高层建筑的安全疏散设计-----------------------作者：
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火是人类从野蛮进化到文明的重要标志。但火和其他事物一样具有两重性，一方面给人类带来了光明和温暖，带来了健康和智慧，从而促进了人类物质文明的不断发展；另一方面火又是一种具有很大破坏性的多发性的灾害。近年来我国国民经济迅速发展，城市建设也突飞猛进，高层建筑如雨后春笋般崛起，特别是出现了不少大体量的综合性的高层建筑，这对改善城市景观和人民居住条件起到了积极作用，但是随着人们生产生活中用火用电情况的不断增多，由于用火用电的不当、或者管理不慎、或者设备故障、或者蓄意纵火等各种原因而不断产生的火灾，对人类的生命财产也构成了巨大的威胁。
一幢建筑要能够发挥其正常的设计功能，除了合理的功能分区之外，还必须有合理的安全疏散和交通组织设计，特别是高层建筑，尤其是大型高层公共建筑，由于功能的多样性，交通路线错综复杂，一旦发生火灾，后果不堪设想。高层建筑的特殊性，决定了安全疏散设计成为高层建筑中的重要问题。从已有的火灾案例来看，高层建筑存在较大的火险隐患，特别是在安全疏散方面问题突出，其防火设计必须受到重视。
一、高层建筑的概念
高层建筑因其占地面积小、空间充分利用、能有效解决城市用地紧张的状况，特别是它的面积集中、体形高大、能满足人们多功能使用的需要等特点越来越受到人们的青睐，并已成为现代化城市特征的重要标志之一。高层公共建筑更是为城市建设锦上添花，但同时也出现了火灾发生时火势蔓延快、人员不易疏散、火灾扑救困难等新的问题。
高层建筑的特点，首先是层数多，垂直疏散距离长，人员需要较长时间才能疏散到安全场所；其二是发生火灾时，在“烟囱效应”作用下，烟气和火势竖向蔓延快，增加了安全疏散的困难，而平时使用的电梯由于不防烟火和火灾断电等原因禁止使用；其三是人员集中，容易出现混乱，拥挤的情况。
高层建筑的功能分区合理，交通路线通畅，人员安全疏散快捷，不仅反映了一个建筑物的实用性和经济性，同时还涉及到人民生命财产的安全性问题。对高层建筑进行防火设计，应从其建筑及使用特点出发，充分考虑建筑功能与消防安全的合理关系。安全疏散和避难设计攸关人员生命安全，要求高、难度大，无疑是高层建筑防火设计中的重点和难点。
二、高层建筑的安全疏散设计
对于高层建筑，主要安全疏散设施是指疏散楼梯和楼梯间、疏散走道、安全出口、安全电梯；对于高层旅馆、饭店和写字楼，还有辅助安全疏散设施，如应急照明和疏散指示标志、应急广播及辅助救生设施等。对超高层建筑还需设置避难层或避难间、疏散阳台、缓解器、救生袋、直升飞机停机坪等等。若发生火灾，人们在紧急疏散时，一个阶段比一个阶段安全性高，即人们从着火房间或部位，跑到公共走道，再由公共走道到达疏散楼梯间，然后转向室外或其他安全处，一步比一步安全，不会产生“逆流”情况，这样的疏散路线即为安全疏散路线。因此，在布置疏散路线时，既要力求简捷明了，便于寻找、辨别；又要不致因受某种阻碍反向而行。合理布置安全疏散设施和安全疏散路线。，为人们安全疏散创造条件，对于避免和减少人员伤亡事故和严重经济损失有着十分重要的意义。（一）疏散楼梯和楼梯间
作为竖向疏散通道的室内、外楼梯，是建筑物中的主要垂直交通枢纽，是安全疏散的重要通道。楼梯间防火和疏散能力的大小，直接影响着人员的生命安全与消防队员的救灾工作。因此，建筑防火设计，应根据建筑物的使用性质、高度、层数，正确运用各种建筑规范，选择符合防火要求的疏散楼梯，为安全疏散创造有利条件。根据防火要求，可将楼梯间分为开敞楼梯间、封闭楼梯间、防烟楼梯间和室外辅助疏散楼梯四种形式。
一般要求
1．楼梯间的布置，应满足安全疏散距离的要求，并尽量避免形成袋形走道。
2．楼梯间应靠近标准层或防火分区的两端布置，以便于双向疏散。
3．靠外墙设置，便于自然采光、通风和消防人员的援救行动。
4．除与地下室连通的楼梯，超高层建筑中通向避难层错位的楼梯外，疏散楼梯间在各层的位置不应改变，上下直通，不变动位置。首层应有直通室外的出口。如果楼梯间位置变更，遇有紧急情况时人员不易找到楼梯，延误疏散时间，造成不应有的伤亡，特别是宾馆、饭店、商业楼等公共建筑。
