两用式以及手动式三

种。对卷门机一般要求具备以下功能及要求：

(1)应设置限位开关，门帘启闭至上下限时，能自动停止，其重复定位精度应小于 20mm；应设有手动启闭装置，以备断电时使用；

(2)应具有依靠门帘自重下降的性能，并且有恒速性能；

(3)能使门帘在任何位置停止；可以附设以下控制保险装置，即联动装置、手动速放关闭装置、烟温感自动报警装置等。对于用在疏散走道、出口的防火卷帘门所选用卷门机及电器控制箱，应具有距地面 1．5～1．8m 处停降延时的功能，两侧设有手动开启装置。

二、高层建筑防火疏散设计

1、竖向分段控制概念

一般火灾在起火平面上和建筑物各种竖向通道向上部楼梯层都会蔓延，为了避免火灾上延的可能性，可采用竖向防火分区。

竖向防火每一楼层为一个分区，或 2～3层为一个分区。对住宅建筑而言，上下楼板大多为非燃烧体的钢筋混凝土板，它完全可以阻滞火灾的蔓延，实际上已起到了防火分区的作用。然而在许多建筑中设有敞开式自动扶梯、跨层窗、走廊等各种开口．对于上述开口，规范中按实际情况考虑，允许留有开口，但不易超过 2～3层，并应把连通面积作为整体来看，总面积不得超过规定。

许多火灾实例告诉我们，火灾可以沿外墙窗口向上蔓延。室内着火后，玻璃

受热膨胀，当温度达到 250℃即会开裂破碎，致使火焰上蹿至上一楼层。因此，上下层窗部墙应尽可能高些，一般应大于 1.2m，如某种原因而不能满足上述要求时，可采用增设挑檐的方式解决，挑檐宽度应不小于 500～1000mm。

在多数公共建筑中，为了方便客人的垂直运输，设置有自动扶梯，这些扶梯处也类似共享空间.它们将上、下楼层贯通， 因此在计算防火分区面积时， 若有扶梯， 也应将上、下连通层作为一个防火分区。为了满足防火分区扩大的需要， 我国常采用的防火分区有两种，一种是在自动扶梯开口周边设置与防火墙耐火极限相当的分隔物，如软质隔热型卷帘， 复合型防火玻璃等； 另一种是在自动扶梯处加钢质卷帘及水幕保护， 以达到阻止火灾蔓延的效果。

2、防烟楼梯间及消防电梯

2.1 防烟楼梯间

防烟楼梯间是指具有防烟前室和防排烟设施并与建筑物内使用空间分隔

的楼梯间，其形式一般有带封闭前室或多用前室的防烟楼梯间，用阳台作前室的

防烟楼梯间，用凹廊作前室的防烟楼梯间等。

单元式住宅每个单元的疏散楼梯均应通至屋顶，其疏散楼梯间的设置应符合

下列规定：

十一层及十一层以下的单元式住宅可不设封闭楼梯间，但开向楼梯间的户门

应为乙级防火门，且楼梯间应靠外墙，并应直接天然采光和自然通风。 十二层及十八层的单元式住宅应设封闭楼梯间。 十九层及十九层以上的单元式住宅应设防烟楼梯间。

防烟楼梯间及前室还应符合以下规定： 楼梯间及防烟楼梯间前室的内墙上，除开设通向公共走道的疏散门和本规范规定的户门外，不应开设其它门、窗、洞口。 楼梯间及防烟楼梯间前室内不应敷设可燃气体管道和甲、 乙、 丙类液体管道，并不应有影响疏散的突出物。 居住建筑内煤气管道不应穿过楼梯间，当必须局部水平穿过楼梯间时，应穿钢套管保护，并应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》的有关规定。

2.2 消防电梯

消防电梯在建筑物发生火灾时供消防人员进行灭火救援时使用且具有特定功能的电梯。消防电梯在平时作为服务电梯，在火灾时输送消防人员进行灭火战斗也可以作为老弱病残和受伤人员疏散的途径。

消防电梯井的防火设计要求：

消防电梯的电梯轿厢通过动力在电梯井内上下来回运动的，因此这个系统也应有较高的防火要求。

（1）电梯井应独立设置。消防电梯的梯井应与其他竖向管井分开单独设置，不得将其它用途的电缆铺设在电梯井内，也不应的井壁开设孔洞。与相邻的电梯井、机房之间，应采用耐火极限不低于 2小时的隔墙分隔；在隔墙上开门时，应设甲级防火门。井内严禁铺设可燃气体和甲、乙、丙类液体管道。

（2）电梯井的耐火极限。为了保证消防电梯在任何火灾情况下能坚持工作，电梯井井壁必须有足够的耐火能力，其耐火极限一般不应低于 2.5-3小时。现浇钢筋混凝土结构耐火极限一般来应低于 3小时。

（3）井道与容量。消防电梯所处的井道内不应超过 2 台电梯，设计时，井道顶部要考虑排出烟热的措施。轿厢的载重量应考虑 8-10名消防员的重量，最低不应小于 800 公斤，其净面积不应小于 1.4平方米。英国要求消防电梯的最小载重量为 544公斤，最小净面积为 1.44 平方米。以便满足必要时搬运大型消防器具和抢救伤员的需要。

3、 消防用电及配用电源

向消防用电设备供给电能的独立电源叫消防电源。 工业建筑、 民用建筑、 地下工程中的消防控制室、 消防水泵、 消防电梯、 防排烟设施、 火灾自动报警、 自动灭火系统、 应急照明、 疏散指示标志和电动的防火门、 卷帘门、 阀门等消防设备用电的电源，都应该按照现行 《工业与民用供电系统设计规范》 、 《低压配电设计规范》 的规定设计。

结语

随着世界经济的迅猛发展， 高层建筑的出现已逐渐成为普遍。同时，出现的

消防设计问题也不少，因此， 为高层建筑防火设计要严格根据要求设计，也要不断研究出更好的防火疏散设计方法。

参考文献

[1]雷春浓.《高层建筑设计手册》.北京：中国建筑工业出版社.2002：879-967

[2]亓育岱.《高层民用建筑防火设计图说》.济南： 山东科技大学出版社,2005：7-119

[3]倪明.《高层建筑消防安全现状分析与防火对策》.合肥：安徽消防，1999，11：4-54

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。