高層建筑消防設(shè)計難點問題及優(yōu)化方案

項目的總體部分由一棟建筑面積、附屬建筑和高大的庭院組成。主樓52層,高225.75m,功能為金融類辦公及部分商業(yè),頂層為高級會所;附樓7層,高35.40m,功能為銀行、商業(yè)、會所、餐廳和交易大廳等。主樓和附樓之間有一個4層高的通高中庭,首層為大堂及商業(yè)街,二、三層通過連廊將主、附樓連接。1防火分區(qū)及內(nèi)部安全出口主樓和附樓均屬于一類高層建筑,耐火等級為一級。建筑四周臨市政道路,北側(cè)和東側(cè)紅線寬度為26m,南側(cè)和西側(cè)紅線寬度為40m,建筑周圍13m范圍內(nèi)無其他建筑。地下三層為復(fù)式機械停車庫,防火分區(qū)面積超過2600m2;地下二層為商業(yè)及汽車庫部分、主樓4～7層辦公用房及8～50層標準層面積超過2000m2,均不滿足規(guī)范要求。項目其他區(qū)域均按規(guī)范要求劃分防火分區(qū)。每個分區(qū)面積不大于500m2。各房間面積有大于房間面積2%的外窗時自然排煙,無外窗時根據(jù)實際排煙量設(shè)擋煙垂壁,主樓開敞辦公設(shè)置電動無機布擋煙垂壁劃分防煙分區(qū)。項目地上部分每個分區(qū)均設(shè)有2個獨立的安全出口,地下部分除機械車庫共用疏散出口外,均設(shè)置了2個獨立安全出口,地下機房每個分區(qū)設(shè)置了1個獨立安全出口,同時利用在相鄰防火分區(qū)之間的防火門作為第二安全出口。項目主樓在13層、26層和39層設(shè)置3個避難層,通向避難層的防煙樓梯在避難層上下斷開,且兩部消防電梯在避難層經(jīng)停,消防電梯和防煙樓梯前室在避難層設(shè)有出入口。主樓、附樓各層疏散寬度均滿足規(guī)范要求。各房間最遠點至房門的直線距離不超過15m,交易大廳最遠點至房門的直線距離不超過30m,地下車庫最遠點至安全出口的距離不超過60m。按嚴重危險等級配置滅火器。每個消火栓箱內(nèi)放置2具手提式磷酸銨鹽干粉滅火器,電氣用房及柴油發(fā)電機房單獨設(shè)置磷酸銨鹽推車滅火器。設(shè)備機房、封閉樓梯間內(nèi)部、水平疏散走道和安全出口的門廳、頂棚裝修材料均采用A級裝修材料,其他部位為不低于B1級的裝修材料。2消防設(shè)計的困難(1)難層間GB50045-95(2005年)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱“高規(guī)”)第6.1.13條規(guī)定,高度超過100m的公共建筑應(yīng)設(shè)置避難層(間),避難層的設(shè)置,自高層建筑首層至第一個避難層或兩個避難層之間不宜超過15層?！案咭?guī)”條文說明,從首層到第一個避難層之間的樓層不宜超過15層的原因是,發(fā)生火災(zāi)時集聚在15層左右的避難層人員不能再經(jīng)樓梯疏散,可由云梯車將人員疏散下來。目前國內(nèi)部分城市配有50m的云梯車,可滿足15層高度的需要。主樓高度超過100m,設(shè)有3個避難層,分別位于13、26、39層,第一個避難層距室外地坪的高度為54.75m,超過50m。(2)無柱交易普遍平臺該建筑在附樓五層設(shè)置1000m2無柱交易大廳,由于使用功能的需要,該交易大廳未再進行分隔,建筑面積是“高規(guī)”第4.1.5條規(guī)定的2.5倍。(3)標準層該建筑高層塔樓部分每層建筑面積2520m2,每層作為一個防火分區(qū),其建筑面積超出規(guī)范對一個防火分區(qū)允許最大建筑面積的限制。(4)中庭已開/半室外建筑主樓與附屬建筑間設(shè)計有4層高的玻璃中庭,將該中庭兩端玻璃幕墻設(shè)計為可大幅度開啟的形式,可否將該中庭作為室外或半室外對待,并將主樓的地面疏散口開向中庭值得探討。(5)消防電梯的設(shè)置“高規(guī)”第6.3.1條規(guī)定,一類公共建筑應(yīng)設(shè)消防電梯;第6.3.2條規(guī)定,當(dāng)每層建筑面積大于4500m2時,應(yīng)設(shè)3臺消防電梯;第6.3.3條規(guī)定,消防電梯宜分別設(shè)在不同的防火分區(qū)內(nèi)。建筑地下三層建筑面積約為12000m2,由于塔樓的2臺消防電梯僅通向地下二層,因此地下三層僅附樓部位有3臺消防電梯,盡管消防電梯數(shù)量足夠,但不能保證每個防火分區(qū)都有1臺消防電梯。3優(yōu)化設(shè)計3.1控制兩個逃避層的高度和距離范圍,確保人員疏散高度100m以上的建筑物,一旦遇到火災(zāi),要將建筑內(nèi)的人員完全疏散到室外比較困難,在建筑內(nèi)設(shè)置避難層或避難間,可以使人員快速到達安全場所,逃避火災(zāi)威脅。由于目前國內(nèi)大部分城市配備的云梯車和舉高車的最大救援高度在50m左右,可滿足15層高度的需要。因此,規(guī)范要求第一個避難層設(shè)在建筑15層以下,即50m高度以下?？