上海建筑设计研究院有限公司 200041
摘要：近年来，超高层建筑不断增多，超高层建筑的消防设计是一大难点，本文结合笔者参与完成的济南中弘广场17#地块工程实例，就超高层建筑消防设计进行了相关分析，以期可以给相关类似工程提供点参考，一起来促进超高层办公建筑设计的发展与进步。
关键词：超高层；办公建筑；消防设计；防火分区；设置；难点
引言
众所周知，超高层建筑由于疏散距离长，疏散人员多、功能复杂、火势蔓延快等各种因素，使超高层建筑的防火设计遇到许多新的难题，木文仅以济南中弘广场为例对超高层建筑消防设计方针、防火分区及人员疏散等方面加以总结，以供探讨。
1 工程概况
中弘广场位于山东省济南市，地处济南的金融、文化中心区，中弘广场项目基地包括三块相邻的地块（16 号，17 号和 18 号地块），这是济南市政府规划的一个地区，旨在加强济南市的金融产业。地区中的其他开发项目还包括政府大楼，体育中心，其他金融建筑，及在项目西侧及与项目一街之隔的市民公园。17#地块项目的总占地面积为25186平方米，总建筑面积约为234578平方米，项目集大型PARKMALL主题休闲购物中心和两栋超高层高端商务办公于一体的综合体建筑（图1中间两栋塔楼及裙房）。地下共4层。总建筑高度180.75米，属于超高层建筑。
图1：工程项目效果图
2 本项目面临的消防设计难点及消防设计目标
2.1 消防设计难点
中弘广场的建筑均为超高层建筑，建筑体量大。其中容纳了数量庞大的办公人员、旅客及顾客，人员集中，垂直的疏散距离长，疏散到地面或其它安全场所的时间也会长，超高
层建筑的楼梯间、电梯井、电缆井、水井、排烟井等竖向管井多，火灾时易产生烟囱效应，火势容易蔓延，建筑内部一旦发生火灾，想要凭借外部的消防手段来扑灭将比较困难。建筑消防设计成功与否，将直接影响整个工程的投资成木和安全使用，因此消防设计也成为建筑设计的关键。
2.2 消防设计目标
第一，遵循“预防为主，防消结合”的消防方针，尽量提高建筑的自防自救能力，采取可靠的防火措施，做到安全适用、技术先进、经济合理；第二，做到早期预警，当灾害发生时，尽可能快地通知在场的人员并确保其安全快捷地疏散；将火灾扑灭在初期阶段，利用自动喷水系统扑灭或阻止，某一分区的火势向其他分区蔓延；第三，尽量避免发生火灾后火灾和烟气在建筑内部的蔓延，合理的防火分区的划分成为阻挡火势蔓延的有力保证；第四，保障在火灾情况下，主塔楼和屋顶停机坪等的结构安全，钢结构等均按其耐火极限要求选用防火涂料；第五，为消防人员提供必要的消防条件，保证其生命安全，消防控制中心做到建筑的管理与运行一体化，在火灾发生时到灭火完成的一系列活动中，能保证消防活动的准确性和高效性。
3 中弘广场消防设计
3.1防火分区
办公标准层防火分区的划分尽量按每层为1个分区，具体分析如下：
1）《建筑设计防火规范》GB50016-2014规定，高层民用建筑每个防火分区的建筑面积不应大于1500m2，当建筑内设置自动灭火系统时，防火分区面积可增加到3000 m2，本项目办公标准层建筑面积为1680㎡，将办公层每层划分为一个防火分区，增加了办公楼层使用的灵活性，办公层设快速反应喷头，加快灭火系统的启动时间，缩小火灾规模，这为扩大防火分区面积提供了有力的弥补措施。办公平面呈环形布置，保证人员双向疏散及疏散距离的要求。
2）标准层人数计算，按照笔者以往的项目经验，高层办公楼是可以扣掉核心筒和疏散走道的建筑面积来计算疏散人数，但是中弘广场17号地块项目审图认为这样计算没有规范依据，标准层人数计算需要按照楼层建筑面积来计算，但是经过与消防沟通，对于标准层普通办公，济南当地可以按照6平米每人，高区的高级办公可以按照10平米每人计算，而非常规办公的4平米每人。所以设计过程中与消防的沟通尤其重要，否则会影响整个楼梯宽度数量，以及避难区人数和面积等一系列消防设计。
3.2安全疏散
疏散楼梯（疏散楼梯的宽度满足1m/百人的要求）
办公层的建筑面积为1680㎡，按6平米每人计算，办公层的最多人数为280人，所需的疏散净宽度为2.8m，设计了2部疏散楼梯，且均匀分布于办公层，设计总疏散净宽度为2.9m，大于要求的宽度。
3.3灭火救援设施
1）消防救援窗
公共建筑的外墙应在每层的适当位置设置可供消防救援人员进入的窗口。消防救援窗间距不宜大于20米且每个防火分区不应少于2个，设置位置应与消防登高场地相对应。
