浅析超高层建筑避难层设计

摘要：本文通过对超高层建筑避难层设计进行分析，提出避难层设计的重点和难点，提高大家对超高层建筑设计防火疏散问题的重视。

关键词：超高层建筑；避难层；疏散；安全

中图分类号：TU208文献标识码： A

超高层建筑是耗资、费时的高技术工程。1885年世界上第一幢以钢铁框架为主体架构、砖石自承重外墙、10层高的芝加哥家庭保险公司大楼建成到现在不过是124年的时间。这些被称为摩天楼的建筑代表着人类的知识与成就，它既有节约用地、丰富空间造型等优点，也有造价高、火灾危害大等多方面问题。本文尝试从以下几方面对超高层建筑避难层的设计问题进行探讨。

1 避难层设计概述

避难层是指在超高层建筑中发生火灾时供受灾人员临时避难用的楼层。如果仅占用楼层的一部分或一个面积较大的房间，则被称为避难间。《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）GB50045-95）中第6.1.13条规定，建筑高度超过100m的公共建筑应设避难层或避难间，并对避难层或避难间的设置作了具体规定。《高规》中指出：避难层的设置，自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过15层。并规定与避难层或避难间相联通的疏散楼梯间，在避难层或避难间处应分隔或断开，使得自上部楼层的疏散人群必须经过避难层或避难间，方能再进入疏散楼梯间继续向下疏散至建筑物底层的安全出口。避难层的净面积应能满足设计避难人员避难的要求，并宜按5.00平米/人计算。避难层或避难间的主要作用是提供给来不及疏散人群的临时避难场所，以免有毒烟气危及逃生人员的生命安全。

2 设置避难层的必要性

2.1 超高层建筑发生火灾时疏散困难

由于层数多，建筑功能复杂，疏散路线长，而人员高度集中又会使很有限的疏散通道拥挤阻塞。因此，对于超高层建筑，一旦失火，则有可能蔓延数个楼层甚至整个建筑，形成立体火灾，受灾人员很难在短时间内撤离。加拿大国家研究委员会曾通过调查研究,，推算出将高层楼房里的正常人通过宽的楼梯疏散到楼外所需的时间。

2.2 超高层建筑火灾扑救难度大

由于高度高，火势蔓延途径多、速度快，消防人员难以迅速到达着火部位，消防给水系统水量、水压不足等诸多方面不利因素，都给火灾的扑救活动带来难以克服的困难，直接影响灭火速度，影响对楼内被困人员的营救活动。基于这些原因，如果在建筑物内每隔一定高度设置一个避难层或避难间，并做一些安全技术处理，一方面给来不及逃离火场的人员提供一个暂时的安全避难场所，免受烟火袭击；另一方面也给消防队员提供一个前沿基地，以进行灭火指挥、疏散指挥、火场救急、灭火战斗准备等活动。

3 避难层（间）建筑构件的耐火极限

火灾时，避难层有可能接受数小时乃至更长时间直接或间接火烧的考验，因此要确保避难层这个楼内的“绝对安全区”内避难人员的人身安全，其建筑的各部分均应有足够的耐火极限。楼板宜采用现浇钢筋混凝土板，耐火极限不应低于2.00h，并宜设不燃隔热层，四周围墙及内部隔墙的耐火极限不应低于3.00h，边墙上的门除通向楼梯间、电梯间的可用乙级防火门外，其余均采用甲级防火门，其内部装修材料均应采用A级材料。

4 避难层的安全疏散设施

4.1避难层与疏散通道的联接形式

火灾情况下，避难者的心理处于异常紧张状态，往往会出现恐惧、不知所措、盲从等心理状态。这些心理状态自然就可能支配着避难者采取非正确行为，以致造成惨痛的后果。在避难层与楼梯间的联接上，设计人员应充分考虑这一点，原则是要强迫避难者由避难层的上一楼层下到避难层的下一楼层或由避难层的下一楼层到避难层的上一楼层过程中，必须进出避难层一次，使其不失去一个进入安全区的机会。另外，还要保证人员通过消防电梯也能到达避难层。避难层与楼梯间之间的门，以及与电梯间之间的门均应为耐火等级不低于乙级的防火门。

