從防火功能角度淺議超高層建筑結構設計

施旭梅

摘 要：超高層建筑由于用途多及功能復雜，導致的火災可能性較大，且撲救難度也較大。因此，超高層建筑應立足于自防自救，采取可靠的防火措施，保障人們的生命安全，達到預防火災的目的。本文根據多年的工作實踐，對南寧本地的超高層火災的誘因及特點進行分析，并就超高層建筑的建筑防火設計進行探討。

關鍵詞：防火 超高層 結構 設計

中圖分類號：TU586 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（b）-00-02

超高層建筑指40層以上，高度100m以上的建筑物。世界高層建筑與都市人居學會公布數據表明，2018年上半年廣西南寧已建成及封頂200m以上的超高層有31座，其中300m以上的有4座，400m以上的1座，排名全國第十，超過南京、成都、杭州乃至北京等城市。在火災因素眾多、撲救難度大的超高層建筑中，不管是民用建筑還是公共建筑，都要采取可靠的防火措施，預防火災，才能保證超高層建筑的安全。高度超過250m的民用建筑，防火設計方案還要經消防主管部門組織專題論證。

1 超高層建筑火災隱患特點

1.1 火勢蔓延快

超高層建筑中水平荷載大，起著控制作用。因此，筒體結構通常會成為抵抗水平荷載的最優選擇。排氣道、電纜井、樓梯間等豎向井道，容易因為防火分隔不當或設計不合理，超高層建筑作為開窗洞的筒體，形成“煙囪效應”，火災災情會短時間迅速擴大，煙氣在豎井內的垂直擴散速度繼續急劇提高。

1.2 疏散困難

高層建筑同時具備層數多，垂直距離高和人員集中的特點。這就導致了疏散具備相當的難度。因為普通電梯在發生火災時自動停止使用，強制停在一樓，因此火災時主要是通過樓梯來進行人員逃生和安全疏散。

1.3 撲救難度大

超高層建筑的火災時，撲救所需的水量較大，但是因樓層眾多和水壓問題，供水容易發生不足。同時，因為該類建筑比之于普通建筑的熱輻射更強、煙霧濃、火勢向上蔓延的速度更快，消防救援人員難以控制火場；消防隊伍救援和滅火設施高度有限，目前室內消防給水設施還是撲救超高層建筑火災的主要設施。2012年南寧金湖廣場某超高層建筑22樓發生火災，就是主要采用安保人員使用室內配備的滅火器和消火栓水帶滅火，配合消防救援人員動用78m云梯消防車的內外夾攻，成功消滅火災。

1.4 火險隱患多

超高層建筑分為民用建筑和公共建筑，通常功能多元化，如果是圖書館、寫字樓、酒店等公共建筑，因功能特點或者裝修需要，室內裝修可燃物及可燃物品數量可觀，不光導致火災擴展速度加快，同時燃燒產生的有毒有害物質也迅速傳播。

2 超高層建筑防火設計

2.1 總平面布置

總平面布置是超高層建筑建筑設計中的第一要素。合理的總平面布置，不但有利于火災撲救，而且對人員疏散及消防救援有極大幫助。根據《建筑設計防火規范》（GB 50016-2014）規定，建筑高度大于100m的民用建筑的樓板耐火極限不能低于2.00h。同時，還要合理確定超高層建筑的防火間距、消防車道等重要因素。高層民用建筑與高層民用建筑之間的防火間距為13m，與裙房和其他民用建筑之間的防火間距根據耐火等級分別為9、11、14m。超高層民用建筑需要設置環形消防車道。如果現場條件不允許的情況下，需要沿超高層民用建筑的兩個長邊設置消防車道，如果超高層民用建筑的沿街長邊超過150m或者總長度超過220m，需要在適中位置設置穿過建筑的消防車道。例如，龍光世紀項目位于南寧新城區，為一棟82層（400m）的超高層酒店辦公大樓和一棟54層（180m）超高層公寓式辦公大樓。該項目環形消防車道距離外墻5～10m，寬度為6m，其中1#塔樓消防登高面分段設計，位于西邊與北邊轉角處，并設置消防登高操作場地，以利于大型消防車進行火災撲救。南寧市消防支隊根據結合實際情況，針對高層建筑消防撲救場地設計做出了具體規定，起到了很好的防控作用。

2.2 避難層設計

根據《建筑設計防火規范》規定，建筑高度超過100m的公共建筑，應設避難層（間）。首個避難層高度距離滅火救援地面的高度不應超過50m，每兩個避難層（間）之間的高度不應超過50m。避難層是火災發生時建筑內人員臨時避難的樓層。避難層要考慮建筑面積、使用功能、建筑內部人員數量、人流速度及火災可能發生的情形，設置足夠數量的避難層；防煙樓梯應設在避難層分隔、同層錯位或者上下層斷開的位置，使火災逃生人員必須經過避難層才能上下；避難層的凈面積按照每平方5人和大樓的日常人流量來計算；兼做設備層的避難層，設備和管道需要集中布置；避難層需設置消防電梯出口和消防電話。避難層分為全敞開式、半敞開式、封閉式3種類型。南寧地處溫暖的南方，設置敞開式或半敞開式避難層，可以采取自然通風排煙，起到擋煙的作用。云星錢隆首府作為超高層住宅小區，在18層設置了半敞開式避難層，嚴格遵守消防規范，明確避難層用途，不挪作他用。同時，天花、地板、樓梯等都具有很強的耐火性能。

2.3 標準層防火疏散設計

超高層標準層一般平面面積較大，部分區域可能采光及通風較差。標準層的平面組合模式多達18種以上，不論何種平面模式，標準層的防火分區盡量將每層劃分為1個分區，但如果是一類超高層辦公樓，每個防火分區不超過1000m2。如設置自動滅火系統的防火分區，防火分區可擴大一倍，最好不要超過2000m2。南寧綠地中心的塔樓作為最高達199.5m的超高層寫字樓，標準層構造采用方形，單層建筑面積達1990m2，核心筒面積約465m2，按照規范，防火分區配置消防電梯1部，均勻設置四部疏散電梯，并在走道中間設置防火卷簾，實現了辦公空間的實用布置，同時又滿足了防火分區及防火疏散要求。

2.4 屋頂停機坪設計

按照規范，超高層建筑可在屋頂設置直升機停機坪，以滿足消防救援需求。高度達100m以上，標準層建筑面積達到2000m2以上的超高層公共建筑適宜設置直升機停機坪。火災發生時，在特別危急，沒有其他逃生途徑的時候，在樓頂的人員可以通過直升機逃生到安全區域。具體要求有：（1）停機坪應遠離生設備機房、電梯機房、水箱間、共用天線等突出物；（2）建筑通向停機坪的出口要達到2個以上，出口寬度要大于或等于0.9m；（3）在停機坪的適當位置消火栓；（4）停機坪四周圍設置航空障礙燈。本項目的屋頂停機坪采用鋼桁架結構，頂板為直徑為24m的航空鋁合金甲板，屋頂設置兩部疏散樓梯與停機坪連接。

3 結語

超高層建筑的火災危險性是顯而易見的，筆者從分析超高層建筑的火災特點和危險性入手，在參考超高層建筑防火設計在滿足規范要求的前提條件下，更應該根據超高層建筑的實際情況和當地消防實際水平在人員施救、防火分區、安全疏散等方面進行合理的個性化設計。我們要為超高層建筑防火設計不斷創新思路，努力為人民群眾的生活品質提高和社會的繁榮昌盛貢獻自己的力量。

參考文獻

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