该项目在审图过程中，审图要求消防救援窗应由公共走道通至消防电梯、疏散楼梯，因此在高层办公建筑设计中大空间办公设计的时候需要注意消防救援窗与室内的公共走道相结合。
图2：救援窗设计
2）停机坪
根据《建筑设计防火规范》规定，建筑高度大于100米，且标准层面积大于2000㎡的公共建筑，宜在屋顶设置直升机停机坪或供直升机救助的设施。中弘广场17#地块两栋塔楼标准层面积1680㎡，均小于2000㎡，但是经过与消防局多次沟通，消防坚持塔楼屋顶需要设置停机坪，所以我们在两栋塔楼屋顶都设置了直升机停机坪。
3）避难层
避难层是提供给人员避难的安全场所，因此消防设计较为严格。根据《建筑设计防火规范》：建筑高度大于100米的公共建筑，应设置避难层（间）。设置避难层，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，两个避难层之间的高度不宜大于50m。
超高层建筑设计避难层，首先要考虑的是人员的安全疏散时间的控制和室外消防车有效的施救高度，特别是第一个避难层需要充分的考虑消防装备水平，设置在消防登高车最大限度的伸展高度范围内。根据目前国内主战举高消防车—50米高云梯车的操作要求，规定从首层到第一个避难层之间的高度不应大于50米。为使火灾时聚集在避难层的人员不至于过分拥挤，规定避难层的净面积应能满足5人/㎡。
中弘广场17号地块两栋塔楼分别设置了三个避难层，分别设置在7，17，27层，避难层兼作设备层，在报消防的时候，消防要求避难区需要与总图的消防登高场地相对应，但考虑到设备用房与核心筒管井的合理设置，经与消防审图沟通后，局部避难区域的进深不小于2米即可，图3红色区域即为根据消防意见增加出来的避难区域。因此在超高层设计过程中特别需要注意避难区与消防登高场地的合理结合，否则后期调整避难区域位置，会给设备专业带来较大调整。
图3：避难层设计
避难区的面积计算：首先确定避难区的人数，以本项目7层为例，避难区人数为8至16层办公的疏散人数总和1680/6x9=2520，避难区净面积2520/5人每平米=504平米，即避难区的最小净面积为504平米。
疏散楼梯在避难层分隔，人员必须通过避难层，方能上下，审图中要求我们对避难区域做出疏散走道和避难区的划分，疏散走道不可以算作避难区面积的（图3），如果避难区面积紧张计算面积的时候就需要特别注意。
避难区虚线区域为上部设备管线夹层，关于夹层，消防不允许采用防火板，防火材料等防火措施的，必须采用混凝土梁板，砌体墙防火分隔。避难区采用机械防排烟系统，外窗采用乙级固定防火窗。
4）电梯疏散
本项目中塔楼将2部消防电梯作为全楼疏散的辅助疏散方式，当消防控制中心根据火势或其它紧急情况作出判断，发出整楼疏散的指令时，可采用“楼梯疏散为主，电梯疏散为辅”的疏散方案。
消防电梯疏散，仍然主要用于消防施救人员交通和运载灭火设施使用，可以停靠所能达到的任何楼层，必要时可实现部分人员救援运输功能，尤其是对残障人员的救援。
将消防电梯用作疏散，则必须做到以下方面的技术和管理措施：第一，电梯井、轿箱以及井中的物体需要做到防火、防烟和防水；第二，消防电梯机房需要做到防烟和防水；第三，电梯的供电需要得到保障；第四，消防电梯用于紧急疏散时需要有经过训练的专业人员操作；第五，电梯疏散需要做到良好的信息沟通；第六，疏散电梯系统需要进行良好的管理和维护。
国内外己有一些超高层建筑采用电梯作为全楼疏散的辅助疏散方式，如上海的环球金融中心、英国电讯塔、迪拜Burj alAlam等。
4 结束语
本文结合中弘广场项目，对超高层建筑消防设计进行了以上几点粗浅的分析，消防涉及的内容还很多，还包括建筑装饰材料的设计等。作为建筑设计人员，首先要熟悉相关规范要求，遵循设计规范，根据建筑的特点，严格把关设计与施工，这样才能真正保障人们的生命与财产的安全。
参考文献
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[3]王海港.试论性能化设计在超高层建筑消防设计中的应用[A].2012中国消防协会科学技术年会论文集（上）.2012（09-20）.
论文作者:姚璐
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/3
标签：建筑论文; 电梯论文; 分区论文; 高层建筑论文; 人员论文; 塔楼论文; 项目论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;