5．地下室、半地下室楼梯间与首层之间应有防火分隔措施，且不宜与地上层共用楼梯间。一般应在首层采用耐火极限不低于2小时的隔墙与其他部位隔开，并直通室外。必须在隔墙上开门时，应采用乙级防火门。为确保人员迅速疏散，地下室、半地下室的楼梯间首层应直通室外。在首层与地下室、半地下室楼梯间设有防火分隔设施，既可有效防止疏散人员误入地下室、半地下室，又能阻挡火势、烟雾蔓延。
6．楼梯间及其前室内不应附设烧水间、可燃材料储藏室、非封闭的电梯井、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。
7．疏散楼梯间和走道上的阶梯应符合安全疏散要求，不应采用螺旋楼梯和扇形踏步。螺旋楼梯和扇形踏步，因踏步宽度变化，紧急情况下易使人摔倒，造成拥挤，堵塞通道，因此不应采用。由于建筑造形的要求必须采用时，其踏步上下两级所形成的平面夹角不超过10度，且每级离扶手250mm处的踏步的宽度不应小于 220mm。
8．居住建筑内，可燃气体管道不应穿过楼梯间，如必须穿过时，应采取可靠的保护措施。
以上只是各楼梯间共性的设计规定。实际工作设计中，根据建筑类型不同要选择适合的楼梯类型，对于不同类型的楼梯，建筑规范还有更进一步的具体要求。
（二）疏散走道
疏散走道是疏散时人员从房间内至房间门，或从房间门至疏散楼梯或外部出口等安全出口的室内走道。在火灾情况下，人员要从房间等部位向外疏散，首先通过疏散走道，所以，疏散走道是疏散的必经之路，通常为疏散的第一安全地带。
一般要求
1．走道要简明直接，尽量避免弯曲，尤其不要往返转折，否则会造成疏散阻力和产生不安全感。
2．疏散走道内不应设置阶梯、门槛、门垛、管道等突出物，以免影响疏散。
3．走道的结构和装修。因为走道是火灾时必经之路，为第一安全地带，所以必须保证它的耐火性能。走道中墙面、顶棚、地面的装修应符合《建筑内部装修设计防火规范》的要求。同时，走道与房间隔墙应砌至梁、板底部并全部填实所有空隙。
4．走道的宽度一般按照人数计算确定。
在高层建筑设计中，应根据建筑物使用性质的不同、采用结构类的不同等因素，尽量布置环形走道、双向走道或无尽端房间的走道、“人”字型走道。这样布置交通的优点是，既方便平时使用，火灾时又能迅速使人们安全疏散。
现举有代表性的高层住宅、办公建筑、旅馆实例。如下：
高层住宅建筑，一般采用无尽端房间的外廊式或内廊式走道，对于塔式住宅，其特点是以电梯、楼梯和公共走道组成一个平面核心，所有的住户都分布在核心的四周。这种平面形式布置紧凑，既方便平时使用，又便于火灾时紧急疏散。办公和旅馆高层建筑，凡采用大空间办公室的，大多采用环形走道或双向走道。
（三）疏散距离
安全疏散距离直接影响疏用时间和建筑物内人员的安全。因此，必须根据建筑物的使用性质和功能，正确的运用规范，根据不同建筑提出具体的要求：
1．高层建筑的安全出口应分散布置，两个安全出口之间的距离不应小于5米。安全疏散距离应符合下表规定。
安全疏散距离
为保证通廊式住宅建筑的人员能迅速安全疏散，当小楼梯设在户外时，其安全疏散距离应从户门算起；当小楼梯设在户内时，其安全疏散距离应从最远一个房间门算起。小楼梯一段的疏散距离可按其1.5倍水平投影计算。
2．高层建筑内的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、营业厅等，其室内任何一点至最近的疏散出口的直线距离不宜超过30米，其它房间内最远一点至房门的直线距离不宜超过15m。人防工程内最远一点到该房间门的距离不应大于15m。
3．一般民用建筑的安全疏散距离，应符合下表的规定。
直接通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的最大距离（m）
注：
1）一、二级耐火等级的建筑物内的观众厅、多功能厅、餐厅、营业厅和阅览室等，基室内任何一点至最近安全出口的直线距离不大于30m。
2）敞开式外廊建筑的房间疏散门至安全出口的最大距离可按本表增加5m；
