超高層民用建筑國內外防火規范比較研究

●殷 錚

(天津武清區消防支隊，天津 301700)

近年來，超高層民用建筑在我國呈快速發展之勢，建筑高度不斷被刷新，高層建筑密集區不斷涌現，其消防安全問題已引起社會廣泛關注。而現行防火規范對超高層建筑的防火要求，除了火災自動報警和自動滅火系統設置方面高于一般高層建筑外，在其他方面還沒有提出更為嚴格的要求。對于超過250m的高層建筑，在規范中也只是規定“當高層民用建筑的建筑高度超過250m時，建筑設計采取的特殊的防火措施，應提交國家消防主管部門組織專題研究、論證”，各地組織召開的專家論證會不同程度存在對相近問題有不同建議等問題。為此，筆者認為需要研究加強超高層民用建筑的具體防火要求，如結構耐火性能、防火間距、避難設施、消防救援等。

1 國內外防火規范的比較

1.1 高層建筑劃分

《民用建筑設計通則》(GB50352－2005)規定，建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。《住宅建筑規范》(GB50368－2005)規定，35層及35層以上的住宅建筑應設置自動噴水滅火系統和火災自動報警系統。《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045－95，2005年版)規定，當高層建筑的建筑高度超過250m時，建筑設計采取的特殊的防火措施，應提交國家消防主管部門組織專題研究、論證。

美國《國際建筑規范》(2009年版)規定，有人員使用的樓面到消防車可以到達的地面的高差大于22.9m的建筑為高層建筑。對于建筑高度小于等于128m的建筑，可采用ⅠB類耐火等級的結構替代ⅠA類耐火等級的結構，但承重柱的耐火極限不應降低。

英國《建筑設計、管理及使用消防安全技術規范》(BS9999∶2008)規定，頂層樓板到地面的高度超過18m時，應設置消防電梯和防煙樓梯間且前室內設置消火栓。此外該規范按照頂層樓面高度的不同對建筑耐火等級作了規定，如A2類建筑(人員處于清醒狀態且熟悉環境，火災增長速率為中速火)，當頂層樓面高度超過60m時，構件耐火極限不低于2.50h。

法國《高層建筑防火安全法規》(2007年版)規定，建筑高度大于50m的住宅及建筑高度大于28m的其他類型的建筑為高層建筑，建筑高度大于200m的建筑為超高層建筑。

1972年的國際高層建筑會議將高層建筑分為4類:第一類為9～16層(最高50m)，第二類為17～25層(最高75m)，第三類為26～40層(最高100m)，第四類為40層以上(高于100m)。

由此可見，各國對于高層建筑均作了規定，但對超高層建筑的劃分并不完全一致。有關高層建筑高度劃分標準如下:美國23m、英國30m、法國28m(其中住宅50m)、我國24m，可見幾個國家的規定相對而言差別不大，總體上，我國的規定比較適中。

我國和法國明確界定了超高層建筑的劃分高度，我國為100m，法國為200m，其中我國規范對建筑高度大于250m的建筑作了專門要求。美國和英國沒有單獨規定超高層建筑，但從消防救援以及建筑耐火等級角度對超過某一建筑高度的高層建筑作了特殊規定。如美國規定對于建筑高度小于等于128m的建筑，可采用ⅠB類耐火等級的結構替代ⅠA類耐火等級的結構，但承重柱的耐火極限不應降低;英國規定人員處于清醒狀態且熟悉環境、火災增長速率為中速火的建筑，當頂層樓面高度超過60m時，承重構件耐火極限均不低于2.50h。

1.2 耐火等級

各國規范均根據建筑高度及使用功能規定了相應建筑的耐火等級，有關超高層民用建筑主要承重構件的耐火極限要求對比情況見表1。

表1 超高層民用建筑主要承重構件的耐火極限

從表1可以看出我國規范中有關柱、梁、承重墻等承重構件的耐火極限要求與其他國家的規定比較接近，但樓板的耐火極限相對偏低。

根據國內建筑火災統計資料，火災延續時間在1.50h以內的占88%，在1.00h以內的占80%。與之對應國內規范將一級耐火等級建筑物樓板的耐火極限定為1.50h，二級耐火等級建筑物樓板的耐火極限定為1.00h。我國二級耐火等級建筑占多數，這樣大部分一、二級耐火等級建筑不會被燒垮。當然，建筑構件的耐火極限定得越高，發生火災時燒垮的可能性就越小，但建筑的造價要增加。

