摘要:随着人们需求的日益增长及建筑技术的发展和不断完善，超高层建筑成为当下最主要的建筑形式之一。其消防安全疏散问题越来越受到人们的重视。现今超高层建筑的消防设计仅仅按照规范设计是否就可以满足人员疏散的安全性，是否还有优化的空间，优化的设计能够在保持建筑整体功能的基础上以较小的设计优化和变更，较大程度地提高建筑整体疏散安全性。使得超高层建筑在满足规范的情况下更加的安全。本文针对超高层建筑安全疏散设计的合理性及消防过程中出现的问题,提出了不同的优化方法和对策,以期与建筑设计人员和消防专业人士,作进一步地探讨。
关键词：超高层建筑；消防设计；安全疏散；优化设计；
随着城市化进程的不断加快，城市超高层建筑的数量迅速增加，而对于超高层建筑而言，其相较于多层、低层以及普通高层建筑其土建结构设计更为复杂，功能更为多样，容纳更多人员，火灾是其面临的最大的安全威胁，一旦发生火灾，容易造成更为严重的人员伤亡以及经济损失。深入分析并探讨超高层建筑消防安全疏散设计及优化方案具有重要的现实意义。
1超高层建筑火灾特点
1.1层数多，功能复杂
超高层由于其建筑高，层数多，功能复杂，堆放在建筑中的物品种类更为广泛，而针对每种不同功能所设置的设施、电网等如蛛网般密集，而这些均为易燃物，使得火灾荷载密度大。
1.2竖向管道井较多，易形成烟囱效应
在超高层建筑中，因其建筑需要预留了大量楼梯间、管道井、电梯井、排风道、垃圾道以及电缆等各类竖向管井。一旦发生火灾，这些部位就如同一座座烟囱，容易形成烟囱效应，导致火势快速向上扩散，增加了安全疏散的困难。
1.3现行疏散手段有限，人员疏散困难
超高层的公共建筑宛如一座垂直城市，可容纳数万人。由于其垂直疏散距离长，疏散通道有限，因此疏散所需要的时间要更长。要在火灾发生时，使人员迅速疏散到地面是十分困难的。而位于高楼层的受困人员往往由于等待时间过长，恐慌心理会愈加强烈，人员大量涌向疏散出口，造成疏散口的堵塞，发生踩踏摔伤，从而增加疏散的困难。
1.4消防救援装备受限，火灾扑灭困难
以现在国内情况来看，超高层建筑外墙大多为玻璃幕墙，破碎后极易造成地面人员伤亡，破坏地面的消防车辆及供水器材，加上外墙大多采用了固定玻璃，导致消防人员难以接近起火点，无法从外部进行射水灭火。再者，现有技术消防举高车最大救援高度为100m左右，消防炮的射程最多也仅有80m，因此超过100m的超高层建筑超过100m的部分，要通过消防车进行扑救是不现实的。
2超高层建筑消防安全疏散设计的优化
2.1传统疏散方式的设计优化
在人们一般传统认知中当火灾发生时，疏散方式往往就是采用疏散楼梯进行疏散。为提高超高层建筑消防安全疏散的性能，设计人员在开展安全出口，楼梯等部位的设计前，应全面掌握安全出口，楼梯的平面布置的位置，疏散宽度的计算，出口的数量，畅通程度及建筑内部各处到安全出口的距离。针对超高层此类体型巨大、功能复杂、人员集中的建筑，设计人员应在公共建筑内每个防火分区或一个防火分区的每个楼层，经计算确定其安全出口的数量，且不应少于2个，并且要设置可以防烟且密封的消防前室。满足双向疏散的要求，同时疏散楼梯应通至屋顶，可使人员多一条疏散路径，有利于人员及时避难和逃生。
2.2超高层建筑避难层设置位置合理性探讨
以往《高规》6.1.13规定了建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层，自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过15层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在执行过程中，大部分建设单位，设计单位不管建筑使用功能是什么，层高多少，实际高度多高，均把15层作为两个避难层的分水岭，而实际情况中，国内大部分消防举高车最大救援高度为50米左右，只有极少一部分消防举高车可以达到100米左右的救援高度。针对此情况，设计人员应当在设计避难层时结合当地消防装备的水平，根据消防举高车实际情况进行考虑。