超高層綜合體消防設計探討

鐘錦招

筑博設計股份有限公司 廣東深圳 518000

摘要：本文以超高層綜合體項目為例，通過對超高層綜合體消防設計問題的研究與闡述，為以后超高層綜合體項目的設計提供參考。

關鍵詞：超高層綜合體；消防設計；避難層設計

隨著我國經濟建設的迅速發展，人民生活水平的不斷提高以及其他各項事業的興旺發達，城市用地日益緊張，促使建筑物正朝著高層化、密集化方向發展，該建筑物的裝修用料和方式也越趨多樣化，并隨著用電負荷及煤氣耗量的加大，因其自身特點，火災的隱患較大，一旦發生火災，火災蔓延迅速，人員疏散困難，救援難度大。因此，在進行此類場所的消防設計時應引起足夠的重視，切實做到安全可靠。

一、工程概況

本超高層綜合體項目，總用地面積約 3萬m2，總建筑面積 達48萬m2，容積率 11.11，建筑密度 39.9%，綠地率 31.2%。塔樓總高度 432m，共 103 層，設有地下停車位 1700 個，主要由主塔樓（103 層）、酒店式公寓及裙樓和地下室組成。

主要功能包括：

主塔樓：智能化超甲級寫字樓（1～65 層）、五星級酒店（69～100 層）、副樓的套間式辦公樓、裙樓南側的多功能會議展覽廳、裙樓北側的超高檔商場和地下停車庫。

酒店式公寓：酒店式公寓北翼、南翼分別位。于用地的北側和西側成“L”，均為28層，層高 99.4m。

地下部分：地下室 4 層，地下夾層 1 層，總建筑面積 11萬m2，地下室空間除地下一層、夾層的北側仍有部分商業外，其余為設備機房和地下車庫。

項目建成之后必將成為城市新城地標性建筑。

二、防火設計要點

針對高層建筑火災具有火勢蔓延快、疏散困難、撲救難度大、火災隱患多等特點，根據國家“預防為主，防消結合”的方針，從項目全局出發，結合本項目的自身特點研究選用可靠的消防措施，保證安全。通過對《高層建筑防火規范》和對以往超高層項目的研究，從建筑設計、防排煙設計及消防給水設計等不同方面進行綜合分析，總結了超高層消防設計以下要點：

1.超高層建筑防火設計主要原則

超高層建筑的防火設計，首先我們必須嚴格遵守《高規》等國家消防設計規范和“預防為主，防消結合”的消防工作方針，并針對超高層建筑火災的因素及特點，在“自防自救”的目標下，從建筑整體設計出發，采用合適的消防系統，做到安全可靠、技術先進、經濟適用，保障消防安全。

由于超高層建筑自身特點，垂直距離大，里面有大量人員及易燃材料、電器等，發生火災時，大火熱輻射范圍廣、溫度高、濃煙滾滾、其向上蔓延速度快、途徑多，滅火人員難以使用外力對大火進行有效控制。同時目前世界消防登高梯最高只有100m，限制超高層建筑的救援工作，所以超高層建筑防火設計應做到“預防為主，防患于未然”，并立足于自救，要求超高層建筑內消防系統必須做到穩定、可靠，并能夠迅速有效控制火勢。

其次，因為《高規》條款規定的設計值只是最低限度要求，所以我們在消防設計時候，在條件允許的情況下，需保留有一定的余地，不可在這些最低限度要求邊上進行設計。最后，超高層建筑由于其自身的特殊性，有時遇到有關規范沒有明確或者特殊情況，不能盲目照搬規范或者以以往經驗去設計，最好先與消防部門溝通，征詢其專業意見。