3）建筑物内全部设置自动喷水灭火系统时，其安全疏散距离可按本表规定增加25%；4）房间内任一点到该房间直接通向疏散走道的疏散门的距离计算：住宅应为最远房间内任一点到户门的距离，跃层式住宅内的户内楼梯的距离可按其梯段总长度的水平投影尺寸计算
4．厂房的安全疏散距离应符合下表的规定。
m）
厂房内任一点到最近安全出口的距离（
5．汽车库室内最远工作地点至楼梯间的距离不应超过45m，当设有灭火系统时，其距离不应超过60m，单层或设在建筑物首层的汽车库，室内最远工作地点至室外出口的距离不应超过60m。
（四）安全出口
所谓安全出口是指供人员安全疏散用的房间的门、楼梯或直通室外地平面的门。为了在发生火灾时，能够迅速安全地疏散人员和抢救物资，减少人员伤亡、降低火灾损失，在建筑防火设计时，除按要求设置疏散走道、疏散楼梯外，必须设置足够数量的安全出口。安全出口应分散布置，且易于寻找，并应有明显标志。在火灾时人们常常是冲向熟悉、习惯和明亮处的出口或楼梯疏散，若遇到烟火阻碍，就得掉头寻找出路，尤其是人在惊恐、失去理智控制的情况下，往往会追随他们盲目行动，如只有一个方向得疏散路线是极不安全的。
在建筑物中任何部位最好同时有两个或两个以上的疏散方向可供疏散。避免把疏散走道布置成袋形，因为袋形走到的致命弱点时只有一个疏散方向，火灾时一旦出口被烟火堵住，其走道内的人员就很难安全脱险。
有的综合性高层建筑有多种用途，如地下一、二层为汽车停车库，地上几层为商场营业厅，商场营业厅以上若干层为办公室，在办公室以上若干层是旅馆或公寓。为了便于安全使用，有利于火灾时紧急安全疏散和营救，在设计中必须做到车流与人流和消防营救安全分隔，百货商场与其上各层得办公、住宿人员分隔。安全出口（门或楼梯出口）的布置应均匀，具有不同方向的出口，但必须注意的是，有的高层办公建筑，将两座楼梯相近布置，而且在同一个方向，这样的设计是不合理的，不利于火灾时紧急安全疏散和营救，两者之间至少应保持5m以上的间距。
高层民用建筑安全出口的数量和布置应符合下列要求：
1、高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两个。但如符合下列条件之一的，可设一个安全出口；
（1）十八层及十八层以下，每层不超过8户、建筑面积不超过650平方米，且设有一座防烟楼梯间和消防电梯的塔式住宅。
（2）每个单元设有一座通向屋顶的疏散楼梯，且从第十层起每层相邻单元设有连通阳台或凹廊的单元式住宅。
（3）除地下室外的相邻两个防火分区，当防火墙上有防火门连通，且两个防火分区的建筑面积之和不超过规定的一个防火分区面积的1.4倍的公共建筑。
2．塔式高层建筑内两座疏散楼梯宜独立设置，当确有困难时，可设置剪刀楼梯，并应符合下列规定：
（1）剪刀楼梯间应为防烟楼梯间。
（2）剪刀楼梯的梯段之间，应设置耐火极限不低于1小时的实体墙分隔。
（3）剪刀楼梯应分别设置前室。塔式住宅确有困难时可设置一个前室，但两座楼梯应分别设加压送风系统。实践证明，高层建筑采用剪刀楼梯作两个安全出口，是一种既节约建筑面积和投资，又能满足火灾时紧急疏散的较好措施，但由于有的设计人员对剪刀楼梯在安全疏散上应具备的功能不甚了解，在设计上出现了一些缺陷。例如：有的剪刀楼梯的梯段之间没有用隔墙隔开，不能形成每座楼梯的上面和下面为各自独立的楼梯间，起不到真正两个疏散楼梯的作用；又如有的剪刀楼梯只有一个与电梯厅合用的前室，失火时一旦合用前室被烟火封住，人员无法通过楼梯疏散脱险等等。
3．高层居住建筑的户门不应直接开向前室，当确有困难时，部分开向前室的户门均应为乙级防火门。
4．高层建筑地下室、半地下室每个防火分区的安全出口不应少于两个。当有两个或两个以上防火分区，且相邻防火分区之间的防火墙上设有防火门时，每个防火区可分别设一个直通室外的安全出口。
房间面积不超过50平方米，且经常停留人数不超过15人的房间，可设一个门。
5．高层建筑的安全出口应分散布置，两个安全出口之间的距离不应小于5米。
6．高层建筑（除十八层及十八层以下的塔式住宅和顶层为外通廊式住宅通向屋顶的疏散楼梯不宜少于两座，且不应穿越其他房间，通向屋顶的门应向屋顶方向开启。单元式住宅每个单元的疏散楼梯均应通至屋顶。