1.3 防火間距

各國規范均通過限定防火間距作為防止火災在建筑之間蔓延的措施，美國規范詳細規定了建筑相鄰部位的開口要求，當間距大于9.1m時，則對外墻耐火極限沒有要求。英國采用相鄰建筑外墻所受熱輻射強度來確定防火間距，以是否達到引燃木材的熱輻射強度12.6kW·m－2作為判定條件，要求建筑到達公共邊界或者假定的邊界(而非相鄰建筑物)的距離為其達到熱輻射要求的計算距離的一半。例如，在火災規模為30MW的情況下，距離著火建筑7.9m的距離處即可達到12.6kW·m－2的輻射強度，從而可以引燃木材。所以在這種情況下，要求其到達與相鄰建筑公共邊界的距離取7.9m的一半，即不小于4m。法國規范要求相鄰高層建筑外墻的耐火極限不低于2.00h或具有8m的防火間距。

我國規范也有限制外墻開口的類似規定，如開口面積小于外墻面積的5%時，防火間距可減少25%。對于耐火等級均為一、二級的相鄰建筑，高民用層建筑與相鄰高層建筑的防火間距為13m，與相鄰多層建筑的防火間距為9m。我國規范中有關高層建筑與多層建筑的防火間距規定與國外規范相比較為接近。

1.4 避難設施

避難層(間)作為高層建筑尤其是超高層建筑重要的安全疏散設施，各國規范均有詳細規定。美國規范規定電梯候梯廳在采取防煙措施的條件下可兼做避難區域，同時對避難區域提出了雙向疏散要求。對人員疏散存在困難的醫療建筑，美國規范要求可供患者睡覺休息或治療的樓層以及其他人員荷載超過50人的樓層均應采用擋煙設施分為至少兩個煙氣控制區，并對該類建筑中的避難區域面積作了規定，臥床病人按照 2.8m2·人－1、其他人按照 0.56m2·人－1確定避難面積。英國規范允許避難區域設置在受保護的樓梯間內。此外，美國、英國規范均考慮了使用輪椅等行動不便人員的避難需求，其每人占用的面積美國為0.9m2，英國為1.3m2。

我國規范對超高層公共建筑設置避難層作了明確的規定，但對超高層住宅建筑，《民用建筑設計通則》要求設置避難層(間)，而防火設計規范沒有相應的規定，有關超高層住宅設置避難設施的技術要求仍需要進一步完善。

1.5 消防救援

確保火災情況下消防車輛能夠迅速到達著火建筑，提供消防救援人員進入建筑物的入口，對于營救建筑內的被困人員、降低火災損失具有重要意義，國內外規范對消防車道(包括其寬度、通行高度和坡度、回轉場地等)及消防撲救作業面(包括長度、與建筑的距離等)均有所規定。

美國規范中消防車輛可到達的位置與建筑內設置消防設施的情況有關，當建筑內設有自動噴水滅火系統時，該距離可相應增加，如消防車道應能到達距建筑入口15m的位置，此外建筑物外墻與消防車道的距離不應超過46m，當設有自動噴水滅火系統時可增加到137m。英國規范規定消防車應能到達距消防水泵接合器18m的位置。法國規范規定消防車道與建筑物的距離不應大于30m。我國規范通過規定消防車登高操作場地的布置要求，限定其與建筑的距離不宜小于5m，且不大于10m。同時規定消防車與消防水泵接合器的距離為15m～40m。可見國內外規范對消防車到達位置與建筑之間的距離要求比較接近，一般控制在15m～40m的范圍內。

關于超過一定長度的袋形消防車道應設置回車場地的要求，美國規范規定為46m，英國規范為20m。我國規范規定盡頭式消防車道應設置回車道或回車場，但未明確其長度要求，應進一步細化該規定。

2 超高層民用建筑防火設計加強措施

綜上所述，針對建筑高度大于100m的超高層民用建筑的防火設計，提出如下加強措施:

2.1 耐火等級

我國規范規定超高層民用建筑的耐火等級為一級，從前文對國內外超高層民用建筑主要承重結構構件的耐火極限對比分析可以看出，我國對于一級耐火等級建筑要求其樓板的耐火極限為1.50h，而國外規范的相關要求均不低于2.00h，可見我國規范對建筑樓板的耐火極限要求相對偏低。為給超高層民用建筑的消防救援以及人員安全疏散提供更有利的條件，建議提高樓板的耐火極限。目前，我國有關樓板的構造做法及耐火性能見表2。

由表2可以看出，在樓板厚度為100mm(保護層厚度為10mm)，其耐火極限可達到2.00h，樓板厚度達到120mm(保護層厚度為20mm)時，耐火極限可達2.65h。結合國外規范的相關要求和我國實際的樓板構造做法情況，對超高層民用建筑樓板的耐火極限提出如下要求:超高層民用建筑樓板的耐火極限不應低于2.00h。