此外，大多数超高层建筑底层建有裙楼，作为商场，餐饮，娱乐等商业功能使用，使得火宅时，外部灭火进攻受到限制。2014年版《建筑设计防火规范》把原《高规》中第一个避难层至首层不宜超过15层改为至灭火救援地地面高度不应大于50m。现行的规范大大地提高了避难层设置的合理性，使消防登高车能进行有效的救援行动。另外，按传统意义上避难层的形式分为三种：(1)敞开式避难层 (2)半敞开式避难层。(3)封闭式避难层 (间 )。除了建筑顶层或平屋面上一般认为可当作敞开式避难层。以往大部分建筑选用了半封闭式避难层作为层间的避难层，设置固定的金属百页窗或开设窗户。2014版《建筑设计防火规范》对此作了规定，避难层应设直接对外的可开启窗户，设独立的机械排烟设施外窗应采用乙级防火窗。从侧面说明了现在更提倡使用全封闭式的避难层，因为封闭式避难层可更好防止烟气和火焰的的侵害从而更好地保障了被困人员的生命安全，给救援人员争取更多的救援时间。
2.3屋顶设置停机坪
对于超高层建筑发生火灾时，高楼层的人员疏散困难，消防人员救援受限等因素，根据现行建筑设计防火规范中第7．4．1 条建筑高度大于100m且标准层建筑面积大于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。而本条规定中仅仅对超高层建筑是否设置停机坪作了建议性而非强制性的要求。而从实际情况看,高度超过100m的超高层公共建筑,设置屋顶直升飞机停机坪是十分必要的。设置屋顶直升机停机坪可以起到以下作用：(1)为及时组织人员安全疏散提供场所；(2)为避难人员等候营救，提供暂时避难场所；(3)可为使用直升飞机直接参与灭火活动提供场地。因此设计人员应在设计过程中有意识地为屋顶停机坪考虑预留设计条件。
2.4超高层建筑使用电梯辅助人员疏散的可行性分析
目前国内外相关规定均不把电梯视为疏散方式。实际上，在911事件的人员疏散过程中,一些人员在事故早期使用电梯实现了安全疏散。国际建筑防火规范(IBC)与美国国家建筑防火规范(NFPA)已经允许高层建筑在火灾或者其他紧急状况下使用符合一定要求的电梯进行疏散,以代替按照要求的额外增加的楼梯。而相关规范之所以禁止利用电梯疏散无外乎两个原因,一是电梯本身的安全性,这包括火灾时电梯电气线路、部件的防火安全以及电梯机械部件是否受热失效等等;二是电梯运行环境的安全。高层建筑发生火灾时,由于轿厢的“活塞效应”和井道的“烟囱效应”,极易将楼宇中的烟气吸入电梯井道,危及电梯内乘客的安全。因此,如果解决了这两个方面的问题,再加上合理的逻辑控制方式,超高层建筑利用电梯进行疏散是可行的。例如，把普通客梯均参考消防电梯标准进行设置。1.疏散电梯井道满足2小时耐火极限；2.疏散电梯轿厢的内装饰采用不燃材料；3.疏散电梯动力与控制电缆、电线为防火型，且采取防水措施；4.消防电梯间前室门口设置挡水设，消防电梯前室门应采用乙级门。另外结合客梯按层数进行低中高区以提高电梯运力和运行速度。使用一定数量的电梯辅助疏散可以明显减少需要的楼梯数量。这样的设计达到了平时使用与疏散使用的平衡，消防安全与经济成本的平衡，节省建筑空间用于商业用途
3结束语
随着建筑高度越来越高，建筑内的人员越来越密集，除了需要考虑火灾中正常情况下的人员疏散，还需要考虑到残障老弱等特殊人群的疏散,单一靠疏散楼梯已满足不了超高层建筑对安全疏散的要求。科学合理地对超高层建筑消防安全疏散设施进行设计，并结合实践情况不断对其进行优化，变得至关重要。本文仅初步探讨了超高层建筑安全疏散设计的几个问题,而超高层建筑消防安全涉及更多专业各个方面，因此,超高层建筑的防火设计,是一个持续性的课题。
参考文献
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论文作者:伍晓欣
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/12
标签：高层建筑论文; 电梯论文; 人员论文; 建筑论文; 火灾论文; 停机坪论文; 消防安全论文; 《基层建设》2017年第8期论文;