可以采用避难层与两个疏散楼梯及消防电梯合用前室相互串联布置。疏散楼梯在避难层虽未错开但已完全断开，自上部楼梯疏散至本层的人员必须经过避难层方可继续向下疏散。也可采用剪刀式疏散楼梯，疏散楼梯在避难层处完全断开，疏散楼梯与避难层为串联布置。

4.2 消防电梯的停靠

消防电梯作为一种辅助的安全疏散设施，在避难层必须停靠，而其他客、货梯因不能保证发生火灾时的正常使用及阻止烟气进入电梯井，故均不得在避难层开设电梯门。

5 避难层的设置要点

避难层按其形式可分为敞开式、半敞开式和封闭式三种。敞开式避难层不设围护结构，为全敞开式，一般设在建筑物的顶层或屋顶之上，如屋顶平台、露天花园等场地可以作为敞开式的避难层。

半敞开式避难层四周设有防护墙（一般不低于1.2m），上半部没有窗口，窗口多用铁百页窗封闭。这种避难层通常也采用自然通风排烟方式，四周设置的防护墙和铁百页窗可以起到防止烟火侵害的作用。但它仍具有敞开式避难层的不足，故也只适用于非寒冷地区。

封闭式避难层，周围设有耐火的围护结构(外墙、楼板)，室内设有独立的空调和防排烟系统。如在外墙上开设窗口时，应采用防火窗。这种避难层设有安全可靠设施，以防止烟气和火焰侵害，同时还可以避免外界气候条件的影响，因而普遍适用于我国南北方广大地区。

以中山古镇灯都商厦的设计方案为例：建筑总高度为307.500m，建筑造型呈传统油灯状，作为集办公、酒店一体化的综合超高层，在建筑的顶部、上部、中部、下部均设有避难层。顶部避难层即是上文三种分 类中的敞开式避难层，这种避难方式的最大优点就是结构简单，经济投资小，但其防护能力并不是最理想，并不能绝对保证不受烟气侵入，也不能阻挡雨雪风霜，比较适合于温暖地区。此方案选址位于广东，属于岭南炎热地区，故采用此种敞开式避难方式也较为合适。

中部避难层属于封闭式避难层，因为其不仅防护能力强，而且不受外界环境的影响，是适用范围最为广泛的一种避难方式。灯都商厦的方案将中部避难层与设备层兼用，在设计中注意了以下几个方面的处理：

（1）设备层与避难层之间有明确完善的防火分隔予以隔开，管线亦全部断开，有风管引入的在隔墙处设防火闸，设备管道集中布置，并用耐火极限不低于1.00h的防护墙维护起来。

（2）当竖向管道穿过避难层的时候，应用不燃材料将缝隙堵塞密实。

（3）严禁输送甲、乙、丙类液体或可燃气体管道穿过避难区域。

（4）避难层设有4个不同疏散方向的通道，满足至少应设两个疏散方向的通道的要求。

（5）避难层设置通讯联络和事故照明。避难层内设置消防专用电话、应急广播、疏散指示标志和应急照明。应急照明供电时间不应小于1.00h，照度不应低于1.00lx。

（6）避难层设置室内消火栓、消防卷盘和自动喷水灭火系统。

（7）封闭式避难层设置独立的防烟设施。封闭式避难层由于不能够进行自然排烟，采用独立的机械加压送风方式进行防烟，其加压送风量应按其净面积30m/h计算，其风压余压应为25Pa，以有效地阻止烟气侵入避难层。

6 结语

超高层建筑设置避难层（间），是其安全疏散的措施之一，尚应综合考虑其他的疏散措施，以形成配套合理、安全实用的疏散设计，使工作生活在超高层建筑中的人们有一个安全的环境。建筑设计的创新是永不停止的，建筑师永远在寻求新的设计方法，新的形式，力求运用专业的技术，采用合理的手段，将最优化的科学技术运用到建筑设计中，从而使建筑的价值得到最大限度的体现。

参考文献：

[1]《高层民用建筑设计防火规范》（GBJ45-95）

[2] 蒋永琨《高层建筑防火设计实例》 中国建筑工业出版社

[3] 黄震、胡晓《高层建筑避难层的设置》 《云南消防》2002年5月发表