2.2 防火間距

表2 現澆的整體式梁板的耐火極限

我國規范中有關高層建筑與多層建筑的防火間距規定與國外規范相比較為接近。此外，規范中規定在設有防火墻等條件下，高層建筑與相鄰建筑的間距可以不限或不小于4m。對于超高層民用建筑，較大的防火間距除有利于防止火災在建筑之間的蔓延外，也為消防救援提供了有利的條件。考慮到我國超高層建筑的數量及相應的救援和管理條件，建議即使在采取設置防火墻等措施的條件下，也不應調整超高層民用建筑與相鄰其他建筑的防火間距。為此，提出如下建議:

超高層民用建筑與相鄰民用建筑的防火間距應符合高層民用建筑與民用建筑防火間距的相關規定，其間距在采取設置防火墻等措施的條件下也不應減小。

超高層民用建筑與工業建筑的防火間距(包括與甲類廠房，與甲類倉庫，與甲、乙、丙類液體儲罐，與可燃氣體儲罐，與可燃材料堆場的防火間距)應符合高層民用建筑與工業建筑防火間距的規定，其間距在采取設置防火墻等措施的條件下也不應減小。

2.3 避難設施

避難層(間)作為高層建筑尤其是超高層建筑重要的安全疏散設施，各國規范均有詳細規定。我國《高層民用建筑設計防火規范》對高層公共建筑設置避難層作了明確的規定，但對高層住宅建筑的避難層設置沒有提出要求。僅在《民用建筑設計通則》中有高層住宅需要設置避難層(間)的規定。因此，我國建筑防火設計規范中有關超高層住宅設置避難設施的技術要求仍需要進一步完善。可以結合住宅建筑的特點，設置避難間。同時參考美國、英國等國家的規范對醫療建筑的避難區域或使用輪椅等行動不便人員的避難需求的規定，我國建筑設計防火規范在規定高層建筑安全疏散設施時也應考慮行動不便人員的避難需求，為該類人員的安全疏散提供可靠的保障。此外，對于高層建筑避難間的具體設置高度要求，需要考慮到當前消防車輛救援高度一般在50m的實際情況。為此，提出如下具體建議:

建筑高度大于50m的高層病房樓，其50m以上樓層每層應設置避難間。建筑高度大于54m的住宅建筑，其54m以上樓層每層應設置避難間。

2.4 消防救援

《建筑設計防火規范》(整合修訂稿)對消防滅火救援要求的規定，補充了現行相關國家標準在消防救援規定方面的不足，但對需要設置回車場的盡頭式消防車道的長度要求需補充規定。結合道路中心線間的距離不宜大于160m的規定建議取1/4，即40m。此外，超高層住宅建筑與其他使用功能的建筑上下組合建造時，其裙房屋面如果兼做消防車登高操作場地，應對其屋面板的耐火極限提高要求，以確保消防救援作業的安全，可考慮與防火墻的耐火極限要求一致，即3.00h。為此，提出如下具體建議:一是長度超過40m的盡頭式消防車道應該設置回車道或回車場。二是超高層住宅建筑與其他使用功能的建筑合建，住宅部分通過裙房屋面疏散且裙房屋面用作消防車登高操作場地時，裙房屋面板的耐火極限不應低于 3.00h。

3 結論

基于上述比較分析，對于超高層民用建筑的防火要求，筆者建議在《建筑設計防火規范》(整合修訂送審稿)中增加以下規定:

3.1 耐火等級。超高層民用建筑耐火等級不應低于一級，其樓板的耐火極限不應低于2.00h。

3.2 防火間距。超高層民用建筑與相鄰民用建筑的防火間距應符合高層民用建筑與民用建筑防火間距的相關規定，其間距在采取設置防火墻等措施的條件下不應減小;超高層民用建筑與工業建筑的防火間距(包括與甲類廠房，與甲類倉庫，與甲、乙、丙類液體儲罐，與可燃氣體儲罐，與可燃材料堆場的防火間距)應符合高層民用建筑與工業建筑防火間距的規定，其間距在采取設置防火墻等措施的條件下也不應減小。

3.3 避難設施。建筑高度大于50m的高層病房樓，其50m以上樓層每層應設置避難間;建筑高度大于54m的住宅建筑，其54m以上樓層每層應設置避難間。

3.4 消防救援。長度超過40m的盡頭式消防車道應設置回車道或回車場;超高層住宅建筑與其他使用功能的建筑合建，住宅部分通過裙房屋面疏散且裙房屋面用作消防車登高操作場地時，裙房屋面板的耐火極限不應低于3.00h。

［1］GB50045－95，高層民用建筑設計防火規范(2005年版)［S］.

［2］GB50352－2005，民用建筑設計通則［S］.

［3］GB50368－2005，住宅建筑規范［S］.

［4］建筑設計防火規范(整合修訂送審稿)［S］.

［5］美國.國際建筑規范［S］.2009.

［6］英國.BS9999:2008，建筑設計、管理及使用消防安全技術規范［S］.

［7］法國.高層建筑防火安全法規［S］.2007.