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高層建筑疏散設(shè)計(jì)問題分析論文
一、高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)
在各種防火條件基本相同的情況下，高層建筑比單層、多層建筑火災(zāi)危害性大，且其火災(zāi)危險(xiǎn)性、危害性隨著高度的增加會(huì)相應(yīng)增大，火災(zāi)事故后果加重。［1］
(一)火災(zāi)蔓延速度快
火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火勢會(huì)沿電梯井、通風(fēng)井、管道井等豎向井道迅速蔓延，形成“煙囪效應(yīng)”，造成火災(zāi)的擴(kuò)大蔓延。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，火災(zāi)初起階段水平方向煙氣擴(kuò)散速度為0．3ms－1，火災(zāi)燃燒猛烈階段水平方向煙氣擴(kuò)散速度為0．5～3ms－1;煙氣沿豎向管井?dāng)U散速度為3～4ms－1。［2］并且由于受到氣壓和風(fēng)速的影響，高層建筑內(nèi)部空氣流動(dòng)速度快，平常在普通建筑內(nèi)不易蔓延的初期火災(zāi)在高層建筑內(nèi)容易蔓延。
(二)火災(zāi)撲救難度大
高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，因現(xiàn)有消防車輛很難達(dá)到撲救高度，致使高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)從室外進(jìn)行撲救相當(dāng)困難，一般要立足于自救，即主要靠室內(nèi)消防設(shè)施進(jìn)行火災(zāi)撲救。如果初期火災(zāi)得不到有效控制，等到消防人員趕到現(xiàn)場，登上高樓，不僅體力消耗大，再加上樓高風(fēng)大、火勢猛，消防隊(duì)員在高熱、濃煙下進(jìn)行滅火救援難度大。［3］
(三)人員疏散困難
由于高層建筑垂直方向高度大，人員要安全撤離建筑物，需要較長的時(shí)間，加上火災(zāi)產(chǎn)生的恐慌、混亂，極易造成疏散困難。根據(jù)加拿大國家研究委員會(huì)提供的數(shù)據(jù)，人從50層樓，在每層240人的條件下，通過一座1．1m寬的樓梯向外疏散，需要2小時(shí)11分才能到達(dá)室外地面。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在人員集中疏散時(shí)，行進(jìn)速度為22mmin－1�；馂�(zāi)情況下，高層建筑安全疏散主要是靠樓梯，而樓梯間內(nèi)一旦竄入煙氣，就會(huì)嚴(yán)重影響人員疏散。
(四)可燃易燃材料多，火災(zāi)荷載大
高層建筑在設(shè)計(jì)施工中，為了減輕結(jié)構(gòu)自重，擴(kuò)大建筑空間及增加內(nèi)部裝修美觀度，往往使用大量可燃易燃材料，致使火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生大量有毒煙氣，造成人員中毒傷亡。
二、影響人員安全疏散的因素
火災(zāi)時(shí)，受煙氣作用，疏散人員的行動(dòng)和能見距離受到很大影響，造成人員迷失方向以致無法采取疏散行動(dòng)而被圍困在建筑內(nèi)。建筑構(gòu)件耐火性能好，倒塌的可能性小，允許人員安全疏散的時(shí)間長，但是一旦火災(zāi)造成建筑物的局部破壞，就會(huì)嚴(yán)重影響人員的安全疏散�；馂�(zāi)情況下，在火焰、煙氣、警報(bào)聲等外界因素的刺激下，會(huì)造成人員的心理恐懼，主要表現(xiàn)出不知所措或盲目、盲從的行為特點(diǎn)，疏散中會(huì)呈現(xiàn)出歸巢性、趨光性、恐煙性、從眾性等心理特征，影響人員安全疏散。
三、高層建筑安全疏散設(shè)計(jì)