刂频谝粋€避難層的高度及兩個避難層之間的樓層數(shù)量,還可以使得人員能夠盡快到達安全區(qū)域,尤其是對于老人、兒童和行動不便的人員,過長的疏散距離會給他們帶來極大的不便。項目主樓第一個避難層位于13層,雖然層數(shù)滿足要求,但其距離地面的高度為54.75m,超過50m。為了保證消防外部救援的需要,以及建筑內(nèi)的人員,尤其是一些行動不便的人員能夠盡快到達安全區(qū)域避難,在離地面50m以下的第11層設(shè)置避難間,避難間靠建筑外墻設(shè)置,保證消防隊員能從外部對避難間的人員進行救援。避難間采用防火墻及甲級防火門與其他區(qū)域分隔,避難間的開口應(yīng)正對疏散樓梯間開口。避難間的數(shù)量應(yīng)與樓梯間的數(shù)量相對應(yīng),避難間的設(shè)置面積按避難間所在樓層及以上樓層(至最近避難層)總?cè)藬?shù)的20%計算確定,避難間配備管理人員并設(shè)置相應(yīng)的標語提示避難間僅為老、弱、病、殘、孕等行動不便的人員服務(wù),其他人員繼續(xù)下行至首層避難。3.2防火設(shè)計的調(diào)整該交易大廳建筑面積1033m2,設(shè)計人數(shù)為344人,其所在防火分區(qū)內(nèi)設(shè)有2部疏散樓梯,現(xiàn)有疏散總寬度為3m,需借用相鄰防火分區(qū)的疏散樓梯疏散。交易大廳防火分隔,見圖1所示。對該交易大廳的防火設(shè)計調(diào)整如下:(1)交易大廳采用防火墻和甲級防火門分隔為獨立的防火單元。(2)交易大廳內(nèi)排煙窗的有效開窗面積不小于交易大廳地面面積的7.5%。(3)交易大廳所在裙樓五層的疏散樓梯總寬度應(yīng)能滿足整層人員的疏散需要。(4)交易大廳應(yīng)盡量采用不燃材料進行裝修,可少量采用難燃材料。(5)交易大廳內(nèi)部連續(xù)擺放的座椅應(yīng)采用不燃材料或難燃材料。(6)交易大廳內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)采用快速響應(yīng)噴頭,室內(nèi)消火栓箱內(nèi)配置消防軟管卷盤。(7)交易大廳前廳作為人員暫時避難安全區(qū)域應(yīng)控制可燃物數(shù)量,保證前廳不作為其他用途,采用不燃或難燃材料裝修,家具也應(yīng)為不燃材料或至少為難燃材料。3.3標準層該建筑高層塔樓部分每層建筑面積2520m2,其中核心筒建筑面積606～650m2,如圖2所示。其防火分隔調(diào)整如下。(1)主缸核心筒外圍的墻體采用防火墻,核心筒內(nèi)除衛(wèi)生間以外的房間門采用甲級防火門。(2)多級防火門核心筒周圍設(shè)置疏散走道,走道的隔墻砌至屋面板底部,耐火極限不低于1.00h,隔墻上的門采用乙級防火門。辦公區(qū)通往疏散走道的出口數(shù)量不小于4個,總寬度不小于疏散樓梯寬度的2倍。疏散走道內(nèi)應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)、機械排煙系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。(3)消防熱管卷盤的配置辦公層內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)采用快速響應(yīng)噴頭,室內(nèi)消火栓箱內(nèi)配置消防軟管卷盤。考慮到核心筒部位主要為電梯和疏散樓梯等交通設(shè)施和衛(wèi)生間、機房等附屬用房,在采取上述防火分隔措施后,將該建筑高層塔樓每層作為一個防火分區(qū)。3.4中庭自動防火門設(shè)置玻璃中庭作為準安全區(qū),僅作為通道使用,內(nèi)部不應(yīng)放置任何可燃物,并采用不燃材料或難燃材料進行裝修。中庭作為單獨的防火分區(qū),其他區(qū)域開向中庭的門應(yīng)為甲級防火門,中庭設(shè)置大空間自動掃描定位噴水滅火系統(tǒng)進行保護,適當(dāng)加大側(cè)窗和頂窗的開窗面積進行自然排煙(排煙口面積通過計算確定)。同時,二層的辦公大堂劃入電梯廳所在防火分區(qū),連廊和走廊劃入玻璃中庭所在防火分區(qū),以保證中庭的安全,如圖3所示。3.5消防電梯的設(shè)置目建筑地下三層離地面的高度為14.3m,各防火分區(qū)均設(shè)有防煙樓梯間,消防隊員通過樓梯也可快速到達著火區(qū)域,地下三層沒有消防電梯保護的區(qū)域是人員較少的庫房和風(fēng)機房,防火分區(qū)面積僅為865m2,緊急情況下相鄰防火分區(qū)也有消防電梯可用,因此現(xiàn)消防電梯的設(shè)置應(yīng)可滿足消防救援的需要。4消防安全設(shè)計優(yōu)化設(shè)計方案通過對該高層建筑項目的消防設(shè)計難點進行分析,結(jié)合建筑構(gòu)造和特