2.防火與安全疏散分析

2.1消防平臺

高層消防平臺又名建筑消防登高面，是指登高消防車靠近超高層建筑主體，展開消防車登高云梯，使消防隊員進入超高層建筑內部，營救受困人員、對建筑內部大火進行撲救。登高作業場地就是沿超高層建筑登高面實施登高作業的操作空間。超高層建筑的首層平面布局及功能設置的多樣性，給其對大火的撲滅、救援工作帶來許多妨礙因素，如果在建筑設計中，沒有考慮對消防平臺極其作業場地，導致在火災時，消防車無法接近超高層建筑實施滅火，造成大量的經濟物資的損失和人員傷亡。眾說周知，消防平臺和作業場地對超高層建筑的防火設計具有不可取代的作用，但不可避免一些建設單位及設計片面只追求建筑的建筑內部功能、裝修的設計和外立面造型，往往沒有足夠的重視對消防平臺和作業場地的設置。

根據（（高規》4.1.7規定：高層建筑的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小于一個長邊長度，不應布置高度大于5.00m、進深大于4.00m的裙房，且在此范圍內必須設有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。

該城市目前共有登高消防車41輛，其中最高的是78米登高消防車（世界上最高的云梯車是108米，國內最高的是90米），可供22至23層樓高的火災撲救或救援用，該車自去年以1300萬元人民幣的價格從芬蘭購入后己投入使用。

但同時由于該車長度為16.5米，工作半徑達為10米，從而全市絕大部分道路都不適用。所以本項目在設置主塔樓時，留有足夠大空間，滿足消防登高面和作業面的要求。

2.2防火分區的劃分

2.2.1水平方向防火分區

超高層建筑面積大、區域多，尤其是購物中心、酒店、高級寫字樓，功能要求多，易燃物品種及數量繁多，一旦發生火災，火情迅速蔓延、熱輻射強，隨之煙氣也會迅速擴散，必然造成巨大的財產損失和人員傷亡。因此，除應減少建筑物內部易燃物品種及數量，對裝修材應該嚴格按照規范要求采用不燃或難燃材料以及設置相應消防系統之外，還必須按規范要求劃分防火和防煙分區（參照（（高規》）。

因消防防排煙分區的設置可以由通過擋煙垂壁等設備完成，對建筑的布局影響不大，所以我們就不做分析。

對于防火分區設計，就是分區面積的控制。《高規》第5章己對各種防火分區的面積做出了詳細的要求和控制。由以上消防相關主要規定可以得出一些關于超高層防火分區設計的結論：

1.一類建筑每個防火分區的建筑面積為1000平方米；

2.設有自動滅火系統的防火分區，其允許最大建筑面積可以增加；

3.高層建筑內商業營業廳、展覽廳等，當設有火災自動報警系統和自動滅火系統且采用不燃或難燃材料裝修時，地上部分防火分區允許最大建筑面積為4000平方米，地下部分防火分區允許最大建筑面積為2000平方米；

4.高層建筑與其裙樓之間設有防火墻等防火分隔時，其裙樓的防火分區允許最大建筑面積不應大于2500平方米，當設有自動噴水滅火系統時，防火分區允許最大建筑面積可增加1倍。

以上結論己經把大部分超高層建筑水平方向的防火分區劃分均涵蓋其中。一般情況都按《高規》設計就可以了。但是，由于超高層建筑地上樓層的標準層平面劃分大部分會一致，且地上部分標準層面積不大，通常情況不會出現一層內有數個防火分區的情況；所以，地上部分的水平方向防火分區劃分相對容易。而地下部分卻不同，一層內可能會出現多種不同性質功能的區域，如停車場、設備間、飲食區域、商場等，雖然地下部分每層面積較大，但規范要求相對地上部分嚴格，每個功能區對防火分區的面積要求不一樣，所以造成地下防火分區劃分難度較大，所以必須綜合考慮規范與現場實際功能要求來劃分防火分區。

2.2.2垂直方向防火分區

火災在平面上蔓延，同時沿著建筑物各種豎向通道向上樓層蔓延燃燒，為了避免超高層建筑物層與層之間豎向發生過火現象，可采用耐火性能較好的樓板及窗間墻（含窗下墻），并在樓層間做一定防火隔斷措施，通過對每個樓層進行的防火分隔，使建筑物的垂直方向形成豎向防火分區。