鑒于高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，火勢蔓延迅速，撲救難度大，疏散困難的特點(diǎn)，應(yīng)把強(qiáng)化安全疏散作為高層建筑防火設(shè)計(jì)的首位。結(jié)合火災(zāi)時(shí)影響人員安全疏散的主要因素，筆者就當(dāng)前高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)提出以下建議:
(一)合理布置安全出口
供人員疏散的直通室內(nèi)外安全區(qū)域的門、樓梯、走道等，都稱為安全出口。高層建筑或建筑內(nèi)房間，應(yīng)根據(jù)人員數(shù)量及集中程度，按照防火規(guī)范的規(guī)定，綜合考慮確定安全出口的數(shù)量、分布和距離。人員集中的房間的安全疏散，除了與疏散總寬度有關(guān)外，還與房間的安全出口數(shù)量有關(guān)，如一間人員較多的房間，有時(shí)只布置一兩個(gè)寬大的出口就符合規(guī)范要求，但可能存在平時(shí)通行不便，火災(zāi)時(shí)應(yīng)急困難的情況，容易造成人員傷亡，所以，在設(shè)計(jì)安全出口時(shí)，在建筑中任何部位最好同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的疏散方向可供疏散。安全出口的布置應(yīng)均勻，具有不同疏散方向的兩個(gè)出口之間至少應(yīng)保持5m以上的間距。疏散樓梯有條件時(shí)應(yīng)通至屋頂。［4］
(二)合理布置疏散走道
為了保證火災(zāi)時(shí)人流疏散的暢通，避免阻塞和混亂，疏散走道要簡潔平緩，盡量不要迂回曲折，在轉(zhuǎn)角盡頭盡可能安排垂直疏散口。地面不得打滑或有磕絆的障礙物，疏散走道不應(yīng)設(shè)置有臺(tái)階、門檻、門垛等突出物，當(dāng)有突出物時(shí)最窄處不應(yīng)低于疏散走道寬度要求。疏散走道的建筑結(jié)構(gòu)與室內(nèi)裝修必須確保耐火性能，疏散走道兩側(cè)隔墻及天棚、墻面、地面裝修應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。疏散走道兩側(cè)隔墻當(dāng)必須開設(shè)窗口時(shí)，應(yīng)盡量減少窗口面積，重要房間或火災(zāi)危險(xiǎn)較大的房間(如控制室、廚房等)的窗口應(yīng)為防火窗。
(三)合理布置疏散樓梯
疏散樓梯和樓梯間是建筑物中安全疏散的重要通道。高層建筑內(nèi)疏散樓梯通常采用封閉樓梯間、防煙樓梯間及室外樓梯，應(yīng)根據(jù)建筑的性質(zhì)、高度、層數(shù)，按照規(guī)范要求，結(jié)合實(shí)際選擇符合防火要求的疏散樓梯。在布置疏散樓梯時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1．合理確定疏散樓梯的位置。一般來說，疏散樓梯靠近客用電梯布置才是恰當(dāng)?shù)�，平時(shí)人們經(jīng)常乘用電梯，疏散樓梯靠近電梯間容易被人們發(fā)現(xiàn)、熟悉，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人們往往首選經(jīng)常使用的路線，這樣更加有利于迅速而安全的疏散人員。在條件許可時(shí)，疏散樓梯間及其前室，應(yīng)盡量靠近外墻設(shè)置，這樣可利用在外墻開啟窗戶進(jìn)行自然排煙，從而為人員安全疏散和消防撲救創(chuàng)造有利條件;如因條件限制，將疏散樓梯布置在建筑中心部位時(shí)，應(yīng)設(shè)有機(jī)械正壓送風(fēng)設(shè)施，以利安全疏散。［5］2．盡量避免疏散樓梯與消防電梯合用前室。雖然規(guī)范允許疏散樓梯與消防電梯合用前室，但是為了防止在火災(zāi)時(shí)發(fā)生疏散人員與消防撲救人員的交叉干擾，有礙安全疏散和消防撲救，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免疏散樓梯與消防電梯合用前室。3．規(guī)范設(shè)置室外疏散樓梯。室外疏散樓梯不占用使用面積，有利于降低建筑造價(jià)，又是良好的自然排煙樓梯，安全性比較高。為了很好地利用室外疏散樓梯進(jìn)行安全疏散，在設(shè)計(jì)室外疏散樓梯時(shí)，其最小凈寬不應(yīng)小于0．9m，傾斜度不得大于45°，欄桿扶手的高度不應(yīng)小于1．1m，室外樓梯與每層平臺(tái)，應(yīng)采用非燃燒材料制作，平臺(tái)的耐火極限不應(yīng)低于1h，在樓梯周圍2m范圍內(nèi)的墻面上，除了可以設(shè)置疏散門外，不應(yīng)開設(shè)其他門窗洞口，疏散門應(yīng)采用乙級防火門，且不應(yīng)正對樓梯段。［6］
