■ 李 陽

淺論高層建筑的安全疏散問題

■ 李 陽

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的迅速發(fā)展，城市建設(shè)突飛猛進(jìn)，高層建筑如雨后春筍般崛起，特別是出現(xiàn)了不少綜合性的高層建筑，這對改善城市景觀和人民居住條件起到了積極作用。高層建筑能夠發(fā)揮其正常的功能作用，除了合理的功能分區(qū)之外，還必須有合理的安全疏散和交通線路設(shè)計，尤其是高層建筑，大型高層公共建筑，功能多樣，交通路線錯綜復(fù)雜。一旦發(fā)生火災(zāi)，后果不堪設(shè)想。從已有的火災(zāi)案例來看，高層建筑存在較大的火險隱患，特別是在安全疏散方面問題突出，其防火設(shè)計必須受到重視。

1 高層建筑火災(zāi)的特點

高層建筑火災(zāi)由其自身特點決定，概況起來有4個方面。

1）高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)特別容易蔓延、擴(kuò)大。一方面由于高層建筑采用大跨度框架結(jié)構(gòu)和靈活的環(huán)境布置，使建筑物開間和隔墻布置復(fù)雜。隨著建筑高度增加，起火前室內(nèi)外溫差所形成的熱風(fēng)壓大，起火后由于溫度變化而引起煙氣運動的火風(fēng)壓大，因而火災(zāi)時煙氣蔓延、擴(kuò)散迅速。同時，高層建筑室外風(fēng)速、風(fēng)壓隨著建筑物的高度而增大，當(dāng)建筑物高度為90 m時，其頂層的風(fēng)速達(dá)15 m/s。室外風(fēng)速增大，則火災(zāi)煙氣蔓延速度急劇加快。另一方面，大多數(shù)高層建筑都設(shè)有多而長的豎向井管如樓梯井、電梯井、管道井、電纜井、排風(fēng)管道等，一旦室內(nèi)起火，這些豎直通道的煙囪效應(yīng)就會使煙火很容易由建筑物的下層蔓延到上層。

2）高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，人員疏散困難，傷亡慘重。高層建筑內(nèi)居住的人員多而雜，樓層高，垂直疏散距離長，一旦發(fā)生火災(zāi)，則疏散困難。當(dāng)火災(zāi)發(fā)展而必須切斷電源時，普通電梯不能使用，僅能靠疏散樓梯進(jìn)行安全疏散，費時多。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，在高度60 m的高層建筑內(nèi)，人員安全疏散的時間需0.5 h；在高度為150 m的超高層建筑中，則需2 h以上。一旦發(fā)生火災(zāi)，人的慌亂心理加上

建筑通道復(fù)雜及樓層多等，使人員疏散難度大，難以安全疏散逃離。同時，火災(zāi)中煙氣在豎直方向上的流動速度是人員疏散速度的100多倍。人員疏散又與煙火蔓延方向相反，人們不得不在煙熏和熱氣流的烘烤中疏散，這就進(jìn)一步增加了疏散的艱巨性和危險性，被困人群往往因來不及疏散而被煙火熏死或燒死。

3）引起高層建筑火災(zāi)的因素多。高層建筑功能復(fù)雜，電氣化和自動化程度高，用電設(shè)備多且用電量大，漏電、短路等故障的幾率增加，容易形成點火源。另外，由于居住的人員多，人為因素引發(fā)火災(zāi)的機(jī)率也會相應(yīng)增多。據(jù)調(diào)查，因吸煙不慎而引起的火災(zāi)是高層建筑火災(zāi)最常見的原因。

4）高層建筑火災(zāi)撲救難度大。①登高困難。高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，如不借助消防電梯，一般的消防隊員徒步跑上6、7層，其體力已消耗到基本喪失戰(zhàn)斗力，而由于經(jīng)濟(jì)等因素，消防電梯的設(shè)置終究有限。若是利用登高消防車，目前世界上最先進(jìn)的登高消防車一般也只能達(dá)到100 m左右，這顯然不能適應(yīng)當(dāng)今高層建筑火災(zāi)撲救的需要。②用水量大，供水困難。高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，冷卻和控制火災(zāi)蔓延擴(kuò)大的用水量相當(dāng)大，從國內(nèi)外高層建筑火災(zāi)實例來看，高層建筑火災(zāi)實際用水量需要每秒上百至幾百升。而目前，撲救高層建筑火災(zāi)的消火栓系統(tǒng)的供水量約為每秒幾十升，因此，只好借助消防隊千方百計往高樓供水，但由于受水帶耐壓強(qiáng)度和消防車供水高度的影響，常因供水不上而貽誤滅火戰(zhàn)機(jī)。

2 高層建筑安全疏散的重要性和必要性

高層建筑的功能分區(qū)是否合理，交通路線是否通暢，人員安全疏散快捷，這不僅能夠反映一個建筑物的實用性和經(jīng)濟(jì)性，同時還涉及到人民生命財產(chǎn)的安全問題。對高層建筑進(jìn)行防火設(shè)計，應(yīng)從其建筑及使用特點出發(fā)，充分考慮建筑功能與消防安全的合理關(guān)系。安全疏散和避難設(shè)計攸關(guān)人員生命安全，要求高、難度大，無疑是高層建筑防火設(shè)計中的重點和難點。

