保證建筑設計中的防火與疏散要求的方法與措施通用版

精品方案范本編號：YTO-FS-PD718解決方案編號：YTO-FS-PD718保證建筑設計中的防火與疏散要求的方法與措施通用版保證建筑設計中的防火與疏散要求的方法與措施通用版TheProblems,Defects,Requirements,Etc.ThatHaveBeenReflectedOrCanBeExpected,AndASolutionProposedToSolveTheOverallProblemCanEnsureTheRapidAndEffectiveImplementation. 標準/權(quán)威/規(guī)范/實用AuthoritativeAndPracticalStandards編寫人：xxxxx審核人：xxxxx保證建筑設計中的防火與疏散要求的方法與措施通用版使用提示：本解決方案文件可用于已經(jīng)體現(xiàn)出的，或者可以預期的問題、不足、缺陷、需求等等，所提出的一個解決整體問題的方案（建議書、計劃表），同時能夠確保加以快速有效的執(zhí)行。文件下載后可定制修改，請根據(jù)實際需要進行調(diào)整和使用。論文摘要：建筑的防火與疏散,一直以來都是建筑設計中的重要課題。如何盡可能地從根本上杜絕火災的發(fā)生,火災發(fā)生時又如何限制其波及范圍,保證建筑中人員疏散通道的快捷與通暢,并安排多條安全出路,是我們建筑設計師、科學家們一直在不斷地探索。文章簡單分析了高層建筑火災的現(xiàn)狀，從而引入探討如何保證高層建筑物疏散設施設計要求與措施，供大家參考。

關鍵詞:高層建筑；疏散設施,防火設計

現(xiàn)有的建筑設計防火規(guī)范是在以往的火災事故經(jīng)驗、火災科學研究和消防實踐的基礎上,經(jīng)過不斷修改完善而形成的,它對于傳統(tǒng)建筑設計而言是有效的。但許多大型高層建筑在使用功能、建筑材料、結(jié)構(gòu)形式、配套設施等方面與傳統(tǒng)建筑有很大的差別,有些設計無經(jīng)驗可遵循,無依據(jù)可查,這種情況不僅在中國存在,在世界范圍內(nèi)也存在。同一建筑物內(nèi)在不同條件下,火災場景完全不同,變化規(guī)律也不相同,可以說某一套建筑物的防火設計方案并不一定適合于其他建筑物。如何更好地實現(xiàn)建筑物的防火設計,筆者在研究高層建筑物的火災情況以及防火設計發(fā)展史的基礎上,提出了如何實現(xiàn)讓人們在火災發(fā)生時能更快、更順利地疏散高層建筑物的疏散設施設計思路。

一、高層建筑火災的現(xiàn)狀分析

1.功能復雜,起火因素多

高層建筑物多數(shù)是多用途的綜合性大樓,往往大量使用各種電器設備,如照明燈具、電冰箱、電視機、電梯、空調(diào)設備、驅(qū)動電機、自備發(fā)電機組、大型電子計算機等,電子設備配電線路和信息數(shù)據(jù)通信布線系統(tǒng)密如蛛網(wǎng),如一處出現(xiàn)電火花或線路絕緣層老化碰線短路而發(fā)生電氣火災,火勢會沿線路迅速蔓延,一些新型建筑裝修材料的使用也加劇了高層建筑物的火災危險性。

2.火災蔓延途徑多,危害大

高層建筑物內(nèi)部必然設置有電梯及樓梯井、上下水管道井、電線電纜井、垃圾井等,這些豎井如果沒有附加水平或垂直方向隔斷措施,一旦煙火竄入,則會產(chǎn)生“煙囪”效應,將使火勢迅速蔓延擴散到上層樓房因而更加難于控制和撲救,造成更大的損失。