(四)正確設(shè)置疏散通道的寬度和距離
為保證火災(zāi)時(shí)人員的安全疏散，必須確保足夠的疏散寬度。確定建筑安全疏散寬度的方法通常是利用場所“百人疏散寬度指標(biāo)”，與根據(jù)場所面積、面積折算值、人員密度等指標(biāo)確定的場所總?cè)藬?shù)，相乘得出疏散總寬度。除規(guī)范具體規(guī)定高層建筑的最小疏散通道寬度外，高層建筑內(nèi)走道的凈寬，應(yīng)按照通過人數(shù)每100人不小于1．00m計(jì)算;高層建筑的首層疏散外門的總寬度，應(yīng)按照人數(shù)最多的一層每100人不小于1．00m計(jì)算。高層建筑的疏散距離在《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第6．1．5、6．1．7條中有明確規(guī)定。［7］但是需要進(jìn)一步明確的是兩座疏散樓梯之間的袋形走道的長度，不應(yīng)大于兩座疏散樓梯或兩個(gè)外部安全出口之間的最大允許距離的一半。
(五)正確設(shè)置疏散門
作為安全出口的疏散門應(yīng)向疏散方向開啟，當(dāng)房間內(nèi)人數(shù)不多，符合特定條件時(shí)，開啟方向不限，如人員不超過60人且每樘門的平均疏散人數(shù)不超過30人(甲乙類生產(chǎn)房間除外)，且無其他特殊要求(如設(shè)置氣體滅火系統(tǒng))的房間。疏散門除應(yīng)保證相應(yīng)的防火性能外，不應(yīng)選用吊門、轉(zhuǎn)門、側(cè)拉門和卷簾門;自動(dòng)啟動(dòng)的門應(yīng)有手動(dòng)開啟裝置;平時(shí)控制人員外出的門或設(shè)有門禁系統(tǒng)的門，應(yīng)保證在火災(zāi)時(shí)不需要使用鑰匙等工具即能在內(nèi)部打開，并應(yīng)在顯著位置設(shè)置指示和使用提示。
(六)合理設(shè)置避難層及其他輔助疏散設(shè)施
為了使未能及時(shí)疏散出起火建筑的人員避開煙、火的威脅，建筑高度超過100m的高層公共建筑應(yīng)設(shè)置避難層或避難區(qū)，自底層第一個(gè)避難層為8層，兩個(gè)避難層之間宜為10～15層，在避難區(qū)應(yīng)設(shè)有獨(dú)立的通風(fēng)和排煙設(shè)施，可以開設(shè)專用消防電梯門便于消防人員進(jìn)入避難層救護(hù)、引導(dǎo)疏散。另外，高層建筑可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置用防火門進(jìn)行分隔的陽臺(tái)，作為待避陽臺(tái)，也可在陽臺(tái)板開口處設(shè)置避難逃生袋滑至底層或采取其他輔助疏散設(shè)施，幫助受困人員逃生。超高層建筑還應(yīng)設(shè)置有消火栓保護(hù)的屋頂停機(jī)坪，作為輔助疏散設(shè)施。
(七)按規(guī)定設(shè)置疏散照明燈具
疏散指示燈應(yīng)設(shè)于走道墻面及轉(zhuǎn)角處，其間距不宜大于20m;當(dāng)在側(cè)面墻上頂部安裝時(shí)，其底部距地面應(yīng)大于2．2m;樓梯間的門上方應(yīng)設(shè)安全出口燈，燈具字體宜為綠色，同時(shí)有中英文對照的標(biāo)志，且應(yīng)有指示疏散方向的箭頭，地面照度不應(yīng)低于0．5lx。特殊場所應(yīng)在地面設(shè)置保持視覺連續(xù)的疏散導(dǎo)流標(biāo)志。
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