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孙燕:超高层建筑的避难层(间)设计要素分析
2022-09-13

超高层建筑的避难层(间)设计要素分析

孙燕

(中国建筑科学研究院,北京,100013)

Analysis of Design Factors of Refuge Floor(Room)

in Super High Rise Building

Sun Yan

(China Academy of Building Research,Beijing,100013)

摘 要:随着世界各地超高层建筑的增多,产生火灾的危险也越来越多,我国超高层建筑的火灾频率也逐渐呈上升趋势,也暴露了避难层(间)设置当中存在的问题,因此做好超高层建筑避难层(间)的设计工作非常重要,为了有效提升超高层建筑避难层(间)的设计效果,对超高层避难层(间)的设计要素进行分析总结并提出合理化的建议。

Abstract:With the increase in the world of high-rise building, fire hazards are more and more, the fire frequency of China's high-rise buildings are gradually rising, also exposed the problems existing refuge floor (room), therefore it is very important to do the design work of high-rise building evacuation floor (room), in order to effectively improve the design of high-rise building evacuation floor (room), design the main elements of high-rise refuge floors were analyzed and put forward reasonable suggestions.

关键词:超高层建筑,避难层(间),设计要素

Key words:Super high-rise building, refuge floor(room),Design elements

图A 超高层建筑避难层剖面位置图

图B超高层建筑电梯竖向5分区图

引言

世界各国对建筑的避难设置都非常重视,分别制定了不同的规范,国外的主要有美国的NFPA101《生命安全规范》、《国标建筑规范》,英国的BS9999《建筑设计、管理及使用消防安全技术规范》,德国的《德国/巴伐利亚建筑规范》,加拿大的《国家建筑规范》,新加坡的《新加坡防火规范》,新西兰的《新西兰建筑规范》。我国主要是国家标准《建筑设计防火规范》以及香港的《提供火警逃生途径守则》。国外主要是规定了避难区的防火措施,针对所有的建筑,我国的主要是针对高层建筑避难层进行规定。下面主要来分析一下我国的避难层的设计要素。

一、我国建筑设置避难层的必要性

当前,网络媒体发达,人们不用看电视和报纸就能了解世界各地发生的信息,打开手机QQ、微信新闻就能看到某某地什么建筑又发生火灾的信息,人们了解的信息越多,越是关注建筑的消防安全问题,尤其是对火灾的后果感到恐怖,觉得后果不堪设想,所以作为建筑设计行业,如何在设计时把好关,做好设计相当重要。尤其是高层建筑功能复杂,发生火灾后火灾蔓延迅速,容易造成人员大量伤亡,建筑越高,逃生越不容易,火灾扑救和救人也越困难,在建筑内部设置安全的避难空间等待救援是非常重要的。从国内外的高层建筑火灾救援的案例上都可以看出,人员在火灾时躲避在烟火威胁较少的房间、阳台、屋顶等比较安全,因此应该为高层建筑设置火灾时人员可以躲避烟火威胁的避难场所。

二、避难层的设计要求

1. 规范对避难层的规定

按现行《建筑设计防火规范》GB50016-2014规定,高度大于100m的公共建筑-超高层建筑,应设置避难层(间)。高层病房楼应在二层及以上的病房楼层和洁净手术部设置避难间,建筑高度大于100m 的住宅建筑应设置避难层。

2.避难区(间)的设置位置:

避难空间的形式主要是封闭式的房间和开敞的屋面救援空间。

防火规范规定,第一个避难层(间)的楼地面至灭火救援场地地面的高度不应大于50m,两个避难层(间)之间的高度不宜大于50m。其理由是发生火灾时集聚在50m左右的避难人员,可由消防云梯车(目前国内有一部分城市的消防车配有50m高云梯)将人员疏散下来。另外,为使避难层、设备管道层、结构转换加强层合用以及安全疏散时间控制在较短时间内(2min-3min),两个避难层之间的高差也不宜大于50m。

高层建筑物避难层(间)的作用一方面是人群的疏散,另外一方面还需考虑方便灭火和求援。因此,高层建筑物避难层、避难间的正下方要保证有一定的空地,以便于消防车停靠以及云梯车的靠近;高层建筑物不同楼层的避难层(间)应尽量朝一个方向,便于救援的时候发现目标后快速展开救援行动,高层建筑物避难层、避难间与疏散楼梯间及消防电梯间应标有交通组织流线,以便于分散的人群易于识别并能安全地疏散和避难。

3.避难区(间)的面积指标

我国的防火规范规定,避难层(间)的净面积应能满足设计避难人数避难的要求,并宜按5.0 人/m2

3.避难区(间)的高度

避难区的高度首先要考虑避难区自身高度的要求,其次要考虑同层其他功能用房及设备机房和管线布置需要的空间要求,还要考虑电梯各项高度的技术指标要求,因为很多高层电梯是在避难层进行转换的,要考虑此层电梯的冲顶高度。