3.疏散困難,容易造成重大傷亡事故

高層建筑的特點:1)層數(shù)多,垂直疏散距離長;2)人員比較集中,疏散時容易出現(xiàn)擁擠情況;3)發(fā)生火災時的煙氣和火勢向豎井蔓延快,給安全疏散帶來困難;4)疏散主要靠樓梯,疏散速度比較慢,因而造成更大的損失。

4.消防設施不夠完備,撲救困難

撲救高層建筑火災主要立足于室內(nèi)消防給水設施,由于受到消防設施條件的限制,常常給撲救工作帶來不少困難,遇到大面積火災,室內(nèi)消防水量就不夠用,不能及時有效地控制火勢蔓延;一旦消防水泵等室內(nèi)消防給水設施發(fā)生故障,就須完全依靠消防車抽吸室外消防用水進行撲救,但消防水帶耐壓有限,容易將水帶脹破,延誤滅火時機。

二、在疏散防火設計中引進人機工程學理論

1.人機工程學理論的基本內(nèi)涵

國際工效學會對人機工程學的定義:研究各種環(huán)境中人的因素,研究人和機器及環(huán)境的相互作用,研究人在工作、生活中怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的科學。國內(nèi)學者一般認為:人機工程學是運用人的生理學、心理學和其他有關學科知識,使機器和人相互適應,創(chuàng)造舒適和安全的工作與環(huán)境條件,從而提高工效的一門科學。

2.人機工程學理論在疏散防火設計中的應用

在高層建筑物火災中,對人而言,火場中高層建筑物本身可以看作是廣義的“機”。心理學的研究表明,人們在面對危險時,其身體更趨于準備物理動作的行為而不是有意識的行為。在火災現(xiàn)場,人們往往是本能地選擇逃生行為,而不能在合理分析、判斷的基礎上作出合理的有意識的疏散,于是出現(xiàn)盲目的逃生行為。有關研究表明,火災時人的疏散行為遵循“嘗試-失誤-再嘗試”的循環(huán)認知模式,火災現(xiàn)場人們的認知、決策能力很差,被動地不斷嘗試,不斷失敗?？梢?人們在復雜的火災現(xiàn)場往往表現(xiàn)為無能為力,很難及時采取正確的疏散策略。當然,這是由人本身的特點決定的,而人本身的固有特點很難改變或根本不能改變。那么,我們應改變“機”,讓它更適合于人,也就是從適合人的角度出發(fā),去設計建筑物的疏散設施。

應在建筑物標識設計中加以改進,讓人們不得不注意它或讓人們很自然地去注意它。在建筑物內(nèi)醒目的地點設置一個該建筑物縮小的簡易模型,緊急疏散路線以動態(tài)的、醒目顏色的指示燈系統(tǒng)來顯示,疏散樓梯、避難層(間)等關鍵場所應設明顯標記,為了保證人們可以觀察到全部的疏散路線,模型的個別部分應設計成透明的。

2)高層建筑物往往設置避難層(間),但在火災現(xiàn)場,人們多驚恐萬分,容易錯過進入避難層(間)的機會。故應合理設置疏散樓梯,使其能夠引導人們自然進入避難層(間)。如通過合理設計使人們在通過疏散樓梯上下樓時必須要經(jīng)過避難層(間),并且此處墻壁設計成區(qū)別于其他地方的藍色調(diào)或綠色調(diào),提示人們這里是安全場所。如果可能還應設計語音提示系統(tǒng),告訴人們這里是避難場所,盡量保證人們在到達這里后不會

再盲目地繼續(xù)向上或向下行進。

3)平時建筑物內(nèi)人流流向是多向性的,而火災時安全疏散總體來說是單向性的活動,即人們從著火房間跑到公共走道,再由公共走道到達疏散樓梯間,再轉(zhuǎn)向室外或其他安全處(屋頂平臺、避難層等),應當是一步比一步安全,這樣的疏散路線才是安全、高效的。而火災現(xiàn)場往往非常混亂,容易出現(xiàn)“逆流”現(xiàn)象,不利于疏散。因此疏散指示標志必須完好有效、便于識別,盡量防止火災過程中人員逆流現(xiàn)象的發(fā)生。