3 高層建筑安全疏散設(shè)計的若干對策

3.1 合理布置安全疏散路線

火災(zāi)發(fā)生后，人們在緊急疏散時，一個階段比一個階段安全性高，即人們從著火房間或部位跑到公共走道，再由公共走道到達(dá)疏散樓梯間，然后轉(zhuǎn)向室外或其他安全處，一步比一步安全，不會產(chǎn)生“逆流”情況，這樣的疏散路線即為安全疏散路線。因此，在布置疏散路線時，既要力求簡捷明了，便于尋找、辨別，并要特別注意疏散樓梯的位置，一般來說，疏散樓梯靠近電梯布置是恰當(dāng)?shù)模驗榘l(fā)生火災(zāi)時，考慮將經(jīng)常使用的路線和火災(zāi)時緊急使用的路線有機(jī)地結(jié)合起來，有利于迅速而安全地疏散人員。同時，要防止疏散樓梯與消防電梯合用一個凹廊作前室。因為這種布置方法，在火災(zāi)時會發(fā)生疏散人員與消防人員的流線交叉和相互干擾，有礙安全疏散和消防撲救。

3.2 合理布置環(huán)形、雙向走道或無盡端房間的走道

在高層建筑設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)建筑物不同使用性質(zhì)、采用結(jié)構(gòu)類不同等因素，盡量布置環(huán)形走道、雙向走道或無盡端房間的走道、“人”字型走道。這樣布置交通的優(yōu)點是，既方便平時使用，火災(zāi)時又能迅速使人們安全疏散。例如：高層住宅建

筑，一般采用無盡端房間的外廊式或內(nèi)廊式走道，對于塔式住宅，其特點是以電梯、樓梯和公共走道組成一個平面核心，所有的住戶都分布在核心的四周。這種平面形式布置緊湊，既方便平時使用，又便于火災(zāi)時緊急疏散。辦公和旅館高層建筑，凡采用大空間辦公室的，大多采用環(huán)形走道或雙向走道。

3.3 合理布置疏散出口

為了保證人們在火災(zāi)時向兩個不同疏散方向進(jìn)行疏散，一般應(yīng)在靠近主題建筑標(biāo)準(zhǔn)層或其防火分區(qū)的兩端或接近兩端出口處設(shè)置疏散出口。在火災(zāi)時人們常常是沖向熟悉、習(xí)慣和明亮處的出口或樓梯疏散，若遇到煙火阻礙，就得掉頭尋找出路，尤其是人在驚恐、失去理智控制的情況下，往往會盲目行動，如只有一個方向的疏散路線是極不安全的。在建筑物中任何部位，最好同時有兩個或兩個以上的疏散方向可供疏散。避免把疏散走道布置成袋形，因為袋形走道的致命弱點是只有一個疏散方向，火災(zāi)時一旦出口被煙火堵住，其走道內(nèi)的人員就很難安全脫險。在條件許可時，疏散樓梯間及其前室，應(yīng)盡量靠近外墻設(shè)置。因為這樣布置，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核心部位時，應(yīng)設(shè)有機(jī)械正壓送風(fēng)設(shè)施，以利安全疏散。

3.4 合理布置疏散樓梯

這是疏散道上的第二安全區(qū)域。為保證在發(fā)生火災(zāi)時人們能夠迅速安全疏散，對于旅館、辦公建筑、教學(xué)建筑、科研建筑、醫(yī)院、商業(yè)建筑、電力調(diào)度建筑、廣播電視建筑、通廊式住宅等或其每個防火分區(qū)，應(yīng)設(shè)有兩個不同疏散方向的疏散樓梯。從安全疏散角度看，上述布置方式有以下作用：

1）由于是兩個不同疏散方向的安全出口，就可以避免將兩個疏散出口（主要是樓梯） 布置在建筑物同一層平面相距很近的一側(cè)，在發(fā)生火災(zāi)時就可避免人群擁擠而出現(xiàn)混亂的情況，也可避免兩個出口全被煙火封住，失去兩個出口的作用，造成不應(yīng)有的損失。

2）可為人們迅速安全疏散創(chuàng)造有利條件。由許多火災(zāi)實例和實驗得知，人們常常會按平時的行動習(xí)慣進(jìn)行緊急情況下的行動。例如，在火災(zāi)情況下，首先向熟悉的疏散路線沖去，但由于爭相逃命，驚慌異常，有可能奔向窄狹地點，以致不能很快脫險。再次失去理智控制的人，往往會追隨別人盲目行動。若有了不同疏散方向的安全出口，就能較好地與平時疏散活動結(jié)合起來，火災(zāi)緊急疏散時就可避免上述情況的出現(xiàn)。

3.5 合理設(shè)置疏散門

建筑物底層公共疏散門與各種高層建筑有的安全出口與樓梯的數(shù)量與寬度相同。這對整個建筑物人員安全疏散是十分有利的，在設(shè)計中如遇到上層工作人數(shù)和底層工作人數(shù)基本相同的情況，可以仿效。不過，在許多情況下，高層公共建筑物的底層或其上一、二、三層為公共活動用房，人數(shù)集中，在這種情況下，必須分別設(shè)置，其外門的總寬度要比樓梯總寬度寬些，出口數(shù)量多些。房間的疏散門安全出口的疏散能力，除了與總寬度有關(guān)外，還與一個房間的安全出口數(shù)有關(guān)，如果人員較多的房間，只布置一兩個寬大的出口，平時通行不便，火災(zāi)時應(yīng)急困難，容易造成人員傷亡。因此，凡人員較集中的房間，既要考慮平時疏散的方便，又要滿足緊急情況下的需要。應(yīng)在安全出口的數(shù)量、分布、距離方面綜合考慮確定。

4 結(jié) 語

本文初步探討了有關(guān)高層建筑安全疏散設(shè)計的問題，實際上，高層建筑消防安全涉及許多方面。高層建筑的防火設(shè)計是一個持續(xù)性的課題，隨著近年來超大型公共建筑的出現(xiàn)，其功能的復(fù)雜化和不斷出現(xiàn)的新的問題，有待建筑設(shè)計人員和消防專業(yè)人士做進(jìn)一步的探討和研究。