《高規》5.1.4規定：高層建筑內設有上下層相連通的走廊、敞開樓梯、自動扶梯、傳送帶等開口部位時，應按上下連通層作為一個防火分區，其允許最大建筑面積之和不應超過本規范第5.1.1條的規定。當上下開口部位設有耐火極限大于3.00h的防火卷簾或水幕等分隔設施時，其面積可不疊加計算。5.1.5規定：高層建筑中庭防火分區面積應按上、下層連通的面積疊加計算。

根據《高規》，本項目屬于一類公共建筑，同時是一級耐火等級。防火分區劃分如下：

B4層：劃分9個防火分區。

B3層：劃分9個防火分區。

B2層：劃分9個防火分區。

B1層：劃分9個防火分區。

B1M層：劃分9個防火分區。

F1-F3層：三層高區域劃分2個防火分區。酒店入口大堂為一個獨立的防火分區，面積小于2000平方米。辦公樓入口大堂中庭為一個獨立的防火分區，面積約為3500平方米。塔樓與裙樓大堂交接處采用單艷鉀A級防火玻璃和防火卷簾進行分隔。

標準辦公層（F4-F66），面積約為2600～3100平方米（其中包括約800平方米核心筒），每層劃分2個防火分區，每個防火分區面積小于2000平方米。

F67，F68層為設備層及避難層，每層劃分2個防火分區，每個分區面積小于2000平方米。

F69層劃分為1個防火分區，用于商業營業，面積約為2200平方<4000平方米。酒店中庭高115米，為一個獨立的防火分區，F70面積約為2400平方米。

F71，F72層各為一個獨立的防火分區，面積小于2000平方米。F71，F72樓層邊緣設置特級防火卷簾與酒店中庭分隔。

F73-98面向中庭的酒店客房等得墻均采用防火墻，墻上采用能自行關閉的乙級防火門、窗。

F99和F100兩層西餐廳/觀光層作為一獨立的防火單元，用于商業營業，總面積2200平方米，其中廚房（面積約250平方米）采用防火墻分隔。F99，F100層采用單艷鉀A級防火玻璃（（1小時耐火極限）作為與中庭之間的防火分隔。

2.3安全疏散設計

安全疏散是超高層建筑防火設計的一項重要內容，對超高層建筑需要設計完善的安全疏散設施，能夠保證在火災緊急情況下，建筑物內人員及物資財富盡快撤離，同時使消防人員迅速接近起火部位，創造良好的條件。

安全疏散設施主要有：疏散樓梯、安全出口、走道、門等；輔助疏散設施主要有：救生袋緩沖器、疏散陽臺、等；超高層建筑安全疏散設施，還包括避難層和屋頂直升飛機停機坪等。

安全疏散設計整體來說就是在火災發生時，能讓超高層建筑內部人員通過安全合理的一個（或多個）疏散樓梯，分散有序地在合理的最短時間內從各樓層疏散至地面或最近的避難場所（避難間）中。要實現此目的，必須要在保證以下幾點：

1.建筑內部安排有合理數量的疏散出口；

2.保證室內各點在合理的安全距離內能到達疏散出口；

3.疏散樓梯的寬度要滿足最大人流情況時的安全疏散要求；

4.各個疏散樓梯前室或樓梯間內部要設有嚴格的防煙措施。

根據《高規》要求，本項目地上樓上所有防火分區均可直接到達兩個安全出口。辦公層疏散樓梯前設置擴大前室。

地下層各防火分區均可直接到達一個直通室外的安全出口（兩個防火分區通過擴大前室共用疏散樓梯），并將設置相鄰防火分區之間的防火門作為第二疏散出口。（過廳防火分區內設有一條直通室外的樓梯，同時通過一條安全通道連接到另一條樓梯。通道形成正壓，保證人員疏散）

本項目酒店大堂層（F70）疏散樓梯寬度略小于規范要求。

表1本項目各樓層安全疏散情況（自制）

樓層 樓梯

數量 樓梯

寬度 樓梯門

寬度 允許疏散人數

（樓梯） 允許疏散

人數（門） 樓層最大

人數

F1-F68 3 1.2m 1.09m 360 327 287

F69-F72 3 1.2m 1.2m 360 360 355