三、防火規(guī)范要求

1.安全疏散路線

建筑物的安全疏散路線應盡量連續(xù)、快捷、便利、暢通無阻地通向安全出口。設計中應注意兩點：一是在疏散方向上疏散通道寬度不應變窄，二是在人體高度內(nèi)不應有突出的障礙物或突變的臺階。

安全出口

為保證使用人的安全，建筑物應設置足夠數(shù)量的安全出口。建筑設計中應密切結(jié)合安全疏散的路線布置安全出口。安全出口應分散設置，易于尋找，并應設置明顯的標志。劇院、禮堂、體育館的觀眾廳等公共建筑以及多層通廊式居住建筑、高層民用建筑、地下室及半地下室等的每個防火分區(qū)的安全出口不應少于兩個。但當建筑物層數(shù)較低（3層及3層以下），占地面積較小，使用人數(shù)又不多的時候，也可設一個安全出口。例如，當面積不超過60m2，且人數(shù)不超過50人時，可以只設一個出口。

疏散門

疏散門是安全疏散路線中的最后關口，也是防火設計的重中之重。《建筑設計防火規(guī)范》中對疏散門的形式、寬度、開啟方式與方向等都作了嚴格限定。開啟方向：單、多層民用建筑及廠房疏散用門應向疏散方向開啟，數(shù)不超過60人的房間且每樘門的平均疏散人數(shù)不超過30人時其門的開啟方向不限。疏散門不應采用側(cè)拉門、吊門和轉(zhuǎn)門，建筑物直通室外的門上方，應設置寬度不小于1m的防護挑檐。

疏散樓梯

疏散樓梯的設計是組織安全疏散路線中的重要環(huán)節(jié)，疏散樓梯應設于明顯易找的位置并設置明顯的指示標志。電梯不能作為疏散用樓梯。疏散樓梯的數(shù)量與形式疏散樓梯的多少，可根據(jù)規(guī)范中規(guī)定的寬度指標（1m／百人）進行計算，并結(jié)合疏散路線和安全出口的數(shù)目確定。安全疏散距離

建筑物內(nèi)允許的疏散時間，即保證大量人員安全地完全撤離建筑物的時間。為保證縮短疏散時間，建筑物的安全疏散距離不應太長。

消防電梯

高層建筑應設消防電梯以便更為有效地進行撲救。消防電梯應滿足防火、滅火需要的一些特殊要求，其設置應符合下列規(guī)定：（1）為保證及時、有效地分區(qū)撲救，消防電梯宜分別設置在不同的防火分區(qū)內(nèi)。（2）消防電梯間應設前室，以便在前室內(nèi)安裝火場照明及滅火工具使用的火災事故電源、消火栓、消防通信及呼喚擴音喇叭。（3）消防電梯間前室的門，應采用乙級防火門或具有停滯功能的防水卷簾。（4）消防電梯間前室宜靠外墻設置，在首層應設直通室外的出口或經(jīng)過長度不超過30m的通向室外的通道。（5）消防電梯的行駛速度應按從建筑首層到頂層的運行時間不超過60s確定。（6）為保障消防電梯的安全可靠，消防電梯井、機房與相鄰其他的電梯井機房之間應采用耐火極限不低于2.00h的隔墻隔開，如在墻上開門時，應設甲級防火門。（7）消防電梯應有消防隊專用的操縱按鈕和通信設備，并將這些設備裝在底層的電梯門外。起火時，消防員操縱按鈕，控制一些裝置，使之立即停止運行，同時使一些專用裝置啟動，隨之，消防電梯降到底層，供滅火使用。（8）為防止大量的滅火污水流入電梯井，影響電梯運行，消防電梯的井底應設排水設施，排水井的容量不應小于2.00m3。