4.避难层的电梯、楼梯设置

消防电梯应在避难层(间)停靠,并设消防电梯出口。消防电梯是火灾时 消防队员携带灭火器材进入高层建筑灭火、抢救伤员、老弱病残人员使用的电梯,可以避免消防队员与逃生人员在楼梯上形成逆流或因爬楼梯消耗体力影响救援灭火工作。消防电梯配备双路电源具有紧急控制功能等,普通电梯火灾时易受高温影响变形燃烧、停电停运,因此不应在避难层停靠。

避难层入口应设引导标志,让发生火灾时处于极度紧张的人员容易找到避难层。防烟楼梯间应在避难层(间)所在楼层分隔、错位或上下层断开,强制疏散人群途经避难层。如果在上下没有断开或错位,只做分隔处理通往同一通道前往避难区时必须设两个方向的防火门,才能达到疏散与避难的要求。

5 避难层(间)消防设施

避难层应设消火栓和消防软管卷盘、自动喷淋系统等。封闭式避难层(间)设独立的机械防烟设施。各公共走道,各使用房间应设机械排烟设施,应设消防专线电话、应急广播和应急照明、火灾自动报警系统、手动报警按钮等。

三、工程实例

1. 工程概况

西宁中心广场北扩综合安置区项目共有4栋楼,其中D楼为一类超高层建筑,建筑高度186米(室外地面至女儿墙的高度),幕墙 点的高度191.4米。地下4层,地下3-4为车库,地下1-2层为商业及设备用房等。地上45层,裙房6层为商业(4.42万),7-45层为办公(建筑面积7.75万)。结构形式为型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒。其中第11层、第26层、第36层为避难层兼设备层,避难层的层高分别是3.9、4.5和3.9米。办公部分层高3.9米。除了服务各层的货梯和消防梯外,办公区分为高低区,低区有5部电梯,高区有7部电梯,设有两部货梯兼消防电梯。标准层建筑面积控制在2000平米以内(当时新版防火规范还未实施,实施后可以达到3000)。屋面设置停机坪。

2、避难层设计

2.1 避难层的位置

第一避难层位于地上第11层,距室外地面高度43.5米。第二避难层位于第26层,和第一个避难层之间为15层,这是符合老版消防规范的规定的,但新版规范中增加了不宜超过50米的要求,现在看,应该降两层比较合适。第三避难层位于第36层,两个避难层之间是10层。避难层同时也是设备层,在布置避难区的同时,第一避难层还布置了办公、消防水泵房及给水泵房和设备机房。第二避难层布置了避难区和配电室,消防水泵房及给水泵房和设备机房。第三避难层布置了避难区、局部办公和设备用房。

2.2 避难层的疏散楼梯设置

规范规定消防疏散必须使用楼梯,普通电梯发生火灾时不能使用。防火规范规定通向避难区的疏散楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开。D楼采用的是在避难层分隔的方式,从图中可以看出,每部楼梯都设置有两个不同方向的前室。从避难层上区疏散下来的人员需要先进入一个前室,之后直接进入本层避难区,通过避难区才能进入另外一个前室继续下行。

图1 D楼11层避难层北侧局部平面图 图2 D楼26层避难层南侧局部平面图

2.3 避难层的面积计算

11层避难层的避难区域为11F-25F的人员提供,共15层,每层使用面积1500平方米,11层局部办公使用面积650平方米,按照10平方米每人的使用面积计算,共有2165人,避难区域5人每平方米,共需433平方米,避难区共553.4平方米,满足避难要求。26层和36层计算同11层。

表1:D楼建筑办公人数计算表

办公位置楼层标准层使用面积(m2)计算指标(人/m2)每层人数(人)分区面积(m2)

高区36F-45F150010141514150(含36F的650)

中区26F-35F150010135013500

低区11F-25F150010216521650(含11F的 650)

表2:D楼避难层避难人数计算表

避难层位置避难层数避难人数(人)计算指标(人/m2)应避难面积(m2)设计避难面积(m2)

第36层避难层36F-45F14155283553.4

第26层避难层26F-35F13505270553.4

第11层避难层11F-25F21655433553.4

四、避难区存在的问题建议

从前面的分析可以看出,我国国家的规范对电梯的规定是:电梯不能做安全疏散用梯,电梯疏散是目前高层建筑疏散研究的热点问题,从国内的现实情况来看,对于滞留在避难层的人员,是可以考虑使用消防疏散电梯进行辅助疏散的,这些疏散电梯可以供避难的老弱病残使用,建议把普通疏散电梯可以按照消防电梯的要求进行设计,发生火灾时只在首层和避难层停靠,每个避难层分别设置。

另外我国在对避难层的面积要求里没有要求考虑残疾人员乘坐轮椅的需要,美国的规范里规定了避难区应每200人设置一个760X1220的轮椅位置,无障碍的设计已经深入到避难区的设计,建议我国也把无障碍的要求运用到避难层里。

参考文献:

[1] 唐琼,超高层建筑避难层(间)设计要点分析,《建筑工程技术与设计》, 2015(16)

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