7．位于两个安全出口之间的房间，当面积不超过60平方米时，可设置一个门，门的净宽不应小于0.9米。位于走道尽端的房间，当面积不超过75平方米时，可设置一个门，门的净宽不应小于1.4米。
8．高层建筑内设有固定座位的观众厅每个疏散出口的平均疏散人数不应超过250人。（五）消防电梯
电梯主要用于高层建筑中。消防电梯的用途在于火灾时供消防人员进行扑救高层建筑火灾用的。因为普通电梯在火灾时由于切断电源而停止使用，如果消防队员只靠攀登楼梯进行扑救，往往因体力不足和运送器材困难而贻误灭火战机，影响扑救火灾及抢救伤员工作，因此，高层建筑必须设有专用或兼用消防电梯。
1．消防电梯的设置场所
下列高层建筑应设消防电梯：
（1）一类公共建筑。
（2）塔式住宅。
（3）十二层及十二层以上的单元式住宅和通廊式住宅。
（4）高度超过32米的其它二类公共建筑。
（5）建筑高度超过32米且设有电梯的高层厂房及建筑高度超过32米的高层库房。2．高层建筑消防电梯设置数量的要求
（1）当每层建筑面积不大于1500平方米时，应设一台。
（2）当大于1500平方米但不大于4500平方米时，应设两台。
（3）当大于4500平方米时，应设三台。
（4）消防电梯可与客梯或工作电梯兼用，但应符合消防电梯的要求。
3．消防电梯的设置要求
（1）消防电梯间应设前室，前室的面积，居住建筑不应小于4.5平方米；公共建筑和工业建筑不应小于6平方米。当与防烟楼梯间合用前室时，居住建筑不应小于6平方米；公共建筑和工业建筑不应小于10平方米。
（2）消防电梯井、机房与相邻其它电梯井、机房之间，应采用耐火极限不低于2小时的隔墙隔开，当在隔墙上开门时，应设甲级防火门。
（3）消防电梯宜分别设在不同的防火分区内。
（4）消防电梯间前室宜靠外墙设置，在首层应设直通室外的出口或经过长度不超过30米的通道通向室外。
（5）消防电梯前室的门，应采用乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘。但合用前室的门不能采用防火卷帘。
（6）消防电梯的载重量不应小于800公斤。
（7）消防电梯的行驶速度，应按从首层到顶层的运行时间不超过1分钟计算确定。（8）消防电梯轿厢的内部装修应采用不燃烧材料。
（9）消防电梯的动力与控制电缆、电线应采用不燃烧材料。
（10）消防电梯轿厢内应设专用电话，并应在首层设置供消防队员专用的操作按钮。（11）消防电梯井底应设排水设施，前室门口宜设挡水设施。
（六）辅助安全疏散设施—避难层（间）
设置高层建筑避难层（间）是十分必要的。设置避难层（间）是保障高层建筑内人员在火灾时安全脱险的一项有效的措施。就高层公共建筑来说，人员众多，紧急疏散是个大问题。层数在25层以上的办公、旅馆等人员较多的高层公共建筑，均宜设置避难层（间），但为既基本满足安全疏散需要，又能节约投资，宜缩小设置范围。在一般情况下，建筑高度超过100m的高层旅馆（含饭店、宾馆）、办公楼和综合楼，应设置避难层（间）。
设置避难层（间）的歧视高度，主要与当地拥有消防登高车的作业高度和消防队员能承受的最大体力消耗等因素有关。目前某些城市的登高、举高消防车，最大作业高度在30-45m之间，个别少数城市的登高、举高消防车在50m左右。根据对消防队员实测，登高超过10层时，心跳和呼吸次数明显加快，不适应扑救的需要，会给灭火工作带来不利的影响。
根据上述因素，自地面层起到10-15层设第一避难层。避难层（间）的层数亦为10-15层。避难层的形式，大体有两种，一种是与设置层结合（采用的较多），另一种是专用避难层。前者形式的避难层要做到：一是设备、管道应集中布置，并用耐火极限不低于1h 的墙围护起来；二是要满足疏散人员的停留面积要求。
例如避难层管15层，每层平均100人，共1500人，假设人均停留占用面积5人/m2，1500÷5＝300m2，则需要净面积300m2.。专用避难层核心部位的设备和垂直交通设施，必需用耐火极限不低于1h的墙围护起来，人均占用面积应满足上述要求