四、防火設計

1、疏散設計：

一般高層建筑將樓梯作為人員疏散首選。根據(jù)“高規(guī)”規(guī)定,高層建筑中的電梯有兩種運行方式,一種是在火災時客梯迫降至電梯首層,并停止使用;另一種是消防隊員通過消防電梯進入著火層實施撲救和人員救援?！?·11”之后,利用電梯進行輔助疏散已作為一項研究內(nèi)提了出來,超高層建筑中大量的疏散人群和煙氣垂直蔓延的迅速使得人員疏散問題格外突出,特別是對于殘障人員的疏散。實際上,相關規(guī)范之所以禁止利用電梯疏散無外乎兩個原因,一是電梯本身的安全性,這包括火災時電梯電氣線路、部件的防火安全以及電梯機械部件是否受熱失效等等;二是電梯運行環(huán)境的安全。高層建筑發(fā)生火災時,由于轎廂的“活塞效應”和井道的“煙囪效應”,極易將樓宇中的煙氣吸入電梯井道,危及電梯內(nèi)乘客的安全。因此,如果解決了這兩個方面的問題,再加上合理的邏輯控制方式,超高層建筑利用電梯進行疏散不是不可能的。

2、運用電梯來疏散人群也是有相當?shù)臈l件的：

首先,根據(jù)建筑火災發(fā)展的規(guī)律及其特點,建議只有火災發(fā)生的初期階段才能利用電梯疏散,這是因為這個階段的火災燃燒面積不大,對電梯運行影響相對較小,可以保證電梯疏散的可靠性?；谶@一點,如何控制電梯運行是關鍵。

第二是電梯本身的安全性,“高規(guī)”第6.3.3條對消防電梯進行了規(guī)定:消防電梯間前室的門應采用乙級防火門或具有停滯功能的火卷簾;消防電梯井、機房與相鄰其他電梯井、機房之間,應采用耐火極限不低于2.00h的隔墻隔開,當在隔墻上開門時,應設甲級防火門;消防電梯轎廂的內(nèi)裝修應采用不燃燒材料;動力與控制電纜、電線應采取防水措施;消防電梯間前室門口宜設擋水設施。如果普通客梯以消防電梯的標準來要求,其防火安全性能就可大大提高。

第三是電梯的運行環(huán)境,可以通過機械加壓送風的方式防止火災煙氣蔓延到電梯前室或電梯豎井,從而保證電梯的安全運行。另外,在已建成的超高層建筑中一般都會根據(jù)樓層數(shù)的多少對豎向電梯布局進行分區(qū),有分高低區(qū)的,還有分高中低區(qū)的。這樣的分區(qū)可以提高電梯的運載能力與運行速度,減少人員在轎廂內(nèi)的停留時間,對于緊急情況下的人員快速疏散也非常有利。

3、避難層以及避難區(qū)間設計：

由于超高層建筑的建筑層數(shù)比高層建筑高出許多，根據(jù)調(diào)查“9.11”事件發(fā)生時，那些從安全通道逃離的幸存者回憶得出，在煙霧中逃離約需要一個小時，這樣的時間給消防逃生來說基本是不可行的。幸存的概率也是個位的，所以超高層在高層的基礎上設置避難層或者避難區(qū)間。

“高規(guī)”規(guī)定,超過100m的公共建筑應設避難層,自高層建筑首層至第一個避難層或兩個避難層之間的距離不宜超過15層。規(guī)定的目的是,發(fā)生火災時聚集在第一個避難層的避難人員不能再經(jīng)樓梯疏散,可由消防登高車將人員疏散下來。目前,大部分建設單位、設計單位不管建筑使用功能是什么,層高多少,實際高度多高,都把規(guī)范要求的15層作為兩個避難層的分水嶺。筆者認為,避難層的設置既要考慮人員安全疏散的時間,又要考慮消防登高車能夠進行施救的有效高度,尤其是第一個避難層更應考慮當?shù)叵姥b備的實際水平,設置在消防登高車能進行施救的有效高度內(nèi)。在該工程中一至五層均為商業(yè),層高6m,第一個避難層設在16層距地面高度70m,且未開窗自然排煙,設置正壓送風系統(tǒng)。廈門市大型消防登高車最大救援高度是55m,一旦發(fā)生火災根本不能到達第一個避難層實施救援。再者,避難層未開窗,消防員無法通過窗戶直接救人,只能從避難層的下層窗戶再通過樓梯間進入避難層,費時費力,貽誤戰(zhàn)機。因此,建議第一個避難層設置在當?shù)叵赖歉哕嚨挠行┚雀叨葍?nèi),即12層左右,且應開窗,方便人員及時疏散。為避免下層煙氣通過窗戶進入避難層,可在避難層與其他樓層之間設置防火挑檐進行防火分隔,確保避難層的人員免受煙火威脅。

4、防火報警系統(tǒng)的設計:

室內(nèi)消火栓的設置范圍：①高層建筑的主體及裙房內(nèi)；②消防電梯前室或與防煙樓梯間的合用前室內(nèi)，方便消防隊員盡快利用消火栓向火災發(fā)起進攻和開辟通道；③避難層內(nèi)設置用于人員自救保護；④屋頂或直升飛機停機坪處，用于檢查消火栓壓力和防止火災蔓延至頂層及保護人員的作用；⑤室內(nèi)消火栓箱內(nèi)應設消防卷盤，用于非消防專業(yè)人員撲救初起火災。室內(nèi)消火栓設置的技術要求：①消火栓充實水柱需經(jīng)水力計算，且不小于13m，以避免濃煙高熱對滅火工作的影響，又能保證消防隊員正常使用。②消火栓間距在高層內(nèi)不大于30m，在裙房內(nèi)不大于50m，保證兩股充實水柱同時到達同層內(nèi)任何部位。③采用分區(qū)給水系統(tǒng)，有串聯(lián)供水和并聯(lián)供水兩種方式，當消火栓栓口處的出水壓力大于0.5Mpa時，應設減壓裝置。④屋頂水箱。為了保證初起火災時消防用水量和消防水壓的要求，超高層建筑屋頂水箱設置高度應滿足最不利點消火栓靜水壓力0.15Mpa。不能滿足時，應設氣壓水罐或穩(wěn)壓泵等增壓設施。如是并聯(lián)給水方式，其分區(qū)消防水箱的容量應與高位消防水箱的容量相同，發(fā)生火災時，消防水泵供給的消防用水應進入高位水箱，而串聯(lián)給水方式中是允許的。⑤水泵接合器。在消防車供水壓力范圍內(nèi)的各個分區(qū)均需分別設置水泵接合器。也就是說，根據(jù)現(xiàn)有或?qū)⒂械南儡嚬┧芰?，確定各個分區(qū)是否應設水泵接合器。⑥消防管網(wǎng)采取防超壓措施。常用的方法是采用流量-揚程曲線平緩的消防水泵，設置安全閥、泄水閥門等，避免超高壓造成給水系統(tǒng)的破壞。

5、防火分區(qū)的設計:

一、二級耐火等級建筑長度超過150米要設防火墻，分區(qū)的最大允許面積為2500平方米；三、四級耐火等級建筑的上述指標分別為100米、1200平方米和60米、600平方米。一、二級防火等級的高層建筑防火分區(qū)面積限制在1000平方米或1500平方米內(nèi)，地下室則控制在500平方米內(nèi)。防火墻應為耐火極限4小時的非燃燒體，上面如有洞口應裝設甲級防火門窗，各種管道均不宜穿過防火墻。不能設防火墻的可設防火卷簾，用水幕保護。2.3安全疏散通道出口：為減少火災傷亡